钻井柴油机传动装置

1. 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。

2. 柴油机通过哪些设备或装置能把动力传给轮对

柴油机--->离合器--->变速器--->传动轴--->减速器--->差速器--->半轴--->轮对。

柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。

然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。

轮对主要部分

①轮座，车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分；

②轴颈，车轴上与轴承相作用的部分；

③轴身，两车轮之间的部分，有些客、货车车轴的轴身自轮座向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形，柴油机车和电力机车的传动齿轮和采用盘形制动的机车车轴的轴装式制动盘即组装在轴身上；

④防尘板座，客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上装有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板；

⑤轴领，客、货车车轴两端比轴颈凸出的部分，用以阻挡滑动轴承在轴颈上的过大移动，滚动轴承车轴上没有轴领；

⑥轴颈后肩，轴颈上靠近防尘板座的部分，为避免直径突然改变引起应力集中而作成圆弧过渡。

3. 用什么动力带动钻头旋转

钻井是通过钻头旋转破碎地下岩石形成井筒的过程。钻头的旋转需要动力，常规石油钻机的动力依靠柴油机（B2—300柴油机）或大马力柴油机（12V—190柴油机），柴油机发出的动力，通过地面的传动装置，将柴油机的动能传给钻机的部件，带动钻井泵和钻机的绞车，绞车带动转盘、方钻杆、钻杆、钻头，旋转的钻头在压力和水力的联合作用下，破碎岩石形成井筒。20世纪70年代，国外电驱动（直流或交流）钻机出现后，钻机的动力变为由大马力柴油机组带动发电机，通过中心电站后，再由电动机带动钻井泵和钻机绞车运转。电驱动钻机的出现节省了复杂的传动装置，使钻机的占地面积大大减少，钻机的搬迁移动也更加方便，适合陆地丛式井组的钻井，同时钻机的操作更加灵活，并实现了无级变速。80年代后，为满足钻定向井、水平井、大位移井等特殊工艺井的需要，人们将旋转钻头的动力移到井下，出现了井下动力钻具（即螺杆钻具、涡轮钻具和电动钻具）钻井。近年来，又出现了旋转动力放在游动滑车以下水龙头的位置，不通过转盘传递动力的顶部驱动装置钻井，这种钻井方式可在钻具转动、起下钻具的工况下循环钻井液，可直接接钻杆立柱钻进，减少钻井接单根的时间。其特有的工作方式有利于钻井复杂情况和钻井事故的处理，显示了钻井过程中独特的优越性。

钻井柴油动力机组

4. 柴油机车的传动方式

对于液力传动内燃机车，柴油机发出的动力传递到液力变速器的液压油中，液压油通过液力涡轮，液力变矩器和液力耦合器等原件将能量传递到车轮，变成驱动车轮的动力。大型柴油液力牵引机车广泛用于冶炼冶金、矿山采选工程、隧道工程、电力电厂调运机车、大型建材、化工、国防工程、大型土建施工工程等行业厂矿区内部有轨运输以及地方铁路、机务段等作为调动运输牵引设备；低速、大牵引工矿液力传动机车，尤其在柴电混合动力、地铁工程以及防爆机车领域；长大铁路隧道、地铁隧道、长大公路隧道，大型地下工程施工牵引运输设备，隧道牵引机车；港口、码头运输集装箱、码头移动特大型机械设备牵引；轨道起重机车，物资储运库转运材料、设备；铁路货运场移动转运物资、材料、设备，货场编组火车厢；大型发电车厂内调运车皮；大型重型机械设备厂转运大吨位大型零件和设备；

5. 降速型液力偶合器传动装置在柴油机驱动的石油钻机上应用有何优越性

YOZJ750降速型液力偶合器传动装置由限矩型液力偶合器、减速齿轮箱、管式或风力冷却器组合而成。所采用的限矩型液力偶合器为多角形腔，不带辅助腔，轴向尺寸很短，偶合器的输入端与柴油机相连，输出端与减速齿轮箱相连，由于采用了二级圆柱齿轮减速，所以其输出端与柴油机同轴且旋向相同，一般称为正车传动。由偶合器输出轴通过齿轮副和V带轮传动，带动冷却风扇旋转，为风力冷却器供风。整个偶合器传动装置结构紧凑、安装尺寸短、可靠性较高。
广州液力偶合器传动装置的作用有六个：
1、轻载起动：解决柴油机顺利起动问题。
2、协调多动力机均衡驱动：整个钻机后台由三台柴油机驱动整体链条并车，如果三台柴油机运行不同步，则总传动效率就会降低。
3、顺利并车：根据工况需要，随时间调整柴油机开停台数，采用液力传动能使之顺利并车。
4、离合和过载保护：钻机出现故障时，液力偶合器传动装置应保护钻机不受损坏。
5、调速：通过柴油机调速改变液力偶合器的输入转速，达到钻机调速的目的。
6、减缓冲击扭振：液力偶合器的柔性传动功能，能够有效地减缓冲击扭振，保护降速齿轮不受破坏，保护柴油机不受冲击力矩干扰。

6. DF12型内燃机车的传动装置

为使柴油机的功率传到动轴上能符合机车牵引要求而在两者之间设置的媒介装置。柴油机扭矩—转速特性和机车牵引力—速度特性完全不同，不能用柴油机来直接驱动机车动轮：柴油机有一个最低转速，低于这个转速就不能工作，柴油机因此无法启动机车；柴油机功率基本上与转速成正比，只有在最高转速下才能达到最大功率值，而机车运行的速度经常变化，使柴油机功率得不到充分利用；柴油机不能逆转，机车也就无法换向。所以，内燃机车必须加装传动装置来满足机车牵引要求。常用的传动方式有机械传动、液力传动和电力传动。①机械传动装置是由离合器、齿轮变速箱、轴减速箱等组成的。因其功率受到限制，在铁路内燃机车中不再采用。②液力传动装置主要由液力传动箱、车轴齿轮箱、万向轴等组成。液力变扭器（又称变矩器）是液力传动机车最重要的传动元件，由泵轮、涡轮、导向轮组成。泵轮和柴油机曲轴相连，泵轮叶片带动工作液体使其获得能量，并在涡轮叶片流道内流动中将能量传给涡轮叶片，由涡轮轴输出机械能做功，通过万向轴、车轴齿轮箱将柴油机功率传给机车动轮；工作液体从涡轮叶片流出后，经导向轮叶片的引导，又重新返回泵轮。液力传动机车（图2）操纵简单、可靠，特别适用于多风沙和多雨的地带。③电力传动分为三种：（a）直流电力传动装置。牵引发电机和电动机均为直流电机，发动机带动直流牵引发电机，将直流电直接供各牵引直流电动机驱动机车动轮。（b）交—直流电力传动装置。发动机带动三相交流同步发电机，发出的三相交流电经过大功率半导体整流装置变为直流电，供给直流牵引电动机驱动机车动轮。（c）变—直—交流电力传动装置。发动机带动三相同步交流牵引发电机，发出的直流通过整流器到达直流中间回路，中间回路中恒定的直流电压通过逆变器调节其振幅和频率，再将直流电逆变成三相变频调压交流电压，并供给三相异步牵引电动机驱动机车动轮。电力传动机车的应用最为广泛。

7. 根据钻井工艺中钻进、洗井、起下钻具各工序的需要，一套钻机必须具备哪些系统和设备

1起升系统为了起下钻具、下套管以及控制钻头送进等，钻机装有一套起升机构，它主要由主绞车、辅助绞车（或猫头）、工作刹车、辅助刹车、游动系统[包括钢丝绳、天车、游动滑车（简称游车）和大钩]以及悬挂游动系统的井架组成。另外，还有起、下钻操作使用的工具及设备，如吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等。

井架是钻采机械的重要组成部分之一，如图3-36所示，它在钻井和采油生产过程中，用于安放和悬挂天车（图3-37）、游车、大钩、吊环、吊钳、吊卡等起升设备与工具，以及起下、存放钻杆、油管或抽油杆。

图3-49闸板结构示意图旋转防喷器的结构特点是：橡胶芯子可以在抱紧钻杆的情况下随钻杆一起旋转，从而能够在封闭钻杆与套管环形空间的同时，满足边喷边钻的工艺要求。万能防喷器的胶皮芯子能在几秒钟内对任何钻具进行封闭，争取宝贵的抢险时间。当钻机上配备有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器三类防喷器时，它们既可以单独使用，也可以重叠使用，可以实现边喷边钻、不压井起、下钻和反循环钻井等钻井新工艺。大多数防喷器都配有手动和液动两套控制装置，以便在紧急情况下远距离控制。

8. 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。

9. 为什么内燃机车要使用传动装置

不知道你说的是什么意思？什么叫传动装置？
现在的内燃机车都使用电传动，电传动又分为交-直传动和交流电传动。东风型号的内燃机车多为交-直传动，少部分是交流电传动（如DF11G）。上个世纪，我国曾出现过液压传动的内燃机车，但由于液压传动维护成本高，所以就逐渐淘汰了。