铁路牵引动力

铁路上牵引车列的动力设备

铁路牵引动力（ railway traction power）铁路上用来牵引车列的动力设备，有机车和动车两种。

定义

机车通常又称为火车头。由于铁路车辆一般没有动力装置，必须连挂起来编成车列，由机车牵引在钢轨上运行。此外，在车站上，货物列车的编组、解体，车辆的取送等调车工作，也要靠机车来完成。动车一般只担当客运列车的牵引任务。

发展概况

用机械动力取代马力，是现代铁路出现的标志。1803年，英国工程师理查德·特里维塞克制造了一台蒸汽机车，能牵引25 t重量，每小时行驶8 km，于1804年在威尔士矿车轨道上运行。1825年，在英国的斯托克顿和达林顿两个城市间出现了世界上第一条供公众使用的铁路。在这条铁路上运行的1号机车，是由被称为“蒸汽机车之父”的英国工程师乔治·斯蒂芬森设计制造的，但它仅用来为货运服务，客车任务则用马拉四轮大车工来完成。1829年10月，在利物浦到曼彻斯特的铁路上举行了一次决定最好动力类型的竞赛，结果乔治·斯蒂芬森的“火箭”号机车获得了胜利，使铁路的客货运输任务都由蒸汽机车来承担。此后，铁路在世界各国得到迅速发展，蒸汽机车也随之不断改进和提高，在相当长的时期内，成为铁路的主要牵引动力，延续了将近两个世纪。

1879年5 月，在柏林举办的世界博览会，展出了由德国西门子和哈尔斯克公司制造的世界上第一台电力机车。这台机车只有954 kg重，装有2.2kw的直流电动机，由150 V的外部直流电源经中间的第三轨供电，以两条走行轨作为回路，能牵引三节敞开式“客车”、每节车上可坐6名乘客，每小时走行7 km。

1892年，德国又制造了世界上第一台用油作燃料的机车，它的功物只有8马力,远没有达实用的水平。到1923年才试制成功了柴油机车，经过试用改进，于1925年正式使用。随着柴油机功率的加大，逐步制成了多种干线柴油机车，20世纪50年代得到迅速推广（在此期间，于1941年还制成了一种燃气机车，1943年首次在铁路运用，但由于耗油量太大，运行时又发生很大噪声而没有得到推广）。

机车类型

铁路上使用的机车种类很多。按照用途的不同分，有速度较高的客运机车，牵引力较大的货运机车和机动灵活的调车机车；按照原动力不同分, 则有蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种；若是按照走行部形式分，则有车架式机车和转向架式机车两类。车架式机车主要是指蒸汽机车，因为蒸汽机的3~5对动轮对都是固定安装在一个刚性车架上的。由于固定轴距较大，运行在曲线上将产生较大的矢距，使轮轨间摩擦加剧。为使机车前进或后退时能顺利通过曲线，在动轮的前后都装有能自由转身的小轮对。因此，蒸汽机车的走行部共有三种轮对：装在机车中部与摇、连杆相连接，能产生牵引力的轮对叫动轮对；机车前转向架的小轮对称为导轮对；后转向架的小轮对称为从轮对, 通常用导轮轴—动轮轴一从轮轴的数目来表示蒸汽机车的类型，如前进型机车可用轴列式1-5-1表示；建设型机车可用轴列式1- 4 – 1表示；人民型机车可用轴列式2-3- 1 表示等。电力机车和内燃机车的走行部采用的是转向架架形式，转向架与车体之间可作相对转、这就缩小了固定轴距，便于通过曲线。每台转向架相对转动，这就缩小了固定轴距，便于通过曲线。每台转向架上装装有2~3组轮对，每台机车可用2～3台转向架。这种机车也可用轴列式来表示，如北京型液力传动内燃机车可用轴列式2-2表示，说明该机车有两台二轴转向架。电力传动内燃机车时可用轴列式C0 ~ C0（或30 ~ 30）来表示。式中“C”或“3”表示每台转向架有三根根车轴，脚标“0”表示每根车轴上都单独装有驱动电机，“—”表示两个转向架间互不相连。同理，装有两台二轴转向架有三根车轴，脚标“0”表示每根车轴上都单独装有驱动电机，“—”表示两个转向架间互不相连。同理，装有两台二轴转向架的电力机车可用轴列式B0 —B0 表示；装有三台二轴转向架的电力机车则可用轴列式B0 —B0—B0来表示。

性能比较蒸汽机车的构造比较简单，制造成本低，操作和维修技术容易掌握，曾在铁路发展史上起过重要作用。它主要以煤作为燃料，热效率很低，煤水消耗量很大，不仅需要在沿线设置大量加煤上水设施，也会对环境造成极大污染，而且不易提高机车的功率和速度，影响发展。因此，美国于1960年，英国于1968年，英国于1968年，法国于1972年，日本于1975年，德国和前苏联于1977年相继停用，中国也于1988年停止生产，逐渐被内燃机车和电力机车所取代。

内燃机车一般以柴油为燃料，热效率高，机动灵活，上足一次油后能运行转长距离。但构造复杂，制造、维修和运营费用都较高，制造大功率的车用柴油机也受到限制。

电力机车本身不带能源，其构造相对比内燃机车要简单些，所用电能可由多种能源（火力、水力、风力、核能、地热、太阳能等）转换而来，而且电气设备工作稳准、安全可靠。它功率大，效率高，速度快，过载能力强，不污染空气，特别适用于坡度大、隧道多的山区铁路和运量大的干线铁路。

从世界各国铁路牵引动力的发展趋势看，电力机车是被公认为最有发展前途的一种机车。在城际旅客运输中，则大力发展动车组的运输方式。

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