第
章 机车总体
在世纪年代，我国继世界主要发达国家之后开始进行铁路牵引动力的改革，逐步向牵引动力现代化过渡，估计至
即是以内燃机车或电力机车取代蒸汽机车，但究竟应以内燃牵引为主，还是以电力牵引为主，
则需要考虑到具体国情和技术条件。内燃牵引具有机动、灵活、一次性投资少、见效快的优点，在世界范围内发展迅速，但内燃机车自身要装备柴油机来提供牵引动力，因而机车功率受柴油机的限制，而电力机车的功率只受牵引电机的限制。同样重量的机车，内燃机车的功率不如电力机车大。因此，在牵引高速、准高速旅客列车和重载货物列车时，内燃机车就不及电力机车了。当然，内燃机车双机或多机牵引也可达到电力机车的水平，但往往是不经济的。
内燃机车的机动灵活性特别适用于调车机车，这是电力机车望尘莫及的，而调车机车在机车总数中占有不小的比重。
，其余为内燃及蒸汽牵引。内燃机车的总台数约为电力机车的在我国，内燃机车的发展比电力机车快得多。到目前为止，铁路电气化里程约为全部运营里程的倍。年发布的《铁路主要技术政策》（铁科技【铁道部号）规定：“积极进行牵引动力改革。大力发展电力牵引，合理发展内燃牵引，提高电力牵引承担换算周转量的比重。管好用好蒸汽机车。”
应采用电力牵引，其当前及今后相当长的一段时期内，我国铁路运输的主要问题是运输能力不足。从各方面着手，提高铁路运能是今后长期的重要任务。要大力发展电力牵引是因为电力牵引有其特有的优点：机车功率大，有利于提高铁路运能，而且更适合牵引高速和特快旅客列车。因此，在主要繁忙干线、高速铁路、运煤专线及长大坡道、长隧道等线路上，他线路宜采用内燃牵引。
我国蒸汽牵引正在逐年减少，内燃机车的发展仍会是很快的，内燃机车与电力机车台数的比例，将在较长的一段时间内保持现状。
国内外内燃机车的发展
我国内燃机车发展概况
我国内燃机车制造工业始于
年，先后曾有三种机型投入批量生产，这就是大连机型调车机车及四方机车车辆工厂车车辆工厂的
型货运机车，戚墅堰机车车辆工厂的概述我国铁路牵引动力的概况
世纪初将完成这一改革过程。铁路牵引现代化，
简言之，的型客运机车。这三种机型的运用有力地促进了我国铁路牵引动力的技术改造。为进
各工厂相继批量生产的新机型有：大连机车车辆工厂的
型、型、近代内燃机车的技术特点
单节机车功率大
多拉、快跑是提高铁路运能的重要手段，为此必须提高牵引动力的功率。实践证明，以大功率单节牵引代替多节连挂牵引，在制造、维修以及运营上都是比较经济的。自
世纪年代以来，德国、法国、美国、前苏联等国都制造了单机功率为
一步适应国民经济发展的需要，各内燃机车制造厂继续进行新机型的设计与制造。年后
型、型、型、型；二七机车车辆工厂的型、型；四方机车车辆工厂的
型、型及戚墅堰机车车辆工厂的型、型、型、
型，资阳内燃机车工厂的型等。这些机车与我国第一代内燃机车相比较，在功率上、结构上、柴油机热效率和传动装置的效率上，都有显著提高，而且还分别增设了电阻制动或液力制动和液力换向、轮对防空转、防滑行控制，以及机车各系统保护和故障诊断显示、微机控制等功能，并采用了承载式车体、静液压驱动等一系列新技术。在机车特别是柴油机的可靠性和使用寿命方面，通过自己研制与国外合作相结合，有了很大提高。因此，就机车来说，基本上能满足当前客、货运的需要。
为了解决运量与运能的矛盾，列车还要继续向高速化和重载化方向发展，机车要适应新形势的要求。现在我国主要干线已开行了
内燃机车。在高速客运方面，已在广深线开行了
进行了摆式列车的研究和试验；“十五”期间要研制高速铁路试验线的需要，还要做很多设计、研究、试验等工作。
种内燃机车和内燃动车组。
我国在生产内燃机车的同时，还曾从匈牙利、德国、法国、美国、罗马尼亚等国先后进口了不同数量的国内几种主要内燃机车的主要参数见表
国外内燃机车概况
国外一些工业发达的国家均以电力机车和内燃机车取代了蒸汽机车。各国内燃牵引与电力牵引的比重大小主要取决于各国的能源、经济发展背景、运输密度、线路纵断面等条件，即使在铁路全部电气化的国家中，调车机车仍需采用内燃牵引。就机车台数而论，内燃机车现占机车总数一半以上。
年代的初期阶段，世纪年代的内燃机车数量急骤增加年代至在国外，内燃机车经过了
阶段，年代初期的提高功率阶段，以后就进入了进一步发展阶段，发展重点体现在提高机车的可靠性、耐久性和经济性，以及防止污染、降低噪声等方面。由于内燃机技术的不断改进，电传动内燃机车很可能还会在许多国家保持与原来蒸汽机车一样长久的主导地位，但代用机车也是值得关注的，如电气化、燃料电池机车以及使用柴油和液化天然气的双燃料机车。
马力）的，则单节机车的轮周功率可以达到
内燃机车。在同等功率下，采用单柴油机要比采用双柴油机带来更大的经济效益。将内燃机车柴油机单缸功率提高到但内燃机车单节功率的增大，除受技术和机车轴数、轴重的限制外，还决定于铁路在动力繁重或速度很高的线路上采用的牵引方式，以及对这种大功率机车的需要量。就内燃机车的重载列车，要生产与之相适应的的准高速列车；在既有线提速方面，
以上的高速列车，以适应修建
的八轴内燃机车，是目前现代化水平较高
型机车双机牵引，也可代替大功率的四轴电力机的，最大运用速度为可能实现的功率而论，它很难适应以上的旅客运输（机车重量在列车重量中占较大比重，功率可能受到粘着牵引力的限制）。从牵引重载货物列车所需牵引力的角度来看，单节特大功率内燃机车，由于轴重和轴式的限制，即粘着牵引力的限制，牵引重量受到限制，特轴内燃机车牵引大的功率发挥不了。例如，以单节
在以上的货物列车，的轴重的限制下，就会在限制坡道上发生因粘着牵引力不足而不能适应的问题，这时
反而用六轴内燃机车牵引更合适。
型机车是德国，整备质量为新型六轴客、货通用电传动内燃机车（交一直一交），柴
，该机车装用
油机功率为系列柴油机，首次采用
，机车第二代交流传动系统，采用模件式结构。该机车采用微机控制系统。机车具有良好的可靠性和经济性，柴油机油耗低达 效率高达。用一台机车可以代替
车。该型六轴机车双机牵引时可代替单节，起动牵引力为
，其起动牵引力可的适于重载货运及快速客运的通用型机车。该机车最大运用速度为，若改变机车的传动比，使其最大运用速度为
达，这对其牵引重载货物列车也是非常有利的。
）机车速度高
，客运内燃机车达
货运内燃机车的最大速度达国外在相距以内的城市之间的客运往往采用动车组。动车组有电力、内燃、燃气轮三种。内燃动车组的最大速度一般为
列车运行高速化涉及一系列的问题，例如：线路改造（包括放大曲线半径
困难段取，道路立体交叉等）、信号显示（尽量用机器代替人的判断和操作，发生故障时均使其处在使列车停车的位置）、行车自动控制、机车功率、走行部性能、制动措施、车体的流线化、降低噪声等等。因此，列车运行速度往往反映着铁路的整体技术水平。
机车工作可靠，使用寿命长，保养修理量小
可靠性是对铁路牵引动力最基本、最重要的要求，任何一台机车在线路上发生故障，都可能影响其他列车运行，因此应采用高新技术、提高机车质量来提高机车工作的可靠性及经济性：
）对一种新型机车柴油机规定必须①用提高制造和修理质量来延长大修周期。
②提高可靠性和耐久性。国际铁路联盟（
耐久试验或
通过定型试验，以及牵引运行试验。为缩短试验周期，试验来代替。年又规定了可以用要求严格的
的。美国 ③提高经济性。提高机车的轮周效率。机车的辅助功率消耗，过去一般为柴油机功率，现代较先进的机车已降低到
公司装配微电脑的系左右。列机车的辅助功率仅为
记录；提高粘着利用率等等。对于高速及准高速内燃机车，采用新型高速转向架；④采用一系列的新技术。如：采用交流电力传动装置；采用功率密度大的无整流子异步牵引电动机；采用电阻制动，直至列车停车，并可把制动能量用于列车供电；采用变频器进行列车供电；采用车载微机控制系统，对恒功励磁、轮对防空转、电阻制动等实现自动控制外，还可对柴油机、电机电器等主要部件运转参数进行监控和保护，实现故障诊断显示及故障参数
采用径向转向架等全悬挂牵引电动机、无间隙轴箱拉杆、弹性驱动装置、二系柔性高圆簧支
有第
第司机室、电器室、动力室、冷却室、第型三相交流发电机机组，以及为、第操纵按钮、仪表和信号显示装置等。第瞭望，司机室前方和两侧均设有玻璃窗，前方玻璃窗外面设有刮雨器，侧窗可以手动起落。在司机室后壁上装有手制动装置，上部有行李架。第
司机室的全部设备外，还在后壁的手制动装置上方设有圆形下玻璃窗，以便观察冷却风扇的工作状态。
型柴油机和动力室内主要装有它的工作服务的空气滤清器、燃油滤清器、燃油输送泵、启动机油泵、冷却水系统的管路和内燃机车的基本构造
内燃机车在构造上包括发动机、传动装置、车体、车架、走行部及辅助装置五大部分。承等等。
国外几种干线内燃机车的主要参数见表
（发动机
一般所说的内燃机发动机是机车的动力装置，其作用是将燃料的化学能转变为机械功。内燃机车主要采用的是柴油机，即利用燃油燃烧时所产生的燃气直接推动活塞作功。因此，车是指柴油机车。
）传动装置
传动装置的作用是将发动机的机械功传给走行部分，力求发动机的功率得到充分发挥，并使机车具有良好的牵引性能。
内燃机车的传动装置有液力传动和电传动两种，内燃机车相应称为液力传动内燃机车和电传动内燃机车，它们在结构原理、运用维修上均有较大区别。
）车体和车架
车体和车架是机车安装各部件的基础，并能保护各种设备免受外界条件的干扰。此外，也形成了乘务人员的工作场所。
）走行部
走行部（转向架）的作用在于：承受机车上部重量；将传动装置传递来的功率实现为机车的牵引力和速度；保证机车运行平稳和安全。
（）辅助装置
辅助装置的作用是保证发动机、传动装置和走行部的正常工作和可靠运行。内燃机车的辅助装置主要包括以下几个系统：
预热及冷却水系统；①燃油供给系统；
机油系统；空气管路、制动及撒砂系统；电控和照明系统。
此外还有辅助驱动装置、信号装置、通风装置、防寒设备、灭火器以及工具等。
下面分别以典型的电传动及液力传动内燃机车为例简要介绍其基本构造。
型电传动内燃机车
所示。机车上部
型交一直流电传动内燃机车，是大连机车车辆工厂制造的柴油机标定功率为
马力）的干线客、货运两用机车。该型机车的总体布置如图司机室；机车下部有前后转向架、燃油箱、蓄电池箱、总风缸等。司机室均设有操纵台。操纵台上安装有司机控制器、空气制动机制动阀、各司机室内还设有正副司机座椅、暖风机、电风扇、电炉等设备。为便于
司机室除装有第
车体外皮是型酸性蓄电池（共中冷器阀门、膨胀水箱等。动力室的左后角安装着水管立式预热锅炉及其控制柜、预热系统循环水泵、辅助机油泵等。动力室侧壁上安装的车体通风机，可以及时排出动力室的烟气并散发热量。
电器室内装有电阻制动装置、电器柜、励磁整流柜、辅助传动机械的启动变速箱、启动发电机、励磁机、测速发电机和前转向架牵引电动机的通风机、空气制动系统的分配阀、作用阀、三相装置控制柜、工具箱等。电器室内还设有通往车顶的入孔和梯子。
型排列着两排散热器，在冷却室上部呈型）等。型夹角中装有用液压马达驱动的吸风式冷却风扇。外界空气从车体两侧的百叶窗吸入，经散热器后从顶部百叶窗排出。在散热器组下部车架上安装有静液压变速箱（附装液压油泵）、后转向架牵引电动机通风机、机油滤清器、机油热交换器、两台电动空气压缩机（
组车架下部中央吊装着燃油箱。燃油箱的两侧安装个单节）串联构成蓄电池组，其总电压为
。燃油箱的前、后端装有总风缸。号下作用式车钩。
机车两端装有牵引装置，用于机车和车辆的自动连接和分解、传递机车牵引力及承受来自车辆的冲击力。车钩采用改进型的机车的走行部由两台可以互换的三轴转向架组成。转向架的各轮对分别由牵引电动机驱动，轮对产生的牵引力经转向架、车底架传给车钩和后部的车辆。
型机车车体采用框架式侧壁承载，是一个全焊的钢结构，由侧墙、顶棚、车底架、
四组内部隔墙和两端司机室组成。为便于乘务和检修人员工作，除司机室开有侧门外，在动力室的两侧也开有侧门。在电器室、动力室和冷却室的顶部均有活动顶盖，以便吊装部件。的钢板，内表面喷涂泡沫塑料，用以防振、隔音和隔热。
型启动发电机作为电动机，由机车各机组功率传递情况是：柴油机一发电机组的功率输出端经弹性法兰并通过万向轴与启动变速箱连接，以驱动启动发电机、励磁机和前转向架牵引电动机通风机；柴油机自由端则通过传动轴与静液压变速箱连接，以驱动两个静液压泵，并通过尼龙绳传动轴带动后转向架牵引电动机通风机。当启动柴油机时，蓄电池组供电，通过启动变速箱带动柴油机启动。柴油机启动后，启动发电机自动接成他励发在电机工况，转变为辅助发电机，由柴油机带动它旋转，并通过电压调整器使其输出电压恒定，向空气压缩机的电动机及其他电动机供电，并对蓄电池充电。当机车牵引时，启动发电机还向整个控制回路和励磁机供电。牵引发电机产生的交流电经过硅整流装置变成直流电，供给直流牵引电动机，使机车运行。
型内燃机车具有当机车在长大下坡道上运行或要减速运行时，需对列车施行制动。空气制动和电阻制动两种制动方式。电阻制动是使牵引电动机变为发电机，将列车动能转为电能，然后输给制动电阻，将电能转换成热能散发掉。使用电阻制动可以节省闸瓦和减少车轮踏面磨耗，并可提高列车在长大下坡道上的运行速度。但当列车速度低时，电阻制动的制动力很小，所以电阻制动还必须与空气制动配合使用。
柴油机的油水冷却是通过静液压系统带动风扇来实现的。由于对柴油机气缸冷却水温与对增压空气、机油的冷却水温要求不同，机车的冷却水系统分为两个独立的循环系统：高温水系统和低温水系统。它们的循环水路如下：
组散热器）：柴油机高温水泵柴油机、增压器冷却水
腔柴油机高温水泵。高温水系统（柴油机水系统，
散热器组散热器）：柴油机低温水泵
低温水系统（中冷器、机油热交换水系统，
电力机车的总体布置
散热器静液压油热交换器柴油机低温水泵。
机油热交换器安装在动力室顶部的膨胀水箱，处于冷却水系统的最高位置，并有管路分别与两个冷却水系统相连，以便随时补充这两个系统因汽化和泄漏而损失掉的水。
型液力传动内燃机车
型内燃机车柴油机的标定功率为
节型内燃机车是我国功率较大的单柴油机干线客运液力传动内燃机车，是由二七机车车马力），牵引辆工厂制造的。的速度。机车的总体布置如图所示。节客车在平道上可达
机车上部，两端为司机室，两司机室之间为冷却室和动力室；下部为转向架、燃油箱及蓄电池箱等。
型柴油机及其附属设备：机油热交换器、机油滤清器、辅助动力室内安装有
机油泵、燃油粗滤器、燃油预热器、燃油泵等。冷却室中的散热器布置成
上方，在型，并安装在液力变速箱、启动发电机和电动空气压缩机的型夹角中装有两个冷却风扇和驱动它们的两个液力耦合器。在冷却室内还装有传
动油热交换器、预热锅炉等。机车的手制动装置则装在冷却室的司机室后壁上。机车的功率传递过程是：型柴油机通过弹性联轴节和万向轴将功率传给
型液力变速箱，再由变速箱输出轴经过前、后万向轴对称地传给前、后转向架型液力变速箱顶部的内车轴齿轮箱和外车轴齿轮箱，从而驱动轮对。此外，在
还设有传动轴，用法兰与垂向万向轴连接，以驱动风扇耦合器；箱体后部设有电机传动轴，通过弹性联轴节和万向轴与启动发电机相连。此电机兼有启动柴油机和发电两项作用。
机车的冷却水系统有两个独立回路。高温回路：柴油机高温水泵一柴油机、增压器冷却水腔一散热器一液力传动油热交换器一高温水泵；低温回路：柴油机低温水泵一机油热交换器一液力制动油热交换器一散热器一中冷器一低温水泵。根据水温的变化，这两个回路通过各自的温度自动调节装置调节耦合器的充油量，以变更各自的风扇转速。
。转向架采用了二机车车体为框架式侧壁承载结构。转向架为两轴式，轴荷质量达系弹簧悬挂装置：第一系为独立圆簧；第二系为圆簧加液压减振器。在横向，除利用第二系圆簧的横向弹性实现车体对转向架的横动外，在转向架每侧还设有一个横向液压减振器，以衰减横向振动。
型电力机车为例，说明下面以株洲电力机车工厂和株洲电力机车研究所研制生产的
电力机车的总体布置。
电力机车，其牵引电动机斜对称地布置在两个转向架上，安放的位置为向各端前方同向抱轴悬挂，这样布置可以减少机车轴重转移，同时也便于两个转向架的互换。其余的电气设备都布置在机车上部。车内设备以平面斜对称布置为主，只有少数设备重叠安放。设备成套安装，有利于制造和互换修理。
个室。机车中部为变压器室，向机车两端划分，为端辅助室，
为称呼方便起见，机车内部划分为
端高压室，端司机室。两侧有连通全车的贯穿式走廊，走廊所示。地板下面是走线槽。电气设备多布置在各室内，尚有一些设备布置在车顶及其他部位。全车设备布置概况见图
、、
、
机车车辆限界及内燃机车的分类、型号和轴列式
机车车辆限界
型机车提高型电力机车，其牵引功率比
，采用了级间晶闸管相控平滑调压技术，具有恒流限压特性，转向架和车体采用了新结构。具有功率大、起动平稳、加速
快、运用性能好及维护简便等优点。所示。
为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞上邻近的建筑物或其他设备，要求线路上的建筑物或其他设备不能侵入一个最小的空间，同时又要求机车车辆轮廓不能超出一个最大的空间，使两者之间在任何情况下都存在足够的空隙，以保证行车的绝对安全。为此，《铁路技术管理规程》对机车车辆横断面的最大轮廓尺寸和建筑物及其他设备在线路横断面方向侵入线路的最小尺寸，以命令形式作了规定。前者称为机车车辆
限界，后者称为建筑接近限界。如图机车车辆上部限界
范围内为
电力机车在距轨面高电气化铁路干线上运用的电力机车：列车信号装置限界轮廓：机车车辆限界基本轮廓：
— 信号机、水鹤之建筑接近限界（正线不适用）；
— 站台建筑接近限界（正线不适用）；
各种建筑物的基本接近限界：
适用于电力机车牵引的线路的跨线桥、天桥及雨棚等建筑物：
电力机车牵引的线路的跨线桥在困难条件下的最小高度
，建筑物离站台边缘至少注：旅客站台上的柱类建筑离站台边缘至少
的高站台。
基本建筑接近限界机车车辆限界是限制机车、车辆横断面用的，即为机车车辆横断面的最大尺寸。机车车辆无论空重状态，均不得超过机车车辆限界。这一点在机车车辆的设计和制造时要得到保证。图中华人民共和国机车车辆限界和建筑接近限界（单位：
。专为行驶旅客列车的线路上可建
机车车辆下部限界
转向架上的弹簧承载部分；机车闸瓦、撒砂管、喷油嘴最低轮廓
车体的弹簧承载部分；
非弹簧承载部分；
内燃机车的分类
内燃机车除按传动形式区分外，还可按用途和走行部特点分类。
建筑接近限界就是每一线路必须保有的最小空间的横断面。凡靠近铁路线路的建筑物及其他设备的任何部分（与机车、车辆有直接互相作用的设备，在使用中不得超过规定的侵入范围），在任何情况下均不得侵入建筑接近限界。
在进行机车的总体布置设计时，要特别注意使机车的最大轮廓尺寸控制在机车车辆限界之内。同时，当机车通过线路的曲线区段时，机车上任何部分侵入曲线加宽后的建筑接近限界也是不容许的。所以，设计机车时，还要进行机车通过曲线的计算，以判明机车在最小曲线半径上通过时，车体是否与建筑物或与其相交会的机车、车辆相接触，即为“机车车体的曲线通过校检”。当计算结果不能满足限界的要求时，要调整机车的全轴距或削减机车车体的宽度或长度，直到满足这一要求为止。
按用途分类
①货运机车马力机车具有较大的牵引力，用以牵引吨位较大的货物列车。
单机机车功率范围
马力）；机车具有较高的最大运用速度和起动速度，用以牵引速度较高的旅最大运用速度范围
②客运机车
客列车。
马力马力）；用于列车的解体、编组和牵出、转线，其工作特点是频繁地起动和停车。单机机车功率范围
最大运用速度范围
③调车机车因此，这种机车应具有足够的粘着力和必要的功率。调车机车可分为站内调车机车和编组站调车机车两种。前者适用于客运站、货运站进行部分列车的摘挂与牵出作业，所需功率较小；后者适用于编组站进行全列车的解体与编组作业，所需功率较大，因此这种机车还可牵引小运转列车。
马力马力）；站内调车机车功率范围
最大运用速度范围
马力马力）；
编组站调车机车功率范围
最大运用速度范围
用以牵引近郊旅客列车和中、短途高速旅客列车。一般车组由
④内燃机车组节车组成，其两端为动力车。高速动车组起动加速快，最大运用速度高，因此动力车的功率要大，头部要较好地流线化，车辆连接处的密封要严。
马力马车组的功率范围
力）；
用于厂矿内部运输。
最大运用速度范围
⑤工矿机车马力单机机车功率范围
马力）；最大运用速度范围
）按走行部分
类
内燃机车基本性能参数分析
根。转向架各轴通常均为动轴，动轴有单独驱动的（参见图
。转向架式内燃机车的优点是：固定轴距短，容易通过曲线；
内燃机车的型号与轴列式
内燃机车的型号
根据《铁路技术管理规程》规定，机车类型应用识别标记。以汉字拼音字母“”和”表示进口内燃机车的类型，其中表示内燃机车，
从轴数。
所示的
表示电传动，表示液力传动。在汉字拼音字母的右下角所示数字或字母，表示该型机车投入运用的序号。
）内燃机车的轴列式
所谓轴列式，就是用数字或字母表示机车走行部结构特点的一种简单方法。我国原来采用数字表示，现规定转向架式机车用字母表示。国外有用数字表示的，也有用字母表示的。
动轴数
车架式机车的轴列式表示法
表示的顺序是：导轴数
。又如我国常用的蒸汽如图
和
所示的机车，因无导、从轴，故其轴列式为
等几种。
机车，轴列式有
）转向架式机车的轴列式表示法
即
规则：以英文字母表示动轴数，如即
；图
示每一动轴为单独驱动，无注脚表示动轴为成组驱动。如图
机车的轴列式为
任何系统或物体，只有在外力的作用下才有可能产生位移。机车能够牵引车列运行于线路上，也是外力作用于机车的结果。在进行牵引计算时，我们通常在不影响求解的性质及精度的条件下，把机车的受力情况作一定简化。把机车相对于钢轨的运动看做是平移运动，并假设机车的全部质量都集中在它的重心上。
机车在运行过程中，实际上受到各种大小和方向都不相同的力的作用，我们只须研究
其走行部与车辆
台甚至
①车架式内燃机车
驱动轮对，
其走行部与蒸汽机
车走行部相似，有的用连杆（图
根，
有的用万向轴组驱动轮对（相似于一个转向架的
驱动）。这种走行部具有结构简单、造价低等优点。
但由于曲线通过的限制，动轴数一般限于
所以这样的走行部仅用于小型机车和调车机车。
②转向架式内燃机车
台，也有
走行部相似，使用最为普遍。单节机车的转向架
数一般为台的（电传动），
每台转向架的轴数为
也有成组驱动的（参见图
弹簧一般减振系统完善，利于高速运行；检修方便等。
等；注脚“
即
即
所示的
”表
型电传动内燃
型液力传动内燃机车的轴列式则为
—车体；
图车架式机车
—曲拐
—连杆；
—轮对：内燃机车按走行部形式可分车架式内燃机车和转向架式内燃机车两种。
动轮以轴重
动轮上主动扭矩
轨的作用力
轨和动轮上，如图。如果直接影响机车重心运动的力，即与机车运行方向平行的外力，这些外力正是研究机车牵引运用特性的重要基础之一，可分为三类：
由机车动力装置引起的，通过机车动轮与钢轨间的相互作用而产。由于①机车牵引力
在机车运行过程中，由多种原因引起的与机车运行方向相反的、阻
生的外力，其大小可以由司机加以调节；②列车阻力
由机车制动装置引起，通过动轮与钢轨之间的相互作用而产生的止机车运行的外力；
③机车制动力外力，与机车运行方向相反，大小可以控制。
应该指出，上述三种外力一般并不同时作用在机车上，只有在特殊情况下，如机车进行牵引热工试验时，才要求牵引力、阻力和制动力同时作用在机车上。机车牵引力
牵引力的形成
设柴油机产生的扭矩通过输出轴、传动装置，最后使机车动轮获得的扭矩为所引起的钢轨作用于车轮的反作用力机车被吊离钢轨，则扭矩作为内力矩，只能使车轮发生旋转运动，而不能使机车发生平移运动。当机车置于钢轨上使车轮和钢轨成为有压力的接触时，就产生车轮作用于钢轨的、可以控制的力
就是使机车发生平移运动。这种由钢轨沿机车运动方向加于动轮轮周上的切向外力的外力（图称为机车轮周牵引力，简称机车牵引力。这是使机车前进的惟一外力。
现以一个动轴为分离体来进一步讨论牵引力的形成。
大小等于压在钢轨上，钢轨对动轮在垂向有一支反力和钢轨对动轮的反作用力的作用，轮轨之间有相对运动的趋势，引起“静摩擦”，产生动轮对钢，两者大小相等，方向相反，分别作用在钢
所示。轮对转动惯量（
动轮半径（
式中当忽略其他内摩擦时，可列方程式如下：
图牵引力形成示意图
机车牵引力形成示意图图
轮空转。这时，钢轨对车轮的反作用力
动轮空转现象形成原理图当因轮轨间无相对滑动，车轮仍正常向前滚动。增大到超过粘着力的极限值
轨间的粘着被破坏，动轮因无足够的水平反作用力，就不能在钢轨上滚动，而开始在钢轨上滑动，造成动
也因由静图摩擦力变为动摩擦力而急剧下降。随着轮轨间相对滑
动速度的增加，动摩擦系数越来越小，粘着力的下降更为严重。结果动轮以轴为中心加速空转。车轮空转可能造成传动装置和走行部的损坏，并使轨与轮接触面擦伤，所以在运行中必须尽量避免空转。一旦发生空转，必须降低主控手柄的档位，在空转制止后，再行撒砂。
式中
（图
。若；当机车作等速运动时，时，式（（式中机车动轴数；
个动轴的轮周牵引力（
通常说的机车牵引力，就是机车轮周牵引力。
轮对角加速度
当机车作变速运动时，
变
为故
在轮轨接触良好无滑动的情况下，钢轨对动轮的切向外力
使动轮以轮轨接触点为连续瞬时转动中心向右滚动，从而使机车向右作平移运动。这个钢轨对动轮的反作用力
，就是使动轴前进的惟一外力，称为一个动轴的轮周牵引力。
一台机车的轮周牵引力为粘着定律
动轮上的驱动扭矩由上述讨论可知，轮周牵引力是钢轨对动轮的反作用力，所以它的大小将随着作用在的大小而改变，这由司机改变主控制手柄来实现。另一方面，轮周牵最大静摩擦力，称为轮轨间粘着力的
引力又是个静摩擦力，所以它必然有一个极限值
最大值，其极限值接近于轮轨间的静摩擦力，即
一个动轴粘着力的最大值（
式中由轮轨间的粘着条件决定的一个动轴的粘着力（
轮轨间的最大物理粘着系数（接近静摩擦系数）；
动轴荷重量（
一台机车的粘着力的最大值
增大到时，
轮
。这时，则钢轨对动轮的反作用力也由增大到逐渐增大，如由当主控制手柄提高档位，使动轮作用于钢轨的力机车粘着重量（）
粘着系数擦系数。
是一个由多种因素决定的变数。当车轮在钢轨上滚动时，
粘着系数
接近于静摩值与轮荷重、线路刚度、机车传动装置和走行部的结构、轮箍和钢轨的材质及其表面状态、车速等因素有关。在干钢轨上撒上一层细石英砂，可达到，而一值在间变化。轨面上有一层薄油膜，将使值减少，甚至可能般干钢轨的
以下。轮荷重不同，则凹凸不平的轮轨接触面的变形（弹性变形和塑性变形）也小到
值也发生变化。最大粘着系数具有随机性，变化范围很大，而且影响因素很不同，使多，所以很难准确计算。一般都是根据大量试验，将试验结果用统计方法整理成经验公式用做计算的依据。由经验公式计算求得的粘着系数称计算粘着系数，用
表示。
欧洲铁路常用的计算粘着系数公式为：我国内燃机车的计算粘着系数公式为：
我国电力机车的计算粘着系数公式为：
为了防止空转，在机车的控制电路中设有空转保护装置。当动轮开始空转时，可使柴油机自动卸载。
综上所述，机车牵引力最大值在任何时候都不得超过机车各动轮与钢轨间粘着力的最大值的总和。这一原理称为粘着定律，并可用下式表示：
式中 机车动轮最大轮周牵引力（
机车最大物理粘着系数；
机车粘着重量
动轴数量；
动轴荷重量（
，具体是指机车在工作状态下的重计算。一般就是机车的计算重量
量，其中燃油、水和砂的重量按其总量的
代表机车运行速度（式
）中的）和式（式（中的计算粘着系数在正常条件下不需要撒砂就能实现，在恶劣
小于条件下，通过撒砂也能实现。机车在曲线半径
的线路上运行时，曲线上的计算粘着系数有所下降，可用下式计算之：
其中内燃机车的粘着重量
列车阻力
概述
按计算粘着系数式中 曲线上的计算粘着系数；
曲线半径（
来计算的粘着牵引力，称为机车计算粘着牵引力
机车在牵引列车时需要克服列车阻力。列车阻力包括机车阻力和车辆阻力两部分。按照引起阻力的原因，阻力又可分为基本阻力和附加阻力两类。基本阻力在列车运行中总是存在的，由于列车在平直道上运行时一般只有基本阻力，所以基本阻力即为平直道上的阻力。附加阻力只发生在特定情况下，如：列车在坡道上运行时，有坡道阻力；在曲线上运行时，有曲线阻力。
列车阻力随所处环境不同而变化，也与机车车辆的结构设计、保养质量以及油脂材料等有关。影响阻力的因素极为复杂，变化也很大，很难进行理论推算。因此，在实际计算中，阻力数值都是结合具体情况从多次试验中找出的一般平均值。绝不能认为试验得出的平均阻力公式能够完全适合我国所有地区，用公式进行计算时，应结合具体情况对照分析。但在一般计算时，应遵守《列车牵引计算规程》给出的机车车辆各种阻力公式，作为计算的标准。
基本阻力
基本阻力是由列车内部之间和列车与外界之间相互摩擦和冲击产生的，由机械阻力和空气阻力两部分组成。列车在各种工况下都有基本阻力存在，因此，基本阻力在牵引计算中是常用的重要数据。
引起基本阻力的主要因素有：
①滚动轴承的滚动摩擦或滑动轴承的滑动摩擦；
②车轮与钢轨间的滚动摩擦和滑动摩擦；
③冲击和振动引起的阻力；
④空气阻力。
基本阻力诸因素对列车阻力的影响程度与列车运行速度有关。低速时，轴承摩擦的影响大，空气阻力影响小；高速时，空气阻力占主导地位，而轴承摩擦的影响就不大。诸因
素在基本阻力中所占的百分比可参见表
表基本阻力的成分表
机车基本阻力和机车单位基本阻力机车牵引运行时，机车基本阻力相当于拆去牵引齿轮时的阻力，用
线（或合并点）推导经验公式，求出系数速度（
式中单位基本阻力是指每千牛机车或车辆重量的基本阻力（。从式可见，求定
的问题。一般都是根据大量试验绘出曲线，由曲
经验公式的问题，就是求定系数，得出经验公式。
表示，其单位表示，所以：
机车、车辆的基本阻力与其构造有关。例如：滚动轴承代替滑动轴承，可以减少轴承摩擦；用轴箱拉杆定位代替导框定位，可以减少车轮在钢轨上的滑动、冲击和振动；外型流线化可以减少空气阻力等等。
机车、车辆的基本阻力是根据各型机车车辆的试验求得，因此各型机车、车辆均有各自的经验公式或图表。试验条件一般是机车车辆和线路状态正常，运行稳定，风速不大于
。在个别情况下，可能产生，气温不低于的误差。在经验公式中只列入几项最主要的参数，即：机车车辆类型、机车车辆重量、运行速度。
理论分析和实际试验表明，阻力与速度是二次函数的关系。所以，由试验结果整理出来的单位基本阻力经验公式一般采用下列形式：
基本阻力是指每千牛机车重量的基本阻力，用式中机车计算重量（
表示。
电传动内燃机车的牵引电动机的空载损耗，液力传动内燃机车车轴齿轮箱和中间齿轮箱内的机械损耗以及牵引齿轮的机械损耗等，表现为机车惰行时阻力的一部分，这部分阻力与上述机车基本阻力之和称之为机车惰行基本阻力，其惰行单位基本阻力用
下面列出我国几种内燃机车单位基本阻力的公式和图表。
（客、货）型内燃机车单位基本阻力公式为：表（客、货）型内燃机车单位基本阻力和惰行单位基本阻力值表和图两种单位基本阻力的数据和曲线分别见表
（客、货）型内燃机车惰行单位基本阻力公式为：