前段时间分享过一个视频（内燃机车是怎样运行的？），今天我们再来谈谈，为什么内燃机车牵引动力是来源于电机的。

我们平时所说的火车其实是一个非常大的概念。咱们中国的火车按照生产组织，被划分成了机车，客车，货车，以及动车这四大类，其中的机车就是我们平时所说的火车头，并且分为电力机车和内燃机车，早期还有蒸汽机车，这些机车给列车运行提供动力。

内燃机车的运行方式是依靠柴油机发电，提供电力给牵引电机，再由电机带动车辆行驶，简单的理解就是机械能到电能，再由电能到机械能的转变。那么，为什么内燃机车需要用电机作为动力来源呢？

原因是：货车的重量太大，需要巨大的扭矩。柴油机大型化之后也可以输出符合要求的扭矩，但压燃式的柴油机压缩比太高，无法达到高转速，还需要变速箱。匹配这么夸张的柴油机，其变速箱也会非常庞大，而且对钢材的刚度要求非常高。研发这样的变速箱难度很大，不过即便再难，我们确实也研发出来了，并且还使用过，但由于这种变速箱稳定性很差，运行中容易出现崩毁的严重事故，所以被逐渐淘汰了。

淘汰这种变速箱后，为了寻找新动力元，电机就成为了不二之选。电机的特点是恒扭矩发力，一旦磁场形成，可以瞬间带来巨大的牵引力；其次是，电机的转速非常高，而且噪音的控制也更加理想；最重要的是，电机可以直驱不用变速箱。这样计算下来，不仅电机的成本低了很多，而且状态更理想，我们国家的火车能够实现一次次的提速，这很多都是电机的功劳。电机广泛应用后，柴油机就沦为了发电机组的动力元，真正驱动列车行驶的其实是电动机。

随着技术发展，电力的来源也在发生改变，从发电效率较低的柴油机组逐渐改为直接从电网获取电能。高铁列车、电力机车上那根看似是天线、和电网连接的位置，就是获取电能用的。这一供电的网络叫做牵引网，它是由公共电网传输电压到牵引变电所，再供给车辆直接获取电能驱动的一种方式。

采用电力机车能够大幅节省燃油的消耗，不过却也费电。高速列车电耗为kwh/h，km/h的列车电耗也要kwh/h，一列车两个多小时就能消耗一万多度电。

扭矩：扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了机车、汽车在一定范围内的负载能力。

变速箱：变更转速比和运动方向的装置。用于汽车、拖拉机、船舶、机床和各种机器上，用来按不同工作条件改变由主动轴传到从动轴上的扭矩、转速和运动方向。齿轮传动的变速箱一般由箱壳和若干齿轮对组成。

牵引变电所：牵引变电所是指将发电厂经电力传输线送来的电能变换成适合机车车辆所需的电压，并分送到接触网或接触轨(第三轨)的场所。它把电力传输线送来的电能变换成交流电后，分送到相应的接触网。牵引变电所的主要设备有用于变换电压的变压器、用于接受和分配电能的配电装置以及用于控制和保护的开关等。

发动机压缩比：要说明一台发动机的技术参数，可以概略地用功率与扭矩的大小来标示出来，然而影响功率、扭矩输出的因素却很多，其中一个重要因素就是发动机的压缩比。发动机的压缩比指发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸最大容积（气缸总容积）与压缩后的气缸容积（燃烧室容积）之比。

看到最后，留一个小问题供大家讨论：我们国家有没有应用过内燃/电力双源的机车呢？这种机车的优缺点又是什么？

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