柴油机车 - 正文 以柴油机产生动力通过传动装置驱动车轮的机车，是内燃机车的一种。 发展概况柴油机车的制造大致可分探索试制阶段、试用和实用阶段、大发展阶段。 探索试制阶段20世纪初至20年代末是柴油机车的探索试制阶段。柴油机车是从动车开始发展的。在20年代中期制造出可用的柴油机车,用电力传动。苏联用一台735千瓦潜水艇柴油机制成一辆电力传动柴油机车,1924年11月交付铁路试用。德国同年用一台735千瓦潜水艇柴油机和一台空气压缩机配接,装在卸掉锅炉的“Z-3-Z”型蒸汽机车上，并以柴油机的排气余热加热压缩空气代替蒸汽推动蒸汽机，称空气传动柴油机车。这种机车因构造复杂,效率不高而放弃。美国于1923年制成一辆220千瓦电传动柴油机车，于1925年投入运用，从事调车作业。 试用和实用阶段30年代，柴油机车进入试用和实用阶段。柴油机当时几乎成为内燃牵引的唯一动力装置，但功率不大，约在1000千瓦以内。直流电力传动装置已在各国广泛采用。液力传动装置的元件──液力耦合器和液力变扭器创始于德国，这时已发展到可以在柴油机车上应用。其传动效率虽略低于电力传动，但几乎不用铜，并配用于转速为每分钟1500转左右的高速柴油机。这个时期的柴油机车仍以发展调车机车为主，到30年代后期才出现一些由功率为 900～1000千瓦单节机车多节联挂的干线客运柴油机车。实际运行表明，柴油机车的经济效益比同等功率的蒸汽机车高得多。 大发展阶段第二次世界大战后，柴油机车的制造进入大发展阶段。因柴油机的性能和制造技术迅速提高，多数配装了废气涡轮增压系统，功率比战前的提高50％左右，产量剧增。单个中速柴油机配直流电力传动装置的和以两台高速柴油机各配一液力传动装置的柴油机车的发展加快了。到60年代因柴油机增压技术日益提高，柴油机车向大功率(2000千瓦以上)发展，但直流电力传动柴油机车功率受直流牵引发电机换向器电流电压（按功率乘转速等于一常数关系工作，超过某一常数时，电刷和换向器接触处将产生剧烈火花而烧坏电机）和重量的限制，难以突破2200千瓦左右这个界限。这时联邦德国造出安装两组1470千瓦高速柴油机的液力传动2940千瓦柴油机车,在功率方面处于领先地位。60年代中期,大功率硅整流器研制成功,造出不受功率和转速限制的交-直流电力传动2940千瓦柴油机车。近年苏联造出一辆客运柴油机车，单个柴油机功率达4000千瓦。 当前除联邦德国和日本采用液力传动和高速柴油机外，其他国家以采用电力传动为主。北美国家干线上用的柴油机车全部采用电力传动和中速柴油机。 随着电子技术的发展，联邦德国于70年代初制造出“DE2500”型1840千瓦交-直-交电力传动装置柴油机车，为柴油机车和电力机车的传动系统辟出一条新路。 中国于1958年开始制造电力传动和液力传动柴油机车，工矿和森林铁路使用的小功率柴油机车是液力传动的。目前中国铁路使用的自造柴油机车主要有“东风4”型货运机车、“北京”型客运机车和“东风 2”型调车机车。 类型柴油机车按走行部形式可分为车架式和转向架式两种。功率小、重量轻、只需2～3根轴的机车可用车架式，其他的采用转向架式。按传动方式可分为机械传动、电力传动和液力传动三种，现代柴油机车多采用后两种。按用途可分为客运柴油机车、货运柴油机车、调车柴油机车和工矿柴油机车四种。60年代以来北美国家铁路运输情况发生改变，除个别特别快车用的机车外，将用于客运、货运、调车的柴油机车统一改成一种罩盖式车体的通用型机车。 基本构造及其作用柴油机车由柴油机、传动装置、车架、车体、转向架、辅助装置、制动装置、控制设备、机车信号设备等几个基本部分组成。柴油机发出的动力输至传动装
汽车理论Project 第一章汽车动力性与燃油经济性数学模型立 1.汽车动力性与燃油经济性的评价指标 1.1 汽车动力性评价 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车的动力性主要可由以下三方面的指标来评定： (1)最高车速：最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶速度。它仅仅反映汽车本身具有的极限能力，并不反映汽车实际行驶中的平均车速。 (2)加速能力：汽车的加速能力通过加速时间表示，它对平均行驶车速有着很大影响，特别是轿车，对加速时间更为重视。当今汽车界通常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车由第I挡或第II挡起步，并以最大的加速强度（包括选择适当的换挡时机）逐步换至最高挡后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速时间是指用最高挡或次高挡内某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时间。 (3)爬坡能力：汽车的爬坡能力是指汽车满载时用变速器最低挡
在良好路面上能爬上的最大道路爬坡度。 1.2 汽车燃油经济性评价 汽车的燃油经济性是指在保证汽车动力性能的前提下，以尽量少的燃油消耗量行驶的能力。汽车的燃油经济性主要评价指标有以下两方面： (1)等速行驶百公里燃油消耗量：它指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高挡在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。行驶的燃油消耗量。 (2)多工况循环行驶百公里燃油消耗量：由于等速行驶工况并不能全面反映汽车的实际运行情况。汽车在行驶时，除了用不同的速度作等速行驶外，还会在不同情况下出现加速、减速和怠速停车等工况，特别是在市区行驶时，上述行驶工况会出现得更加频繁。因此各国都制定了一些符合国情的循环行驶工况试验标准来模拟实际汽车运行 状况，并以百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃油经济性。1.3 汽车动力性与燃油经济性的综合评价 由内燃机理论和汽车理论可知，现有的汽车动力性和燃油经济性指标是相互矛盾的，因为动力性好，特别是汽车加速度和爬坡性能好，一般要求汽车稳定行驶的后备功率大；但是对于燃油经济性来说，后备功率增大，必然降低发动机的负荷率，从而使燃油经济性变差。从汽车使用要求来看，既不可脱离汽车燃油经济性来孤立地追求动力性，也不能脱离动力性来孤立地追求燃油经济性，最佳地设计方案是在汽车的动力性与燃料经济性之间取得最佳折中。目前，在进行动力
1 机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。 7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法： 一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。 在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。 通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度max i ，最高车速m ax V ，正常行驶车速下百公里油耗Q ，原地起步加速时间t 等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩T emax ，及其转矩n M ，最大功率max e P 及其转速P n ，发动机最低油耗率min e g 和发动机排量h V 。 在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。 第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。 对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。 优选汽车发动机参数的方法: （1） 目标函数F （x ） 目标函数为汽车行驶的能量效率最高。 （2） 设计变量X ],,,,[max h M p e em V n n P T X
汽车传动系参数的优化匹配研究 课题分析： 汽车的动力性、燃油经济性和排放特性是汽车的重要性能。如何在保证汽车具有良好动力性的同时尽量降低汽车的油耗并获得良好的排放特性，是汽车界需要解决的重大问题。传动系参数的优化匹配设计是解决该问题的主要措施之一。 汽车传动系参数的优化匹配设计是在汽车总质量、质量的轴荷分配、空阻及滚阻等量已确定的情况下，合理地设计和选择传动系参数，从而大幅提高匹配后汽车的动力性、燃油经济性和排放特性。 以往传动系统参数设计依靠大量的实验和反复测试完成，耗时长，费用高，计算机的广泛应用和新的计算方法的出现，使得以计算机模拟计算为基础的传动系设计可在新车的设计阶段就较准确地预测汽车的动力性、经济性和排放特性，经济且迅速。 目前国内围绕汽车传动系参数的设计和优化，主要在以下几个方面展开工作：①汽车传动系参数优化匹配设计评价指标的研究；②汽车传动系各部分数学模型的研究，特别是传动系各部分在非稳定工况下模型的研究；③按给定工况模式的模拟研究；④按实际路况随机模拟的研究；⑤传动系参数优化模型的研究；⑥模拟程序的开发和研究。 检索结果： 所属学科：车辆工程 中文关键字：汽车传动系参数匹配优化 英文关键字：Power train；Optimization；Transmission system; Parameter matching; 使用数据库：维普；中国期刊网；万方；Engineering village;ASME Digital Library 文摘： 维普： 检索条件: ((题名或关键词=汽车传动系)*(题名或关键词=参数))*(题名或关键词=优化)*全部期刊*年=1989-2008 汽车传动系统参数优化设计 1/1 【题名】汽车传动系统参数优化设计 【作者】赵卫兵王俊昌 【机构】安阳工学院,安阳455000 【刊名】机械设计与制造.2007(6).-11-13 【文摘】主要研究将优化理论引入到汽车传动系参数设计中，以实现汽车的发动机与传动系的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能的目的。 汽车发动机与传动系优化匹配的仿真研究 【题名】汽车发动机与传动系优化匹配的仿真研究
第一节概述 内燃机车的原动机一般都是柴油机，从柴油机曲轴到机车动轮(轮对)之间,需要一套速比可变的中间环节,这一中间环节称为传动装置。内燃机车的传动装置有电力传动、液力传动和机械传动三种，电力传动又分为直-直流电力传动、交-直流电力传动、交-直-交流电力传动和交-交电力传动，目前国内使用的DF4、DF5、DF7、DF8、DF11等型机车均采用交-直流电力传动。 一、电力传动装置的作用 1.传动作用 将机车柴油机曲轴输出的机械能进行能量变换，传递给轮对，驱动机车运行，并使机车具有理想的牵引特性。要求机车牵引力和运行速度都有一个比较宽广的变化范围，并且在较大的机车速度范围内，柴油机都始终在额定工况下运行，即柴油机的功率能够得到充分发挥和利用。此外，机车应具有足够高的启动牵引力。 2.制动作用 利用直流电机的可逆原理，在电阻制动工况时，将直流牵引电动机改为直流发电机，通过轮对将列车的动能转变为电能，消耗在制动电阻上，在以热能的形式逸散到大气中。在这过程中，牵引电动机轴上所产生的反力矩作用于机车动轮上而产生制动力。这种制动作用称为电阻制动。传动装置应保证机车电阻制动性能的要求。 3.辅助作用 驱动机车辅助装置的一些泵组工作，或对机车系统中的油水经行预热，以及机车照明、取暖等。 4控制作用 按照机车设计要求和操纵顺序，自动或手动完成有关器件的动作，以保证柴油机在无负载情况下启动，进行转速调节，保证机车在起动过程中的平稳，并能保证机车换向运行等。以达到操纵控制机车正常运行的目的。 5.监视及保护作用 使机车操纵者能正确了解机车各部分的工作状态，及时显示某些必要的参数值。当机车某部位出现故障时，能自动显示或采取有效措施，以尽量维持机车运行和避免事故的扩大。 二、交-直流电力传动基本原理及组成部分 柴油机工作时产生的动力由曲轴输出,通过弹性联轴器与同步牵引发电机相连,发电机将柴油机的动能变成电能即三相交流电输出,经整流后送给直流牵引电动机,电动机再将电能变成动能经齿轮传递给轮对形成牵引力。 机车电传动由电机、电器和电路三部分组成。 第二节电机 内燃机车上使用的电机很多，如DF4上32台，DF8B上29台。这些电机归纳起来可分为三类，第一类为根据机车性能与机车结构上的特殊要求而设计的专用电机，如同步牵引主发电机、牵引电动机、启动发动机及感应子牵引励磁机等；第二类为通用电机，如空气压缩机电动机、启动机油泵电动机、燃油泵电动机等；
9、1 液力传动概述 9、1、1液力传动概念 工程机械得动力装置大多为内燃机(柴油机或汽油机)。内燃机工作时,最大稳定工作转速与最小稳定工作转速之比约为1、5～2、8;内燃机曲轴上得最大转矩与最小转矩之比约为1、06～1、25。工程机械得行驶或工作速度得变化,以及行驶阻力或工作负载得变化远远超过内燃机得工作要求。因此,如果在传动系统中加入液力传动,将会大大改善工作机构得工作性能。所以,在很多机械尤其就是建设机械中广泛地采用液力传动。 液力传动——(动液传动)基于工程流体力学得动量矩原理,利用液体动能而做功得传动(如离心泵、液力变矩器)。液力传动就是以液体为工作介质得叶片式传动机械。它装置在动力机械(如蒸汽机、内燃机、电动机等)与工作机械(如水泵、风机、螺旋桨、机车与汽车得转轴等)之间,就是动力机与工作机得联接传动装置,起着联接与改变扭矩得作用。 液力传动就是液体传动得另一分支,它就是由几个叶轮而组成得一种非刚性连接得传动装置。这种装置起着把机械能转换为液体得动能,再将液体得动能转换成机械能得能量传递作用。液力传动实际上就就是一组离心泵—涡轮机系统,离心泵作为主动部件带动液体旋转,从泵流出得高速液体拖动涡轮机旋转,讲液体动能转换为机械能,实现能量传递。首台液力传动装置就是十九世纪初由德国费丁格尔(Fottinger)教授研制出来并应用于大吨位船舶上。图91就是液力传动原理图。 图91 液力传动装置 1—发动机2—离心泵叶轮3—导管4—水槽5—泵得螺壳6—吸水管7—涡轮螺壳8—导轮9—涡轮叶轮10—排水管11—螺旋桨12—液力变矩器模型
液力传动得输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系,构件间不直接接触,就是一种非刚性传动。液力传动得优点就是:能吸收冲击与振动,过载保护性好,甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤,带载荷起动容易,能实现自动变速与无级调速等。因此它能提高整个传动装置得动力性能。 液力传动开始应用于船舶内燃机与螺旋桨间得传动。20世纪30年代后很快在车辆(各种汽车、履带车辆与机车)、工程机械、起重运输机械、钻探设备、大型鼓风机、泵与其她冲击大、惯性大得传动装置上广泛应用。 离心泵叶轮2在发动机1得驱动下,使工作液体得速度与压力增加,并借助于导管3经导轮8冲击涡轮9,此时液体释放能量给涡轮,涡轮带动螺旋桨转动,实现能量传递,这就就是液力变矩器。它可使输入力矩与输出力矩不等;如果无导轮,就成为液力偶合器。图示方式得液力传动,由于导管较长等原因,能量损失大,一般效率只有70％。实际上所使用得液力变矩器就是将各元件综合在一起而创制得完全新得结构形式(取消进出水管、集水槽,以具有新得几何形状得泵轮与涡轮代替离心机与水轮机,并使泵轮与涡轮尽可能接近,构成一个共同得工作液体得循环圆),如图中12。 叶轮将动力机(内燃机、电动机、涡轮机等)输入得转速、力矩加以转换,经输出轴带动机器得工作部分。液体与装在输入轴、输出轴、壳体上得各叶轮相互作用,产生动量矩得变化,从而达到传递能量得目得。液力传动与靠液体压力能来传递能量得液压传动在原理、结构与性能上都有很大差别。液力传动得输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系,构件间不直接接触,就是一种非刚性传动。 目前,液力传动元件主要有液力元件与液力机械两大类。液力元件有液力偶合器与液力变矩器;液力机械元件就是液力元件与机械传动元件组合而成得。 根据使用场合得要求,液力传动可以就是单独使用得液力变矩器或液力耦合器;也可以与齿轮变速器联合使用,或与具有功率分流得行星齿轮差速器(见行星齿轮传动)联合使用。与行星齿轮差速器联合组成得常称为液力机械传动。传动效率在额定工况附近较高:耦合器约为96～98、5％,变矩器约为85～92％。偏离额定工况时效率有较大得下降。 1、液力偶合器由图92 a可知,它就是由泵轮B(离心泵)与涡轮T(液动机)组成得。泵轮与主动轴相连,涡轮与从动轴相接。如果不计机械损失,则液力偶合器得输入力矩与输出力矩相等,而输入与输出轴转速不相等。因工作介质就是液体,所以B、T之间属非刚性连接。 2、液力变矩器图92 b就是液力变矩器结构简图。它就是由泵轮B、涡轮T及导轮D 主要件构成。B与主动轴连接,T与从动轴相连接,导轮(可装在泵轮得出口或入口处)则与壳
9.1 液力传动概述 9.1.1液力传动概念 工程机械的动力装置大多为内燃机（柴油机或汽油机）。内燃机工作时，最大稳定工作转速与最小稳定工作转速之比约为 1.5～2.8；内燃机曲轴上的最大转矩与最小转矩之比约为1.06～1.25。工程机械的行驶或工作速度的变化，以及行驶阻力或工作负载的变化远远超过内燃机的工作要求。因此，如果在传动系统中加入液力传动，将会大大改善工作机构的工作性能。所以，在很多机械尤其是建设机械中广泛地采用液力传动。 液力传动——（动液传动）基于工程流体力学的动量矩原理，利用液体动能而做功的传动（如离心泵、液力变矩器）。液力传动是以液体为工作介质的叶片式传动机械。它装置在动力机械（如蒸汽机、内燃机、电动机等）和工作机械（如水泵、风机、螺旋桨、机车和汽车的转轴等）之间，是动力机和工作机的联接传动装置，起着联接和改变扭矩的作用。 液力传动是液体传动的另一分支，它是由几个叶轮而组成的一种非刚性连接的传动装置。这种装置起着把机械能转换为液体的动能，再将液体的动能转换成机械能的能量传递作用。液力传动实际上就是一组离心泵—涡轮机系统，离心泵作为主动部件带动液体旋转，从泵流出的高速液体拖动涡轮机旋转，讲液体动能转换为机械能，实现能量传递。首台液力传动装置是十九世纪初由德国费丁格尔(Fottinger)教授研制出来并应用于大吨位船舶上。图9-1是液力传动原理图。 图9-1 液力传动装置
1—发动机2—离心泵叶轮3—导管4—水槽5—泵的螺壳6—吸水管7—涡轮螺壳8—导轮9—涡轮叶轮10—排水管11—螺旋桨12—液力变矩器模型 液力传动的输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系，构件间不直接接触，是一种非刚性传动。液力传动的优点是：能吸收冲击和振动，过载保护性好，甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤，带载荷起动容易，能实现自动变速和无级调速等。因此它能提高整个传动装置的动力性能。 液力传动开始应用于船舶内燃机与螺旋桨间的传动。20世纪30年代后很快在车辆（各种汽车、履带车辆和机车）、工程机械、起重运输机械、钻探设备、大型鼓风机、泵和其他冲击大、惯性大的传动装置上广泛应用。 离心泵叶轮2在发动机1的驱动下，使工作液体的速度和压力增加，并借助于导管3经导轮8冲击涡轮9，此时液体释放能量给涡轮，涡轮带动螺旋桨转动，实现能量传递，这就是液力变矩器。它可使输入力矩和输出力矩不等；如果无导轮，就成为液力偶合器。图示方式的液力传动，由于导管较长等原因，能量损失大，一般效率只有70％。实际上所使用的液力变矩器是将各元件综合在一起而创制的完全新的结构形式（取消进出水管、集水槽，以具有新的几何形状的泵轮和涡轮代替离心机和水轮机，并使泵轮和涡轮尽可能接近，构成一个共同的工作液体的循环圆），如图中12。 叶轮将动力机（内燃机、电动机、涡轮机等）输入的转速、力矩加以转换，经输出轴带动机器的工作部分。液体与装在输入轴、输出轴、壳体上的各叶轮相互作用，产生动量矩的变化，从而达到传递能量的目的。液力传动与靠液体压力能来传递能量的液压传动在原理、结构和性能上都有很大差别。液力传动的输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系，构件间不直接接触，是一种非刚性传动。 目前，液力传动元件主要有液力元件和液力机械两大类。液力元件有液力偶合器和液力变矩器；液力机械元件是液力元件与机械传动元件组合而成的。 根据使用场合的要求，液力传动可以是单独使用的液力变矩器或液力耦合器;也可以与齿轮变速器联合使用,或与具有功率分流的行星齿轮差速器(见行星齿轮传动)联合使用。与行星齿轮差速器联合组成的常称为液力-机械传动。传动效率在额定工况附近较高：耦合器约为96～98.5％，变矩器约为85～92％。偏离额定工况时效率有较大的下降。 1、液力偶合器由图9-2 a可知，它是由泵轮B（离心泵）和涡轮T（液动机）组成的。泵轮与主动轴相连，涡轮与从动轴相接。如果不计机械损失，则液力偶合器的输入力矩与
液力传动油定义 压力传动油实际上是一种高质量的液压油，它具有更高的黏度指数、热氧化稳定性和 抗磨性以及更高的清洁度。液力传动油特点 适宜的粘度和良好的粘温性能，保证液力传动装置在-40～170℃温度范围内正常工作。 良好的抗磨性，保证各种不同材质的液力传动部件在操作条件下不易被磨损。 较好的热稳定性和抗氧化安定性，以适应在70～140℃（甚至更高）的工作条件下长期循环使用。 良好的低温流动性，凝点低，以适应机械时开时停及冬季运转的工作条件。 良好的抗泡性，使油品在受机械不断搅拌的工作条件下产生的泡沫易于消失。以免降 低变扭器效率，使换档失灵。性能要求 1、粘度：以典型的液力传动油来看，使用温度范围约为-25℃～170℃，要求油品具有高的粘度指数和低的凝固点，一般规格规定粘度指数在170以上，倾点为-40℃，合成油为190℃与-50℃。 2、热氧化安定性：汽车在行驶中液力传动油温度随汽车行驶条件的不同而不同。油温升高氧化而生成的油泥、漆膜等会使液压系统的工作不正常，润滑性能恶化，金属发生腐蚀。 3、剪切安定性：液力传动油在液力变矩器中传递动力时，会受到强烈的剪切力，使油中粘度指数改进剂之类的高分子化合物断裂，使油的粘度降低，油压下降，最后导致离合器打滑。 4、抗泡性能：在液力传动油中有泡沫混入后，会引起油压降低，导致离合器打滑、烧结等事故发生。 5、摩擦特性：自动传动液要求有相匹配的静摩擦系数和动摩擦系数，以适应离合器 换档时对摩擦系数的不同要求。用途 6号液力传动油: 主要用于内燃机车、重负荷卡车、履带车、越野车等大型车辆液力变扭器和液力耦合器。还可用于工程机械的液力传动系统。 8号液力传动油: 主要用于各种小轿车、轻型卡车的液力自动传动系统。
发动机传动系统动力总成优化设计 发动机相当于汽车的心脏，在车辆整车总布置设计中，对发动机传动系统传动轴角度的校核是一项重要工作。如果发动机传动轴初始工作角度选取不当，会使其工作夹角很容易超出合理范围，造成传动轴零件的损坏，降低其使用寿命，恶化整车平顺。为保证传动轴设计寿命和整车性能，在设计初期就应对各传动轴夹角进行校核。 标签：发动机；参数化设计；传动轴夹角；动力优化 引言： 动力传动系统的弯曲共振是导致动力总成或传动系统的失效及车内振动噪声大的重要原因之一。系统的约束方式和状态对其固有频率和振型有重要影响。针对某轻卡在高速行驶工况出现的动力总成附件失效问题进行试验诊断，确定为动力传动系统弯曲共振导致。通过研究不同约束方式对动力转动系弯曲模态的影响，建立最符合整车实际运行状态的弯曲模态识别步骤及方法。悬置系统设计理论人体对低频振动比较敏感，在车辆前期开发过程中，对整车怠速工况下方向盘及座椅的振动进行预估并进行优化控制对于整车厂尤为重要，也是悬置系统前期开发设计时主要考虑的问题。 1悬置系统数学模型 动力总成悬置系统的固有模态频率一般在20Hz以下，动力总成的最低阶弹性体模态频率一般在150Hz以上，可将动力总成和车身视为刚体，动力总成悬置系统简化为刚体六自由度振动系统。建立动力总成质心坐标系，X轴与发动机曲轴线平行并指向发动机前端，Z轴与气缸中轴线平行并垂直向上，Y轴按右手定则确定。动力总成空间刚体的6个自由度为沿动力总成质心坐标系x、y、z轴3个方向的平动及绕x、y、z轴的转动角θx、θy、θz，其广义坐标的向量形式为[Q]T=[xyzθxθyθz]，利用拉格朗日方程可推导系统的振动微分方程为 忽略怠速工况下悬置系统的阻尼影响，式（1）可写成 式中：[M]，[K]——系统质量矩阵和刚度矩阵。利用动力总成质量、转动惯量、质心位置及悬置刚度参数，可求得系统的模态频率及振型。 1.2能量解耦理论动力总成 六自由度之间的振动一般是耦合的，施加在动力总成上的激励会激起系统的多个模态，使发动机的振幅加大，共振频率带变宽。根据（2）式求得的系统模态频率ωi（i=1，...，6）及振型矩阵准，用系统在各阶振动时各自由度方向振动能量占该阶振动总能量的百分比作为系统模态解耦的评价指标，用矩阵形式表示，可得到系统的能量分布矩阵。系统以第j阶模态频率振动时的最大能量为
内燃机车的分类 (1)按用途分:干线内燃机车，包括货运内燃机车和客运内燃机车;调车内燃机车和调车小运转内燃机车;工矿内燃机车;地方铁路内燃机车。 (2)按传动方式分:电传动、液力传动和机械传动内燃机车。电传动内燃机车，可分为直流电传动、交直流电传动和交流电传动内燃机车。液力传动内燃机车，可分为普通液力传动、液力一机械传动和液力换向的液力传动内燃机车。后者简称为液力换向内燃机车。 (3)按铁路轨距分:准轨、宽轨和窄轨内燃机车。准轨轨距为1435mm;宽轨轨距有 1520mmn、1600mmm、1665mm和1676mm、4种;窄轨轨距在597mm 至1219mm 之间，共有19种，典型的轨距有600mm、762mm、900mn、lOOOmm、和1067mm。后两种轨距的机车，一般称为米轨机车。 (4)按机车装用主柴油机台数分:单机组内燃机车和双机组内燃机车。 (5)按能否实行重联牵引分:非重联内燃机车和重联内燃机车。 (6)按走行部结构分:车架式内燃机车和转向架式内燃机车。 (7)按机车轴数分:二轴、三轴、四轴、五轴、六轴和八轴内燃机车。 (8)按机车轴式分:A-A、A0-A0、B-B、B0-B0、B-B-B、B0-B0-B0、C-C、C0-C0、D-D、D0-D0、A01A0-A01A0、AAA-B轴式内燃机车。 (9)按司机室数量分:单司机室和双司机室内燃机车，还有无司机室内燃机车。 内燃机车的型号编制 1、国家铁路电传动内燃机车的型号编制 按铁标TB/T1736一1996，国家铁路电传动内燃机车型号以"东风"二字表示，后随两组小一号字的附加代号:第一组是1-2位阿拉伯数字，为国产内燃机车产品的排序(下同);第二组是1位大写拉丁字母，为该机车的改进型序号(下同)。如东风4、东风4R、东风4(@东风41)、东风5、东风6、东风7r、东风8B、东风9、东风，OF、东风，1和东风叼等型号。 2、国家铁路液力传动内燃机车的型号编制 国家铁路液力传动内燃机车型号编制有两种方式。一种型号基本名称为"北京"二字，无后随附加代号，即北京型。另一种型号基本名称为"东方红"三字，后随小一号的1 ~2位阿拉伯数字及1位大写拉丁字母。如东方红1、东方红2、东方红3、东方红4、东方红5，和东方红21等型号。 3、工矿及出口内燃机车型号编制 (1)工矿铁路电传动内燃机车的型号编制 按中车公司工机(1990]3号文件《国内工矿及出口内燃机车型号编写使用办法》，工矿电传动内燃机车型号基本名称，以"工矿"二字及电传动的"电"字三个字的汉语拼音字头"GKD"表示。后随小一号的1位阿拉伯数字及1位大写拉丁字母，分别表示功率等级和准轨或窄轨变型产品序号(下同)。如 GKD1、
机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。 7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法：一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。 在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度imax，最高车速Vmax，正常行驶车速下百公里油耗Q，原地起步加速时间t等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩Temax，及其转矩nM，最大功率Pemax及其转速nP，发动机最低油耗率gemin和发动机排量Vh。 在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。 第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。 对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。 优选汽车发动机参数的方法: （1）目标函数F（x） 目标函数为汽车行驶的能量效率最高。 （2）设计变量X X [Tem,Pemax,np,nM,Vh] （3）约束条件 1）发动机性能指标的要求 发动机转矩适应性要求： 1.1≤Tem/TP≤1.3 转矩适应性系数也可参考同级发动机试验值选取。发动机转速适应性要求： 1.4≤np/nM≤ 2.0 如果nM取值过高，使np/nM<1.4，则可能使直接档稳定车速偏高，汽车低速行驶稳定性变差，换档次数增多。 2）汽车动力性要求 最大爬坡度要求：
内燃机车发展史及机车的结构原理 内燃机车(diesel locomotive)以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以其发展落后于柴油机车。在中国，内燃机车的概念习惯上指的是柴油机。 发展 20世纪初，国外开始探索试制内燃机车。1924年，苏联制成一台电力传动内燃机车，并交付铁路便用。同年,德国用柴油机和空压缩机配接,利用柴油机排气余热加热压缩空气代替蒸汽，将蒸汽机车改装成为空气传动内燃机车。1925年,美国将一台220 kW电传动内燃机车投入运用，从事调车作业。30年代,内燃机车进入试用阶段，直流电力传动液力变扭器等广泛采用,并开始在内燃机车上采用液力耦合器和液力变扭器等热力传动装置的元件，但内燃机车仍以调车机车为主。30年代后期,出现了一些由功率为900~1 000 kW单节机车多节连挂的干线客运内燃机车。
第二次世界大战以后,因柴油机的性能和制造技术迅速提高，内燃机车多数配装了废气涡轮增压系统，功率比战前提高约50%，配置直流电力传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展加快了,到了20世纪50年代，内燃机车数量急骤增长。60年代期,大功率硅整流器研制成功，并应用于机车制进，出现了交-直流电力传动的2 940 kw内燃机车。在70年代，单柴油机内燃机车功率已达到4 410kW.随着电子技术的发展，联邦德国在1971年试制出1 840 kW的交一直一交电力传动内燃机车，从而为内燃机车和电力机车的技术发展提供了新的途径。内燃机车随后的发展，表现为在提高机车的可靠性、耐久性和经济性，以及防止污染、降低噪声等方面不断取得新的进展. 中国从1958年开始制造内燃机车，先后有东风型等3种型号机车最早投入批量生产。1969年后相继批量生产了东风4等15种新机型，同第一代内燃机车相比较，在功率、结构、柴油机热效率和传动装置效率上,都有显著提高；而且还分别增设了电阻制或液力制动和液力换向、机车各系统保护和故障诊断显示、微机控制的功能；采用了承载式车体、静液压驱动等一系列新技术；机车可靠性和使用寿命方面，性能有很大提高。东风11客运机车的速度达到了160km/h.在生产内燃机车的同时，中国还先后从罗马尼亚、法国、美国、德
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(6), 100-104 Published Online December 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/f01107005.html,/journal/jogt https://https://www.doczj.com/doc/f01107005.html,/10.12677/jogt.2018.406127 Study on Optimized Operation Scheme of Water Injection System Jiajun Xu1, Dongxu He1, Yuanfa Zhang1, Xinchang Yu2, Tao Ding3, Shouqin Li3 1Shengli Oil Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Shandong 2College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum (Huadong), Dongying Shandong 3Dongxin Oil Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Shandong Received: Sep. 30th, 2018; accepted: Oct. 28th, 2018; published: Dec. 15th, 2018 Abstract In consideration of the actual situation of pressure loss and energy consumption of the water in-jection system in the oil production plant, by using the finite element analysis and hydraulic prin-ciple, according to the topological structure characteristics of the oilfield water injection system, the mathematical model of the injection pump combination optimization and the simulation mod-el of the oilfield water injection system were established, and the graphic methods of parallel op-eration of water injection pump were proposed. Based on the technical principle of simulation and optimization for oilfield water injection system, the water injection system management and op-timization platform is established, the optimal scheme of pump station operation is found through optimization model, and the purpose of energy saving and consumption reduction in water injec-tion system is achieved. Keywords Water Injection System, Mathematical Model, Simulation Model, Optimized Management Platform, Optimized Operation Plan
能用作驱动机车车轮的机械,电动机不是唯一无二的。水力机械中的涡轮机也有和电动机相类似的驱动特性。只要用柴油机带动一个泵，向涡轮提供具有某些压力的液流，而且能够把在涡轮中工作完毕后的液流引回到泵的进口处，使液流循环工作，这套系统就可用作内燃机车的动力驱动系统。根据这一原理，德国工程师费廷格创造了液力变扭器和液力偶合器，把涡轮和泵轮组合在一起，二者之间没有机械连结而只是通过液流循环来相互作用。内燃机车采用这种“软”连结方式而设计的传动系统称作液力传动。 与电力传动相比，液力传动不过是后起之秀。但它在与电传动的竞争中，异军突起，很快赢得了重要位置。液力传动装置的优点是不用电机，可以节省大量昂贵的铜，同时它的重量也轻些。这使得机车降低了造价也减轻了重量，即在同样的机车重量下，它的机车功率一般都比电传动机车大。另外，液力传动装置的可靠性高，维护工作简单，修理费也少。还有一个优点是，它的部件是密闭式的，无论风砂雨雪对它的工作都不产生什么坏的影响。 液力传动装置的主要组成部分是液力传动箱、车轴齿轮箱、换向机构和相互联结的万向轴等。它的核心元件是液力传动箱中的液力变扭器，主要由泵轮、涡轮和导向轮组成。泵轮通过轴和齿轮与柴油机的曲轴相连，涡轮通过轴和齿轮与机车的动轮相连，导向轮固定在变扭器的外壳上，并不转动。当柴油机启动时，泵轮被带动高速旋转，泵轮叶片则带动工作油以很高的压力和流速冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮以相同的方向转动，再通过齿轮把柴油机的输出功率传递到机车的动轮上，从而使机车运行。 变扭器关键在“变”。当机车起动和低速运行时，变扭器中的涡轮转速很低，工作油对涡轮叶片的压力就很大，从而满足机车起动时牵引力大的需求；当涡轮的转速随着机车运行速度的提高而加快时，工作油对涡轮叶片的压力也逐渐减小，正好满足机车高速运行时对牵引力要小的需求。由此可见，柴油机发出的大小不变的扭矩，经过变扭器就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力。当机车需要惰力运行或进行制动时，只要将变扭器中的工作油排出到油箱，使泵轮和涡轮之间失去联系，柴油机的功率就不会传给机车的动轮了。
机械传动装置的发展与应用 发表时间：2018-11-19T10:16:08.187Z 来源：《科技研究》2018年9期作者：程磊[导读] 本文从齿轮传动装置、液力传动装置、静液压传动装置等方面，对机械传动装置的分类进行了说明，并分析了机械传动装置的发展趋势 焦作市第一中学河南焦作 454150 摘要：本文从齿轮传动装置、液力传动装置、静液压传动装置等方面，对机械传动装置的分类进行了说明，并分析了机械传动装置的发展趋势，阐述了机械传动装置的应用，以期为促进机械传动装置的良好应用及长远发展提供参考。 关键词：机械传动装置；发展；应用 引言：随着我国经济及科技的飞速发展，各个领域之中的机械设备的应用愈加广泛，进而促进了机械传动装置的发展，并使之在各个领域之中发挥重要作用，但就当前阶段的发展状况而言，我国在机械传送装置方面的技术还未能达到成熟，需对国外的技术加以引进，并在此基础上加以创新，以此来推动我国机械传动装置的良好发展与应用。 一、机械传动装置的分类 齿轮传动装置 齿轮传动装置的应用较为广泛，其主要应用于具有使用要求较低及主机成本较低的特点的工程起重、压实、铲土运输等方面的机械的变速器、轮边减速器及驱动桥主传动之中。就齿轮变速器本身而言，将其依照结构形式进行划分，则通常可以划分为行星式、定轴式这两个类型。而驱动桥遵照其自身所具有的功能进行划分，则通常可分为转向、刚性及贯通式三个类型。 液力传动装置 液力传动装置通常在使用要求较高且对主机性能方面的要求也较高的内燃叉车及铲土运输机械之中，其中底盘动力传送之中所具有的动力换挡变速器及液力变矩器作为无级变速元件，可有效提升主机的操作性能及自动适应性能。 静液压传动装置 静液压传动装置主要是在液压挖掘机，及在主机性能方面有较高要求的装载机、推土机、压路机及内燃叉车等机械产品的工作装置、转向系统及静液压变速之中，可有效提升主机的操作性能及无级变速能力。 二、机械传动装置的发展趋势及应用 首先，就我国现阶段的工程发展模式来看，齿轮传动装置缺乏完备的技术水平，仍需要投入更多的研究力量。应当着重从现有的设计方法入手，确保能够将齿轮传动装置中的关键零件进行改良设计，如齿轮、轴类等，提高材料质量、优化制造工艺、减轻零件重量、缩减零件体积。同时，还可以针对换挡元件与方式进行创新，有效降低作业劳动强度，将动力中断的时间压缩至最低，从而有效提高作业效率。现阶段国内已经逐步引进新型变速器，应当针对变速器的设计方式进行充分借鉴，并研究其零部件设计方式，使其在工程机械生产中得到广泛应用。 其次，现阶段我国的大部分轮胎式工程机械所应用的液力变矩器与动力变速器仍然具有较强的局限性，液力变矩器的扭矩比较大，两档变速器要借助手动方式进行变档，不仅提高了使用成本，也会导致作业效率难以提高。基于此，我国工程机械领域应当积极引进美、德等国家的先进技术，将以往的手动控制系统更新为电—液控制系统，在促使系统发热量有效降低的同时也有助于节约经济成本，优化作业条件，提高作业效率。在此基础上，还应当积极推动液力机械传动装置的联合兼并发展，建设专业化、系统化的液力机械行业体系，进一步推动液力机械产品在行业市场上的健康发展。最后，为有效提升我国工程机械驱动桥的技术水平，应当着力推进以下两种机械装置在该领域的推广与应用：其一是自锁式防滑差速器，该装置可以自主分配左右车轮间的扭矩，有效借助车辆的牵引力，使其越野性能得到显著提升；其二是湿式制动器，可以利用该装置自身所具备的充足制动容量与良好的耐用性，充分提升车辆的制动性能。 第一点，在许多发达国家之中，静液压传动叉车已经得到了极为广泛的应用，而就我国而言，在近年来的发展之中，我国对于部分的工厂、仓库、码头等部门在叉车使用方面对其的性能、噪声等方面在不断的提升要求，这就使得静液压叉车在我国的这些部门中的应用在逐渐的提升。因此，在这种发展趋势下，我国国内市场的叉车及液压元件生产企业可以从此种窥见商机，在这种良好的发展前景之下，相关的企业及部门应共同努力，采取联合研究开发的方式，来不断的研究，同时也可与国际上的静液压元件制造公司加强合作，进而能够加快开发的速度，从而生产出具有工作可靠、先进性高、价格适宜的产品，以此来满足市场的需求。 第二点，就机械传送装置应用最为广泛的中小型多功能工程机械而言，其本身的功能较多，包含了装载、挖掘、起重、叉装等多方面的功能，使得其在许多发达国家之中得到了极为广泛的应用。而就我国儿研所，随着近年来城市化建设的不断推进，中小型多功能工程机械设备必然在其中得到推广，且因静液压传送装置本身所具有的优势，则其中必然将之作为主要的传动装置。在这种发展背景之下，我国应将国内外静液压元件生产企业进行融合合作，共同开展静液压元件生产的开发与研究工作，以此来推进中小型多功能工程机械在我国的更好应用。 第三点，就我国而言，大型铲土运输及起重机械之中齿轮传动装置的应用较为广泛，但其本身存在主机性能不足方面的问题，但在配套的静液压传动装置及电子控制元件生产方面存在技术难度较大、生产价格较高等方面的问题，致使我国在此类机械使用方面的用户难以对此进行接收。因此，在此类机械的研究及开发方面应待以后技术的发展足够成熟之后开展。 结论：总而言之，在当前阶段的发展之中，对于机械传动装置所应用的机械设备方面的要求在不断的提升，因此对于机械传动装置方面应加大研发力度，综合国内外的研发及生产力量，力求将机械传送装置更好的应用于机械设备之中，促进我国机械行业的整体发展。 参考文献： [1]王硕.大型风电液力机械传动装置的分析与研究[J].科技资讯,2017,15(19):49-50. [2]王瑞兵.提高采煤机机械传动装置的可靠性[J].机械管理开发,2016,31(09):35-36+42. [3]崔俊星.行走机械液压传动装置的特点分析[J].科技经济导刊,2016(16):80.