机车传动装置的发展趋势

A. 如何看待汽车齿轮技术发展动向有哪些特点

一、小型化齿轮箱

齿轮装置的小型化主要体现在变速箱的小型化，即在相同传动比和速比的基础上，减小齿轮的尺寸和重量，提高齿轮的经济性。著名学者汉斯对变速箱进行了研究，经过一段时间，他成功设计出了一种小型化的变速箱。这是齿轮行业小型化设计的成功范例。比如hbw220-3就是汉斯变速箱。与同类变速箱相比，这种变速箱的重量只有同类变速箱重量的1/5，体积也缩小到只有1 / 3。该型变速箱的箱体材料以铝合金为主，强度重量比高，采用压铸工艺合成。因此，在满足箱体本身强度和刚度要求的同时，可以减轻箱体的重量。盒子里有一个摩擦离合器，摩擦离合器是这个设计的一个特点。汉斯齿轮大部分零件采用新技术，即不切削、少切削，大大提高了材料利用率。

B. 车辆制造技术的研究现状与发展趋势

国际机车车辆制造业：竞争环境与对策

铁路是一个国家重要的基础设施和经济命脉，深刻影响着所在国的政治稳定、经济发展、国土安全、社会文化等诸多方面。20世纪80年代以来，随着经济全球化、区域一体化和地缘政治的深入发展，能源危机、环境污染、交通安全等问题凸现铁路产业的比较优势。全球范围内对铁路运输需求的上升，促进了机车车辆制造业的发展。因此，分析国际机车车辆市场环境，研究中国机车车辆制造业国际竞争力现状，进而提出提升中国机车车辆制造业竞争力的发展战略和政策建议具有重要的现实意义。

一、国际机车车辆市场环境分析

（一）国际机车车辆市场的需求分析
近年来，各国政府加大了对铁路产业的财政资助和政策扶持力度，国际铁路市场出现了可持续的复兴态势。以日本、法国、德国为代表的高速列车技术和以美国、加拿大、澳大利亚等国为代表的重载列车技术，体现出客运高速化、货运重载化的铁路发展趋势。
1.国际机车车辆市场市值分析
全球铁路市场的年产值为1033亿欧元，按市场范围划分机车车辆市场居第二位，为280亿欧元。按地理位置划分，西欧是最大的机车车辆市场，每年可达到的总量约为95亿欧元，亚太地区紧随其后，为89亿欧元，北美自由贸易协定区(NAFTA)位居第三，市值约为45亿欧元。

2.国际机车车辆市场增幅预测
今后十年，全球铁路市场年增幅为1.5%到2.0%。非洲/中东地区的年增长率预计是3.7%，东欧地区的年增长率预计是3.5%，独联体地区约3.3%。其中东欧的机车车辆增幅最大为8.2%，独联体各国为4.0%，非洲/中东地区为3.0%，亚太地区为2.5%。
3.国际机车车辆产品结构分析
2003年，世界铁路设备市场总值约为567亿欧元，机车车辆市场的交易总额为222亿欧元，其中动车和动车组交易额为53亿欧元，占24%，货车交易额为46亿欧元，占21%，客车交易额为20亿欧元，占9%。2004年到2008年的五年间，全球动车和动车组市场需求持续提升，年增长率约为5%，从而导致传统的客车市场实际上处于停滞不前甚至下滑的境况。在欧洲和北美市场中，预计高速列车增幅最大；同期，地铁列车、轻轨列车市场将成为东欧、独联体和亚洲市场的重点，值得关注；截至2003年全世界约有480万辆货车，预计亚洲、独联体及拉美市场将成为货车市场中增长最快的区域，而作为全球最大货车市场的美国、加拿大货车市场则预计将以每年2%的速率递减。
（二）国际机车车辆制造业的经营现状
1.国际机车车辆市场的供求关系
国际机车车辆市场的总体形势是供大于求，据有关资料显示，1994—2009年间国际机车市场供求关系约为1:0.47。目前，跨国公司垄断大部分的国际机车车辆市场，并不断拓展新的发展中国家市场。在此市场上，跨国公司之间、发展中国家机车车辆企业之间以及这两者之间的国际竞争复杂激烈。
2.国际机车车辆市场的主要供货商
庞巴迪（Bombardier）、阿尔斯通（Alston）、西门子（Siemens）和通用电气（GE）、通用汽车（GM）是当今世界铁路设备市场的五大供应商，占据了全球市场约75%的销售份额。
（1）加拿大庞巴迪
收购Adtranz公司后，庞巴迪运输（集团）公司成为全球最大的铁路与轨道设备生产商，其市场主要分布在北美、欧洲，目前努力向亚洲、非洲扩展，2004年全球市场占有率约为23%，年销售额约为70亿欧元。
庞巴迪在中国建立了三个合资企业：
青岛四方—庞巴迪—鲍尔铁路运输设备有限公司（BSP），主要从事高档客车、普通客车车体、电动车组、豪华双层客车、高速客车及城市轨道车辆的设计制造。目前运行中的直达快速列车80%的车厢由BSP提供，BSP还为青藏铁路提供了361辆可适应高原环境的列车。
长春长客—庞巴迪轨道车辆有限公司（CBRC），主要从事铁路客车、地铁车辆和城市轨道车辆的设计和生产。现已获得广州地铁1号线156辆地铁车辆，深圳地铁一期132辆地铁车辆以及上海地铁1号线60节地铁车辆的追加合同。
江苏常牵庞巴迪牵引系统有限公司（BCP），主要从事铁路车辆牵引设备的制造、销售和维修。
（2）法国阿尔斯通
作为高速列车和摆式列车全球市场占有率第一、城市轨道交通领域第二的阿尔斯通交通运输系统部，以欧洲市场为中心，向北美、亚非扩展，2004年其全球市场占有率约为18%，年销售额约为51亿欧元。
阿尔斯通已在中国成立了11家合资企业（在香港设有2家分公司），并签订了多项合作协议。比如，为香港地铁公司和九广铁路公司提供1100辆地铁车厢；2004年与长客股份合作，获铁道部60列200km/h动车组合同；与大同电力机车合作，获铁道部180台电力机车合同；在上海，阿尔斯通交通设备有限公司（SATCO)生产城市轨道交通车辆，阿尔斯通交通电气有限公司（SATEE）生产推进设备，卡斯柯信号有限公司（CASCO）生产信号设备；在青岛铁路设备公司生产DISPEN减振器等。
（3）德国西门子
通过并购铁路装备制造企业，西门子运输系统集团公司成立于1989年，主要产品包括高速列车、机车、动车组、摆式列车、客车和地铁轻轨车辆，2004年其全球市场占有率约为14%，年销售额约为43亿欧元，居世界第三位。
西门子与株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所于1999年合资成立株洲西门子牵引设备有限公司，已获得上海地铁4号线(明珠线二期)168辆、广州市轨道交通三号线120辆地铁车辆的合同订单；2004年12月起，与株洲电力机车厂合作，拟为中国铁路提供180台DJ4电力机车，合同额约8.8亿美元；2005年11月，与唐山机车车辆厂签署了60列300km/h的高速列车采购和技术转让协议。

（4）美国通用电气公司、通用汽车公司
美国是货运机车技术水平最高、产量最大的国家，通用电气公司运输系统部(EMD)和通用汽车公司电气动力部已成为世界重载内燃机车的主要制造商。目前其市场由欧美向亚洲拓展，2004年全球市场占有率各为10%左右。
2004年，中国铁路购买通用电气公司运输系统部422台C38－Ache型交流传动内燃机车，用于青藏铁路；2005年，戚墅堰机车车辆厂与通用电气合作，获铁道部300台4470KW交流传动内燃机车合同。
（5）印度铁路技术经济服务公司（RITES）、韩国车辆公司（ROTEM）
印度铁路技术经济服务公司隶属于印度铁道部，其产品技术紧追世界先进水平，先后与美国GM公司、原德国ABB公司、LHB公司结成战略联盟，已研制出具有世界先进水平的交流传动电力机车和内燃机车，高档客车和100km/h的新型货车，国际竞争力不断。提高产品已出口到孟加拉国、斯里兰卡、越南、塞内加尔等亚非国家。
韩国车辆公司由韩国原有的大宇重工、现代精密机械、汉津重工三大主要机车车辆公司于1999年7月合资组成，是韩国最大、最具实力的工业企业之一，技术水平居中上等。产品以国内市场为主，也有部分出口到加纳、越南、泰国、缅甸、美国和中国台湾省等。
中国机车车辆企业开拓国际市场，不仅要面对庞巴迪（Bombardier）、阿尔斯通（Alston）、西门子（Siemens）等世界知名大公司的竞争，同时也要迎接印度、韩国等产品技术水平相当国家的机车车辆企业的挑战。
（三）国际机车车辆制造业的发展趋势
国际机车车辆制造业的发展趋势集中体现为以行业集中化为特征的兼并重组、战略联盟和以布局全球化为特征的研发、投资、生产、采购、销售及售后服务等的产业一体化。
1.重组兼并和战略联盟加快
20世纪80年代末以来，世界机车车辆市场产能过剩，企业重组、并购速度加快，产业集中度进一步增大。为适应更加激烈的市场竞争，世界机车车辆制造巨头更加倾向于结成战略联盟来共担成本和风险，促进技术创新，缩短产品的研发周期。如GEC和Alston的联合属于资源重配置的战略联合；GM和Siemens合作提供交流传动机车所用的牵引电动机属于技术优势互补的联合；Alston和Siemens共同投标台湾高速铁路项目则属于共同利益促使下的战术联合。
2.产业链配置的日益全球化
世界机车车辆制造巨头利用全球资源和战略布局，优化配置投资、开发、生产、采购和销售等产业链环节，以适应不同市场偏好，具体表现为供应商数量增加，供应链管理加强，属地化经营深化和适应性技术转移，同时促进了东道国民族工业的发展和创新能力的增强。
3.技术“归核化”趋势显著
机车车辆产业链的全球性配置改变了国际机车车辆市场的竞争格局，导致了新的专业化分工、协作模式的出现。由于技术较量占有重要位置，世界机车车辆制造巨头“归核化”趋势显著，集中于具有竞争优势的领域，重视构建和强化企业的核心竞争力，通过外包、分包和“技术转让”、“生产许可证”等合作方式，将车体等技术含量较低的产品和零部件生产转由低成本企业承担，体现出更大程度的专业化和灵活性。例如西门子更加专注于大功率交流传动电力机车，通用电气更加专注于重载内燃机车。
4.配件销售和售后服务比重增加
机车车辆工业高新技术产品研发成本较高，而竞争加剧导致整车单价逐渐降低，因此，配件收入和售后服务对机车车辆制造商日益重要。如西门子公司在重要配件电机及电气制造中遥遥领先。在机车车辆修理、改造等领域，售后服务已成为整车供货合同的重要组成部分。可以预见，服务业务的增长将使市场分布发生改变，服务收入所占比例将不断增加。

二、中国机车车辆制造业国际竞争力现状

机车车辆制造业国际竞争力是指机车车辆业在国际市场竞争中占有和整合资源的相对优势及能力，包括整合劳动力、资金和自然资源等传统要素的能力；掌握信息、知识以及技术创新的能力；驾驭外部环境的能力；可持续发展能力等。环境、制度、能力、资源是机车车辆制造业国际竞争力的主要构成要素。改革开放以来，中国铁路实现了历史性的大发展，机车车辆制造业的生产规模、产品水平和品种数量基本适应了铁路运输市场需求，形成了具有自主知识产权的时速200公里以下铁路机车车辆产品系列，动车组技术引进取得阶段性成果，并初步形成了“产、学、研、用”紧密结合的技术开发体系，在发展中国家和部分发达国家市场上具有一定的国际竞争力。
（一）外部环境
从国际环境来看，机车车辆制造业国际一体化进程日趋明显，全球技术扩散的格局已初步形成。转移成本降低，贸易自由化和市场全球化为中国机车车辆制造业展示了广阔的发展空间。从国内环境来看，根据《中长期铁路网规划》，“到2020年全国营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电气化率均达到50%，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平”，大规模的路网建设为机车车辆制造业发展提供了巨大的市场。由于机车车辆业关联度较高，受产业链上相关行业影响作用较大，而中国铁路产业已经具备强大的铁路基础设施建设能力、较强的系统集成和适应性优势，可以适应大多数发展中国家铁路市场的需要，完全具备参与全球铁路竞争的能力与实力。因此，加快建立国内铁路建筑、机车车辆制造、运营管理等行业的战略联盟，有效整合、合理配置铁路产业资源，值得探索。
（二）产业政策
国家“十一五”规划纲要把轨道交通装备确定为振兴装备制造业的十个重点之一，要求“掌握时速200公里以上高速列车、新型地铁车辆等装备的核心技术，并实现产业化”。“十一五”期间，中国铁路固定资产总投资将达到1.5万亿元，其中机车车辆购置和技术改造投资将从2006年的440亿元达到2500亿元。根据铁路跨越式发展战略，将以客运高速、快速和货运快捷、重载为重点，从整体上提高中国铁路机车车辆水平。目前，中国政府在政策、体制、资金、税收等方面也对中国企业“走出去”提供了前所未有的支持力度，2005年10月，十六届五中全会指出，要实施互利共赢的开放战略，支持有条件的企业“走出去”，开展对外直接投资和跨国经营。

（三）内部环境
中国机车车辆制造业行业集中度较高。2000年中国铁路机车车辆工业总公司与铁道部“脱钩”，后改组为中国南方机车车辆工业集团公司和中国北方机车车辆工业集团公司（以下简称为南、北车集团）两家寡头企业，初步建立了现代企业制度，逐步完成了内部的整合，总体实力相差不大。2005年末南车集团资产总额285亿元，主营业务收入215亿元；北车集团资产总额269亿元，主营业务收入195亿元。
从双方的核心资产来看，株洲电力机车公司是南车集团旗下盈利能力最强的企业，长江车辆有限公司也是南车集团的核心资产；齐齐哈尔铁路车辆集团是北车集团的核心资产。从双方的市场结构来看，南车集团在电力、内燃机车新造和内燃机车、客车修理等方面市场占有率较高；北车集团在客车新造和电力机车修理方面占有较高的市场份额。时速300公里的列车，南车集团下属的四方机车和北车集团下属的唐山机车车辆厂都有制造；货运机车方面，北车略占上风，北车集团下属的大连机车车辆厂和大同机车厂分别获得了500台货运机车协议，南车集团的株洲电力机车公司也获得了部分合同。从双方资产运作能力来看，南车集团旗下拥有三家上市公司，两家A股公司（南方汇通和时代新材）和一家H股公司（株洲时代电力）；北车集团的资本运作稍逊，还没有上市公司。
南、北车集团基本形成了相对均衡的竞争态势，提高了机车车辆行业的整体水平，两大集团制定了国内市场有序竞争、国际市场携手合作的战略原则，积极开拓国际市场，谋求更大的发展空间。
（四）产品结构
南、北车集团所属公司包括机车车辆新造、配件生产和修理企业及研究所，国内布局较为合理。较高的产业结构配套要求构成国内的市场准入壁垒，同业跨国公司短期内也无法直接建立完整的产业结构，只能依托中国企业逐步进入。中国已经形成不同功率各个等级的干线高速动车组、客货运大功率机车和调车机车、工矿机车的系列化，客运车辆形成了高速客车、专线快速客车、准高速空调客车、双层客车、高质客车、豪华高档客车等适应不同层次需要的客车系列，货车产品也已发展到重载化、专用化、散装化和提速增效的新阶段。中国机车车辆制造业已经具备了全方位向外输出的完整产品结构。
（五）技术水平
按照“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的要求，在铁道部的扶持下，南、北车集团低成本成功引进了法国阿尔斯通、日本川崎重工、加拿大庞巴迪、德国西门子四家时速200公里及300公里以上动车组技术；以及阿尔斯通、西门子和美国GE、EMD等公司的大功率电力、内燃机车技术。中国机车车辆制造业历经仿制、技术引进结合自主研发、合资合作等形式，正处于一个技术升级换代的时期，关键生产工艺和装备水平有了大幅度提升，缩小了与发达国家铁路机车车辆装备差距，逐步建立起自有技术研发和生产体系，和谐号动车组与和谐型大功率机车已经投入运营。但在高速技术、重载运输等方面与国民经济发展对铁路运输能力的要求以及世界先进水平相比，均有较大差距。
中国机车车辆技术标准体系尚不完备、国际采标率较低，知识产权管理体系还不健全。中国机车车辆业整体技术创新能力不高，引进后突破性再创新方面还存在不足；信息化辅助设计开发应用不够普及，缺乏先进、配套的实验手段；尚未真正形成高效的以企业为主体、产学研结合的紧密型技术创新体系。
（六）人力资源
资源和能力形成竞争力，而人力资源是资源和能力的共生体，因此优秀人才尤其是高级专业技术人才和人力资源成为了决定竞争力的关键因素。截至2005年底，两大集团共有职工205732人，其中大专以上学历人员55461人，约占1/4；各类专业技术人员55999人，也约占1/4；具有高级职称专业人员6641人。从人才结构来看，人力资源结构单一，普通人员相对过剩，专业技术人才总量少、比例低，缺乏国际化经营人才；从人力资源利用效率来看，激励优秀人才、鼓励创新创业的机制还不完善。人才储备不足已成为制约中国机车车辆制造业发展的重要瓶颈之一。
（七）国际化经营能力
与国际同行业相比，尽管中国机车车辆制造业产品系列化开发缺乏统一规划，产品结构趋同、品种较为单一，产品模块化设计、生产起步较晚。但产品质量总体水平已普遍提高、产品升级换代步伐明显加快，与国外同质产品相比具有性价比优势，与广大第三世界国家市场需求较为吻合。迄今，部分机车车辆整车产品和关键配件已经打入亚、非、欧、美、澳五大洲30多个国家和地区的市场，出口比重逐年增加，销售领域逐年扩宽。
在整车出口方面，中国机车车辆制造企业已经取得了伊朗地铁、铁路客车，伊拉克内燃机车，巴基斯坦机车及机车散件，哈萨克斯坦电力机车，马来西亚交流传动内燃机车等大宗项目合同；继向坦赞铁路出口机车和向南非出口机车后，与苏丹签订机车采购合同，取得了非洲市场开发的新突破；向阿根廷出口机车和客车，使中国机车车辆首次成功进入由欧美厂商长期垄断的阿根廷市场；向纳米比亚、委内瑞拉出口动车组，标志着中国动车组首次进入非洲、南美市场；出口澳大利亚的双层不锈钢客车项目，是迄今为止中国机车车辆行业最大的出口项目，也是向发达国家市场的成功探索；为新西兰提供铁路轨枕货车使中国铁路车辆整车第一次打入新西兰市场；与越南签订“革新号”机车制造技术转让合同，开创了中国机车车辆工业整车技术输出的先河。
在零配件领域，曲轴缸套等产品已先后进入北美和欧洲市场；已获得为俄罗斯铁道部门生产摇枕、侧架的资格；超过世界排名第一的美国国民锻造公司，成为印度市场最大的机车曲轴供应商。
同时，通过与巴西铁路同行签署合资建立货车组装厂的协议，首次把企业办到了国外；与美国密歇根州立大学建立了中国机车车辆业第一个海外联合研发中心——ZELRI—MSU电力电子系统研发中心。

三、提升机车车辆制造业国际竞争力的对策与建议

全球经济一体化、国际铁路复兴、中国良好的对外关系和铁路产业的发展成果，已为中国机车车辆制造业的国际化进程创造出新的机遇。中国机车车辆企业凭借可靠的产品质量、合理的性价比、较好的售后服务等优势得到了国外用户的认可，已有一定的国际影响力和竞争力，但中国机车车辆工业“走出去”仍以产品出口为主，海外业务占主营业务收入的比例很小，国际化经营模式等级较低。因此，实现中国机车车辆制造业的发展创新，打造出具有较强国际影响力的中国铁路企业和行业标准，对于提升其国际竞争力进而加强中国铁路产业的整体竞争实力具有重要的现实意义。
（一）明确目标市场
应以全球市场为导向，抓住铁路复兴契机，加强对已有、可能和潜在市场的研究预测。通过采取不同的市场策略，将细分市场的比较优势转化为现实的竞争优势，化潜在需求为现实需求，实现从机车车辆制造大国到制造强国的转变。
北美、西欧、大洋洲以及日本等国为代表的铁路发达国家和地区，基本为世界几大机车车辆制造商所垄断，市场正趋于饱和，且技术壁垒较高，但对普通机车车辆产品和配件存在需要。应从关键零部件生产起步、以普通客货车作为整车出口的切入点，树立品牌形象。以俄、印、韩和一些东欧国家为代表的技术自我配套的国家，其机车车辆工业体系比较完善，产品基本满足本国需要，但缺乏高新技术产品。随着中国铁路客运专线和高速铁路取得重大进展，将会成为潜在的新兴海外市场，当前应加强对该区域市场的追踪调研。东南亚、南亚、中东、非洲、拉美等地区的发展中国家，尚未形成独立的机车车辆工业体系，市场前景广阔。应充分利用中国与其良好的地缘、政治及经济关系，充分发挥性价比和适应性优势，加强售后服务，将此区域的整车市场作为“走出去”的重点。
（二）转变经营模式
与世界机车车辆巨头相比，中国机车车辆企业的企业规模、关键技术、资本运作等差距较大，国际化经营业务模式比较单一，仍以产品出口为主。
应加快资产业务重组和行业资源整合，加大供应链延伸和管理力度，加强与关联产业、支撑机构的前后向联合，充分发挥产业集群效应，实现范围经济；建立健全国际营销网络，着力增强自营营销能力，重点培养国际复合型人才；利用多双边机制，商签政府间协议，推动铁路大项目合作。
应加快建立与国际国内知名制造商、开发商、承包商和勘察、设计、咨询公司的紧密合作，将业务范围向产业链高端和项目源头转移，有效融入世界机车车辆制造体系，提高全球产业分工份额。抓住用好铁路装备制造业向发展中国家转移的机遇期，不断研究、探索境外设厂等业务模式，扩大中国标准的影响力。与中国铁路建设等相关行业的战略联盟，有效发挥铁路产业整体的系统集成和适应性优势，打造中国铁路区位品牌，是提升中国机车车辆制造业国际竞争力、增强中国铁路产业竞争实力的现实抉择。
（三）自主技术创新
机车车辆工业是制造业的重要组成部分，是中国轨道交通运载装备的重要载体。产业总体技术能力不高、自主创新能力欠缺已成为制约中国机车车辆工业发展的瓶颈。
中国机车车辆企业应发挥创新主体的职能，积极开展前瞻性和适应性技术研发，加快建立海外研发中心，重点研究开发高速轨道交通控制和调速系统、车辆制造、线路建设和系统集成等关键技术，通过技术引进与原始创新相结合、集成创新与引进消化吸收再创新相结合的战略，对关键零部件和关键技术实现突破，发挥后发优势。对目标市场的市场环境和客户要求重点调研，提高定向开发制造产品的整体技术创新水平。将适应性技术和产品性价比作为参与国际竞争的关键，形成可遵循的、完整的技术标准体系，创造中国铁路产业参与国际竞争的具有自主知识产权的民族品牌，促进民族机车车辆制造业的发展。

政府应以积极的产业、金融政策为保障，继续协调科技、财政、金融、税收、保险等相关部门，在技术研究开发、产品结构优化、国际市场开拓、信息化建设等多个方面进一步加大对机车车辆企业“走出去”的支持力度。

参考文献
欧洲铁路工业联合会(UNIFE)：《全球铁路市场研究——现状与2015年展望》，2007年。
《2006中国北车年鉴》，中国铁道出版社2006年。
《2006中国南方机车车辆工业集团公司年鉴》，中国铁道出版社2006年。
国家统计局：《中国铁道年鉴》（2002—2006年），中国年鉴社。
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科学技术部专题研究组：《我国产业自主创新能力调研报告》，科学出版社2006年。
科学技术部专题研究组：《主要创新型国家科技创新发展的历程及经验》，2006年全国科技大会资料。
蔡毓国：世界铁路设备市场年增长百分之四，《国外内燃机车》，2005年第1期。
陈春阳、李学伟：中国机车车辆业技术创新模式研究，《中国软科学》，2006年第12期。
郑昌泓、刘凯：提升我国轨道交通装备制造产业竞争力的策略，《综合运输》，2007年第2期。

仅供参考，请自借鉴。

希望对您有帮助。

C. 数控机床的发展趋势是什么

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现以下发展趋势。
1高速、高精密化
高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙(包括反向间隙)，运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由原来的10～20m/min提高到60～80m/min，甚至高达120m/min。
2高可靠性
数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。
3数控车床设计CAD化、结构设计模块化
随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。
4功能复合化
功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化，可以扩大机床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车削功能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工。宝鸡机床厂已经研制成功的CX25Y数控车铣复合中心，该机床同时具有X、Z轴以及C轴和Y轴。通过C轴和Y轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。该机床还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。
5智能化、网络化、柔性化和集成化
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展。数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

D. 展望机电传动控制发展趋势是什么

展望机电传动控制发展趋势很可观。
展望机电传动控制发展趋势其实还是很可观的，现在不管什么行业也的生产都在机械化，机械化以后就要用电来控制了，所以机电的前景是非常可观的。其实现在很多机械行业依然发展得很好，比如路面机械。
《机电传动控制》是2011年2月由清华大学出版社出版的图书，该书以机电传动和电气控制为两条主线编写而成，主要包括绪论、机电传动控制系统中的控制电动机、继电接触器控制等。

E. 汽车起重机的发展趋势

中国的汽车式起重机的生产企业要想在本领域生存与发展，需要做的事情还很多，由于市场需求的增大，也要求生产企业不断创新，在保证起重机性能的基础上还要不断开发出更大吨位的新产品，满足市场的需求。只有这样才能从市场中获得养分和活力使自己生存，在生存中发展，在发展中壮大。
主要的发展趋势应该有以下几点：
扩大产品的品种
在企业内部应建立完善的产品研究和开发体系，使产品系列化，品种齐全，要形成大中小完整系列，增多产品数量，使生产规模不断的扩展。
增大起重力矩
中国生产的汽车式起重机大多是50吨以下的中小吨位的起重机，大吨位生产的很少，而，随着社会的发展，对机动灵活的大型起重机械的需求越来越大，这都是汽车式起重机发展的养分，
所以增大其中力矩迫在眉睫。
增加起重机功能
随着国民经济的快速发展，用户对汽车式起重机的使用上的要求越来越多，希望能够一机多用，已经不仅仅是在搬运重物时使用，而是满足在不同环境和工种的使用，这些都为未来发展
找清了方向。
全力打造自己的品牌
中国的汽车起重机生产企业，缺少自己的专业研究人员和开发队伍，而是去模仿别人生产的成品，没有发展方向和竞争力。未来经济的全球化以及由此引发的一系列问题，使得竞争手段从传统的产品，价格等层次转嫁到品牌的竞争上来。所以各大汽车式生产企业应该努力打造自己的品牌，从而使自己发展壮大。
开创自我空间占领市场
中国的各大汽车式起重机生产企业要不断创新，大胆进行运行急智的改革，面向市场，结构优化，人员重组，引进设备，进行刻苦的技术研发，在不断完善自我的前提下，占领市场。
目前国产品牌发展情况
近来，随着汽车起重机制造商不断地摸索和技术的提升，在国外市场开始占据一席之地，据中国海关总署统计，2013年中国汽车起重机对巴西的出口额突破14000万美元。中国品牌的汽车起重机已占巴西当地85%的市场份额，其中，三一起重机的市场占有率达37%，连续两年位居第一。 设计、制造的计算机化、自动化
随着电子计算机的广泛应用， 许多国外起重机制造商从应用起重机辅助设计系统（CAD），提高到应用计算机进行起重机的模块设计。起重机采用模块单元化设计，不仅是一种设计方法的改革，而且将影响整个起重机行业的技术、生产和管理水平，老产品的更新换代，新产品的研制速度都将大大加快。对起重机的改进，只需更改几个模块；设计新的起重机只需新的不同模块进行组合，提高了通用化程度，可使单件小批量的产品，改成相对批量的模块生产，能使较少的模块形式，组合成不同规格的起重机，满足市场的需求，增强了竞争力。
起重机控制元件的革新与应用
起重机的定位精度是对起重机的重要要求，多数采用转角码盘，齿轮链，激光头与钢板孔带来保证，定位精度通常为±3㎜，高于1mm的精度需另加定位系统。在起重机起升速度和制动器方面的改进，则使用低速运行的起重机吊钩精确定位，起重机的刹车系统也应用微处理进行控制和监视工作。
遥控系统用于汽车式起重机及其他移动式起重机械，这种系统包括在控制者身上的控制器，和安装在起重机上的接收器 ，控制器具有电磁辐射发生器，接收器与作用在起重机传动装置的操纵机械的转换部分相连。遥控器的使用不仅节省人力，提高工作效率，而且使操作者的工作条件有所改善。
起重机的距离检测防撞装置，采用无线电信号型的防撞装置，防撞系统由三相系统组成，用来监控起重机前端行使距离，一般首先发出信号警示，接着将大车车速减小到50%，最后切断电机电源，将大车制动。

F. 机车传动装置的简介

用机械方式变换机车动轮和原动机（柴油机）的转速比和转矩比以传递动力的装置。柴油机经过主离合器与多档位的齿轮变速箱相连，变速箱的输出轴通过万向轴和车轴齿轮箱连接（或通过曲拐和连杆），驱动机车车轮。启动柴油机时，先将主离合器脱开。柴油机工作平稳后,闭合主离合器,使机车起动。随着机车速度的加快，柴油机转速也成正比地上升。到柴油机转速上升到接近最高转速时，必须及时换接齿轮变速箱的下一档位，以减小变速箱输出轴和输入轴的转速比。换档时，先降低柴油机转速。换档完成后，再提高柴油机转速以增加机车速度，直至柴油机又达到最高转速，再换接到下一档位。柴油机在每一变速档位下的转速与机车速度成正比，它的功率也就基本上与机车速度成正比，因而柴油机几乎总是不能发挥它的全部功率的潜力。机车牵引曲线只能呈阶梯形，阶梯的级数等于变速的档位数。级数越多，功率的利用越好，但传动装置也越复杂、越重、越贵。柴油机车的机械传动装置一般为4～5级。
主离合器的摩擦副在机车起动过程中相对滑转。产生磨耗和发热。变速箱在换档同步的接合过程中，换档齿轮难免发生撞击，换档离合器会滑转磨耗。机械传动装置在换档时又有牵引力中断的缺点。所以机械传动装置尽管效率高于其他种类的传动装置，仍只用在小功率的机车上,用于柴油机车的机械传动装置却不超过400千瓦。
燃气轮机车的机械传动装置用两级变速，但未取得成功。这一方面是因为机车功率大、离合器不适用，一方面是由于机车车轮发生空转时使燃气轮机的叶轮超速旋转会带来危害。

G. 求：内燃机车柴油机电子控制技术的发展状况与趋势

未来10年铁道机车技术发展方向研究

摘要：阐述国内外内燃机车、电力机车、动车组的技术特点，对我国内燃机车、电力机车及动车组的发展方向及关键技术提出了建议。
关键词：内燃机车；电力机车；动车组；发展方向
1 内燃机车
1．1 国外内燃机车的最新发展概况
美国内燃机车技术发展很快，其技术水平可以代表国外内燃机车先进水平。在20世纪90年代，美国内燃机车技术发展主要体现在机车功率大幅度提高，出现了功率达4632kW（6300hp）的内燃机车。随着三相交流传动技术在内燃机车上使用成功，试制生产单发动机大功率内燃机车的条件逐渐成熟。于是GE公司的电气动力部（EMD）、GE公司等美国的内燃机车主要厂商开始成批生产4410kW（6000hp）等级的大功率机车。新一代4410kW（6000hp）大功率内燃机车主要体现了大功率机车柴油机、三相交流传动技术、微机控制及诊断技术和径向转向架几方面技术的发展。
1．1．1 单机大功率柴油机的发展
目前机车柴油机的发展方向和趋势是：加大行程缸径比S／D，一般在1．1—1．3左右；活塞平均速度Cm限制在11—12m／s；提高平均有效压力至2．0—2．4MPa；提高压缩比至13—14；爆发压力PZ至15—18MPa；改善工作过程，提高柴油机效率，降低油耗，最低油耗达185g／kW·h以下；采用电子喷射、电子调速等电子控制技术等。
美国GE公司和德国Deutz MWM公司合作研制出7HDL型柴油机，功率为4632kW（6300hp），装在AC6000CW型内燃机车上。美国GM公司的电气动力部自行研制出四冲程4632kW（6300hp）、16V265H型柴油机，装在SD90MAC型机车上。
1．1．2 内燃机车的三相交流传动技术
交流传动是近代铁路牵引技术中的重大突破。自1971年在原联邦德国问世以来，已取得了很大的发展。20世纪90年代初，世界上最大的2个内燃机车制造公司——美国GM公司和GE公司研制和投产了六轴、径向转向架和微机控制的大功率交流传动内燃机车，使交流传动内燃机：乍的性能和可靠性有了较大的提高。例如，美国GE Dash9型交直流传动机车的持续牵引力为485kN，粘着系数为25％—27％；而相同功率的GE公司AC4400CW型交流传动机车在速度为10km／h时，持续牵引力已达645kN，粘着系数为35％。
20世纪70年代初，BBC公司研制的第1台交流传动内燃机车，采用的是KK管逆变器；而到20世纪80年代初，出现了大功率GTO管，GTO逆变器在交流传动装置上获得了广泛应用。由于大功率GTO、IGBT管和数字电路控制技术的发展，使交流传动的逆变和控制技术提高到一个崭新的阶段。20世纪90年代以来，GTO管的应用量开始逐渐下降，而IGBT管的应用量却逐年—卜升。20世纪90年代初，日本的东芝、日立等公司又开发了一种智能型IGBT模块（日本称为IPM），自1995年起，开始在中小功率逆变器中推广采用，并计划到20世纪末取代中等功率的IGBT逆变器。
1．1．3 微机控制及诊断技术
早在20世纪80年代，随着计算机技术的发展，微机控制技术在内燃机车上得到应用，近年更得到了进一步的发展。内燃机车车载微机控制系统主要功能有：机车控制、柴油机转速与负荷调节、恒功励磁控制、驱动控制、车轮空转和打滑控制、电空制动控制及故障诊断等。
近年来，用于交流传动内燃机车技术先进、可靠性较高的微机控制系统有：德国ABB公司研制的MICAS系统、德国西门子公司研制的SIBAS－16和SIBAS－32、美国GM公司开发的EM2000（32位）微机控制系统和美国GE公司开发的用于AC4000和 AC6000型交流传动内燃机车上的微机控制系统等。
1．1．4 径向转向架的开发
径向转向架的思路很早就提了出来，20世纪70年代第1台径向转向架在南非投入使用。美国GM公司于1992年在SD60MAC型大功率交流传动内燃机车上首次采用了新型HTCR（高牵引力、三轴、径向）径向转向架，以后推广到该公司生产的各种新型内燃机车上。之后其他具有可调节轮轨的径向转向架纷纷使用，径向转向架成为内燃机车发展的一个重要方向。
新型径向转向架利用轮轨接触面的蠕滑力，通过一套可使轮轨径向调节的机构，实现轮轨曲线相对钢轨的径向调节。与传统转向架相比，它具有如下优点。
（1）可以提高机车粘着利用率。与其他系统的改进措施相结合，即使在最恶劣的轨道条件下，持续牵引时的粘着系数可达35％，起动时的粘着系数可达45％。同时径向转向架还使轴重转移减少，因此径向转向架大大提高了机车牵引力。
（2）明显改善了机车的运行品质和稳定性。径向转向架在通过曲线时可使车轴自动与轨道成垂直方向，轮轨之间的冲角减小到几乎为零，横向作用力降低。
（3）改善厂机车曲线通过能力，减少轮轨磨耗。新型径向转向架减少厂车轮在曲线上的冲角，使滑动减少，同时滚动阻力更低，因此大幅度地降低了车轮与钢轨的磨损。
（4）提高了行车的安全性。径向转向架使钢轨所受横向力与垂向力之比（脱轨系数）降低，因而减少了列车行车脱轨的危险性，特别是在弯道运行的情况下。
1．2 我国内燃机车的发展现状
我国内燃机车从1958年开始生产至今，已经历44年的发展历程，取得了巨大的成就。截至1999年底，我国已累计生产内燃机车11837台，到2000年底内燃机车保有量10430台。目前我国内燃机车生产已基本上能满足国内市场的需要。批量生产的货运内燃机车有DF4B、DF4C、DF4D、DF4E、DF6、DF8、DF8B、DF10等型号，其中DF6型机车是与美国GE公司联合设计的，采用了微机控制技术，其柴油机与英国Ricardo咨询公司合作进行了改进；客运内燃机车有DF4D、DF9、DF10F和DF11型。DF4D、DF9和DF11型内燃机车采用牵引电动机全悬挂和轮对空心轴结构，适用于牵引提速列车。1981年以来开发和批量生产了DF5和DF7等型号调车内燃机车。DF4E和DF7D机车双机牵引可适应牵引5000t重载列车的要求；DF4D和DF11型机车可适应特别繁忙干线客运提速至140—160km／h的要求。
1．3 未来10年内我国内燃机车发展方向的建议
40多年来，我国内燃机车经过了早期试制阶段、第1代和第2代，现已发展到第3代，并开始了第4代内燃机车的研制。2000年6月首批2台DF4DJ型机车在大连机车车辆厂落成，它是我国第1种交流电传动干线内燃机车。其传动装置采用西门子公司的IGBT功率元件的变流器、ITB2630型交流异步牵引电动机。另外，戚墅堰机车车辆厂正在研制4260kW交流传动内燃机车，该个装有与奥地利令斯特研究所（AVL）合作改进的电喷式16V280／300ZJB型柴油机，并采用交直交传动、三轴径向转向架、柴油机交流变速起动、交流辅机电传动等新技术。
根据当前世界内燃机车技术发展的趋势和可能性，我国应当在把第3代机车迅速投入批量生产的同时，立即着手开发以交流传动技术为主要特征的第4代内燃机车。
1．3．1 国产第4代内燃机车应当具有的特征
据初步研究，适应重载、提速要求的我国第4代内燃机车的基本特征如表1所示。归纳起来，其基本特征有：采用成熟的微机控制技术；采用交流传动技术：货运机车采用径向转向架，客运机车采用高速、准高速转向架和径向转向架；采用电子喷射的新型柴油机。
1．3．2 国产第4代内燃机车的传动方式选择
第4代内燃机车的传动方式应采用交流传动。交流传动中，最重要的器件是逆变器，主要包括GTO和IGBT。
1．3．3 国产第4代内燃机车柴油机的发展方向
我国1、2、3代内燃机车柴油机喷油控制方式都是采用机控方式、机械式调速器，国外大功率内燃机车柴油机均采用电子喷射和电子调速器。如德国MTU4000型机车柴油机采用共轨式（common rail）电子燃油喷射系统，与传统的中凸轮轴驱动的柱塞式喷油泵和喷油器系统完全不同，“共轨系统”是由高压油泵、储压器、喷油器和电子控制装置组成。
鉴于我们国家的技术及工艺水平，走技术引进、消化吸收之路可以说是一条尽快赶上世界先进水平的捷径。在这方面，美国GM公司和德国西门子公司可以说是一个成功合作的范例。GM公司最初的微机控制系统是山西门子公司提供，后来GM公司自行开发出EM2000微机控制系统，用于机车控制。
1．3．4 国产第4代内燃机车的最高速度
对于第4代内燃机车的最高速度，根据我国的线路情况，货运为90—100km／h；客运应提高到140—160km／h，考虑到技术发展的可能性和国际市场的需要，还可以考虑速度到180—200km／h。事实上美国、英国、加拿大等国的客运内燃机车的速度早已达到200km／h。因此，如果市场需要，第4代内燃机车的最高速度为200km／h应当是可能的。
1．3．5 国产第4代内燃机车的可靠性与可维修性设计
内燃机车可靠性与可维修性设计也是国外大功率内燃机车的一个发展方向。经验表明，大功率交流传动内燃机车无故障运行能力要比传统的直流传动内燃机车大40％左右。可靠性提高除通过结构方面的改进外，一个显著的特点是叫可靠性技术的应用。提高内燃机车可靠性问题不只是通过对薄弱零件改进来解决，而且要将可靠性技术贯穿于内燃机车设计、试验、制造、使用维修和管理等各个环节中，形成一个系统工程。在设计中除采用概率统计方法，把影响应力和强度的各因素视为随机变量运用可靠性理论保证所设计的零部件具有规定的可靠度外，还要进行可靠性规划与设计，主要包括“建立可靠性模型”；将系统可靠性指标分配给各级组成部分，进行“可靠性分配”；根据设计方案进行“可靠性预测”；按照设计方案进行“故障模式、影响及危害性分析（FMECA）”及“故障树分析（FTA）”等，找出影响可靠性、安全性的关键部件及薄弱环节。国产第4代内燃机车，应具有可靠性、维修性及模块化设计。（未完待续）《转自 www.tb86.com 》

H. 机车传动装置的分类

利用原动机驱动离心泵，使获得能量的工作液体（机车用油）冲击涡轮从而驱动车轮来实现传递动力的装置。1902年德国的费廷格提出了液力循环元件（液力耦合器和液力变扭器）的方案，即将泵轮和涡轮组合在同一壳体内，工作液体在壳体内循环流动。采用这种元件大大提高了液力传动装置的效率。液力传动首先用于船舶。1932年制成第一台约60千瓦的液力传动柴油动车。
液力耦合器有相对布置的一个泵轮和一个涡轮。泵轮轴和涡轮轴的扭矩相等。涡轮转速略低于泵轮转速，二者转速之比即为液力耦合器的效率。液力耦合器用于机车主传动时，效率约为97%。液力变扭器除泵轮和涡轮外，还有固定的导向轮。涡轮与泵轮的扭矩之比称变扭比，转速比越小则变扭比越大。在同样的泵轮转速下，涡轮转速越低则涡轮扭矩越大。因此机车速度越低则牵引力越大，机车起动时的牵引力最大。液力变扭器的效率只在最佳工况下达到最大值。现代机车用的液力变扭器效率可达90%～91%。但当转速比低于或高于最佳工况时,效率曲线即呈抛物线形状下降。为使机车在常用速度范围内都有较高的传动效率，机车的液力传动装置一般采用不止一个简单的液力变扭器。机车液力传动装置如梅基特罗型、克虏伯型、苏里型、SRM型、ΓΤК型等，都是将一个液力变扭器与某种机械传动装置结合使用。福伊特型则是采用 2～3个液力变扭器(最佳工况点的转速比一般并不相同)或液力耦合器(图1),利用充油和排油换档，在各种机车速度下都使当时效率最佳的那一液力循环元件充油工作。换档时，前一元件排油和后一元件充油有一段重叠时间，所以换档过程中的机车牵引力只是稍有起伏而不中断。和其他类型相比，福伊特型液力传动装置的重量较大，但有结构简单、可靠性较高的优点。到60年代，经验证明：对于1500千瓦以上的液力传动装置，福伊特型较为适用。中国机车所用的液力传动装置都是这一类型的。
大功率增压柴油机车的液力传动装置都不用液力耦合器，但燃气轮机车的液力传动装置则用一个启动变扭器，并在高速时用一个液力耦合器。
液力循环元件传递功率P的能力也像其他液力机械一样，与工作液体重度r的一次方、泵轮转速n的三次方和元件尺寸D的五次方成正比，即P∝rnD。在柴油机车上,为了减小传动装置的尺寸,柴油机都不直接驱动液力循环元件的泵轮,而是通过一对增速齿轮,在轴承和其他旋转件容许线速度的限制范围内，尽可能提高泵轮转速。燃气轮机车由于转速很高，所以用一级甚至两级减速齿轮来驱动泵轮。同一种传动装置，只要改变这种齿轮的增速比或减速比，即可在经济合理的范围内应用于不同功率的机车。
液力传动装置通常包括一组使输出轴能改变转向的换向齿轮和离合器机构。输出轴通过适当的机械部件(万向轴和车轴齿轮箱,或曲拐和连杆等)驱动机车车轮。液力传动系统还可包括一组工况机构，使机车具有两种最高速度，在高速档有较高的行车速度，在低速档有较高的效率和较大的起动牵引力和加速能力。因此同一机车既可用于客运，也可用于货运，或者既可用于调车，也可用作小运转机车。而当调车工况的最高速度定得较低时，机车在起动和低速运行时的牵引力可以超过同功率的电力传动柴油调车机车。
1965年出现的液力换向柴油调车机车，传动装置有两组液力变扭器，每个行车方向各用一组，换向动作也用充油排油的方式来完成。当机车正在某一方向行驶时改用另一方向的液力变扭器充油工作，由于变扭器的涡轮转向与泵轮相反，对机车即起制动作用。机车换向不必先停车。只要司机改换行车方向手把的位置，机车即可自动地完成从牵引状态经过制动、停车，又立即改换行车方向的全部过程。
液力传动装置不用铜,重量轻,成本低,可靠性高,维修量少，并具有隔振、无级调速和恒功率特性好等优点，因而得到广泛采用。联邦德国和日本的柴油机车全部采用液力传动。 把机车原动机的动力变换成电能，再变换成机械能以驱动车轮而实现传递动力的装置。电力传动装置按发展的顺序有直-直流电力传动装置、交-直流电力传动装置、交-直-交流电力传动装置、交－交流电力传动装置四种。它们所用的牵引发电机、变换器（指整流器、逆变器、循环变频器等）和牵引电动机类型各不相同。
直-直流电力传动装置
1906年美国制造的150千瓦汽油动车最先采用了直-直流电力传动装置。1965年以前，世界各国单机功率75～2200千瓦的电传动机车都采用这种电力传动装置。这是因为同步牵引发电机无法高效变流，异步牵引电动机难于变频调速，只能采用直流电机。直－直流电力传动原理是基于直流电机是一种电能和机械能的可逆换能器，其原理见图 2。原动机G为柴油机,通过联轴器驱动直流牵引发电机ZF，后者把柴油机轴上的机械能变换成可控的直流电能,通过电线传送给1台或多台串并联或全并联接线的直流牵引电动机ZD，直流牵引电动机将电能变换成转速和转矩都可调节的机械能，经减速齿轮驱动机车动轮，实现牵引。此外设有自控装置。自控装置由既对柴油机调速又对牵引发电机调磁的联合调节器、牵引发电机磁场和牵引电动机磁场控制装置等组成,用来保证直-直流电力传动装置接近理想的工作特性。
交－直流电力传动装置
直流牵引发电机受整流子限制,不能制造出大功率电力传动装置。60年代前期,美国发明大功率硅二极管和可控硅，为制造大功率的电力传动装置准备了条件。1965年法国研制成 1765千瓦交-直流电力传动装置，它是世界各国单机功率 700～4400千瓦机车普遍采用的电力传动装置。
交-直流和直-直流电力传动原理相似。由图3可以看出两者差异在于柴油机 G驱动同步牵引发电机TF，经硅二极管整流桥ZL，把增频三相交流电变换成直流电，事实上TF和ZL组成等效无整流子直流电机。其余部分和自控装置主要工作原理与直-直流电力传动装置相同。
交-直-交流电力传动装置
异步牵引电动机结构简单，体积小，工作可靠，在变频调压电源控制下，能提供优良调速性能。联邦德国于 1971年研制成实用的交-直-交流电力传动装置，如图4所示。
交-直-交流电力传动原理如下：柴油机 G驱动同步牵引发电机TF，产生恒频可调压三相交流电（柴油机恒速时），经硅整流桥ZL变换成直流电，再经过可控硅逆变器 N（具有分谐波调制功能）再将直流电逆变成三相变频调压交流电，通过三根电线传输给多台全并联接线的异步牵引电动机AD。AD将交流电能变换成转速和转矩可调的机械能,驱动机车动轴,实现牵引。它的自控装置由联合调节器以及对同步牵引发电机磁场、变换器、异步牵引电动机作脉冲、数模或逻辑控制的装置组成，从而提供接近理想的工作特性。
交－交流电力传动装置
交-直-交变频调压电能经二次变换，降低了传动装置的效率，而且逆变器用可控硅需要强迫关断，对主电路技术有较高的要求。为提高效率,在交-交流电力传动装置中采用了自然关断可控硅相控循环变频器（图5）。60～70年代，美国在重型汽车上，苏联在电力机车上都采用了交-交流电力传动装置。不过美国用的是异步牵引电动机牵引，苏联用的是同步牵引电动机牵引。
交-交流电力传动原理如图5所示。柴油机G驱动同步牵引发电机TF,发出增频可调压交流电，经相控循环变频器FB变换成可变频调压的三相交流电（降频），输给多台全并联接线的异步牵引电动机AD。AD将交流电能变换成转速和转矩可调的机械能，驱动动轮实现牵引。它的自控装置也是由联合调节器、脉冲、数模、逻辑电路等装置构成（但对可控硅导通程序要求严格），同样能保证优良的工作特性。

I. 机车传动装置的介绍

柴油机车和燃气轮机车上用于变换车轮和原动机的转速比和转矩比以传递动力的装置。车轮转速确定机车速度，车轮转矩产生机车牵引力。机车应充分利用原动机的最大功率以获得最大可能的牵引力。机车的理想牵引特性略呈双曲线关系。机车传动装置有三类：机械传动装置、液力传动装置和电力传动装置。

J. 8.为什么说交流传动机车是机车发展方向

直流机车速度不够快，客运亮与货运量也逐渐达不到要求，交流机车必然要取代直流机车。

1. 以单相交流电能作为动力的电力机车。按牵引电动机的性质又可分为直流传动电力机车和交流传动电力机车两大类。前者采用直流牵引电动机，后者采用交流牵引电动机。采用直流串励牵引电动机的工频单相交流电力机车是世界各国所用电力机车的基本型式。

2. 交流电力机车是随着鼠笼式感应电动机的发明而产生的,略晚于直流电力机车,始于19世纪末期。由于三相交流接触网供电系统过于复杂，交流电力机车最初无法与直流电力机车竞争。

3. 直到20世纪40年代，随着水银整流器、引燃管等整流器件的应用，基本上解决了交流变直流的整流问题，交流电力机车中的直流传动机车才得以发展。60年代，随着电力半导体的应用，这种机车获得了更大的发展。

4. 70年代后期，由于电力半导体已能提供大功率变频装置，使得性能优越的鼠笼电动机电力机车和电动车辆在一些欧洲国家率先获得应用。80年代，大功率可关断电力半导体的出现，以及微机技术的应用，交流电力机车的性能变得更完善、更优越。