我国铁道机车现状及发展

中国铁道牵引动力的发展及动车组简介主要讲授内容蒸汽机车的发展内燃机车的发展电力机车的发展动车组发展简介◆蒸汽机车简史一、蒸汽机车的分类和表示法（一）按用途分类1、客运机车：要求能高速平稳地运行，其动轮直径较大，并在前方装设二轴导轮转向架，如人民型和胜利型机车。

2、货运机车：要有较大的牵引力和粘着重量，动轮较多，动轮直径较小，汽缸直径较大。在动轮的前方装有单轴导轮转向架，如前进型和建设型等机车。3、调车机车：我国铁路没有专门用于调车的蒸汽机车。为便于通过道岔及小半径曲线，要求调车机车的固定轴距较短；为了前后了望方便和有足够的牵引力，调车机车应有较短的车身和直径较小的车轮。

1804年英国人理查德·特里维西克制造出世界上第一台在轨道上行驶的蒸汽机车；1814年，英国的斯蒂芬森制造出一台5吨重的“皮靴”号蒸汽机车，这通常被认为第一台成功的蒸汽机车。解放前，我国没有机车制造业。解放后将原来的机车修理工厂改建成制造厂，并逐步建立了具有现代化设备的机车制造工业。从1952年以来，我国成批制造了解放型、人民型、建设型、前进型等蒸汽机车近万台。

1988年12月21日我国最后一台大型蒸汽机车——前进7207号机车在大同机车厂交验出厂，标志着蒸汽机车时代的结束。（二）接车轴配列分类按照车轴配列分类是将机车的导轴、动轴和从轴的数量用阿拉伯数字依次来表示。例如：

前进型机车，其轴列式为1－5－1，具有一根导轴、五根动轴和一根从轴；

胜利型机车，其轴列式为2－3－1，具有两根导轴、三根动轴和一根从轴；

工建型机车，其轴列式为0－3－0，只有三根动轴，没有导轴和从轴。（三）机车标记机车标记用来标明机车型别、主要特征和机车号码，每一台机车都有一个唯一的标记。蒸汽机车标记由三部分组成：机车型别由汉语拼音字母表示、主要特征的辅助记号由数字下标表示，机车号码由数字表示。例如QJ101二、蒸汽机车的基本结构

蒸汽机车由锅炉、机械、走行、煤水车四个主要部分组成。

1、锅炉部：燃料在炉床上燃烧，使锅水吸收燃料放出的热能变为具有一定压强的蒸汽，并将蒸汽贮存在锅炉中以备使用。

2、机械部：通过蒸汽在汽机内的工作，将热能变为机械能，以带动机车动轮转动。

3、走行部：承担机车上部重量，将机械部所作的功变为牵引力使列车运行，并保证机车顺利通过曲线。

4、煤水车：装载煤、水、油和存放机车工具及备品的处所。三、蒸汽机车的简单工作过程蒸汽机车的简单工作过程如下：燃料在机车锅炉火箱内的炉床上燃烧，产生的热能经锅板及大小烟管传给锅水成为蒸汽，并贮存在锅炉内部。使用时由导汽管导入汽缸内，推动鞲鞴移动。推动动轮作回转运动使机车运行。在汽缸内工作完了的废汽，由安装在烟箱内的废汽喷管排出。通过废汽的引射作用，把烟箱内的燃烧气体一并由烟筒排入大气，同时烟箱内造成部分真空，空气就由炉床的下部继续不断地补充进来，以保证火层的良好燃烧。这样，就使汽机的工作和锅炉的工作相结合，形成自动通风调节作用。四、我国蒸汽机车发展简介1、中国第一台蒸汽机车

1881年当时的开平矿务局几经波折终于得到清政府的恩准，修筑一条由开平至胥各庄，长约11公里的运煤铁路——唐胥铁路。在修路的同时，矿务局的英籍工程师金达(C.W.Kinder)指导工人利用废旧锅炉、卷扬机铁轮和井架钢梁制造了一台简陋的蒸汽机车。由于朝廷明令禁止使用机车，这台机车暂时没有运行。所以唐胥铁路1881年底竣工后一度只能以驴马牵引运煤车，史称“马车铁路”。

2、“龙”号机车

1882年由于开平煤矿的产量由1881年的3600吨增加到38000吨，马拉驴拖实在力不胜任，金达重新设计和指导制造了又一台机车，这台车设计规范、制作精良，远胜于第一台，甚至可以与同时代的外国机车相媲美。当时的开平矿务局英籍总工程师薄内(R.R.Burnett)之妻仿照斯蒂芬森1829年设计的著名机车“Rocket”号为之命名为“RocketofChina”，意即“中国火箭”号。参与制造的中国工匠又在车头两侧各镶嵌了一条金属刻制的龙，因此又称“龙”号机车。“龙”号机车长18英尺8英寸(约合5.7米)，轴式为0-3-0（1-2-0）。

“龙”号机车行驶了不久便被命令停驶，因为消息传到了北京，“都中言官复连奏弹劾，谓机车直驶，震动东陵，且喷出黑烟，有伤禾稼。奉旨查办，被勒令禁驶”。由于清政府刚刚建立的北洋海军舰艇急需燃料煤，经过开平矿务局和李鸿章的疏通斡旋，“龙”号机车恢复开行，以后便一直在使用，直到从英国运来了两个车头。“龙”号机车退役后曾存放在北京府右街交通陈列馆，当时还可以生火行驶，以供观览。1937年日本侵略者占领北京后，将该馆迁移到和平门内的一条胡同里，以后这台中国制造的著名机车便离奇地失踪了。

3、“0”号机车

1882年10月，中国第一次从英国纽卡斯尔的史蒂芬森机车厂购进了两台机车，由于它机身上有一个大大的“0”字，人们便把它称为“0”号机车。“0”号机车没有导轮和从轮，只有两对动轮，车轴排列为0-2-0式，动轮直径为812.8毫米。它们比较幸运，有识之士将其中一辆保存下来了，成为中国乃至世界现存古老的机车之一。“0”号机车是我国珍贵的文物，1985年曾飘洋过海，被送往日本在万国博览会上展出。

1949年，中国可统计的机车有4069台，分别出自9个国家的30多家工厂，机车型号多达198种，难怪人称中国是“万国机车博物馆”。

1949年中华人民共和国成立后，随着铁路运输事业的迅速发展，对机车的需要日益增加。1950年朝鲜战争的战火又逐渐燃烧到我国鸭绿江边，刚刚获得新生的新中国铁路机车制造工业面临巨大的挑战，国内经济建设和抗美援朝的国际主义义务都需要铁路尽快加大运能，提供更多的火车头多拉快跑。在这种情况下，中央人民政府铁道部决定依据现有条件，尽快修复组装一批战争时期报废机车投入使用，弥补紧缺，同时立即开展研究仿造外国机车，力争在较短时间内形成生产能力，使我国铁路牵引动力有较大提高。4、“解放”型机车从1950年到1952年末，青岛四方机车工厂抓紧修复组装了首批20台蒸汽机车。铁道部将这批1-4-1轴式机车定为“ㄇㄎ1型（音：摩科，注音符号），编号2101-2120号，1959年变更机车型号后改称为“解放”型，代号JF。“2101号”是这批机车的首台，它于1950年9月修复完毕，正逢新中国成立一周年前夕，滕代远部长亲自批准命名为“国庆周年号”（简称国庆号），镌刻铜匾镶在车身上，向祖国献上了一份厚礼。尽管不是真正意义上我国自己制造的第一台火车头，但在很长时间内还是被人们亲切地称为“国产第一台”

1952年7月，四方机车车辆工厂制造出新中国第一台蒸汽机车，“解放”型2121号，构造速度80km/h，全长（机车加煤水车）22634mm。这种机车随后成批生产，到1960年“解放”型停止生产时，共制造了455台。5、建设型机车

1956年，大连机车车辆工厂在解放型机车的基础上，又进行现代化改造，设计了建设型干线货运蒸汽机车，代号JS，并于1957年试制出第一台。该机车性能有了较大地提高，达到较先进的水平。构造速度85km/h，全长（机车加煤水车）23337mm。模数牵引力250千牛，轴式1-4-1。建设型到1988年止，共生产1916台。6、胜利型机车

1956年四方机车车辆工厂试制出第一台胜利型客运蒸汽机车，代号SL。构造速度110km/h，全长（机车加煤水车）22618mm，轴式为2-3-1。这种机车到1959年停止生产时，共制造了151台。胜利型干线客运蒸汽机车投入运用后，使长途直达旅客列车扩大了编组，客车数量由9辆增至13辆，取得了很好的社会经济效益。

7、人民型机车

1957年，大连工厂对胜利型进行了现代化改造，命名为人民型，代号RM。机车全长23252毫米，构造速度每小时110公里。模数牵引力177千牛，轴式2-3-1。1958年起由四方工厂试制生产，1966年停止生产，共制造258台。

1001号为四方机车车辆厂于1958年4月生产的第一台人民型机车，人民型机车的动轮直径1750毫米，是国产机车中最大的。8、前进型机车

1956年9月，中国自己设计的第一台干线货运蒸汽机车在大连机车车辆厂终于试制成功。当时定名为和平型（代号HP），“文化大革命”期间又改为反帝型（代号FD），1971年再改为前进型，代号QJ。前进（QJ）型0001号蒸汽机车是大连机车车辆厂1956年制造的中国第一台4轴煤水车的干线货运机车，轴列式1-5-1,全长26.10米,构造速度80公里/小时,模数牵引力33290公斤。

9、上游型机车

上游型工矿用蒸汽机车（代号SY）是大连厂与唐山厂1959年联合设计的，曾命名为工农型。1960年在唐山厂制造出第一台并作了部分修改，改名为上游型。机车全长21643mm，构造速度80km/h，轴式1-4-1。

1964年转入批量生产后，唐山厂与四方厂合作，对上游型蒸汽机车进行了改进设计。改进后的机车具有性能良好、经济实用、结构可靠的优点。唐山厂为满足厂矿企业的需要，在1988年我国干线蒸汽机车停产后，仍继续生产至1996年，共制造了1769台，其中一台于1993年出口到美国作为蒸汽旅游机车用途。此外，生产上游型蒸汽机车的工厂还有四方厂、太原厂、铜陵厂。

10、其他型号的蒸汽机车

（1）跃进型调车用蒸汽机车，代号YJ。1958年济南机车厂设计制造，1961年停产，唐山、牡丹江、武昌、济南等工厂共制造202台。机车全长18326毫米，构造速度每小时60公里，模数牵引力137千牛，轴式1-3-1。（2）星火型蒸汽机车是地方铁路使用的小型蒸汽机车，由大同工厂1960年设计，长春工厂试制成功，代号XH。1961年停产，长春、牡丹江工厂共制造48台。机车全长13480毫米，构造速度每小时25公里，模数牵引力75千牛，轴式0-4-0。

（3）工建型工矿及调车用蒸汽机车（代号GJ），大连厂设计，1958年9月太原机车厂生产出第一台。太原、成都厂生产至1961年，共制造122台。机车全长9735毫米，构造速度35km/h，模数牵引力144千牛，轴式0-3-0。（4）红旗型蒸汽机车（代号HQ）是大连机车厂于1958年设计试制成功的干线蒸汽机车，车轴式为1-5-0。由于固定轴距较大，经常挤坏道岔；又因无从轮转向架，高速时摆动较大等原因，由大连机车厂和唐山工厂生产三台后，没有继续生产。红旗型是1958年“大跃进”的产物，由大连机车车辆厂设计人员用20天时间完成设计，用一个多月时间完成样车试制。（5）蓉建型机车是成都机车工厂为地方铁路设计制造的窄轨蒸汽机车。1959年制造出首台，至1965年停止生产，共制造70台。轴式0-4-0，轨距762mm。（6）援朝型蒸汽机车、1965年为越南研制的货运米轨蒸汽机车，1970年停产，共生产67台，构造速度70km/h，轴式1-4-1，由大连机车车辆厂制造。◆内燃机车简史

我国内燃机车经历了50多年的发展，经过了早期试制、定型生产、自主开发、采用先进技术开发新型内燃机车四个阶段，累计生产了４代、２００多种型号的18000多台内燃机车（至２００９年末）。内燃机车产品，也经过了试制产品、第一代产品、第二代产品、第三代产品四个阶段。目前正在开发生产第四代产品。“巨龙”号电传动内燃机车技术特征：（1）机车或柴油机基本上是仿制国外的产品；（2）直流电力传动匹配二冲程中速柴油机和四冲程高速柴油机；（3）液力传动匹配四冲程高速柴油机；（4）设计技术水平低，可靠性差。代表产品：建设、巨龙、先行、卫星等1、内燃机车早期试制的5年（1958～1963）建设型先行东方红一型东方红1型是四方机车车辆工厂1959年试制，1964年批量生产的干线客运内燃机车，机车按双机联挂设计，也可以单机使用。前73台的机车标称功率是1060kW，最大速度140km/h，车长16550mm，轴式B-B。后36台的机车标称功率增加到1220kW，最大速度降为120km/h，2、国产第一代内燃机车设计生产的5年（1964~1968）东方红二型东方红2型1966年由四方机车车辆工厂按客运内燃机车设计制造的，机车功率为1470kW，只试制了一台。1972年资阳内燃机车厂和四方机车车辆工厂共同设计，1973年资阳内燃机车厂试制投产的东方红2型，已改为调车用的内燃机车，机车标称功率是650kW，最大速度62km/h，车长12400mm，轴式B-B。东方红三型东方红3型是四方机车车辆工厂1976年开始制造的干线客运内燃机车，机车标称功率是730×2kW，最大速度120km/h，车长17970mm，轴式B-B。机车的动力装置是两套相同而独立的机组，可以使用其中任何一套或两套同时工作。1987年，该厂还制造了两台机车标称功率为820×2kW的东方红3型。特点：第一代内燃机车的特点是柴油机基本上是仿制产品、采用自主设计的电传动或液力传动装置；技术性能较早期试制的机车有一定的提高。3、第二代内燃机车发展阶段（1966~1988）技术特征：（1）机车、柴油机及主要部件都是我国自主开发的；（2）机车技术性能和可靠性、经济性有大幅度提高；（3）液力传动既配高速柴油机，也配中速柴油机。代表产品：东风4A、B、C、东风5、东风7、东风8、东方红3、北京等（北京型和东方红型都是液力传动内燃机车，目前已经逐步淘汰）。典型机车DF4B机车

到1999年停产,DF4B型机车共生产了4000台左右。最大运用速度：120km/h

柴油机装车功率：2430kW

。目前装配有我所的主要产品有：监控装置、空调电源、电阻制动装置、轴温报警装置、TAX2插件式轮缘喷油控制装置。DF5机车1974年设计试制，1985年由大连机车车辆工厂批量生产，适用于编组站和区段站进行调车作业，也可做为小运转及厂矿作业的牵引动力。机车标称功率1210kW，最大速度60km/h。DF7机车北京二七机车厂1982年设计，1985年正式生产。适用于大型枢纽编组站场调车及工矿小运转作业。机车标称功率1470kW，最大速度100km/h，传动方式为交-直流电传动。4、国产第三代内燃机（1989~1998）

干线机车采用与国外合作开发或进一步自主开发的新型16V240ZJD（及其系列）和16V280ZJA型柴油机

干线机车为中速柴油机匹配交直流电传动；采用微机控制；准高速机车采用牵引电动机架悬式转向架；机车整体水平有了很大提高。代表产品：DF6、东风11、东风8B、东风4D、东风10F等DF4D机车1996年12月,为满足1997年4月1日开始的铁路提速的迫切需要,大连厂专门开发出DF4D型提速客运内燃机车。机车最高速度开始为132km/h,后来提高到145kmPh和170kmPh。DF4D系列机车约有1200多台。DF8B机车东风8B型内燃机车是戚墅堰机车车辆厂产研制，由资阳厂和戚厂共同生产，可满足繁忙干线货运重载高速的要求。机车标称功率3680kW，最大速度100km/，传动方式为交-直流电传动。DF8B目前是我国货运干线上的主型内燃机车。共生产了1000台左右。DF11机车东风11型机车是大功率、准高速干线客运内燃机车。机车装用标定功率为3860kW，16V2802JA型柴油机、机车功率：3040kW

柴油机装车功率：3680kW

最高速度：160km/h

传动方式：交直电传动

DF11总共生产500多台。5、第四代内燃机车发展阶段（1999~）技术特征：1、采用交直交电传动（直接采用第三代逆变器IGBT）；2、辅机交流电传动；3、机车微机控制；４、柴油机电子喷射；５、客运机车牵引电动机架悬、货运机车径向转向架。代表产品：捷力号（日本三菱公司IPM）、DF8CJ、DF8DJ（西门子IGBT功率模块）、HXN5（GE）、出口澳大利亚内燃机车（SDA1）和4400HP机车等（DF8BJ牵引变流器采用GTO）DF8BJ机车2001年11月,资阳厂利用株洲电力机车研究所(以下简称株洲所)的GTO功率模块,研制成4000kW的DF8BJ型交流电传动内燃机车。机车装用进一步开发的16V280P285ZJG型柴油机。DF8CJ机车2003年2月,戚墅堰厂利用庞巴迪公司的IGBT功率模块,研制成4410kW的DF8CJ型货运交流电传动内燃机车。机车上装用了与奥地利李斯特公司合作开发的R16V280ZJ型柴油机。DF8DJ机车2006年,利用美国Caterpillar

公司Cat3616型中速柴油机,资阳厂制成4780kW的DF8DJ型交流电传动内燃机车。这是世界上功率最大的交流电传动内燃机车。HXN5机车由美国通用电气（GE）研制，透过技术转移的方式，由南车戚墅堰机车车辆厂制造。和谐5型机车装用大功率IGBT变流器，额定功率达到4660kW，最大起动牵引力为620kN，最大运用速度和最大恒功率速度为120km/h。到目前为止已经生产了570多台车。HXN3机车这款机车由中国北车集团大连机车及美国EMD共同研制，铁道部于2005年与大连及EMD签订合作协议，研制新一代交流传动柴油机车。每辆机车均装有一台6,000马力柴油机及6台交流牵引电动机，可单机牵引5,000吨货物以最高时速120公里运行。

三、电力机车发展概况电力牵引在铁路运输中的地位、发展方针：大力发展电力牵引和内燃牵引，以电力牵引为主。发展：1958年开始筹建，1961年8月15日宝—风铁路开通，拉开了电气化铁道的序幕。电力牵引的特点及优越性特点：功率大速度高效率高过载能力强1、电力机车概述

优越性：运输能力强经济效果显著合理利用能源劳动条件好了行车安全有利于实现城乡的电气化2、电力机车的分类

1）按用途可分为客运电力机车货运电力机车客货两用电力机车调车电力机车

2）按机车轴数不同可分为

4轴、6轴、8轴等电力机车。

3）按电流制不同可分为直流电力机车交流电力机车单相低频制（25Hz、Hz）单相工频制（50Hz）中国电力机车的研制开始于1958年。当时的铁道部田心机车车辆工厂，也就是现在的株洲电力机车工厂在协助湘潭电机厂制造工矿电力机车的同时，设计并试制铁路干线电力机车。1958年12月28日，中国第一台干线铁路电力机车试制成功，命名为6Y1型。

1968年，经过对6Y1型10年的研究改进，在中国半导体工业发展的条件下，将引燃管整流改为大功率半导体整流，试制出韶山1型，代号SS1。1969年开始批量生产，到1988年止，共生产826台。机车持续功率3780kW，最大速度90km/h，车长19400mm。韶山1型电力机车获全国科学大会奖。1969年，株洲电力机车研究所和株洲电力机车工厂联合研制了韶山2型电力机车试验车，代号SS2。

株洲电力机车工厂1978年设计试制的大功率电力机车韶山3型客货两用干线电力机车、代号SS3。1989年开始批量生产至今。

韶山3B型重载货运电力机车，代号SS3B。株洲电力机车厂2002年在SS系列机车的设计平台上开发的一种12轴重载货运电力机车。韶山4型干线货运电力机车，代号SS4。株洲电力机车工厂1985年设计试制的8轴货运电力机车。最大速度100km/h。韶山4改进型电力机车，代号SS4G。是在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上，吸收了8K机车一些先进技术设计的。韶山5型准高速电力机车，代号SS5。为准高速铁路试制的样车。韶山6型干线客货运电力机车，代号SS6。株洲电力机车工厂制造的国际招标中标机车。机车功率持续4800kW，最大速度100km/h，车长20200mm。韶山7型干线客货两用电力机车，代号SS7。是大同机车工厂自行研制开发的新型电力机车，该机车填补了我国山区小曲线区段线路客、货运电力机车的空白，荣获国家级科技进步二等奖及铁道部科技进步一等奖。

韶山7B型重载货运电力机车，代号SS7B。大同机车厂1996年设计完成，1997年试制成功的一种新型的重载货运电力机车。韶山7D型客运电力机车，代号SS7D。由大同机车厂、株洲电力机车研究所、成都机车车辆厂联合研制的适应我国铁路提速需要的新产品，是目前国内技术水平最为先进的交直传动客运电力机车。

韶山7E型客运电力机车，代号SS7E。是最新开发的客运机车。

韶山8型快速客运机车，代号SS8。株洲电力机车厂于1994年研制成功，填补了我国快速客运电力机车的空白，目前成为我国快速客运的主型机车。曾创造了中国铁路机车的最高速度240km／h。

韶山9型干线客运电力机车，代号SS9。以成熟的韶山型系列电力机车技术为基础，采用了许多国际客运机车先进技术，是我国干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车。机车功率持续4800kW，最大速度170km/h。

四、我国动车组简介“春城”号电动车组，长春客车厂为迎接“99”昆明世界园艺博览会开发制造的中国首列商业运行电动车组。该电动车组为无污染的环保型绿色交通工具。具有普通旅客列车所无法比拟的灵活编组、机动开行的优点，又具有公路交通工具无法比拟的速度快、运量大、效率高、投资省、安全性好的优点。该电动车组采用动力分散型交直传动方式，以一动一拖为一个动力单元，一列6辆编组，可运用于标准轨距电气化线路上，动车组总功率为2160kW，设计速度120km/h。

“先锋”号交流传动电动车组，是南京浦镇车辆厂负责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组，首列电动车组命名为“先锋”号。列车运营速度200km/h，最高试验速度250km/h，总定员424人。“中原之星”交流传动电动车组，适用于中、短途快速旅客运输。由株洲电力机车厂、四方机车车辆股份有限公司、株洲电力机车研究所三家单位联合研制生产。首列动车组于2001年10月生产下线，配属郑州铁路局，于郑武线上运营。最高运营速度160km/h，总定员1178人。

“大白鲨”高速电动车组，株洲电力机车厂研制的中国第一台正式进入高速领域的动力集中式高速动车组，是我国强大机车家族的又一精心完美之作。动车组编组为1节动车6节拖车（M+T22+T11+3T12+Tc），6节拖车中有1节双层二等座车、1节单层一等座车、3节单层二等座车和1节带司机室的二等座车。持续功率4000kW，最大速度200km/h。编号：DDJ1“蓝箭”交流传动高速电动车组是为满足广深线“小编组、高密度、高速度”的公交化客运要求，由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所、长春客车厂和广铁集团于2000年共同研制的新一代交流传动高速电动旅客列车组。基本编组定员为421人，连挂编组定员约800人。最大速度220km/h。实则引进ABB技术编号：DJJ1“中华之星”高速电动车组，该电动车组将成为我国京沈快速客运通道的主型列车及未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。列车最高运营速度可达270km/h，是目前我国商业运行时速最快的电动车组。2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线综合试验中，成功创造了中国铁路的最高速度321.5km/h。该动车组广泛地采用了国内、外的先进技术，列车的整体技术性能达到国外同类产品的先进水平。实际上该车参照DJJ1设计编号：DJJ1中国乃至世界上第一条高速磁悬浮铁路商业运行线是２００１年３月１日开工建设的上海磁悬浮列车示范线。２００２年３月，这条磁悬浮列车示范线下部结构工程竣工。磁悬浮列车用电磁力将列车浮起而取消轮轨，采用长定子同步直流电机将电供至地面线圈，驱动列车高速行驶，从而取消了受电弓。磁悬浮列车主要依靠电磁力来实现传统铁路中的支承、导向、牵引和制动功能。列车在运行过程中，与轨道保持一厘米左