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内燃机车简介及发展历史
内燃机车是以内燃机为动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的类型，可分为内燃机车和燃气轮机车。燃气轮机机车由于效率低、耐高温材料成本高、噪声大，发展滞后于内燃机车。在中国，内燃机车的概念习惯上是指柴油机。
发展
20世纪初，国外开始探索内燃机车的试制。1924年，苏联制造了电力内燃机车，交付铁路使用方便。同年，德国用柴油机和空气压缩机匹配，用柴油机的余热加热压缩空气代替蒸汽，将蒸汽机车改装成空气驱动的内燃机车。1925年，美国投入220 kW电力内燃机车运行，从事调车作业。20世纪30年代，内燃机车进入试验阶段，DC电力驱动的液力变矩器得到广泛应用，液力耦合器、液力变矩器等热传动装置的部件在内燃机车上使用，但内燃机车仍以调车机车为主。20世纪30年代后期，出现了一些功率为900～1000 kW、多节连接的干线客运内燃机车。
第二次世界大战后，由于柴油机性能和制造技术的迅速提高，大部分内燃机车都安装了废气涡轮增压系统，功率比战前提高了50%左右。装有DC电传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展速度加快，到20世纪50年代，内燃机车的数量急剧增加。20世纪60年代，大功率硅整流器研制成功并应用于机车制造，出现了2 940 kw交流DC电力传动内燃机车。70年代，单柴油机内燃机车功率已达4410 kW。随着电子技术的发展，联邦德国于1998年试制了1 840 kW交流-DC-交流电力机车，从而为内燃机车和电力机车的技术发展提供了一条新的途径。内燃机车的后续发展表明，在提高机车的可靠性、耐久性和经济性，以及防止污染和降低噪声方面都取得了新的进展。
我国从1958开始制造内燃机车，东风等三型机车最早投入批量生产。1969之后，东风4等15新车型批量生产。与第一代内燃机车相比，柴油机的功率、结构、热效率和传动效率都有显著提高。并且分别增加了阻力系统或液压制动和液压换向、机车系统保护、故障诊断与显示、微机控制等功能。采用承载式车体、静液压驱动等一系列新技术；在可靠性和使用寿命方面，机车的性能有了很大的提高。东风11型客运机车速度达到了160 km/h，中国在生产内燃机车的同时，还从罗马尼亚、法国、美国、德国等国进口了不同数量的内燃机车。随着铁路高速重载化进程的加快，人们正在进一步研究、设计和开发与之相适应的内燃机车。
分类
按用途可分为客运、货运、调车内燃机车。连接和运行部分分为框架式和转向框架式柴油车。按传动方式分为机械传动、液力传动和电传动内燃机车。现代机车大多采用电力和液压传动。电力传动可分为DC电力传动和交流-DC电力传动以及交流-DC-交流电力传动内燃机车。
基本结构
内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体运行部分(包括构架、车体、转向架等)组成。)、制动装置和控制设备。
柴油机
内燃机车的动力装置也叫压燃式内燃机。主要结构特征包括缸数、气缸排列、气缸直径、活塞行程、增压与否等。现代机车使用的柴油机都装有废气涡轮增压器，这样柴油机的废气就可以用来驱动涡轮压缩机，增压后的空气经过中冷器冷却后送入柴油机的进气管，从而大大提高了柴油机的功率和热效率。柴油机有两种工作方式:四冲程和二冲程。同转速的四冲程发动机热效率一般比二冲程高，所以多采用四冲程。按转速可分为高速机(约1 500 r/min)、中速机(1 000 r/min)和低速机(低于中速机转速)。为了满足各种功率的需要，生产出了相同缸径、不同活塞缸数的产品。6缸、8缸直列或8缸V型用于小功率，12、16、18和20缸V型用于大功率，其中12和16缸最常用。
传动装置
为了使柴油机传递给动轴的功率满足机车牵引的要求，在两者之间设置了中间装置。柴油机的转矩-转速特性与机车的牵引-转速特性完全不同，所以柴油机不能直接驱动机车车轮:柴油机有一个最低转速，低于这个转速就不能工作，所以不能启动机车；柴油机的功率基本上与转速成正比，只有在最高转速时才能达到最大功率，但机车的运行速度经常变化，使得柴油机的功率没有得到充分利用。柴油机不能倒，机车也不能倒。因此，内燃机车必须配备传动装置，以满足机车牵引的要求。常用的传动方式有机械传动、液压传动和电气传动。①机械传动装置由离合器、齿轮箱和轴减速器组成。由于功率有限，铁路内燃机车不再使用。②液压传动装置主要由液压传动箱、车轴齿轮箱和万向轴组成。液力变矩器(又称液力变矩器)是液力机车最重要的传动部件，由泵轮、涡轮和导轮组成。泵轮与柴油机曲轴连接，泵轮叶片带动工作液获得能量，能量在涡轮叶片流道中流动传递给涡轮叶片，涡轮轴输出机械能做功，柴油机动力通过万向轴和车轴齿轮箱传递给机车动轮；工作液体从涡轮叶片流出后，由导轮叶片引导，再次返回泵轮。液力传动机车(图2)操作简单可靠，特别适用于多风多雨地区。③有三种类型的电力驱动:(a) DC电力驱动。牵引发电机和电动机都是DC电动机。发动机驱动DC牵引发电机，DC电力直接供应给DC牵引电机，以驱动机车车轮。(b)交流DC电力驱动。发动机驱动三相交流同步发电机，产生的三相交流电通过大功率半导体整流器转换成DC电能，供给DC牵引电机驱动机车车轮。(c)可变DC交流电力驱动。发动机驱动三相同步交流牵引发电机，产生的DC通过整流器到达DC中间回路。通过逆变器调节中间回路恒定DC电压的幅值和频率，然后将DC电压转换成三相变频调压交流电压，供给三相异步牵引电机驱动机车车轮。电力驱动机车是最广泛使用的。
车体行走装置
包括车架、车体、转向架等基本部件。(1)车架是机车的骨干，是安装动力机、车体和弹簧装置的基础。车架为矩形钢结构，由中梁、侧梁、枕梁、横梁等主要部件组成。其上安装柴油机、传动装置、辅助装置和车体(包括驾驶室)，下部由两个转向架支撑，与车架连接。车钩和缓冲器安装在车架中梁前后两端的中下部。车架承受最大的载荷，传递牵引力使列车行驶。因此，车架必须有足够的强度和刚度。(2)车体是车架上部的外壳，起到保护机车上的人员和机械设备免受风沙雨雪和防寒的作用。按其载重分为整体承载式和非整体承载式车体；按其形状可分为罩式和棚式车体。③转向架是机车的运行装置，也称为小车。它由车架、旁承、轴箱、轮对、轴齿轮箱(包括电传动中的牵引电机)、弹簧、减震器、平衡梁、与车架的连接装置、基本制动装置等主要部件组成。它的作用是承受车架及其装置的重量，传递牵引力，帮助机车均衡运行，顺利通过曲线。内燃机车一般是两轴或三轴转向架。
辅助设备
用于保证柴油机、传动装置、行走装置、制动装置以及控制和调节设备正常运转的装置。主要设备包括:燃油系统——保证柴油机燃油供应的设备和管路系统；冷却系统——保证柴油机和液压传动装置正常工作的冷却设备和管路系统；油路系统——柴油机正常润滑的设备和管路系统；空气过滤器——过滤空气中灰尘和其他赃物的装置；压缩空气系统-向列车的空气制动器、砂箱、汽笛和其他设备供应压缩空气的系统；辅助电气设备-电池组、DC辅助发电机、柴油机起动电机等。
制动设备
内燃机车装有一套空气制动器和手制动器。此外，大部分电力机车配有电阻制动选项，液压机车配有液压制动装置。
控制设备
控制机车速度、方向和停止的装置。主要有机车速度控制器、换向控制器、自动控制阀和辅助制动阀。控制台上的监视仪表和报警信号装置包括空气、水、油等压力表，主要部件的温度计，电流表和电压表，以及主要部件超温、超压或压力不足的声音和显示报警信号。为了保证安全和操作方便，内燃机车还装有机车信号和自动停车装置。
操作原理
燃料在气缸内燃烧，产生的高温高压气体在气缸内膨胀，推动活塞往复运动，连杆带动曲轴旋转对外做功，燃料的热能转化为机械功。柴油发动机产生的动力传递到传动装置。通过柴油机和传动装置的控制和调节，将适合机车运行工况的输出速度和扭矩送到各车轴齿轮箱驱动动轮，动轮产生的车轮周围的牵引力传递到车架上，车架端部的车钩变为挂钩的牵引力来牵引或推动车辆。
据介绍，6月1992日至6月1日，北京铁路分局结束了使用蒸汽机车拉客车的历史，改用内部。
燃烧机车来提高火车的速度和正点率。在使用蒸汽机车的过程中，发现这种机车的原因之一
生活的软肋是它的锅炉又大又重，严重影响了它的发展前景。在锅炉中，用煤将水加热成蒸汽，然后引入蒸汽。
从而推动机车前进。有人设想，如果把这个笨重的锅炉拆下来，燃料直接在缸里燃烧，就用上了。
蒸汽机车的主要缺点可以通过产生气体驱动车轮旋转来克服。于是，一些科学家开始进行研究。
测试。1866年，德国人奥托首先制造了一种新型的燃气发动机。这种发动机和蒸汽机都在汽缸里
在外面的锅炉里燃烧燃料是不同的。它点燃气缸中的气体，然后利用气体的压力推动活塞，从而使曲轴
旋转。因此，它被赋予了一个形象的名字，叫做“内燃机”。内燃机的出现带来了火车的进一步发展。
生命力。后来在1894年，德国制造出了世界上第一台内燃机车。这种没有大锅炉的新型机车，
煤和煤气都不燃烧，但柴油被用作燃料。它使用的柴油机是德国人鲁道夫·迪塞尔发明的。从这个时候开始
内燃机车已经成为火车家族中的重要成员，得到了广泛的应用。虽然内燃机车诞生较晚，
但后来居上，能力高于火车家族中的老大哥蒸汽机车，引起了人们的关注。它的突出优点是:
1.很快。内燃机车启动快，加速快。通常，蒸汽机车的最高速度是110公里，而内燃机车
最高时速可达180公里，提高铁路运力25%以上。2.马力大。蒸汽机车的功率一般是
3000马力左右，而内燃机车可以达到4000 ~ 5000马力，所以运载能力更多。3.更好地利用燃料
热能。蒸汽机车的热效率一般只有7%左右，而内燃机车可以达到28%左右，高出4倍，这样就省了不少钱。
燃料量。4.适合缺水地区。蒸汽机车是水王，一列火车平均行驶10公里。
你得消耗3-4吨水。火车经过干旱缺水地区需要自带水。据统计，在缺水地区跑火车。
如果有10节车厢，其中三节用来装水。内燃机车冷却用的水，循环只需要几百公斤。
使用该环，内燃机车可在水中一次连续行驶1000公里，因此被誉为“铁骆驼”。5.司机驾驶
驾驶操作方便。内燃机司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，驾驶室明亮宽敞，司机操作时一目了然。
开阔的场地既方便又安全。可能有人会认为，内燃机车和汽车都是内燃机，其结构原理。
应该是一样的。事实上，它们并不完全相同。汽车利用内燃机产生的动力直接驱动车轮转动，而内燃机
机车首先通过内燃机带动发电机产生电能，然后利用电能使电机转动，从而带动机车前进。所以，通过
内燃机车通常被称为“电传动内燃机车”。内燃机车诞生后，以其明显的优势迅速压倒了蒸汽。
汽车机车。尤其是第二次世界大战结束后，由于内燃机车使用的燃料——石油价格低廉，可以大量供应，
从而有效地推动了内燃机车的发展。一些国家，如美国、日本、法国、加拿大等，已经制造了内燃机。
车，并在10年左右实现了铁路机车的内燃化，使内燃机车得到了广泛的应用。我国
1958年研制出第一台内燃机车。到1969，已制造出“东风”等4000马力大功率内燃机车。
、“东方红”和“北京”内燃机车。目前，中国许多铁路线上都有各种类型的内燃机车。
随着长长的列车疾驰，一些主要干线上的直达客车基本实现了内燃机车牵引。内燃机车除外
除了常用的电传动内燃机车外，还有柴油液力和燃气轮机机车，适用于寒冷缺水地区。
柴油液压利用内燃机产生的动力，通过液压变速箱、万向轴、车轴变速箱等设备使车轮转向。
移动，使车辆向前行驶。在早期的柴油液压中，类似蒸汽机车的连杆用于驱动。气轮
机车是现代内燃机车的一种。这种机车的内燃机与喷气式飞机的原理相同。比一般的内燃机车马好
力大、振动小、结构简单、驱动安全可靠、制造容易。世界上第一台燃气轮机机车是1941年在瑞士。
制成的。由于特别适合寒冷缺水地区，近年来发展迅速。法国已经研制出第二代并投入使用。
以及第三代燃气轮机机车，其中第二代燃气轮机机车最高时速260公里。目前，燃气轮机机车已经成为
作为引人注目的现代机车之一