公铁两用牵引车顾名思义就是可以在公路上跑也可以在铁路上运行,厂家供应的3000吨内燃公铁两用牵引车采用液力机械传动方式,扭矩储备系数的、承载能力强,系统具有较强的对外载适应能力。
电力机车清洁环保,运行时不像蒸气机车或柴油机车那样产生废气。供电气化铁路使用的发电厂在采用化石燃料时,均会控制废气排放,除此之外也可使用低污染的风力或水力发电,还能提高热效率。在噪音方面,电力机车在运行时亦比柴油机车安静得多。因此,电力机车十适用于在城市轨道通线上运营。在性能上,电力机车不需像蒸汽机车或柴油机车那般自携很重的引擎以及燃料,能减轻自重,因此在加减速和高速方面均比蒸汽机车和柴油机车优胜,可进一步缩减行车时间,是高速列车、动车组等的选择。
主要缺点电力机车的缺点在于其本身没有动力源,电能来自外部的电缆或电轨,如遇自然灾害、等不可抗力状况引发断电就无法运行,导致运输瘫痪,甚至可能引起事故。2008年我国华南地区遭遇大面积强降雪,损坏了铁路沿途线上的供电设备,致使多个班次的电力火车停运,造成严重的旅客滞留。混合动力是一种折中方案,即在电力机车上额外配备有应急柴油发电机或增柴油发电机车厢,以应付突发的断电状况,但会增加运输成本。
电力机车的研制、生产和维修及其所需电气化铁路的建设、运营和维护,都要高昂的费用和的技术,导致整条铁路系统的施工难度和养护成本比非电气化铁路的高很多。若在经济贫困、人口稀疏、地势险峻、气候恶劣等环境下修建电气化铁路,将对或当地的财政压力和科技水平提出苛刻要求。电力机车依赖电气化铁路,大量的电网电轨设施会存在一定的安全隐患,如果有人肆意闯入铁道或爬上车顶就会诱发触电事故。
城市街区中电气化铁路的高压电网如果发生意外坍塌,也易引发触电后果。因此,电力机车不能取代内燃机车。电力机车由机械部,电气部和空气管路系统部组成。机械部包括走行部和车体。走行部是承受车辆自重和载重在钢轨上行走的部件,由2轴或3轴转向架以及安装在其上的弹簧悬装置、基础制动装置、轮对和轴箱、齿轮传动装置和牵引电动机悬装置组成。
按用途类,可为五类。客运机车:牵引客车车列的机车,需有较高的运行速度和起动加速度,并能作长距离运行,但牵引力不一定要很大。货运机车:牵引货车车列的机车,须有相当大的牵引力,能作长距离运行,但运行速度不必很高。客货通用机车(或通用机车):牵引重的(辆数多的)客车车列或较轻的速货车(装鲜活货、冷藏货等)车列,其性能介于客运机车和货运机车之间。
调车机车:在车站内或编组站(场)用于车列的解体和编组,如牵出、转线和车辆的取送等作业的机车。这种机车起动和停车频繁,正向和反向行驶频繁,应有足够的粘着重量、牵引力、起动加速度,必要的功率和良好的换向性能,运行速度可更低些。调车机车有站内调车机车和编组站调车机车两种。前者适用于车站进行客车车列或部货车车列的摘和牵出作业,也适用于工矿企业厂内运输,所需功率较小;后者适用于编组站(场)进行车列解体、编组和牵出作业,也可兼作短途运输。
工矿机车:担任采掘、冶金、石油、化工、森林等企业内部运输和工厂内部运输的机车。一般说功率比铁路干线用的机车小,速度要求也不高,但须有足够的牵引力。在某些工厂运输用的机车还须有防火、防爆等设施。为此,有几种设计的机车,如:压缩空气机车,以压缩空气贮气罐代替蒸汽机车锅炉,将压缩空气降压输至汽缸工作;无火蒸汽机车,又称蓄蒸汽机车,实际是无火箱的常规蒸汽机车,是将有一定压力和相应温度的饱和蒸汽和饱和水储于保温的锅炉内降压输至汽缸工作;蓄电池机车,自身携带蓄电池供电给牵引电动机来驱动车轮的电力机车。
按走行部形式类,可为两类。车架式机车:机车的动轴以固定位置装于刚性车架。蒸汽机车的动力通过摇杆、连杆驱动各动轮;不少小型柴油机车的动力是通过变速齿轮箱输出齿轮轴两端所装的曲拐销以连杆驱动动轮。这种走行部有结构简单、造价低廉等优点。9但固定轴距(装在刚性车架上的前轴和后轴按轴心计算的水平距离)长,通过曲线线路较困难,不宜于高速行驶,因此蒸汽机车的动轮前部装有导轮转向架,后部装有从轮转向架,但这种机车仍属车架式机车。
客运电力机车。用来牵引各种速度等级的客运列车,其特点是速度较高,所需牵引力较小。货运电力机车。用来牵引货物列车,其特点是载荷大,牵引力大,但速度较低。客货通用电力机车。尤其是近年来新型电力机车中,其恒功运行速度范围大,可适用牵引客运列车,也可适用牵引货运列车。按轮对驱动型式:个别驱动电力机车指每一轮对是由单的一台牵引电动机驱动的电力机车。
组合驱动电力机车指几个轮对用机械方式互相连接成组,共同由一台牵引电动机驱动的电力机车。现代电力机车大都采用个别驱动方式,而很少再采用组合驱动。按电流制类在铁道干线电力牵引中,电力机车主要按照供电电流制为直流制电力机车、流制电力机车和多流制电力机车。直流制电力机车:即直流电力机车,它是由直流电网供电,采用直流牵引电机驱动的电力机车。
流制电力机车:可为单相低频(25Hz或162/3Hz)电力机车和单相工频(50Hz)电力机车。直传动电力机车:是由接触网引人单相工频流电经机车内的变流装置供给直(脉)流牵引电动机来驱动的机车。流传动电力机车:是由接触网引人单相工频流电经机车内的变流装置供给流(同步或异步)牵引电动机来驱动的机车。
多流制电力机车:这种机车可以同时适用直流制、流制在不同的频率、不同电压下工作。这是由于有些或相邻联运时存在着不同电力牵引供电网形成的,以西欧居多。车主电路SS3B是直流电传动的单相工频流电力机车,机车主电路与韶山3型4000系电力机车基本相同。接触网导线上的25千伏单相工频流电电流,经过受电弓进入机车后,再经过主断路器再进入主变压器,流电从主变压器的牵引绕组经过晶闸管整流后,向台两组并联的牵引电动机集中供应直流电,使牵引电动机产生转矩,将电能转变成机械能,经过齿轮的传递驱动轮对。
向架机车走行部为两全相同的轴不等轴距转向架,与韶山3型4000系机车相同。一系悬采用轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位拉杆悬结构,二系悬采用橡胶堆全旁承承载;牵引力和制动力通过平行拉杆牵引装置传递,牵引点高度距轨面460毫米。每台转向架装用台带有补偿绕组、四、高电压的ZQ800-1型串励脉流牵引电动机,小时功率为800千瓦,持续功率720千瓦,额定电压为1550伏。
牵引电机采取抱轴式悬、双侧刚性斜齿传动方式。基础制动采用单元制动器。制系统韶山3B型电力机车控制电路采用了逻辑控制单元(LCU)和微机柜和网络控制技术,取代了韶山3型电力机车的模拟控制系统。机车增加了采用基于列车通信网络(TCN)国际标准的网络控制系统,机车控制采用布式微机控制系统,由列车总线和车辆总线两级网络构成,将控制单元(CCU)、牵引控制单元(TCU)、彩色液晶显示屏(IDU)、机车综合检测装置(TAX、逻辑控制单元和制动逻辑控制装置(DKL)通过车辆总线(MVB)连成一体,并通过列车总线(WTB)将两节机车的信息换连接起来。
牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同,但有的工作条件:空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制;在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动;大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用,雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电动机在设计和结构上也有许多要求,如要充利用机体内部空间使结构紧凑,要采用较的绝缘材料和导磁材料,零部件需有较高的机械强度和刚度,整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力,要采取的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。
牵引电动机有两种悬方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬方式,称为抱轴式悬或半悬。201采用这种悬方式时,动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬(或称全悬)。采用这种悬方式时牵引电动机固定悬在转向架构架上,在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件,以减小冲击振动的影响。
架承式悬适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时,加在牵引电动机上的电压为脉动电压,因此这种牵引电动机称为脉流牵引电动机。大功率脉流牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外,电动机内部还有一些附加损耗,从而引起电动机温升,因此,脉流牵引电动机在设计和结构上还要采取一定的措施,以解决“换向”和温升两个突出的问题。
牵引发电机于电力传动内燃机车,以供给牵引电动机电力的发电机,又称主发电机。牵引发电机有直流和流两种。直流牵引发电机直接向直流牵引电动机供电。流牵引发电机发出的相流电经硅整流器整流后再向直流牵引电动机供电。流整流电路是相的,整流电压虽然有脉动,但脉动量比较小,因此牵引电动机还被认为是一般的直流电动机。
电机电力机车上的电机可用直流电动机,也可用相流异步电动机。用直流电动机作为电机时,须由的硅整流器供电。用相流异步电动机时,须由静止变相、变频装置或的旋转电机供给相电源。这种的旋转电机称为劈相机,可以把单相流电变为相流电。发展趋向为了解决直流和脉流牵引电动机的“转向”问题,有些已在使用晶闸管无换向器式牵引电动机和相流异步变频牵引电动机,并在试验以直线异步电动机为动力的磁悬浮高速车辆。
机车或列车在轨道上运行,必须能随时减速或停止运行,所以在机车和铁路车辆上都装有制动装置(见列车制动装置),由司机操纵。此外,还可以利用机车动力装置、传动装置或牵引电动机的逆动作所产生的阻滞作用制动装置工作(见机车动力制动)。
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