铁路机车发展历史及技术研究概述机车：机车是铁路运输的基本动力。

由于铁路车辆大都不具备动力装置，列车的运行和车辆车站内有目的移动均需机车牵引或推送。

1804年，英国工程师特里维雪克研制出一台单缸蒸汽机车。

因为当时使用木材烧火作燃料，所以叫“火车”。

1825年9月27日，英国人斯蒂芬森制造的“运动号”蒸汽机车在世界上第一条铁路——英国的斯托克顿～达林顿的线路上行驶。

从原动力来看，机车分为：蒸汽机车、内燃机车及电力机车。

按运用分为：客运机车、货运机车和调车机车。

客运机车要求速度快，货运机车需要功率大，调车机车要有机动灵活的特点。

热效率百分比：蒸汽机车5~9%内燃机车20~30%电力机车30%以上内燃机车:是以内燃机作为原动力的一种机车。

一般说来，内燃机车由动力装置(即柴油机)传动装置、车体与车架、走行部、辅助设备、制动装置和车钩缓冲装置等主要部分组成。

根据从柴油机到动轮之间采用传动装置的不同，内燃机车可分为两种类型：①电力传动内燃机车②液力传动内燃机车电力传动内燃机车:它是由柴油机驱动主发电机，然后向牵引电动机供电，并通过牵引齿轮驱动机车轮对转动。

能量装换：机械能—电能—机械能根据牵引发电机和牵引电动机所用电流方式的不同，电传动内燃机车又可分为三类：直—直流，交—直流，交—直—交流电传动内燃机车的构成：柴油机（原动力）--传动装置--机车车轮--柴油机--交流发电机--整流装置--直流电动机电力机车：电力机车的牵引力是电能，但机车本身没有原动力，而是依靠外部供电系统供应电力，通过机车上的牵引电动机驱动机车运行。

采用电力机车牵引的铁道称为电气化铁道。

电气化铁道由牵引供电系统和电力机车两部分组成。

电力机车在运营上有良好的经济效果，表现如下：1、可制成大功率机车，运输能力大；2、启动快，速度高，爬坡性能好；3、不污染空气,劳动条件好；4、运营费用低；5、可利用多种能源。

电力机车本身不带发电机，靠其顶部升起的受电弓从接触网上取得电能，并转换成机械能牵引列车运行。

电力机车由电气设备、车体与车架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置等主要部分组成。

电力机车特点：电力机车功率大，获得能量不受限制，因而能高速行驶，牵引较重列车，起动加速快，爬坡性能强，容易实现多机牵引，更适用于坡度大，隧道多的山区铁路和繁忙干线电气化铁道按接触网供给机车的电能性质不同，可分为两种：①直流制电力机车②交流制电力机车直流制电力机车：它的电能是以工频三相交流电的形式，由高压输电线传到沿线牵引变电所，通过变电所内的整流装置将交流电变为直流电，再输送给接触网。

因而机车从接触网上获取的是直流电。

直流制的缺点：主要是接触网电压低(一般为3000V)，直流转换在线路变电所完成且难以提高，因此要消耗大量有色金属，投资大。

2.交流制电力机车：接触网供给机车的是30kV的工频单相交流电，机车上安装有降压整流设备，将交流电变为直流电是在机车上完成的，该方式可以大大减少建设投资，因而得到广泛的应用。

将电力机车与内燃机车比较有以下优点：①具有较高的加速性②加速或制动时较平稳③行驶时噪声低④无空气污染⑤操作较安全且维修容易⑥使用寿命较长⑦动力来源为电能，较易取得⑧可使用电力再生制动系统以回收能源⑨可以在较长隧道中运行。

但也存在缺点：①须较高的投资成本②电力供应系统须要经常维护③电力中断时，将影响全线列车运行第二节铁路车辆铁路车辆是运送旅客和货物的工具。

车辆一般不具备动力装置，需要连挂成车列后由机车牵引运行。

根据其用途，车辆可分为客车和货车两大类。

1.客车：按照旅客旅行生活的需要和长、短途旅客的不同要求，常见的客车有：硬座车(YZ)、软座车、(RZ)、硬卧车(YW)、软卧车(RW)、餐车(CA)、行李车(XL)、邮政车(UZ)等2.货车：为了适应不同货物的运送要求，货车种类很多，主要有：棚车(P)，装运怕湿及贵重货物；敞车(C)，装运不怕湿的散装货物及一般机械设备；平车(N)，装运长大货物与集装箱；罐车(G)，装运液体、半液体或粉状货物；保温车(B)，又称冷藏车，装运新鲜易腐货物。

3.车辆由五个基本部分组成：①车体②车底架③走行部④车钩缓冲装置⑤制动装置。

走行部：引导车辆沿轨道运行，将重量传给钢轨；采用转向架结构，能相对于车底架自由转动，缩短了车辆的固定轴距，便车辆顺利通过曲线，从而提高车速和载重。

由于车轮踏面为锥形，故能在轨道上以蛇形方式运行，以使踏面磨损均匀并能在通过曲线时使外侧车轮以较大半径滚动，减少轮轨间的滑动。

走行部的组成：i.轮对：即为两轮一轴的总称。

车轮的圆周面与钢轨头部的接触面称为踏面。

在踏面上设有1比20的斜坡。

ii.轴箱：主要用于固定轮对的位置，并将负荷传达于轮对。

iii.弹簧装置：为缓和车辆在运行中因钢轨接缝及轨道和车轮的其它缺陷所引起的震动。

iv.转向架：相对于车底可自由转动。

临界转速：如转向架设计不妥，则车轮“蛇行”将加剧，而使整个系统失稳。

因此，任何车辆均应保证其失稳临界速度大于运行速度。

为加大临界速度，往往造成弹簧悬架过硬，而使动态响应加大，使运行平稳性下降，旅客乘坐不舒适。

所以同时保证车辆的运行稳定性和运行平稳性，是车辆设计中经常遇到的主要矛盾。

制动：我国机车与车辆都设有空气制动机和手制动机。

空气制动是将机车总风缸中的压缩空气经过纵贯列车的制动主管送入设在车辆底部的副风缸，司机在运行中操纵制动主管中的压缩空气的压力来制动列车。

根据“充气(增压)时车辆缓解、排气(减压)时车辆制动”的要求，当主管减压时，三通阀即沟通副风缸至制动缸的径路，制动缸活塞推动闸瓦抵压车轮踏面，达到制动目的。

这种制动方式可以确保列车运行安全，即当列车分离或制动管路泄露等情况下，列车均能自动停车，符合故障一安全原则。

为了提高运用效率，世界各国铁路车辆都向大型化发展。

一种做法是保持原有轴数不变，提高轴重以增加车辆载重；另一种做法是增加轴数从而提高车辆载重。

此外还采用新型车体材料以减轻车辆自重。

京津高铁第一条时速350我国磁悬浮与国外的不同磁悬浮列车是以磁力为支撑的一种全新的交通工具，其核心是磁浮技术，即依靠列车上的磁体和地面路轨上的磁体相互作用而离开地面浮起来，大大减少了行驶中的摩擦阻力，ＭＡＳ－３型磁悬浮样车，它区别于世界上现有的德国ＥＭＳ型和日本ＥＤＳ型磁浮技术，被同行专家称为“另类磁浮”，具有独特的优势。

是利用车载磁体与轨道磁体间的吸力和斥力的共同作用来产生悬浮力，单位作用面积悬浮力比德国式的ＥＭＳ型和日本式的ＥＤＳ型大２０％。

德国ＥＭＳ型磁浮每公里的造价为３．３亿元人民币，而ＭＡＳ型磁浮每公里的造价仅为０．５亿元，而且占地面积少得多。

此外，ＭＡＳ型磁悬浮列车与德国ＥＭＳ型磁悬浮列车、日本ＥＤＳ制磁悬浮列车相比，还具有悬浮力大且不需控制和双向稳定，悬浮、推进、导向三大系统的结构都比较简单、能耗低、推进效率高、车厢自重轻等一系列优良性能，这些使它很有希望成为新一代的大众交通工具。

公路汽车分为载货车辆和载客车辆，按欧洲EEC标准，如下表所示：载客车辆中包括轿车、微型客车、轻型客车、中型客车、大型客车以及特大型客车(如铰接客车、双层客车等)。

厢式汽车、罐式汽车、仓栅式汽车等专用汽车以及由多节车辆组成的汽车列车都属于载货车辆的范畴。

汽车基本结构汽车是由自带动力装置驱动，无架线的运载工具。

它基本上由动力装置、底盘、车身、电器及仪表等部分组成动力装置是汽车行驶的动力源，包括发动机及其燃料供给系统和冷却系统。

底盘是接受动力装置发出的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶的装置和机构。

包括：①传动系（离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥）②行驶系（车架、轮胎及车轮、悬架、从动桥）③转向系（带转向盘的转向器及转向传动机构）④制动系（制动器和制动传动机构）前轮制动器制动总管制动踏板制动管驻车制动杆后轮制动器操纵装置转向器横拉杆汽车主要性能参数：(1)容载量(2)比功率(3)最高车速(4)燃料消耗量(5)制动距离(1)容载量载客车辆包括座位数和站立乘客数；载货车辆以最大的装载质量表示。

(2)比功率发动机标定最大功率(kW)/厂定最大总质量(t)。

(3)最高车速是指规定装载状态下，水平良好路面上，变速器最高档，节气门全开时，车辆稳定行驶最高速度。

(4)燃料消耗量规定装载状态下，单位行驶距离消耗的燃料量(L/100km)。

(5)制动距离在规定装载状态下，以一定车速行驶时，实施紧急制动，从踩制动踏板开始到完全停车为止测得的车辆驶过的距离。

汽车稳定性为实现汽车的稳定，汽车转向车轮、转向节、前轴和悬架的相互安装，必须保持一定的相对位置，这种安装叫做转向车轮定位，也叫前轮定位。

汽车稳定性:1.主销后倾;2.主销内倾;3.前轮外倾;4.前轮前束。

1.主销后倾主销装在前轴上后，其上端略向后倾斜，这种现象称为主销后倾。

这时的主销轴线与地面垂线在纵向平面内的夹角γ叫主销后倾角。

2.主销内倾主销装到前轴上后，其上端略向内侧倾斜，这种现象称为主销内倾。

这时的主销轴线与地面垂线在横向平面内的夹角β叫主销内倾角。

主销内倾的作用：①能使前轮自动回正。

当车轮转向时，转向轮在外力作用下由中间位置偏离一个角度（为解释方便可设旋转180度）此时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下，而是将转向轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应高度，这样汽车车身的重力可使转向轮回复原来中间位置的效应。

②能使前车轮转向轻便。

主销内倾后，由于它的延长线与路面的交点到车轮与路面的接触点之间的距离缩小了，从而使前轮转向时路面作用在前轮上的力减少，使得前轮转向轻便。

但若该距离过小，将使汽车行驶不稳定，前轮易摇摆。

3.前轮外倾前轮安装到前桥上后，其旋转平面上方略向外倾斜，这现象称为前轮外倾。

前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角α叫前轮外倾角。

前轮外倾的作用：提高前轮工作时的安全性和操纵轻便性。

若空车时将车轮的安装正好垂直于路面，则满载时车桥将因满载变形，而可能出现车轮内倾。

这样将加速车轮的偏磨损。

另外，路面对车轮的垂直反作用力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端的小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的使用寿命。

同时车轮有外倾角也可以与拱形路面相适应。

但是外倾角不易过大，否则也会使前轮胎产身偏磨损。

4.前轮前束汽车两个前轮的旋转平面不平行。

其前端略向内束，这种现象称为前轮前束，前束的大小等于后方的距离A与前方的距离B 之差。

前轮前束的作用：减小或清除汽车前进时，因前轮外倾使前轮向外张开而造成的不良后果。

主要可消除车轮外倾所造成的边滑边滚的现象，使车辆前进时每一瞬间的滚动方向接近于向着正前方，从而在很大程度上消除和减轻了由于车轮外倾而产生的不良后果。

车辆的技术管理(1)车辆的选配与使用管理选配车辆时应考虑以下因素：生产性：指能满足生产需要的功能，包括车辆的类型、用途、技术性能等。