电传动机车机械结构

第三章电传动机车机械部分第一节机车车体一、车体的组成、作用及现代机车对它的要求机车车体是指机车转向架之上的车厢部分（也称上部结构）。它由司机室、车顶、侧壁、间壁、车架和排障器等部分组成。车体是机车的骨架。它既是各种设备，如柴油机、传动装置、大型电气设备和各种辅助机组的安装基础，又要传递各个方向的力：（1）将所承受的垂直载荷即各种设备的重力通过旁承传给转向架；（2）机车运行时通过车钩、缓冲装置传递机车与车辆之间的纵向力，例如牵引力、制动力和冲击力；（3）承受转向架传来的横向力。同时也起到保护机械、电气设备和乘务人员不受雨、雪、风、沙的侵袭和隔声、隔热的作用。现代干线机车向高速大功率方向发展，机车重量也相应增大而机车轴重却受线路条件的限制。因此，机车重量成为限制增大机车功率的主要因素。如何设法减轻机车各部件，特别是诸如车体等大部件的重量，是实现单节大功率机车重要措施之一。因此设计制造现代机车的车体时，应满足以下要求：（1）尽可能满足乘务人员的正常工作环境，如机车操纵，瞭望方便等。（2）保证有足够的强度、刚度和运行的安全可靠。（3）便于安装动力装置、辅助装置和缓冲装置。（4）在制造及修理时，结构上有较好的工艺性。（5）外形美观、流线化，具有良好的空气动力学性能，以减小空气阻力，满足高速的要求。（6）车体外形尺寸应符合国家规定的机车车辆限界。（7）尽可能减轻重量。二、车体的形式车体按外形，可分为两种，罩式（外走道式）车体，如ND5机车；棚式（内走道式）车体，如SS3B、DF4机车。车体按承受载荷方式，可分为车架承载式车体，如DF1、DF3机车；整体承载式车体，如SS3B机车。1车架承载式车体车架承载式车体，所有载荷均由车架承担，车体侧壁、车顶不参与承载。对于这种车体车底架上部的侧壁和顶盖不必进行特殊的设计，只要求能保证其自身工作所必需的强度和刚度即可。而车底架则要求设计得有较高的强度和刚度。我国早期生产的机车，曾采用这种形式的车体，因为那时机车功率小，对机车减重的要求并不突出。（1）车底架承载车体的形式a罩式车体罩式车体（如图1）外形矮小，走道在车罩外，车架承载。通常司机室布置在机车的一端或中部，高出并宽于车体的其他部分以便于司机瞭望。当乘务员检查机器设备时，必须打开车体侧面的门。图1罩式车体罩式车体结构简单紧凑、造价低，车体易于拆装，便于机组的安装和维修。一般多用于小功率机车，如调车机车、工矿机车，货运机车也有采用。例如我国的DF2型、DF5型机车及从美国进口的ND5型内燃机车的车体都属于这种类型。最近设计制造的和谐型HXN5型内燃机车也采用罩式车体。罩式车体只有车底架承载。b棚式车体棚式车体(如图2)外形高大，其内部除安装机械、电气设备外，还有可供乘务人员通行的走道，以便在运行过程中随时进行设备的检查和维修。图2棚式车体1-头灯；2-司机室；3-司机室侧门；4-空调换气百叶窗；5-冷却室百叶窗；6-通风机百叶窗；7-动力室小顶盖；8-空气滤清器；9-电阻制动通风百叶窗；10-司机室侧窗；11-牵引装置；12-排障器；13-司机室座椅；14-侧脚蹬；15-司机室侧扶手；16-牵引拉杆座车体内部根据安装设备的不同，用间壁分成若干个室，如动力室、电气室、冷却室、变压器室等。间壁上设有通道门，既便利通行又可将各室隔开。司机室布置在一端或两端，瞭望视线开阔，外形可设计成流线型。干线机车一般都采用这种类型的车体。车体由外皮和骨架组成。骨架一般用型钢或用3-4mm厚的钢板压制成的压型件。为便于机器设备的安装和维修，同时也为了车体制造的方便，车体可分成司机室、动力室、冷却室和电气室几部分分开制造，然后再相互组焊在车架上。为了吊装机器设备，在车顶上设有各种窗口和顶罩。车体骨架外面敷设2.5mm厚的钢板作为车体的外皮，司机室内壁的胶合板固结在骨架内的木结构上。在外皮与内壁之间，填充隔声、隔热材料。如果棚式车体的侧壁不参与承载，则车体就是车底架承载车体。一些老式机车就用这种车体，如东风型内燃机车。现在棚式车体的侧壁都和车底架一起参与承载，就成为整体车体。（2）承载车底架该载车架，一般为中梁承载式车架，（如图3），东风型内燃机车的车架就属于这种结构。图3DF型内燃机车车架1-前端梁；2-架车座；3-上心盘；4-下补强板；5-侧梁；6-上旁承座；7-车钩牵引箱；8-后端梁；9-蓄电池箱；10-上补强板；11-左右侧盖板；12-横梁；13-中梁；14-立板；15-上盖板；16-底板中梁承载式车架包括中梁、侧梁、立板、横梁、牵引箱、上心盘、架车座等部分，由钢板、型钢和铸钢件焊接而成。中梁是车架的主要受力部件，有两根45a号工字钢，上、下翼板分别用断面为340×20和340×16的盖板加强。下盖板与中梁等长，上盖板只占中梁的中间部分，两个中梁用中间立板连接。侧梁是16号槽钢，中梁与侧梁用横梁连接。侧梁的载荷经横梁传递给中梁。车架下面焊有两个心盘、八个旁承座和四个架车座。牵引箱焊接在前后端梁上。中梁承载式车架在设计时只考虑两根中梁承受全部载荷，而没有考虑车体承载的可能性，所以有车架粗大笨重、机车重心高的缺点。HXN5型内燃机车的车体也是车架承载式。车架的两根中梁为箱形结构，而且把吊车车架中部的燃油箱与车架合为一体，也参与承载。这增加了车架的强度与刚度，又减轻了重量。2整体承载式车体整体承载式车体，均为棚式车体。为近代干线客、货运机车普遍采用的车体。车体由司机室、车顶、侧壁、间壁和车架组焊成的一个整体，具有足够的强度和刚度能很好地承受各个方向的作用力。但车顶为了吊装设备方使要开出大孔，设计成可拆卸的顶盖；有的部分还要安装固定的百叶窗。车架地板不一定处于同一平面内，又开有许多冷却风道和安装设备所需的开口，使承载能力大为削弱。从受力角度看，间壁把左右侧壁和车架连成一个整体。这种形式车体的特点是侧壁和车架为主要受力部件。因此，整体承载式车体又称为侧壁承载式车体。整体承载式车体能充分利用材料和空间，与同样重量的车架承载式车体相比，其承载能力有很大的提高。或者在承受同样的载荷下其重量就可以大大减轻，而且提高了整个车体的强度和刚度，为发展单节大功率机车提供了有利的条件。整体承载式车体按侧壁结构的不同，又可分为桁架式侧壁承载车体和框架式侧壁承载车体两种。（1）桁架式侧壁承载车体桁架式侧壁承载车体(如图4)由车架、左右侧壁、车顶、间壁、司机室及覆盖在这些构件外面的蒙皮组成。图4桁架式侧壁承载车体结构示意图1-司机室；2-车顶；3-侧壁桁架；4-上弦梁；5-斜撑；6-立柱；7-牵引梁；8-下弦梁；9，10-横梁；11，12-纵梁；13-车架侧壁桁架由上弦梁、下弦梁(即车架的侧梁)、上下弦梁间用立柱和斜撑焊接组成。司机室坐落在车架的端部，与侧壁、车架和车顶焊接。桁架式侧壁承载车体的特点是由于侧壁桁架的斜撑存在，侧壁具有极好的稳定性，立柱、斜撑主要承受轴向力，使其截面受力均匀，从而充分利用了车体的材质。即使在侧壁上开孔也不至损坏车体整体刚度（蒙皮不参与承载）。但侧壁开孔的大小和位置受到限制，特别是给较大部件的更换带来一定的难度。我国生产的DF10型、DF11型以及DF8B型内燃机车均为桁架式侧壁结构。（2）框架式侧壁承载车体框架式侧壁承载车体（如图5），其侧壁框架由上、下弦梁、立柱、中间梁及覆盖在这些构件外面的蒙皮组成，共同承载。图5框架式侧壁承载车体结构示意图1-司机室骨架；2-车顶骨架；3-上弦梁；4-中间梁；5--立柱；6-下弦梁；7-侧壁；8-车顶；9-车体间壁框架侧壁承载车体其特点是车体侧壁开孔不受骨架限制，易于布置用于采光、通风、冷却的孔。由于框架结构更多依赖于侧壁的蒙皮，因此，过多或过大的开孔将使侧壁刚度受到一定的影响。该结构一般用于轴重不太紧张的机车上。在同样负荷下框架式结构的变形(受弯曲)比桁架要大。总之两种结构比较各有优缺点，桁架式车体更具减重优势，而在重量条件允许的情况下，从检修维护出发，应选择框架结构。我国生产的DF4型、DF6型内燃机车，SS系列电力机车，和谐型电力机车都采用框架式侧壁承载车体。（3）整体承载式车体的车架整体承载式车体的车架结构有两种，即有中梁和无中梁结构。国内过去通常采用的是无中梁结构形式。最近设计生产的和谐型电力机车，车体底架为有中梁结构，中梁为主要受力件。无论是桁架式还是框架式侧壁承载车体，其车架具有基本相同的结构。无中梁时，侧梁是主要受力件，因此要选用截面较大的构件。根据不同机车安装各设备的需要，再设置截面大小不同的横梁和长短不一的纵向辅助梁，通过横梁将左右两根侧梁连成一体。前后端则根据传递纵向力、冲击力的需要设置前后端梁、牵引梁和缓冲座。这样连成的车架，其整体刚度较差。但与侧壁组焊成一体后就能大大提高其刚度。车架各梁大都采用压型钢或各种厚度（3~6mm）的钢板组焊成箱形结构。在车架的两端下部设有下骨架及排障器。下骨架焊于车架下部，排障器用螺栓与下骨架相连。下骨架与排障器具有较强的强度和刚度，能有效地排除线路上的障碍物，保护机车走行部和防止机车发生脱轨颠覆。随着铁路向高速发展，对车体提出了更为苛刻的减重要求。车体的结构形式由原来的框架、桁架式结构向网架式结构发展。在原结构上加密横梁，梁的疏密间隔距离约为250~500mm，同时减小和变薄各梁本身的轮廓尺寸和厚度。这样布置的结果，使侧壁形成类似飞机机身的网架结构，类似有加强筋的薄壳结构，以实现现代机车车体具有较好的刚度和强度，以及较轻的重量。HXD3型电力机车车体侧壁朝此方向作了有益的探索。为了减轻重量，对于一些非承载部件，如车顶的活动顶盖、门、护板以及罩盖等均可采用铝合金制造，有些部件亦可采用玻璃纤维或碳纤维增强的塑料制造。三HXD1型电力机车车体1概述HXD1型电力机车为双节重联的八轴大功率交流传动电力机车，其重联的两节车体完全相同，单节车体为单端司机室的框架空间结构，它既是机车所有设备的载体，又是机车动力的传递载体，除走行部件外的其它机械、电器设备以及附属装备都安装在车体上，同时在机车运行过程中，车体不但要传递牵引力和制动力给车钩以及承受垂直载荷，还要承受水平方向的冲击载荷和侧向力的作用。作为电力机车的主要承载部件，车体采用整体式承载结构，以便具有足够的强度和刚度并适应两万吨重载牵引的要求。车体各部件主要由钢板和钢板压型件组成，其中司机室、底架、侧构、隔墙及后端墙等主要钢结构部件组焊成一个箱形壳体结构，顶盖设计成可拆卸的形式，以便于车内设备吊装。车体外形设计成粗犷有力的大棱角并有适度的圆角过渡，并设置有车钩缓冲装置、排障器、车体各室门和司机室侧窗等附属部件。HXD1机车单节车体的主要结构如图6所示。1钩缓装置2排障器3司机室4入口门5底架6侧构7顶盖图6HXD1型机车车体2主要结构参数及特点作为整体承载车型，HXD1机车车体将整体骨架设计为适当的箱形网状结构，使应力通过车体整体骨架均匀、有效地分布和传递。司机室结构充分考虑了人机工程学；侧窗外蒙皮采用细晶粒高强度结构钢以应对侧窗窗角的应力集中；底架采用了贯通式中央纵梁的框架结构；侧构设计成上倾斜的网架式结构；顶盖采用平板小顶盖结构；机械室采用中央走廊方式；钩缓系统选用了小间隙的13A型E级钢车钩和大容量的QKX100型弹性胶泥缓冲器，缓冲器后面设置了过载保护的变形吸能装置。具体结构参数如下：车体总宽度3100mm车体端面长度17138mm车钩中心距离17596mm车钩中心线距轨面高度880±10mm顶盖距轨面高度4003mm底架地板上平面距轨面高度1498mm车体底架长度16835mm车体总重（组焊结构）约23300kgHXD1型机车车体结构还具有以下综合特性：1）车体采用整体承载结构，沿车钩纵向水平中心线可承受2450kN的静压力和2450kN的静拉力而不会产生永久性变形。2）车体侧梁外侧设有4个检修作业用的吊销套，车体前后牵引梁两旁还分别设有救援用的4个吊销套。3）车体与转向架之间设有备用的连接装置，可将车体同转向架一并吊起。车体和转向架同时整体或一端吊起时，车体各部分不会产生永久性变形和其它损坏。4）每节车体侧下设有6个架车支承座和供检修用的六个支承点。5）车体内机械室设有中央直通式走廊，走廊宽度为600mm。6）司机室前上部设有宽敞明亮、视野开阔的前窗，前窗玻璃采用能自动除霜的电加热玻璃，司机室侧面设有两个带联动锁的入口门和能够上下启闭的活动侧窗。司机室后墙处设有通往机械室的门。两节机车连接处还设有带自动闭门器的门以及连通两节车体间的连挂风挡。7）机车的司机室前端两侧设有方便调车员调车作业的脚踏板，并有相应的扶手。8）底架前端牵引梁下方装有排障器，其中央底部能承受137kN的静压力。9）车体组焊后要求侧构表面平面度在2000mm内不超过3mm，不允许有硬伤或局部凹凸不平现象；车体两侧倾斜度不大于5mm；两侧构组装时，与车体顶盖连接的安装孔距须控制在231004mm范围，而各连接横梁顶盖沿车体纵向安装的尺寸公差不超过±3mm。10）车体总成以及各部件的焊接应依据检测7352970进行试验和检查，各板搭接处应进行焊前预处理。11）焊接材料要求：16MnDR材料及其它碳钢之间，一般采用G2Si焊丝，部分采用ER5087和ER5183焊材；普通不锈钢之间采用ER308L焊材，而不锈钢与碳钢之间一般采用ER309L焊材。3底架HXD1型机车车体底架采用贯通式中央纵梁的框架结构，主要由前端牵引梁、后端牵引梁、侧梁、枕梁、变压器梁、中央纵梁、底架盖板、底架上焊接部件等组成，具体结构见图。底架材料主要为12mm、16mm、20mm、24mm低温容器板16MnDR，或压型或加工，以坡口焊接为主，并进行整体静调处理。各主要承载梁均采用钢板或钢板压形件组焊成箱形或类似结构，从整体上提高了车体的刚度和强度。各横向梁与侧梁联接均采用插入式焊接联接，而且插入处均采用了圆弧过渡，有效避免了联接部位截面变化引起刚度突变以至于应力集中。前端牵引梁和后端牵引梁是传递牵引力、承受制动力与冲击力的主要部件，由上盖板、前端板、后端板、加强撑板、中心纵梁、下盖板、车钩箱等组成空腹箱形结构，牵引梁前端焊有螺孔座，可以将安装车钩吊杆的冲击座用螺栓紧固其上；车钩箱直接焊装于前、后牵引梁的下盖板上，用于安装机车车钩、缓冲装置和变形吸能装置。车钩箱为厚板组焊的加强箱体，有足够强度满足车钩传递的牵引和冲击力，内部空间完全满足国产13号标准钩缓装置的安装和互换，与转向架相连的牵引拉杆座就直接用特殊螺栓安装在车钩箱的下部；另外，前端牵引梁上、下盖板之间还焊装有空调排气风道，两侧装有机车救援吊销孔，其下盖板上还焊有用于安装排障器的安装条。图7HXD1底架总图1后端牵引梁；2中央纵梁；3侧梁；4变压器梁；5底架盖板；6枕梁；7车钩箱；8前端牵引梁侧梁位于底架两侧，是底架主要承载及传力部件，由U形压型梁与内立板组焊而成，内立板上与枕梁、变压器梁连接处预留断口，以方便枕梁、变压器梁插入与压型梁直接连接，共同形成更加牢固的结构体。垂向减振器座与转向架整体起吊座设计成一体并焊接在侧梁下部，横向减振器座采用嵌入方式与侧梁焊接成一个整体结构，左右侧梁上各设有3个吊销套，靠中间的吊销套用于机车的整体起吊，靠后端的用于单端救援，侧梁每个吊销套位置的下翼板上焊装有架车垫板。枕梁主要承受车体和设备的重量载荷及其垂向冲击载荷，主要由压型横梁、内立板、中心纵梁、中心限位座等组成，枕梁的两端直接插入侧梁组焊；另外，变压器梁主要由倒T形纵横梁（由下翼板和立板组焊）和纵向U形中梁组焊成的框架梁，用于承载变压器的重量载荷及其冲击载荷，其倒T形横梁也直接插入侧梁组焊；中央纵梁为压型U形梁，宽度达600mm，完全贯穿于整个底架，并与各被贯穿梁焊接在一起，与侧梁同时起到主要传力路径的作用；在底架两牵引梁之间，焊装四大块10～12mm厚的盖板，主要用以直接装配机车设备或焊装装配机车设备的安装支架，各安装支架主要由压型梁与HALFEN安装导轨组焊而成，盖板也同时进一步加强了底架的刚度和强度。4司机室HXD1型机车司机室采用准流线型外形，增强了整体外观的视觉效果。司机室前部设有前窗，采用胶粘方式将复合的电加热玻璃两块分别与司机室钢结构粘接联结。司机室两侧面设有可上下开启的活动侧窗以及入口门。司机室后墙上设有走廊门，通向机械间中央走廊。司机室结构采用了骨架与蒙皮一起形成整体承载的钢结构形式，且采用左右侧墙、前墙及顶棚组成的模块化结构，因此蒙皮及骨架梁均由6mm低温容器板拼装或压型而成，不仅简化组装工艺，而且加强了司机室的承载能力。司机室前端两侧均设计成斜板箱体结构，从底部逐渐过渡到顶部，然后通过司机室侧墙上部梁自然过渡到侧构的上弦梁，这样就保证了车体拉伸、压缩工况下的力矩有效地通过司机室传递到侧构上弦梁，然后再通过侧构上弦梁传递到车体后端，同时也保证了车体整体一致的外观效果。为满足EN12663中关于司机室腰梁处应能承受300kN均布载荷的要求，司机室腰梁设计成较大的箱形结构，并设置加强隔板，该区域结构得以有效强化。为了应对司机室侧窗窗角结构性的应力集中，侧窗部位采用了6mm厚的HG785E细晶粒高强度结构钢板材。司机室入口门门角通常也是应力集中区，因此门角处设计成圆滑过渡结构，并避开了焊缝，保证了应力不会过度集中于门角或焊缝区域。司机室顶部焊有头灯安装箱及天线安装座，前下部左右两边对称焊有安装机车副头灯的安装法兰。在司机室前窗口边沿下及两侧大倒角处，焊有方便维护、清洁及调车用扶手杆。为保证司机室的防寒隔热，在司机室各主要骨架梁焊接前塞满防寒隔音材料。司机室钢结构见图。图8司机室钢结构5侧构及隔墙HXD1型机车车体侧构（如图9）采用了上倾斜网架式结构，根据设计计算分析结果，侧构骨架的设计和布置充分体现了强度和刚度强弱合理布置的原则。如布置于侧构上部的两根上弦梁均采用了6mm厚的板材，通过压型、焊接、设置加强隔板等方式，形成封闭的箱形结构，并且两上弦梁之间设置了较多、较强的联接梁，有效强化了侧构上弦梁部位的强度和刚度；而侧构下部骨架的立柱和横梁大都均设计成一边均匀断续开口的角梁结构，断续边与蒙皮焊接在一起，使断续边与蒙皮自然形成坡口，保证了其焊接可靠性，也降低了侧构平面的焊接变形，同时由于下料成型的均匀断续边，减少了人工控制断焊的不均匀性，提高了焊接质量。侧构上弦梁部位设置了多个通风口，用于安装单独通风冷却电气设备的通风过滤装置。侧构顶部焊接了HALFEN安装轨，用于安装车体顶盖。侧构除上弦梁外的其它纵、横梁均采用3mmQ345E钢板压型，蒙皮也采用3mmQ345E钢板。图9侧构结构HXD1型机车车体隔墙因不承受较大的载荷，其骨架厚度设计较薄。隔墙的司机室侧设置了隔音性能优良的减振复合隔音钢板，有效的隔离了机械间噪音对司机室的污染。后端墙不仅构成车体箱体结构的一个端面，还要考虑与另一节车相联，因此设计了后端墙门和通道。后端墙上还设置了尾照灯、联挂风挡等。隔墙及后端墙结构见示意图10。图10隔墙及后端墙组成图6顶盖HXD1型机车车体顶盖设计成四个可拆卸的框架式活动小顶盖，通过HALFEN螺栓与侧墙和顶盖联结横梁上的HALFEN安装轨相连，联结充分考虑了结构的防水性，设置了密封结构。中间的2、3号顶盖上焊有天线安装法兰，靠近后端墙的4号顶盖上焊有受电弓安装座、高压互感器安装座及上顶盖的天窗门等，各顶盖平面度要求每米不大于3mm，受电弓安装座之间的平行度不大于1mm。顶盖结构见示意图11。图11车体顶盖结构示意图四HXD2型电力机车车体HXD2型机车车体采用了由底架、司机室钢结构、侧墙、后端墙以及车顶连接横梁共同参与承载的整体承载式焊接结构。如图所示，底架以及焊接在底架各梁上用于安装设备的支架或支座位于车体下部，是整个车体的基础，也是主要的承载结构。车体两侧是波纹板侧墙结构，车体一端设司机室，另一端为车体后端墙，它们都焊接在底架上。车体组装时，用四根车顶连接横梁将两边侧墙连接起来。在车体顶部安装有3个可拆卸顶盖装置，以便车内设备的吊装。车钩缓冲装置设置在机车两端的标准高度上，机车通过该装置实现对列车的牵引和制动。机车前端外部前窗下部安装有采用大圆弧曲面过渡的玻璃钢导流罩，底架下部装有排障器，用于排除线路上的障碍物，保证机车安全运行。排障器及机车前端部设有脚踏板，便于前部设备的维护、前窗整洁及调车作业。作为重载机车，HXD2型机车将应用于我国大秦线，承担2万吨列车的牵引任务。按照HXD2型机车总体技术规范要求，机车车体纵向能够承受3600kN的压缩载荷和2500kN的拉伸载，这已经突破了我国目前机车车体设计规范规定的2000kN的要求，也比HXD1型机车和HXD3型机车车体拉压载荷均为2450kN值高，在目前国内所有引进的机车中为最高指标。车钩缓冲器是机车关键部件之一。为了满足重载列车的需求，HXD2型机车引进了由国外专业公司根据该车运行工况专门设计的高强度车钩及大容量缓冲器技术。车钩的主要部件抗破坏强度达到4000kN，缓冲器的最大容量达到100kJ以上。车体主要技术参数：车体宽度（侧墙外表面）2855mm车体高度（司机室顶部到轨面）3829mm车体底架长度17723mm车体底架宽度2850mm车体底架上平面距轨面高度1630mm两车钩中心线间距离19075mm车钩中心线距轨面高度（新轮）880mm排障器距轨面高度（新轮）110mm枕梁中心距10060mm车体牵引座间距3750mm车体牵引座距离轨面高度803.5mm排障器总宽度2050mm图12HXD2车体外形图1-前端踏板；2-玻璃钢导流罩；3-排障器；4-司机室；5-前窗；6-入口门及侧窗；7-过滤器；8-侧墙；9-顶盖；10-维修门；11-底架；12-侧窗；13-牵引装置；14-联挂风挡及过渡板1车体承载结构图为HXD2型机车车体的承载结构，由底架、司机室、侧墙、后端墙及车顶连接横梁等部分组成。另外，排障器作为机车前端的清障设备，也要进行强度考核。图13车体承载结构2底架如图14所示，HXD2型机车车体底架采用了模块化的设计方法，整个底架主要由底架前、后端装配、底架中部结构等三部分组成。它们沿机车纵向分段拼接，组成一个整体承载的框架式结构。其中前后端装配结构相同，主要包括端部牵引梁及枕梁等独立模块；中部结构包括边梁和变压器梁及台架纵梁等独立模块。台架纵梁与底架组成一体，前后分别与两端的枕梁连接在一起，同时也成为底架承载的一部分，使得整个底架结构更加紧凑。另外，为更好地传递纵向载荷，对应台架纵梁，在枕梁中部及枕梁和牵引梁之间，均设有两根纵向连接梁。它们和台架纵梁共同构成底架的中梁结构。图14底架1-牵引梁2-端部边梁3-枕梁4-中部边梁5-变压器梁6-台架纵梁7-冲击座为减少机车端部风阻和便于曲线通过，分别在底架前后端2870mm、2745mm长度处，底架两侧以2.2°向端部中心倾斜。底架全部采用S355J2G4钢板制造。3牵引梁牵引梁是直接传递机车的纵向牵引力和纵向冲击载荷的主要部件。如图15所示，它主要由12mm厚的前端板、后端板、侧立板、下盖板及8mm厚的上盖板、中立板组焊而成“L”形封闭箱体。其下部为车钩箱，用于安装车钩和缓冲装置。前后丛板座采用厚钢板焊接而成，其形位公差由专用焊接工装保证。车钩箱周围焊有磨耗板。牵引梁前端焊有冲击座，两侧设有机车救援用吊销孔。在牵引梁侧面利用箱体内部空间，设置了机车前后端砂箱。图15牵引梁4枕梁枕梁主要承受垂向载荷，因此其结构相对较为简单。如图16所示，主要由2块20mm厚的上盖板和8mm厚的各种纵横筋板焊接而成。枕梁前后端是封闭的箱形端梁，内部焊有隔板，用于传递机车的纵向载荷。在枕梁下部，分别设有机车二系弹簧座，二系垂向减振器座，横向止挡座及机车整体起吊挂钩。其中减振器座和起吊挂钩为合金铸件。图16枕梁5变压器梁底架共有两根完全相同的变压器梁，位于底架中部，两端与底架侧梁连接。变压器梁既要承受垂向载荷，又要承受由牵引杆带来的弯扭载荷，受力情况复杂，因此需要有较大的惯性矩和抗弯截面系数。如图17所示，变压器梁主要由上下盖板和两侧立板组成箱形主承载结构。侧立板和下盖板的厚度为12mm，上盖板的厚度为8mm，箱体高360mm，宽480mm。在梁的底部两侧设有变压器吊挂座，由于HXD2机车采用中心斜牵引杆推挽牵引方式，因此在变压器梁的底部中心焊有一块40mm厚的牵引销座板，中心为240mm×170mm×20mm的矩形沉孔，前后共有8个M24的螺纹孔，用于安装牵引销。变压器梁与边梁的底部的连接处，采用R100的圆弧过渡，减少了局部应力集中现象。图17变压器梁6侧梁侧梁位于底架两侧，包括中部侧梁和端部侧梁，它是主要的承载和传力部件。由于HXD2型机车采用中间走廊，车内设备主要分布在机车中部两侧，因此中部侧梁设计成由一块12mm厚的“L”形压形板和一块8mm厚的近似“L”的压形板组焊成高度为520mm的狭长的封闭箱体，内部沿纵向分布有隔板。这样的封闭截面有着较大的抗弯扭刚度。端部侧梁由12mm厚的“L”形压形板和12mm厚的侧板及8mm厚的上盖板组焊而成，内部焊有压形槽钢筋板。侧梁在靠近牵引梁处向下延伸，与牵引梁高度相适应，避免截面突变引起的应力集中。在侧面设置了用于机车整体起吊的吊销孔和砂箱注砂孔。顶部有用于车内设备安装的定位销。6司机室钢结构司机室钢结构采用模块化设计，由前墙、左右侧墙及顶部结构四部分组焊而成。前墙上部向后倾斜30°，由四根封闭的梁柱组成前窗窗口，用来安装前窗玻璃，下部用一块8mm厚的整板压形蒙皮与前墙的5根立柱组焊成一体。左右侧墙的斜度与底架相同，其结构主要由门框立柱与连接司机室前墙的横、斜梁和4mm厚的侧板组成，两侧上弦梁后部设计成与侧墙上弦梁截面形状一致的箱形结构，保证组焊后与侧墙上弦梁完全衔接起来。其前部与司机室前窗上梁采用一块4mm厚的压型三维曲面板平滑过渡联接，在应力较高的门窗孔角处均焊有加强的圆弧板，保证了机车载受纵向压缩或拉伸时力流在整个车体内平稳传递，充分发挥整体承载作用。司机室结构如图18所示。司机室两侧的斜度与底架相同，其后部与底架宽度相同，为2850mm，前墙下部内侧与底架端部平齐，距离司机室后墙为2258mm，顶部距底架上平面2199mm。车体司机室结构强度符合UIC566标准要求，结构设计充分考虑安全性、可维修性及人机工程学，并加强了司机室的气密性设计，对主要的长大焊缝都有气密性要求。图18司机室钢结构7排障器为排除线路上的障碍物，在机车前端安装有排障碍。按照GB/T3317-2006《电力机车通用技术条件》及规定，排障器中央底部应能承受相当于140kN静压力的冲击力。排障器形状应利于排除轨道上障碍物。HXD2型机车排障器为板式焊接结构，如图所示。主体为8mm厚的“L”形压型弯板，中部焊有6mm厚的筋板，在筋板和弯板之间向后倾斜对称焊接两块6mm厚的三角形翼板。两边焊有工作人员调车用的脚踏板座，中部有各种管子卡座，后部为排障器安装座板。座板上开设能够调整排障器高度的长圆孔。排障器用8个M16的螺栓安装于底架牵引梁下部。按要求，机车落车后其高度需要调整为距轨面110±10mm。图19排障器8车顶盖装置HXD2型机车车顶盖装置是机车车体的重要组成部件，每台机车分为A、B两个单元，每个单元有三个顶盖。车顶盖装置包括位于车内机械间上的顶盖Ⅰ、顶盖Ⅱ和位于车尾端生活间上的顶盖Ⅲ、顶盖Ⅳ以及顶盖连接、密封装置，其主要作用是能够安全可靠地支撑车顶上安装的所有设备，确保车内设备安装方便，同时要满足车体密封并为车内设备提供清洁冷却空气的要求。顶盖的安装布置如图20所示。车顶盖装置主要特点：外形尺寸较长，顶盖Ⅰ、Ⅱ的长度分别为6217mm和6292mm，顶盖上平面为水平平面，在方便制造的同时，有利于机车顶部设备布置；采用单层大顶盖结构，主要材料为Q345高强度钢板材，有着较高的强度和刚度；顶盖下部四周镶嵌整体式中空橡胶密封条，保证了车体的密封性能。图20车顶盖1—顶盖Ⅰ2—顶盖Ⅱ3—顶盖Ⅲ4—顶盖Ⅳ第二节机车牵引缓冲装置一、牵引缓冲装置的作用与组成牵引缓冲装置是机车的重要部件，它的用途是把机车与车辆连接或分离列车。在运行中传递牵引力或冲击力，缓和及衰减列车运行由于牵引力的变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动。因此.它具有连接、牵引和缓冲的作用。牵引缓冲装置的构造、性能及状态在很大程度上影响列车的运行平稳性。在运行中应经常检查车钩的状态，如发现重大的缺陷，应及时处理，否则将会引起列车的严重事故。牵引缓冲装置(如图21)由车钩、缓冲器及车钩复原装置三个部分组成。车钩及缓冲器设置在牵引梁内。钩尾销将车钩与钩尾框连成一体。在钩尾框内预先安装前从板及缓冲器，然后再装到牵引梁从板座内。钩尾框利用尾框磨耗板及尾框托板托住，托板固定在牵引梁上。钩体前部坐落在磨耗板及均衡梁上。组装后的牵引缓冲装置，允许车钩可以在人力作用下能上下、左右小幅摆动。图21机车牵引缓冲装置结构图1-钩锁链提杆装置；2-车钩；3-钩尾销；4、9-前后从板座；5-前从板；6-钩尾框；7-尾框托板；8-尾框磨耗板；10-缓冲器；11-吊杆；12-均衡梁；13-磨耗板力的传递：机车牵引时车钩缓冲装置处于受拉状态。牵引力经车架、牵引梁、前从板、缓冲器、钩尾框、钩尾销传至车钩，当机车受冲击时，装置处于受压状态，冲击力的传递方向与牵引时相反。二、牵引缓冲装置的检查与维修1检查提杆座、钩尾托板、钩门板支撑角钢、钩尾销等处的螺栓不得松动。2检查车钩、钩尾框、缓冲器状态是否正常。3车钩三态作用应良好，钩舌与钩腕内侧距离在闭锁位时为112~122mm，全开位时为220~235mm。4闭锁位置时，上锁销锁链应保持25~45mm的松余量。5检查车钩水平中心线距轨面高度，应在870~890mm的范围内。6车钩、钩尾框应严格按照图纸及《车钩、钩尾框技术条件》（TB456-1991）进行焊补和修理。三车钩车钩时牵引缓冲装置中的主要部件之一，起连挂车辆或其他机车的作用。现代各国普遍采用自动车钩，具有自动连接的性能。不同类型的车钩，其结构虽有些差异，但其作用原理是相同的。根据车钩开启方式，可将车钩分为上作用式和下作用式两种。由设在钩头上部提升机构开启的，叫上作用式；由设在钩头下部推顶机构开启的叫下作用式。前者开启比较轻便。（1）对车钩的基本要求车钩应具有足够的强度及疲劳寿命。设计车钩通常采用增强法，即对不同部位如钩舌、钩体和钩尾，应有不同的要求，车钩体和尾框的拉伸强度为钩舌的1.3倍左右。疲劳寿命应为160万公里，约10年左右。易于辨别是否完全连接，以免因误认而造成列车分离事故。车钩应有可靠的连接。不能因冲击、振动和跳动而自动解锁脱钩。构造简单，操纵、拆装和检修方便。不能因车钩各部分的正常磨耗而失去车钩的安全作用。（2）车钩构造车钩由钩体、钩舌、钩舌销、钩舌推铁、钩锁和锁提杆组等组成。车钩的材料，热处理工艺及其结构形式和尺寸，对车钩的强度、耐磨性、纵向自由间隙有很大的影响。车钩连接时，两车钩轮廓线间具有的纵向自由间隙（对重载列车由于车列长，此纵向自由间隙的积累也大）加上缓冲器的压缩量，使车辆具有较大的可移动量。这个移动量虽对机车起动有利（各辆车分别起动可减少起动阻力），但在重载列车中，此可移动量却会引起很高的车钩加速度（经测试可达50g）及很大的纵向冲击力。此外，对于旅客列车，它还降低了旅客的舒适度。我国机车现用车钩，已经部颁标准通用化，有TB1594-1985内燃、电力机车(上作用)和TB1595-1985内燃、电力机车(下作用)两种。可根据设计需要而选用。例如DF11型机车采用TB1594-1985上作用车钩；DF4D型机车、SS8型机车采用TB1595-1985下作用车钩。车钩的结构形式、尺寸大小，也与货车13号下作用车钩一致，不同点仅在车钩体尾部呈半径130mm的圆弧状。两种车钩的材质，除钩舌销、衬套外各零件均为ZG230~450铸造，其主要部件的最小破坏载荷为：钩舌2250kN，钩体2800kN，钩尾框2800kN。（3）车钩的三态作用车钩的三态即车钩工作时各零部件处于不同位置，起着不同的作用从而使车钩具有闭锁、开锁和全开三个工作状态，称为车钩的三态作用。闭锁位—为机车车辆连挂后的车钩位置。此时，两钩舌旋入互相抱合，钩锁因自重落下，卡在钩舌尾部与钩头空腔内壁之间，钩舌不得张开。开锁位—是一种闭而不锁的状态，为摘车时的位置此时钩舌虽未张开但钩锁已被人为操纵顶起一定高度，即解除了对钩舌的锁闭。只要机车稍稍移动，钩舌即可向外转开，使机车和车列分离。全开位—车钩钩舌完全张开准备挂钩时的位置。此时，钩锁坐落在钩舌尾部上方，不能落下。相互挂接的两个车钩，必须有一个处于全开位，另一个则处于什么位置都可以。（4）车钩复原装置列车曲线运行时，车钩中心线与车体中心线之间必将产生一个偏角，即车钩要产生左右摆动。为了使列车能顺利地通过曲线，以及在曲线半径R不小于250m的弯道处摘挂列车，除在牵引梁中间开有较宽的钩门；钩头肩部与冲击座留有80mm的距离；车钩尾部及与其接触的从板面上，加工成相应的圆弧形外，还在冲击座上安装了车钩复原装置，以增加车钩摆动的灵活性和复原能力。该复原装置由吊杆、均衡梁组成。钩体坐在均衡梁上，均衡梁两端悬挂在牵引梁的冲击座上，车钩向一侧偏倚时借车钩自身重量的水平分力，使车钩及均衡梁恢复到原来正常的位置。四缓冲器缓冲器用来减小列车在运行中由于牵引力的变化或在起动、制动及调车挂钩时机车车辆相互碰撞而引起的冲击和振动，从而减小机车车辆结构的破顶和货物的损伤，提高列车运行的平稳性。缓冲器的工作原理与减振器相同。它一方面借助弹性元件来缓和冲击作用力，另一方面在弹性元件变形过程中吸收冲击能量。目前我国机车上采用的缓冲器有二号缓冲器(全钢摩擦式)、MX-1型摩擦式橡胶缓冲器和MT3型缓冲器等。（1）缓冲器的分类缓冲器就其结构来说基本上可分为三类：弹簧摩擦式缓冲器：该缓冲器由弹簧和摩擦件组成，如二号，MT-3型缓冲器。橡胶摩擦式缓冲器：该缓冲器由橡胶元件和摩擦件组成.如MX-1型缓冲器。液压缓冲器：该缓冲器用液压系统吸收冲击能量，可以精确地进行控制，是一种新型缓冲器。其特点是容量大，但结构复杂，制造维修要求水平高。（2）缓冲器的性能参数图中所示是缓冲器的示功图。纵坐标是缓冲器的阻抗力，横坐标为行程。行程--缓冲器受力下产生的最大变形量，称为行程。此时，弹性元件处于压死状态，当继续增大外力时，变形量不再增加。最大阻抗力--缓冲器达到行程时的作用外力。缓冲器容量--缓冲器在受到冲击时，全压缩过程中所做的功称为缓冲器的容量，即图中的面积OACO。能量吸收率---缓冲器在压缩过程中.有一部分冲击能量被阻尼所消耗，即阴影面积OABO。其消耗部分能量与容量之比，称为能量吸收率的能力。吸收率越大，则反拨作用小，冲击过程停止得越快回弹能量--缓冲器在复原时所放出的能量，即面积OBCO。耐久性--缓冲器在运用中保持其容量的能力.称为耐久性。（3）对缓冲器的基本要求有足够的容量和较高的冲击能量吸收率(不小于75%)有足够的强度和耐久性。在小冲击力作用下动作灵敏。摩擦件应耐用、耐磨、磨耗均匀。（4）我国目前使用的缓冲器A二号缓冲器二号缓冲器结构见图23，是环弹簧靡擦缓冲器，它依靠环簧的变形及圆锥面上的摩擦力来缓冲和吸收冲击时的动能。为提高其灵敏度在前端设有几个开口的小环簧。缓冲器有3mm的预压量（15kN），以保证各环密贴，防止损失有效行程。其额定容量为30kJ左右，阻抗力为1275kN，行程为67.7mm。这种缓冲器性能较稳定，环簧受力也较合理，在运用中环簧易卡死，环簧工作面磨耗也较严重。DF4D型机车采用此缓冲器。图23二号缓冲器1-弹簧盒盖；2-弹簧盒；3-开口内环弹簧；4-外环弹簧（小）；5-外环弹簧（大）；6-内环弹簧；7-半面环弹簧；8-弹簧盒底板BMX-1型缓冲器MX-1型是摩擦式橡胶缓冲器，如图24所示。图24MX-1摩擦式橡胶缓冲器1-橡胶片组成；2-箱体；3-压块；4-楔块；5-预隔板；6-中隔板；7-底隔板；8-底板缓冲器的头部为摩擦部分，由三个形状相同带有倾角的楔块、压块、金属橡胶片、隔板和箱体组成。楔块介于箱体与压块之问，当缓冲器受压缩时产生摩擦，消耗冲击动能。后部为弹性部分，由九块金属橡胶片及隔板所组成。这部分除起弹性压缩和复原作用外，也能吸收一部分冲击动能。其额定容量为34kJ，阻抗力为1568kN，行程为65mm。该缓冲器的特点是能量吸收率较高，零件少，重量轻，结构简单维修量小，但性能不稳定，橡胶易老化、开裂箱体及底板等零部件易发生裂纹。DF11型机车、SS8型机车采用这种缓冲器。CMT-3型缓冲器MT-3型缓冲器如图25所示。缓冲器头部为摩擦部分，由两个形状相同带有倾角的楔块、斜板动板、内圆弹簧、外圆弹簧、角弹簧、复原弹簧、压头及箱体等组成。当缓冲器压缩时通过压头、斜板、楔块、动板及箱体之间产生的摩擦及内、外圆弹簧的弹性变形消耗冲击动能，并得到缓冲。其额定容量为≥45kJ，阻抗力为2000kN、行程为83mm。该缓冲器容量较大、维修量少外形尺寸可与其他类型缓冲器互换。DF8B型内燃机车采用这种缓冲器。随着铁路向高速、重载方向发展，上述缓冲器在容量与性能方面，仍需进一步提高与改善。图25MT-3型缓冲器1-箱体；2-压头3-缩短销；4-楔块；5-斜板；6-外固定板；7-动板；8-中心弹簧座；9-角弹簧座；10-内圈弹簧；11-外圈弹簧；12-角弹簧；13--复原弹簧五密接式车钩简介一般机车车辆的自动车钩连接后，存在纵向间隙数毫米至十几毫米不等，甚至更大，该纵向间隙使列车在起动及制动过程中产生纵向冲动。对于高速动车组和城市轨道车辆，由于列车起动加速度及制动减速度大，必须采用连接后无纵向间隙的密接式车钩，以减小列车起动加速及制动减速过程中列车的纵向冲动。密接式车钩连接后纵向间隙不大于0.5mm。密接式车钩分自动车钩、半自动车钩和半永久性牵引杆三种。密接式自动车钩置于列车端部。车辆的电气和空气管路连接装置都装在钩头上，当车辆连挂时，钩头能自动对中，车钩的机械、风路、电路系统都能自动连接。解钩时，可在司机室控制自动解钩也可用手动解钩。解钩后，车钩即处于待连接状态。电气连接器通过盖板自动关闭，以防止水和尘土进入；风管连接器也自动关闭，防止压缩空气泄漏。密接式半自动车钩用于两编组单元之间的车辆连挂。譬如说4辆车或3辆车为一个单元，再由数个单元编组成一列车。通常半自动车钩的钩头连接形式与自动车钩相同。两个相同的车钩，可以在低速情况下，在直线线路和曲线线路上自动联结。半自动车钩可以实现两组车的机械、气路的自动连接，电气连接只能由人工手动完成，解钩由人工手动完成。车组解钩后，风管自动关闭，车钩处于待连接状态。半永久性牵引杆用于同一编组单元内车辆之间的连接，几辆车编组成一个单元。编组单元在列车使用过程中一般不需要分解，通常只在车辆修理时才分解。车辆用半永久性牵引杆连接后形成刚性连接，其连接间隙最小。半永久性牵引杆是将两车的连接方式由车钩连接改为简单的牵引杆连接，牵引杆端部与缓冲器相连。半永久性牵引杆的机械、气路和电路的连接和分开都是人工手动完成的。六HXD1牵引缓冲装置HXD1型机车牵引缓冲装置（与HXD3型机车相同）主要包含小间隙的13A型E级钢车钩、钩尾框、车钩提杆和吊杆装置、大容量的QKX100型弹性胶泥缓冲器以及变形吸能单元。车钩组装后钩身可以在人力作用下作摆动，以便于在曲线半径不少于R250m弯道处摘挂。钩头肩部与冲击支座距离为：前端牵引梁处102mm，后端牵引梁处98mm。在冲击座上方安装吊杆装置以增加车钩摆动的灵活性和复原能力。车钩水平中心线距轨面高度为880±10mm，车钩高度的调整可由在钩尾框托板上加垫或改变冲击支座下方吊杆装置的均衡梁上的磨耗板厚度来进行调整，必要时吊杆头上的垫板也可稍稍改变厚度以调整车钩高度。车钩的三态作用应在车钩轴线呈水平的状态下，通过解钩提杆，严格检查车钩的三态作用是否良好。QKX100弹性胶泥缓冲器主要由弹性胶泥芯子、壳体、连接板和螺杆等组成。该型缓冲器还满足如下应用要求：用于总重100吨车辆的允许联挂速度不低于10km/h；1/3行程时的阻抗力不小于800kN；缓冲器的使用寿命不小于机车车辆的一个厂修周期。车钩间隙小和缓冲器大容量、高吸收率有效减少了机车纵向冲击，同时，满足传统标准化钩缓接口尺寸，也确保HXD1机车钩缓系统与既有机车的互换，提高使用效率，减少维护工作量。变形吸能单元是由特殊材料制成的薄壁筒形结构，具有高抗压强度和高延伸率特征，在紧急碰撞情况下，它能通过塑性变形使每组变形吸能单元（左、右各为一组）大量吸收碰撞动能，最大限度地保护了车体结构不受破坏以及司乘人员的安全。车钩提杆装置为锻造弯杆，由于车体司机室前端牵引梁有一定倾斜，所以前端车钩提杆与后端车钩提杆有些不同，但都是单边旋转提钩。牵引缓冲装置如图26所示。图26HXD1牵引缓冲装置示意图七HXD2车钩与缓冲器HXD2型机车分别采用了由大同法维莱车钩系统有限公司生产的DFC-E100型和LAF（LESAPPAREILSFERROVIAIRES）公司生产的LAF1870型两种钩缓装置（见图）。法维莱公司和LAF公司都是欧洲自动车钩的主要制造商，有数千种车钩在铁路、矿井、钢铁企业中使用。图27钩缓装置1—车钩2—缓冲器3—解钩装置钩缓装置在HXD2型电力机车车体上的安装结构如图所示。图28车钩安装图1—钩缓装置2—副摩擦块3—托板车钩和缓冲器安装在底架端梁内，下部依靠副摩擦块和托板支撑。车钩水平中心线距轨面的高度为880±10mm，车钩高度可以在托板上或在副摩擦块中增加或减少进行调整。DFC-E100型和LAF1870型两种钩缓装置除缓冲器材料及内部结构尺寸有所差异外，安装尺寸及主要技术性能参数完全相同。但与我国现在通用的车钩和缓冲器在外形、结构、尺寸等方面均有所不同，不能实现与我国现在通用的车钩和缓冲器的互换。它们适合在重载货运机车或货车上使用。以下以LAF1870钩缓装置为例，介绍HXD2型机车的钩缓装置。1车钩车钩用来实现机车和车辆之间的连挂和传递牵引力和冲击力，并使机车和车辆保持一定的距离。车钩由钩体、钩舌、钩舌销、钩锁、钩舌推铁、下锁销装配组成。结构如图所示。312图29车钩1—钩体；2—钩舌；3—钩锁；4—钩舌推铁；5—钩舌销；6—下锁销装配车钩的主要技术参数：车钩开度：闭锁位置112～122mm全开位置220～235mm主要部件的最小破坏载荷：钩体4005kN钩舌3430KN钩尾框4005kN车钩的水平摆角：±19°（DFC-E100型为±12°）车钩的材料为E级钢。车钩执行的标准是AARM211，钩头是AAR标准的E型钩头，连接轮廓是10A轮廓。车钩的三态作用应在车钩轴线水平状态下，通过解钩装置，进行检查。全开位置：转动解钩装置中的提杆，钩舌必须达到全开位置。闭锁位置：在全开状态时，将钩舌向钩头里稳定地推动，钩舌必须转动到全闭状态，钩锁因重力作用顺利地落到锁定位置，锁定钩舌不能旋转。开锁位置：转动提杆，让钩锁上升离开钩舌尾部，钩舌不许转动。再回转提杆，钩锁落下，坐落在钩舌推铁的锁座前顶面上。此时用手扳动钩舌，钩舌必须能自由地转动到全开位置。车钩的闭锁位置和开锁位置的判断：依靠下锁销体的位置来判断。当下锁销体的防跳尖端在钩头内部时，车钩处于开锁位置；当下锁销体的防跳尖端在钩头外部时，车钩处于闭锁位置。2缓冲器HXD2型机车缓冲器由钩尾框、钩尾销、缓冲组件、止挡、柱塞等组成。缓冲组件的吸能材料为橡胶。结构所示。图30缓冲器1—钩尾框；2—缓冲组件；3－钩尾销；4—止挡销；5—止挡；6—柱塞缓冲器的拉伸结构和压缩压缩不同，导致缓冲器的容量与行程在拉伸和压缩时的值不同。缓冲器的工作原理：当车钩受到拉伸时,牵引力通过钩尾销从车钩传递到钩尾框，钩尾框向前运动，压缩缓冲组件的后板，压缩组件中的中间板与车体从板座接触，压缩组件的后部承受牵引力。如图所示。图31牵引状态1—缓冲组件；2—钩尾销；3—车体从板座；4—中间板；5—后板；6—钩尾框当车钩受到压缩时,冲击力通过钩尾销从车钩传递到钩尾框，钩尾框向后运动，压缩缓冲组件的前板，压缩组件中的后板与车体从板座接触，压缩组件整体承受冲击力。如图所示。图32压缩状态1—钩尾销；2—钩尾框；3—后板；4—车体从板座缓冲器与车钩连接部位的结构具有使车钩自动复位的功能。当列车在曲线上运行时，车钩中心线与车体纵向中心线之间将产生一偏角。如果车钩偏移后不能迅速地恢复到正常位置，会增加列车运行时的摆动量，而且还会造成列车解钩困难。因此在机车和车辆上均装有车钩复位装置。车钩和缓冲器自身具有车钩复位的功能，不必再安装其它的车钩复位装置。缓冲器内部前端四角分别安装一个柱塞。柱塞前端与车钩尾部的凸台接触，后端与缓冲组件中的前板接触。当车钩向一侧偏转时，缓冲器中只有此侧的柱塞压缩前板，按照反作用力原理，车钩尾部此侧受力，形成一个与车钩偏转方向相反的力偶，迫使车钩回复到中心位置。结构见下图所示。1-柱塞图33车钩复位3解钩装置解钩装置包括提杆、滑杆、左支座、右支座。解钩装置可以实现操作者在机车侧面对车钩的解锁。结构如下图所示。图34解钩装置1-提杆；2—滑杆；3—右支座；4—左支座思考：1.罩式车体的结构特点是什么?2.试述桁架式及框架式承载车体的优缺点？在大功率内燃机车上应该采用哪一种？3.什么叫车钩的三个工作状态？4.对缓冲器的基本要求是什么？5.缓冲器的结构有哪几种?第三节机车转向架一机车转向架的任务、组成和主要技术要求1任务现代机车的走行部基本上都采用转向架的形式.转向架的任务是：（1）承受车架以上各部分的重量，包括车体、车架、动力装置以及辅助装置等。（2）保证必要的黏着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架、车钩，牵引车列前进。（3）缓和线路不平顺对机车的冲击和保证机车具有较好的运行平稳性和稳定性。（4）保证机车顺利通过曲线。（5）产生必要的制动力，以便使机车在规定的制动距离内停车。2组成机车转向架由下列主要部分组成：（1）构架—是转向架的骨架，承受和传递垂向力及水平力。（2）弹簧装置—用来保证一定的轴重分配.缓和线路不平顺对机车的冲击并保证机车的运行平稳性。（3）车体与转向架的连接装置—用以传递车体与转向架间的垂向力及水平力(包括纵向力如牵引力或制动力、横向力如通过曲线时的横向作用力等)。使转向架在机车通过曲线时能相对于车体回转在较高速度的机车上，车体与转向架间还设置横动装置，使车体在水平横向成为相对于转向架的簧上重量，以提高机车在水平方向的运行平稳性。（4）轮对和轴箱一轮对直接向钢轨传递机车重量，通过轮轨间的黏着产生牵引力或制动力，并通过轮对的回转实现机车在钢轨上的运行。轴箱是联系构架和轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能使轮对适应线路等条件，相对于构架上下、左右和前后活动。（5）驱动机构—将机车动力装置的功率最后传递给轮对。电传动机车的驱动机构由减速齿轮箱等组成。（6）基础制动装置—由制动缸传来的力，经杠杆系统增大若干倍后传给闸瓦或闸片，使其压紧车轮或制动盘，对机车进行制动。3主要技术要求机车转向架是机车的主要组成部分之一。它用来传递各种载荷，并利用轮轨间的黏着保证牵引力的产生。转向架结构性能的好坏，直接影响机车的牵引能力运行品质、轮轨的磨耗和列车的安全。