铁路机车车辆论文

我国电力机车及动车组介绍

陈述明（车辆工程13级3班）

学号：[1**********]340

摘要：电力机车是指由电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化

铁路供电系统的接触网或第三轨供给运行中的电力机车，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。 动车组 是有动车的车辆组：个别的为纯动车组，普通类型的是动车和拖车

的组合。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。动车组还可分为动力集中式和动力分散式。动车组技术源于地铁，可两头开。

关键词：电力机车工作原理，主要特点 ，技术参数 动车组的主要参数

（电力机车）

一． 电力机车的工作原理及主要特点

1. 电力机车的工作过程

牵引变电所输出的高压交流电送到接触网以后，由机车受电弓和接触线接触引入机车，机车电流经过主断路器、高压电流互感器，到机车变压器高压绕组，再经过低压电流互感器、车体、接地电刷、车轴、车轮到轨道，然后经轨道、大地等流回牵引变电所。其中，机车变压器将高压交流电变为低压 交流电，再经过整流器组整流后变为直流电，供给牵引电动机，牵引电动机得电旋转，其转轴输出的机械功率通过齿轮传动装置传递给轮对，轮对作用于轨道，轨道以大小相等、方向相反的力作用于轮对，从而形成牵引力，牵引列车运行。

2. 电力机车的主要特点

(1)可广泛利用多种一次能源

如可以由热力、水力、天然气甚至于地热、原子能、太阳能等转换而来，只要有相应的发电站，便可以利用相应的能量。

(2)功率大

由于在电力机车上没有产生能量的装置，也没有燃料储备，因而在同样的机车重量下，其功率要比自给式机车大。机车按单位重量所具有的功率称为机车的比功率，这是衡量机车

技术水平的一个标志。目前电力机车的比功率一般达到40-60kW/t。

(3)速度高

由于电力机车功率大，因而可以获得较高的速度。目前，一般客运电力机车运行速度已达160-200km/h，货运电力机车也达到120-140km/h。随着新型机车的不断出现，电力牵引的高速动车运行速度已达到300-400km/h。

(4)效率高

电力机车本身的效率为80%-85%o但考虑到整个电力牵引系统，其平均效率则不是固定的，它与供电系统的电能来源有关，在由水力发电站供电的情况下，电力牵引的效率可达到60%-70%。

(5)过载能力强

机车在起动、牵引重载列车和通过困难区段时，具有一定的过载能力是十分重要的。对于非自给的电力机车，其能量是来自较强大的供电系统，因此机车的过载能力仅受牵引电机的限制，而牵引电机的过载能力是较高的。

(6)运输成本低

电力机车检修工作量小，维修周期长，每两次大修之间运行公里数为蒸汽机车和内燃机车的2倍。由于电力机车运输能力的增加，足以补偿电气化初期投资，所以铁道电气化长远经济效益好。

(7)司机劳动条件好，无烟气排放污染

电力机车不冒烟，不排废气，通过长大隧道时，乘务人员和旅客可免受烟气之苫，从而也为广大旅客创造清洁的旅行条件。此外，电力机车可以将接触网电能转供列车使用而不影响牵引功率，不用装设车下柴油发电机组，也不用发电车，提高列车的舒适度和经济性。

(8)不受外界条件限制在山区和高寒地区电力机车功率发挥更好。

二． 电力机车的技术参数

以SS9型电力机车为例

SS9型电力机车

编组型式：8辆编组，可两编组连挂运行

动力配置：（3M+1T）+（2M+2T）

车种：一等车、二等车、酒吧坐车合造车

定员（人）：602+2（残疾人）

客室布置：一等车2+2、二等车2+3

最高运营速度（km/h）：250（具备提速到300km/h的条件）

最高试验速度（km/h）：250

适应轨距（mm ）：1435

适应站台高度（mm ）：500~1200

传动方式：交直交

牵引功率（kW ）：5500

编组重量及长度：211.5m ，451t

车体型式：大型中空型材铝合金车体

气密性：车内压力从4kPa 降到1kPa 时间大于40s

头车车辆长度（mm ）：27600

中间车辆长度（mm ）：25000

车辆宽度（mm ）：3200

车辆高度（mm ）：4270

空调系统：车顶单元式空调系统

转向架类型：二系空气弹簧摇枕转向架

转向架一系悬挂：双组钢弹簧双转臂定位+液压减振器

转向架二系悬挂：空气弹簧+橡胶堆

转向架轴重（t ）：≤17（动）/16（动）

转向架轮径（mm ）：890/810

转向架固定轴距（mm ）：2700

受流电压：AC25kV ，50Hz

牵引变流器：IGBT 水冷VVVF

牵引电动机：550kW

启动加速度（m/s2）：0.5

制动方式：直通式电空制动，备用自动空气制动

紧急制动距离（m ）（制动初速度200km/h）：≤2000

辅助供电制式：三相AC380V 50Hz DC24V

(动车组)

一． 动车组的主要特点

传统的列车是由有动力的机车和没有动力的客车组成的车列，在到达车站和从车站出发时，要反复进行列车和机车的编挂。而动车组概括地讲，是自带动力、固定编组、能够两端都可以驾驶的配备现代化服务设施的旅客列车的单元。

我们通常看到的电力机车和内燃机车，其动力装置都集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。 单纯就原理来讲，动车组不比传统列车更有优势，反而增加了编组和维护上的麻烦。但在实际应用中，具体车型与具体应用环境的恰当结合能让动车组拥有传统列车不具备的巨大优势——当然，也有配置与现实脱节的失误。具体到中国，动车组一般具有加速能力强、爬坡能力强、换向方便等优点。

1. 加速能力强

这个优点来源于较大的动拖比。做同重量折算，在功率充足和功率输出控制合理的情况下，动拖比越大，列车可发挥的牵引力越大。

在中国，常规的传统客运列车一般是一台机车牵引大编组客车，机车88吨或132吨，客车编组880吨~1100吨，动力集中，动拖比非常小，导致列车可发挥牵引力很小；而动车组多为动力分散，即使偶有动力集中型号，其动拖比仍然大于传统的大编组客运列车。这同

时导致两个特征：动车组加速能力更强。

加速能力强，列车出站或通过限速缓行区段后能在短时间内恢复到正常运营速度，这个优点能带来一系列好处。

对于乘客，这意味着最高限速相同的动车组在同样长的运行时间里能停靠更多车站，方便出行，或者在线路良莠不齐时旅行时间比传统大编组客车更短。

对于调度部门，这意味着列车起动、加速附加时间少，更容易调度，更容易提高铁路的运用效率。

对于生产厂家，这意味着不必为了保证列车平均速度而拼命挤提高列车最高允许速度的独木桥——这同时节省了造车成本和修路成本。

2. 爬坡能力强

这个特征在上以特征中已附带提及，同样来源于大的动拖比。强动力分散列车在功率充足的情况下能在2%的连续坡道上仍然能保持准高速甚至高速运行的能力，而弱动力分散系只能小碎步上去，动力集中系甚至连起步都很困难，启动了也只能慢慢往前蹭。

中国入围的高速列车都是强动力分散动车组，强悍的爬坡能力和坡道保速能力为高速铁路的选线提供了极大便利，能有效降低线路修建与维护成本。中国传统列车和自主研发的动车组均因动拖比或功率不足而不具备在连续大坡度线路上以高速或准高速通过的能力，所以这一块市场由仅靠技术和合资技术填补。

3. 换向便利

中国的传统列车，运营中的换向步骤是“进站停车-摘除前端机车-列尾重新挂上机车-再次开出”。而动车组，只要仍然保持在正常的成组运营状态，则列车两端必然由司机室，每个司机室都可以操控整列车上的动力与制动设备，换向时只需要司机前往列车另一端的司机室。这省掉了机车调车作业的步骤，从而节省了换向时间，也减少了车站线路被机车调车占用的时间，还降低了因摘车、挂车事故导致人身伤害的几率。

二． 动车组的主要参数

那么，我们就可以知道为什么动车比电动机车跑得快？主要原因就在于动力的分配上。我们通常看到的电力机车和内燃机车，只有车头有动力。如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。

而动车组就是几节自带动

力的车辆加几节不带动力的车辆编成的，现在普遍采用的是8节一组。动车组在工作过程中，有两种牵引动力的分布方式：一种叫动力分散，一种叫动力集中。所谓动力分散就是动力装置分布在列车不同客车上，可以实现较大的牵引力，并可实现灵活编组。即使动车组中某一节动车的牵引动力发生了故障，对全列车的牵引指标影响也不是很大。 所谓动力集中就是动力装置集中安装在2节至3节车上，检查维修比较方便，并且机车电气设备的总重量小于动力分散动车组。电力（内燃）机车和动车组的动力比较，用到平时的组织建设与发展之中也是很有启发意义的。单位的领导就是车头，单位中的每一个成员就是车厢，铁轨就是设定的发展方向。在单位的发展方向清晰的前提下，一个动力足、干劲足的领头人，就像那机车的车头一样，能够带着大家一起向前奔。但光靠领导自己带头是非常吃力的，也跑不快，如果单位中有一部分成员能够和领导步调一致，形成类似“动车组”的动力机制，则这个组织的发展步伐就会迈的更大。当然，最理想的状态时每一列车厢都自带动力，这样跑起来会更快。不过，动车组的设计并没有使每节车都安装动力装置，一方面跑的太快铁轨、系统控制等跟不上，二来也会造成设备资源的极大浪费。高速铁路的发展与建设要与当下的现实相匹配，要在当下的环境中寻找发展的突破点。这一点是否也能给我们很多启示呢？从一个单位的建设来看也是如此，单位中的每一个成员，都有自己的思想和行为准则，要让全体成员都步调一致，心无二想是不现实的。关键在于发挥单位中一批骨干成员的积极性，让他们来带动整个组织，推着、拖着，牵引着一起向同一个目标前进。在行驶的动车上，想到这样一个话题，也是很有意思的。

[1] 莫坚主编. 电力机车检修[M]. 中国铁道出版社, 2008. 12.

[2] 程怀汶. 电力机车机械部分[M]. 北京. 中国铁道出版社, 2003.

[3] 王冰. 电力机车总体[M]. 北京. 中国铁道出版社, 2007.

[4] 丁菊霞, 王凤臣, 张华主编, 电力机车机械部分[M]. 西南交通大学出版社, 2010.2. [5] 王学明主编. 机车转向架技术[M]. 西南交通大学出版社, 2009.5.

[6] 李凯, 再论使用轮轨润滑装置的广阔前景[J];机车电传动;1995年，第6期,