鑽井柴油機傳動裝置

1. 機車傳動裝置的分類

利用原動機驅動離心泵，使獲得能量的工作液體（機車用油）沖擊渦輪從而驅動車輪來實現傳遞動力的裝置。1902年德國的費廷格提出了液力循環元件（液力耦合器和液力變扭器）的方案，即將泵輪和渦輪組合在同一殼體內，工作液體在殼體內循環流動。採用這種元件大大提高了液力傳動裝置的效率。液力傳動首先用於船舶。1932年製成第一台約60千瓦的液力傳動柴油動車。
液力耦合器有相對布置的一個泵輪和一個渦輪。泵輪軸和渦輪軸的扭矩相等。渦輪轉速略低於泵輪轉速，二者轉速之比即為液力耦合器的效率。液力耦合器用於機車主傳動時，效率約為97%。液力變扭器除泵輪和渦輪外，還有固定的導向輪。渦輪與泵輪的扭矩之比稱變扭比，轉速比越小則變扭比越大。在同樣的泵輪轉速下，渦輪轉速越低則渦輪扭矩越大。因此機車速度越低則牽引力越大，機車起動時的牽引力最大。液力變扭器的效率只在最佳工況下達到最大值。現代機車用的液力變扭器效率可達90%～91%。但當轉速比低於或高於最佳工況時,效率曲線即呈拋物線形狀下降。為使機車在常用速度范圍內都有較高的傳動效率，機車的液力傳動裝置一般採用不止一個簡單的液力變扭器。機車液力傳動裝置如梅基特羅型、克虜伯型、蘇里型、SRM型、ΓΤК型等，都是將一個液力變扭器與某種機械傳動裝置結合使用。福伊特型則是採用 2～3個液力變扭器(最佳工況點的轉速比一般並不相同)或液力耦合器(圖1),利用充油和排油換檔，在各種機車速度下都使當時效率最佳的那一液力循環元件充油工作。換檔時，前一元件排油和後一元件充油有一段重疊時間，所以換檔過程中的機車牽引力只是稍有起伏而不中斷。和其他類型相比，福伊特型液力傳動裝置的重量較大，但有結構簡單、可靠性較高的優點。到60年代，經驗證明：對於1500千瓦以上的液力傳動裝置，福伊特型較為適用。中國機車所用的液力傳動裝置都是這一類型的。
大功率增壓柴油機車的液力傳動裝置都不用液力耦合器，但燃氣輪機車的液力傳動裝置則用一個啟動變扭器，並在高速時用一個液力耦合器。
液力循環元件傳遞功率P的能力也像其他液力機械一樣，與工作液體重度r的一次方、泵輪轉速n的三次方和元件尺寸D的五次方成正比，即P∝rnD。在柴油機車上,為了減小傳動裝置的尺寸,柴油機都不直接驅動液力循環元件的泵輪,而是通過一對增速齒輪,在軸承和其他旋轉件容許線速度的限制范圍內，盡可能提高泵輪轉速。燃氣輪機車由於轉速很高，所以用一級甚至兩級減速齒輪來驅動泵輪。同一種傳動裝置，只要改變這種齒輪的增速比或減速比，即可在經濟合理的范圍內應用於不同功率的機車。
液力傳動裝置通常包括一組使輸出軸能改變轉向的換向齒輪和離合器機構。輸出軸通過適當的機械部件(萬向軸和車軸齒輪箱,或曲拐和連桿等)驅動機車車輪。液力傳動系統還可包括一組工況機構，使機車具有兩種最高速度，在高速檔有較高的行車速度，在低速檔有較高的效率和較大的起動牽引力和加速能力。因此同一機車既可用於客運，也可用於貨運，或者既可用於調車，也可用作小運轉機車。而當調車工況的最高速度定得較低時，機車在起動和低速運行時的牽引力可以超過同功率的電力傳動柴油調車機車。
1965年出現的液力換向柴油調車機車，傳動裝置有兩組液力變扭器，每個行車方向各用一組，換向動作也用充油排油的方式來完成。當機車正在某一方向行駛時改用另一方向的液力變扭器充油工作，由於變扭器的渦輪轉向與泵輪相反，對機車即起制動作用。機車換向不必先停車。只要司機改換行車方向手把的位置，機車即可自動地完成從牽引狀態經過制動、停車，又立即改換行車方向的全部過程。
液力傳動裝置不用銅,重量輕,成本低,可靠性高,維修量少，並具有隔振、無級調速和恆功率特性好等優點，因而得到廣泛採用。聯邦德國和日本的柴油機車全部採用液力傳動。 把機車原動機的動力變換成電能，再變換成機械能以驅動車輪而實現傳遞動力的裝置。電力傳動裝置按發展的順序有直-直流電力傳動裝置、交-直流電力傳動裝置、交-直-交流電力傳動裝置、交－交流電力傳動裝置四種。它們所用的牽引發電機、變換器（指整流器、逆變器、循環變頻器等）和牽引電動機類型各不相同。
直-直流電力傳動裝置
1906年美國製造的150千瓦汽油動車最先採用了直-直流電力傳動裝置。1965年以前，世界各國單機功率75～2200千瓦的電傳動機車都採用這種電力傳動裝置。這是因為同步牽引發電機無法高效變流，非同步牽引電動機難於變頻調速，只能採用直流電機。直－直流電力傳動原理是基於直流電機是一種電能和機械能的可逆換能器，其原理見圖 2。原動機G為柴油機,通過聯軸器驅動直流牽引發電機ZF，後者把柴油機軸上的機械能變換成可控的直流電能,通過電線傳送給1台或多台串並聯或全並聯接線的直流牽引電動機ZD，直流牽引電動機將電能變換成轉速和轉矩都可調節的機械能，經減速齒輪驅動機車動輪，實現牽引。此外設有自控裝置。自控裝置由既對柴油機調速又對牽引發電機調磁的聯合調節器、牽引發電機磁場和牽引電動機磁場控制裝置等組成,用來保證直-直流電力傳動裝置接近理想的工作特性。
交－直流電力傳動裝置
直流牽引發電機受整流子限制,不能製造出大功率電力傳動裝置。60年代前期,美國發明大功率硅二極體和可控硅，為製造大功率的電力傳動裝置准備了條件。1965年法國研製成 1765千瓦交-直流電力傳動裝置，它是世界各國單機功率 700～4400千瓦機車普遍採用的電力傳動裝置。
交-直流和直-直流電力傳動原理相似。由圖3可以看出兩者差異在於柴油機 G驅動同步牽引發電機TF，經硅二極體整流橋ZL，把增頻三相交流電變換成直流電，事實上TF和ZL組成等效無整流子直流電機。其餘部分和自控裝置主要工作原理與直-直流電力傳動裝置相同。
交-直-交流電力傳動裝置
非同步牽引電動機結構簡單，體積小，工作可靠，在變頻調壓電源控制下，能提供優良調速性能。聯邦德國於 1971年研製成實用的交-直-交流電力傳動裝置，如圖4所示。
交-直-交流電力傳動原理如下：柴油機 G驅動同步牽引發電機TF，產生恆頻可調壓三相交流電（柴油機恆速時），經硅整流橋ZL變換成直流電，再經過可控硅逆變器 N（具有分諧波調制功能）再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電，通過三根電線傳輸給多台全並聯接線的非同步牽引電動機AD。AD將交流電能變換成轉速和轉矩可調的機械能,驅動機車動軸,實現牽引。它的自控裝置由聯合調節器以及對同步牽引發電機磁場、變換器、非同步牽引電動機作脈沖、數模或邏輯控制的裝置組成，從而提供接近理想的工作特性。
交－交流電力傳動裝置
交-直-交變頻調壓電能經二次變換，降低了傳動裝置的效率，而且逆變器用可控硅需要強迫關斷，對主電路技術有較高的要求。為提高效率,在交-交流電力傳動裝置中採用了自然關斷可控硅相控循環變頻器（圖5）。60～70年代，美國在重型汽車上，蘇聯在電力機車上都採用了交-交流電力傳動裝置。不過美國用的是非同步牽引電動機牽引，蘇聯用的是同步牽引電動機牽引。
交-交流電力傳動原理如圖5所示。柴油機G驅動同步牽引發電機TF,發出增頻可調壓交流電，經相控循環變頻器FB變換成可變頻調壓的三相交流電（降頻），輸給多台全並聯接線的非同步牽引電動機AD。AD將交流電能變換成轉速和轉矩可調的機械能，驅動動輪實現牽引。它的自控裝置也是由聯合調節器、脈沖、數模、邏輯電路等裝置構成（但對可控硅導通程序要求嚴格），同樣能保證優良的工作特性。

2. 柴油機通過哪些設備或裝置能把動力傳給輪對

柴油機--->離合器--->變速器--->傳動軸--->減速器--->差速器--->半軸--->輪對。

柴油機屬於壓縮點火式發動機，它又常以主要發明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。柴油機在工作時，吸入柴油機氣缸內的空氣，因活塞的運動而受到較高程度的壓縮，達到500～700℃的高溫。

然後將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞並通過連桿和曲軸轉換為旋轉的機械功。

輪對主要部分

①輪座，車輪壓裝處，也是車軸上直徑最大的部分；

②軸頸，車軸上與軸承相作用的部分；

③軸身，兩車輪之間的部分，有些客、貨車車軸的軸身自輪座向中央逐漸縮小，也有一些軸身通長為圓柱形，柴油機車和電力機車的傳動齒輪和採用盤形制動的機車車軸的軸裝式制動盤即組裝在軸身上；

④防塵板座，客、貨車車軸上軸頸與輪座之間的過渡處，其上裝有滑動軸箱的防塵板或滾動軸箱的後擋板；

⑤軸領，客、貨車車軸兩端比軸頸凸出的部分，用以阻擋滑動軸承在軸頸上的過大移動，滾動軸承車軸上沒有軸領；

⑥軸頸後肩，軸頸上靠近防塵板座的部分，為避免直徑突然改變引起應力集中而作成圓弧過渡。

3. 用什麼動力帶動鑽頭旋轉

鑽井是通過鑽頭旋轉破碎地下岩石形成井筒的過程。鑽頭的旋轉需要動力，常規石油鑽機的動力依靠柴油機（B2—300柴油機）或大馬力柴油機（12V—190柴油機），柴油機發出的動力，通過地面的傳動裝置，將柴油機的動能傳給鑽機的部件，帶動鑽井泵和鑽機的絞車，絞車帶動轉盤、方鑽桿、鑽桿、鑽頭，旋轉的鑽頭在壓力和水力的聯合作用下，破碎岩石形成井筒。20世紀70年代，國外電驅動（直流或交流）鑽機出現後，鑽機的動力變為由大馬力柴油機組帶動發電機，通過中心電站後，再由電動機帶動鑽井泵和鑽機絞車運轉。電驅動鑽機的出現節省了復雜的傳動裝置，使鑽機的佔地面積大大減少，鑽機的搬遷移動也更加方便，適合陸地叢式井組的鑽井，同時鑽機的操作更加靈活，並實現了無級變速。80年代後，為滿足鑽定向井、水平井、大位移井等特殊工藝井的需要，人們將旋轉鑽頭的動力移到井下，出現了井下動力鑽具（即螺桿鑽具、渦輪鑽具和電動鑽具）鑽井。近年來，又出現了旋轉動力放在游動滑車以下水龍頭的位置，不通過轉盤傳遞動力的頂部驅動裝置鑽井，這種鑽井方式可在鑽具轉動、起下鑽具的工況下循環鑽井液，可直接接鑽桿立柱鑽進，減少鑽井接單根的時間。其特有的工作方式有利於鑽井復雜情況和鑽井事故的處理，顯示了鑽井過程中獨特的優越性。

鑽井柴油動力機組

4. 柴油機車的傳動方式

對於液力傳動內燃機車，柴油機發出的動力傳遞到液力變速器的液壓油中，液壓油通過液力渦輪，液力變矩器和液力耦合器等原件將能量傳遞到車輪，變成驅動車輪的動力。大型柴油液力牽引機車廣泛用於冶煉冶金、礦山采選工程、隧道工程、電力電廠調運機車、大型建材、化工、國防工程、大型土建施工工程等行業廠礦區內部有軌運輸以及地方鐵路、機務段等作為調動運輸牽引設備；低速、大牽引工礦液力傳動機車，尤其在柴電混合動力、地鐵工程以及防爆機車領域；長大鐵路隧道、地鐵隧道、長大公路隧道，大型地下工程施工牽引運輸設備，隧道牽引機車；港口、碼頭運輸集裝箱、碼頭移動特大型機械設備牽引；軌道起重機車，物資儲運庫轉運材料、設備；鐵路貨運場移動轉運物資、材料、設備，貨場編組火車廂；大型發電車廠內調運車皮；大型重型機械設備廠轉運大噸位大型零件和設備；

5. 降速型液力偶合器傳動裝置在柴油機驅動的石油鑽機上應用有何優越性

YOZJ750降速型液力偶合器傳動裝置由限矩型液力偶合器、減速齒輪箱、管式或風力冷卻器組合而成。所採用的限矩型液力偶合器為多角形腔，不帶輔助腔，軸向尺寸很短，偶合器的輸入端與柴油機相連，輸出端與減速齒輪箱相連，由於採用了二級圓柱齒輪減速，所以其輸出端與柴油機同軸且旋向相同，一般稱為正車傳動。由偶合器輸出軸通過齒輪副和V帶輪傳動，帶動冷卻風扇旋轉，為風力冷卻器供風。整個偶合器傳動裝置結構緊湊、安裝尺寸短、可靠性較高。
廣州液力偶合器傳動裝置的作用有六個：
1、輕載起動：解決柴油機順利起動問題。
2、協調多動力機均衡驅動：整個鑽機後台由三台柴油機驅動整體鏈條並車，如果三台柴油機運行不同步，則總傳動效率就會降低。
3、順利並車：根據工況需要，隨時間調整柴油機開停台數，採用液力傳動能使之順利並車。
4、離合和過載保護：鑽機出現故障時，液力偶合器傳動裝置應保護鑽機不受損壞。
5、調速：通過柴油機調速改變液力偶合器的輸入轉速，達到鑽機調速的目的。
6、減緩沖擊扭振：液力偶合器的柔性傳動功能，能夠有效地減緩沖擊扭振，保護降速齒輪不受破壞，保護柴油機不受沖擊力矩干擾。

6. DF12型內燃機車的傳動裝置

為使柴油機的功率傳到動軸上能符合機車牽引要求而在兩者之間設置的媒介裝置。柴油機扭矩—轉速特性和機車牽引力—速度特性完全不同，不能用柴油機來直接驅動機車動輪：柴油機有一個最低轉速，低於這個轉速就不能工作，柴油機因此無法啟動機車；柴油機功率基本上與轉速成正比，只有在最高轉速下才能達到最大功率值，而機車運行的速度經常變化，使柴油機功率得不到充分利用；柴油機不能逆轉，機車也就無法換向。所以，內燃機車必須加裝傳動裝置來滿足機車牽引要求。常用的傳動方式有機械傳動、液力傳動和電力傳動。①機械傳動裝置是由離合器、齒輪變速箱、軸減速箱等組成的。因其功率受到限制，在鐵路內燃機車中不再採用。②液力傳動裝置主要由液力傳動箱、車軸齒輪箱、萬向軸等組成。液力變扭器（又稱變矩器）是液力傳動機車最重要的傳動元件，由泵輪、渦輪、導向輪組成。泵輪和柴油機曲軸相連，泵輪葉片帶動工作液體使其獲得能量，並在渦輪葉片流道內流動中將能量傳給渦輪葉片，由渦輪軸輸出機械能做功，通過萬向軸、車軸齒輪箱將柴油機功率傳給機車動輪；工作液體從渦輪葉片流出後，經導向輪葉片的引導，又重新返回泵輪。液力傳動機車（圖2）操縱簡單、可靠，特別適用於多風沙和多雨的地帶。③電力傳動分為三種：（a）直流電力傳動裝置。牽引發電機和電動機均為直流電機，發動機帶動直流牽引發電機，將直流電直接供各牽引直流電動機驅動機車動輪。（b）交—直流電力傳動裝置。發動機帶動三相交流同步發電機，發出的三相交流電經過大功率半導體整流裝置變為直流電，供給直流牽引電動機驅動機車動輪。（c）變—直—交流電力傳動裝置。發動機帶動三相同步交流牽引發電機，發出的直流通過整流器到達直流中間迴路，中間迴路中恆定的直流電壓通過逆變器調節其振幅和頻率，再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電壓，並供給三相非同步牽引電動機驅動機車動輪。電力傳動機車的應用最為廣泛。

7. 根據鑽井工藝中鑽進、洗井、起下鑽具各工序的需要，一套鑽機必須具備哪些系統和設備

1起升系統為了起下鑽具、下套管以及控制鑽頭送進等，鑽機裝有一套起升機構，它主要由主絞車、輔助絞車（或貓頭）、工作剎車、輔助剎車、游動系統[包括鋼絲繩、天車、游動滑車（簡稱游車）和大鉤]以及懸掛游動系統的井架組成。另外，還有起、下鑽操作使用的工具及設備，如吊環、吊卡、卡瓦、大鉗、立根移運機構等。

井架是鑽采機械的重要組成部分之一，如圖3-36所示，它在鑽井和採油生產過程中，用於安放和懸掛天車（圖3-37）、游車、大鉤、吊環、吊鉗、吊卡等起升設備與工具，以及起下、存放鑽桿、油管或抽油桿。

圖3-49閘板結構示意圖旋轉防噴器的結構特點是：橡膠芯子可以在抱緊鑽桿的情況下隨鑽桿一起旋轉，從而能夠在封閉鑽桿與套管環形空間的同時，滿足邊噴邊鑽的工藝要求。萬能防噴器的膠皮芯子能在幾秒鍾內對任何鑽具進行封閉，爭取寶貴的搶險時間。當鑽機上配備有閘板防噴器、旋轉防噴器和萬能防噴器三類防噴器時，它們既可以單獨使用，也可以重疊使用，可以實現邊噴邊鑽、不壓井起、下鑽和反循環鑽井等鑽井新工藝。大多數防噴器都配有手動和液動兩套控制裝置，以便在緊急情況下遠距離控制。

8. 機車傳動裝置的簡介

用機械方式變換機車動輪和原動機（柴油機）的轉速比和轉矩比以傳遞動力的裝置。柴油機經過主離合器與多檔位的齒輪變速箱相連，變速箱的輸出軸通過萬向軸和車軸齒輪箱連接（或通過曲拐和連桿），驅動機車車輪。啟動柴油機時，先將主離合器脫開。柴油機工作平穩後,閉合主離合器,使機車起動。隨著機車速度的加快，柴油機轉速也成正比地上升。到柴油機轉速上升到接近最高轉速時，必須及時換接齒輪變速箱的下一檔位，以減小變速箱輸出軸和輸入軸的轉速比。換檔時，先降低柴油機轉速。換檔完成後，再提高柴油機轉速以增加機車速度，直至柴油機又達到最高轉速，再換接到下一檔位。柴油機在每一變速檔位下的轉速與機車速度成正比，它的功率也就基本上與機車速度成正比，因而柴油機幾乎總是不能發揮它的全部功率的潛力。機車牽引曲線只能呈階梯形，階梯的級數等於變速的檔位數。級數越多，功率的利用越好，但傳動裝置也越復雜、越重、越貴。柴油機車的機械傳動裝置一般為4～5級。
主離合器的摩擦副在機車起動過程中相對滑轉。產生磨耗和發熱。變速箱在換檔同步的接合過程中，換檔齒輪難免發生撞擊，換檔離合器會滑轉磨耗。機械傳動裝置在換檔時又有牽引力中斷的缺點。所以機械傳動裝置盡管效率高於其他種類的傳動裝置，仍只用在小功率的機車上,用於柴油機車的機械傳動裝置卻不超過400千瓦。
燃氣輪機車的機械傳動裝置用兩級變速，但未取得成功。這一方面是因為機車功率大、離合器不適用，一方面是由於機車車輪發生空轉時使燃氣輪機的葉輪超速旋轉會帶來危害。

9. 為什麼內燃機車要使用傳動裝置

不知道你說的是什麼意思？什麼叫傳動裝置？
現在的內燃機車都使用電傳動，電傳動又分為交-直傳動和交流電傳動。東風型號的內燃機車多為交-直傳動，少部分是交流電傳動（如DF11G）。上個世紀，我國曾出現過液壓傳動的內燃機車，但由於液壓傳動維護成本高，所以就逐漸淘汰了。