1、车体和设备布置 第二章第二章车体和设备布置是电力机车总体结构、总体设计的重要组成部分。车体是由底架、侧墙、车顶和车顶盖及司机室构成的壳形结构。设备布置主要指车体内及车顶的设备和车外的辅助设备的布置。本章除了对车体的功能、要求和类型作必要的阐述外，将重点介绍SS4G、HXD3型电力机车的结构特点和组成，并对车体的设备布置原则、布置特点以及设备布置作比较详细的叙述。第一节 车 体 一、车体的功能 车体是电力机车上部车厢部分，其功能有：（1）车体是乘务人员操纵、保养和维修机车的场所。（2）安装各种电气、机械设备，并保护车内设备不受外界风沙雨雪的侵蚀。（3）传递垂直力。（4）传递纵向力。（5）传递横向
2、力。第一节 车 体 二、对车体的要求由于车体的功能要求和工作时的受力复杂性、严重性，因此车体必须满足：（1）有足够的强度和刚度。（2）为了提高机车的速度，必须适当减轻车体的自重，而且要求在各个方向上做到质量匀称、重心低。（3）车体结构必须保证设备安装、检查、保养以及检修更换的便利。（4）作为现代化的牵引动力，车体设计必须充分考虑改善乘务人员的工作条件，完善通风、采光、取暖、瞭望、隔音、隔热等措施。第一节 车 体（5）车体必须纳入国家规定的机车车辆限界尺寸中。（6）在满足车体基本功能和空气动力学车体外形的基础上，应使车体外形设计美观、大方，富有时代气息。三、车体的类型 电力机车的车体可谓形式多样
3、，下面分类说明。1按不同用途分类 根据车体不同用途，其结构可分为下列几种：（1）工业电力机车，是在工矿运输或调车作业中使用的电力机车。第一节 车 体第一节 车 体（2）干线运输大功率电力机车，是一种在铁路主干线承担运输任务的电力机车，第一节 车 体2按车体车载结构分类根据车体不同的承载需要，其结构可分为下列几种：（1）底架承载式车体。（2）底架和侧墙共同承载式车体（又称侧壁承载车体）。第一节 车 体第一节 车 体（3）整体承载车体。整体式承载车体过去在客货车辆中应用较多，电力机车应用较少。3高速机车车体 机车在运行中所受空气阻力在中低速时往往并不明显，但当速度达到一定值时，空气阻力就成为阻碍机
4、车速度提高的重要制约因素。四、SS4G型电力机车车体结构 1SS4G型机车车体结构特点第一节 车 体SS4G型电力机车是我国自行设计制造的大功率重载货运机车，由两节完全相同的机车组成。（1）SS4G型电力机车车体首次采用16Mn低合金高强度钢板压型梁与钢板焊成整体承载式车体结构，既满足了强度和刚度的要求，又达到了轻量化的目的。（2）吸收了国外电力机车的先进技术，在车体设计中采用了大顶盖预布线预布管结构和推挽式牵引方式及横移式密封侧窗结构等。第一节 车 体（3）为便于制造和检修，SS4G型机车车体较多地进行了标准化、系列化和通用化设计，使车体的一些主要参数和零件结构尽量与SS4型、SS5型和SS
5、6型车体通用。（4）采用单端司机室和两侧多通式走廊，尾端有一横走廊相通，后端上设有中间后端门及连挂风挡，把两节机车连接起来。2车体各部分主要结构 SS4G型机车车体主要由底架、侧墙、后端墙、车顶盖、司机室、台架、排障器等组成，第一节 车 体第一节 车 体1）底 架底架主要由两根侧梁、两根枕梁、两根牵引梁、两根变压器横梁、两根变压器纵梁、一根台架横梁、一根隔墙梁和一些辅助梁焊接而成，第一节 车 体 第一节 车 体（1）侧梁。（2）枕梁。（3）牵引梁。（4）纵横变压器梁。（5）隔墙梁和纵横辅助梁。第一节 车 体第一节 车 体 第一节 车 体2）侧 墙 侧墙在车体两侧，作为整体承载式车体，侧墙是SS
6、4G型机车车体的主要承载结构之一。第一节 车 体 第一节 车 体3）后端墙 后端墙的端板、顶板与侧墙外板和顶板对接组焊，与车体其他部件共同组焊成整体承载结构。4）车顶盖 车顶盖由4个顶盖和3根活动横梁组成。5）司机室 由于司机室对外形、强度和安全性的特殊要求，第一节 车 体第一节 车 体司机室外形制成多平面组成的菱形多面体，既美观又使风阻小。6）台 架台架是为安装车内除变压器以外的其他电气和机械设备而设置。第一节 车 体第一节 车 体第一节 车 体 第一节 车 体7）排障器 排障器距轨面的高度为(11010)mm，其主要作用是排除线路上的障碍物。8）其 他 司机室前端及两侧距轨面1540mm高
7、度上设有前踏板，在司机室前窗和侧窗下侧的外壳上焊有扶手。五、HXD3型电力机车车体结构 1概 述 HXD3型电力机车车体的设计是为满足铁路运输日益增长的需要而研制开发的大功率交流传动、轴功率1600kW、最高运用速度120km/h的6轴重载货运机车车体。第一节 车 体2机车主要特点（1）电传动系统为交直交传动，有起动（持续）牵引力大、恒功率速度范围宽、黏着性能好、功率因数高等特点。（2）每组牵引变流器内集成一台由中间直流回路供电的辅助变流器，（3）采用分布式微机网络控制系统，实现了逻辑控制、自诊断功能，而且实现了机车的网络重联功能。（4）机械间内设有高压柜，（5）车体采用整体承载的框架式焊接结
8、构，有利于提高车体的强度和刚度。第一节 车 体（6）转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，（7）采用下悬式一体化多绕组牵引主变压器，（8）机车顶盖设有密闭风腔，（9）采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。（10）采用预布线、预布管技术，3机车车体结构 HXD3型大功率交流传动货运机车车体为整体承载结构，主要由司机室装配、底架装配、侧墙装配、顶盖以及连接横梁等结构组成，第一节 车 体第一节 车 体1）底架装配底架是机车的主要承载部件，它不但承受车体本身的质量和车内所有设备的质量，同时还传递牵引力和制动力以及复杂的动应力。第一节 车 体（1）端梁。（2）旁承梁。（3）中梁。（4）边梁。第一节
9、 车 体第一节 车 体第一节 车 体第一节 车 体2）司机室 根据司机室小流线外形特点，钢结构采用传统的板、梁组合结构，第一节 车 体3）侧 墙 侧墙承担了大部分的垂直载荷，侧墙立柱都与底架边梁相连。第一节 车 体4）顶盖HXD3型电力机车有3个可拆卸的活动顶盖，分别为端侧顶盖、中央顶盖、端侧顶盖。5）其他 排障器安装在机车车体前端下部，主要用于排除机车运行前方的障碍物，对机车的安全运行起保护作用。前围板位于车体底架前端下部排障器上方，为底架、司机室与排障器的过渡部件，它主要由2.5mm厚的蒙皮和8mm厚的纵横板梁骨架组焊而成。第二节 车体设备布置 一、概 述电力机车上的设备众多，重量大小不一
10、，有些设备因通高压电而危及人身安全。（1）必须保证重量分配均匀。（2）要充分满足设备的安装、拆卸、检查和检修的方便，特别是易损的设备要易于拆装。（3）应注意节约导线、电缆和压缩空气、冷却空气管路。第二节 车体设备布置二、SS4G型电力机车设备布置 1设备布置的特点 SS4G型电力机车的设备布置具有下列特点：（1）除牵引电机外，所有的电气设备都布置在车体上，其中绝大部分布置在车体内，安全可靠，运行中便于检查。（2）机车为单节单端司机室，两节完全相同，单节机车共分5个室。（3）继承了韶山系列电力机车的传统特点，采用双边走廊，分室斜对称布置。第二节 车体设备布置（4）除轴流式通风机组外，其他设备为平
11、面单层布置，设备拆装，互不影响。（5）根据单端司机室的特点，将噪声较大的劈相机、主压缩机等辅助机组安装在远离司机室的端辅助室内，使司机室的噪声大大低于SS1和SS3型机车。（6）在布线和布管结构设计上，首次采用控制电路的预布线和机车管路的预布管机构新工艺。（7）平波电抗器采用油冷方式，且与主变压器共用油箱和油散热器风冷系统，提高了平波电抗器在冷却系统故障时的可靠性，是国产电力机车在总体布置上的一大进步。第二节 车体设备布置2各室及设备布置 1）司机室设备布置 司机室左侧为正司机工作区域，设有正司机操纵台和调车控制器等；第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置（1）正司机操纵台。（2）学习司机操
12、纵台。2）端电器室设备布置 端电器室与司机室相邻。3）变压器室设备布置 变压器室主要设备包括：机车主变压器和PFC开关柜，机车保护、测量和控制用的3种交流电流互感器等。4）端电器室设备布置端电器室布置的主要设备包括：上车顶梯、二号硅机组、PFC电容柜、二号高压电器柜、制动电阻柜、二号低压电器柜和牵引通风机组。第二节 车体设备布置 第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置5）辅助室设备布置辅助室布置的主要设备包括：电子电源柜、空气制动柜、劈相机、压缩机组、空气干燥器、起动电容柜、二号端子柜和综合柜，柜顶安装有轮滑润滑控制器和电阻制动记录仪。第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置6）车顶设备布置
13、车顶主要设备包括：受电弓、主断路器、金属氧化物避雷器、高压电流互感器、高压电压互感器、高压连接器及车顶母线与支持瓷瓶等。第二节 车体设备布置7）车底设备布置车底辅助设备包括主电路库用插座2个、辅助电路库用插座1个、控制电路库用插座1个、行灯插座2个、重联插座、自动信号装置的接收线圈、蓄电池柜、总风缸、接地棒、照明灯和标志灯等。8）机车布线 三、HXD3型电力机车设备布置 HXD3型电力机车的两端各设一个司机室，中间为机械室。第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置1司机室设备布置司机室的结构和设备布置按规范化司机室要求设计，按照人机工程学理论设计司机的座椅位置、腿部空间及司
14、机的瞭望视野。（1）司机室设备布置。第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置（2）操纵台。第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置（6）转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，（7）采用下悬式一体化多绕组牵引主变压器，（8）机车顶盖设有密闭风腔，（9）采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。（10）采用预布线、预布管技术，3机车车体结构 HXD3型大功率交流传动货运机车车体为整体承载结构，主要由司机室装配、底架装配、侧墙装配、顶盖以及连接横梁等结构组成，第二节 车体设备布置（6）转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，（7）采用下悬式一体化多绕组牵引主变压器，（8）机车顶盖设有密闭风腔，（9）采用了
15、集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。（10）采用预布线、预布管技术，3机车车体结构 HXD3型大功率交流传动货运机车车体为整体承载结构，主要由司机室装配、底架装配、侧墙装配、顶盖以及连接横梁等结构组成，第二节 车体设备布置（6）转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，（7）采用下悬式一体化多绕组牵引主变压器，（8）机车顶盖设有密闭风腔，（9）采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。（10）采用预布线、预布管技术，3机车车体结构 HXD3型大功率交流传动货运机车车体为整体承载结构，主要由司机室装配、底架装配、侧墙装配、顶盖以及连接横梁等结构组成，第二节 车体设备布置2机械室设备布置机械室分为端机械室、中央机械室和端机械室。1）端机械室2）端机械室3）中央机械室 3车顶设备布置 机车顶盖设计成大顶盖结构，有利于机车设备的安装。1）、端顶盖设备布置2）中央顶盖设备布置 第二节 车体设备布置第二节 车体设备布置4车下与车端设备布置主变压器悬挂在机车车下中部，以主变压器为中心对称布置了2台转向架。四、车体及部件检修 1车 体2司机室3刮雨器、喇叭体、卫生间 4附属部件5油漆及标识第二节 车体设备布置
