軌道車輛結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí).ppt

軌道車輛結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),第一章 軌道交通系統(tǒng)概況 一、輪軌交通系統(tǒng)特點(diǎn)： 1.車輛成列運(yùn)行 2.自行導(dǎo)向 3.低運(yùn)行阻力 4.獨(dú)特的輪軌關(guān)系,二、鐵路系統(tǒng)線路的基本構(gòu)造 1、線路基本構(gòu)造 包括：軌道、路基、橋隧建筑物 主要指標(biāo)： 軌距： 1937年國(guó)際鐵路協(xié)會(huì)作出規(guī)定： 1435毫米的軌距為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn),鋼軌： 工字鋼 以每米質(zhì)量為標(biāo)號(hào) 我國(guó)常用50kg/m和60kg/m,線路構(gòu)造： 1、變坡點(diǎn)和坡段長(zhǎng)度 變坡點(diǎn)：相鄰坡段交點(diǎn) 坡段長(zhǎng)度：變坡點(diǎn)間距，越長(zhǎng)列車運(yùn)行越平穩(wěn) 相鄰坡段連接： 平滑過(guò)渡,2、駝峰：人工設(shè)置的列車分解用的坡,我國(guó)軌道交通車輛市場(chǎng)總體情況 北車和南車兩大集團(tuán)一直是國(guó)內(nèi)主要的兩大綜合性軌道交通裝備制造企業(yè)，二者在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)95%，承擔(dān)著促進(jìn)我國(guó)軌道交通裝備技術(shù)進(jìn)步和鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化的重任，代表著我國(guó)軌道交通裝備業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 目前，國(guó)內(nèi)的軌道交通車輛制造企業(yè)集中于兩個(gè)集團(tuán)內(nèi)部，北車為長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司、大連機(jī)車車輛有限公司和唐山軌道客車有限責(zé)任公司，南車為南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、四方車輛有限公司和株洲電力機(jī)車有限公司，雙方各三家企業(yè)。,昆明市2008年2015年軌道交通建設(shè)規(guī)劃：建成貫通線（1號(hào)線一期工程、2號(hào)線一期工程、1號(hào)線二期）長(zhǎng)度43.5公里；建成3號(hào)線，長(zhǎng)度19.1公里?？偨ㄔO(shè)規(guī)模62.6公里，共建設(shè)車站46座，車輛基地5處，期間總投資260.61億元。,二、城市軌道交通系統(tǒng),從有軌電車發(fā)展而來(lái)，緩解城市交通壓力的應(yīng)對(duì)方法。 優(yōu)點(diǎn)： 地鐵建設(shè)： 盾構(gòu)技術(shù)- 一次成型,其余軌道交通系統(tǒng)特點(diǎn)： 磁浮交通系統(tǒng)：上海浦東龍陽(yáng)路地鐵站至浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)高速磁浮交通示范運(yùn)營(yíng)線投入運(yùn)營(yíng)，成為世界上唯一一條投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的磁浮線。 單軌交通系統(tǒng) 膠輪地鐵 自動(dòng)導(dǎo)軌交通系統(tǒng) 直線電機(jī)交通系統(tǒng) 索軌交通系統(tǒng),第二章 軌道車輛總體 一、軌道車輛的結(jié)構(gòu)組成 1、車體及附屬設(shè)備 2、走行部 3、制動(dòng)裝置 4、車鉤緩沖聯(lián)接裝置 5、動(dòng)力牽引裝置 6、電路,主電路 提供牽引電流 控制電路 通過(guò)控制電器連接控制主、輔電路 輔助電路 提供輔助設(shè)備用電：如照明、空調(diào)、空氣壓縮機(jī),二、軌道車輛的類型 1、軌道列車的牽引模式 動(dòng)力集中型 由機(jī)車牽引無(wú)動(dòng)力車廂運(yùn)行 動(dòng)力分散型 只適用于電氣列車，對(duì)高速列車更具優(yōu)勢(shì) 將電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力輪分散布置在全部列車上 主要電器懸掛于車輛下部 按有無(wú)牽引力將軌道車輛分為：動(dòng)力車和無(wú)動(dòng)力車,按牽引動(dòng)力配置分： 動(dòng)車 分帶受電弓的動(dòng)車（B型車） 不帶受電弓的動(dòng)車（C型車） 拖車 分帶司機(jī)室的拖車（A型車） 不帶司機(jī)室的拖車 動(dòng)車組 動(dòng)車與拖車的有機(jī)組合,城市軌道交通列車按車體尺寸可分為A、B、C三種型號(hào)，分別對(duì)應(yīng)3米、2.8米、2.6米的列車寬度。 但并不絕對(duì)，如：上海軌道交通10號(hào)線采用的阿爾斯通地鐵列車寬度達(dá)到3.2米； A、B型也稱為重型車輛 軸重較大、載客較多、車體較大,輕型車輛 相對(duì)各項(xiàng)值較小,按牽引動(dòng)力配置分： 動(dòng)車 分帶受電弓的動(dòng)車（B型車） 不帶受電弓的動(dòng)車（C型車） 拖車 分帶司機(jī)室的拖車（A型車） 不帶司機(jī)室的拖車 動(dòng)車組 動(dòng)車與拖車的有機(jī)組合,按車輛制作材料分： 鋼骨車輛 車體受力部分采用鋼材料制作,新材料車輛 采用鋁合金、鈦合金等合金材料制作,城市軌道交通車輛段的概念與構(gòu)成： 車輛段是對(duì)車輛進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理、停放及維修養(yǎng)護(hù)的場(chǎng)所 車輛段主要分三大部分： 檢修庫(kù) 停車庫(kù) 辦公生活設(shè)施等,城市軌道交通車輛段的設(shè)計(jì)原則與位置,城市軌道交通車輛段的設(shè)計(jì)原則： 收發(fā)車順暢 停車檢修分區(qū)合理 用地布置緊湊,城市軌道交通車輛段的設(shè)計(jì)原則與位置,城市軌道交通車輛段的設(shè)計(jì)位置： 一般采用貫通式或盡端式 貫通式：設(shè)置在線路中央地帶，兩端均可收發(fā)車，能力較大 盡端式：設(shè)置在線路一端，能力小些,城市軌道交通車輛段的工作范圍與內(nèi)容： 日常維護(hù)： 收車后對(duì)車輛按養(yǎng)護(hù)規(guī)定進(jìn)行日常檢查保養(yǎng) 對(duì)車輛內(nèi)外部清洗打掃 列檢： 對(duì)各主要部件進(jìn)行外觀檢查 對(duì)危及行車安全的故障及時(shí)進(jìn)行重點(diǎn)修理 月檢： 對(duì)車輛外觀和主要部件技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢查 對(duì)危及行車安全的故障進(jìn)行全面修理,定修： 預(yù)防性的對(duì)各大部件技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行仔細(xì)的檢查 對(duì)車上儀器和儀表進(jìn)行校驗(yàn) 對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行針對(duì)性修理 架修： 檢查和修理大部件 對(duì)車輛各部件進(jìn)行解體和全面檢查、修理、試驗(yàn)、校驗(yàn) 大修： 全面恢復(fù)性修理 對(duì)車輛全面解體、檢查、修理、整形、試驗(yàn)、校驗(yàn)、調(diào)試、油漆,城市軌道交通車輛段的工作范圍與設(shè)備,定修,月檢,架修,大修,2.2 車輛主要技術(shù)參數(shù),一、車輛主要性能參數(shù) 1、自重、載重及容積 2、構(gòu)造速度 3、軸重：必須配合線路、橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 4、每延米軌道載重：=車輛總質(zhì)量/車輛全長(zhǎng) 5、通過(guò)最小曲線半徑,6、軸配置或軸列數(shù) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向架記為：B 例：4軸動(dòng)車，設(shè)2臺(tái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架 記為：B-B 6軸動(dòng)車，設(shè)2臺(tái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架 記為：B-2-B,7、加速度：包括最大啟動(dòng)加速度 平均啟動(dòng)加速度 最大制動(dòng)減速度 8、噸自重功率 9、供電電壓、最大網(wǎng)電流、牽引電機(jī)功率 10、制動(dòng)形式 11、座位數(shù)，每平方米站立人數(shù),二、輪軌系統(tǒng)動(dòng)車的黏著與運(yùn)行阻力 黏著定律： 動(dòng)車牽引力最大值不會(huì)超過(guò)動(dòng)車各動(dòng)輪與軌道間最大黏著力之和。 黏著系數(shù) 由多種因素決定，變化范圍較大 與輪荷重、線路剛度、傳動(dòng)裝置、走行部結(jié)構(gòu)、鋼軌材質(zhì)等均有關(guān)聯(lián) 一般由經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算計(jì)算黏著系數(shù),2、列車阻力： 1）基本阻力： 由列車內(nèi)部相互之間和禮車與外部相互摩擦產(chǎn)生。 包括：軸承摩擦力，輪軌摩擦力，沖擊、振動(dòng)阻力，空氣阻力 與車速相關(guān),2）附加阻力 A、坡道阻力 B、曲線阻力 C、隧道空氣附加阻力,車輛幾何尺寸參數(shù)及其選擇 1、車輛長(zhǎng)、寬、高：分內(nèi)、外 2、車鉤高：空車車鉤中心線至軌面高度 必須保持一致 歐洲標(biāo)準(zhǔn)：1060mm 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：880mm 城市軌道：暫時(shí)無(wú)標(biāo)準(zhǔn) 上海：720mm 北京：670mm,3、地板高度：地板面至軌面高度 受車輛結(jié)構(gòu)影響 與站臺(tái)配套 4、車輛定距：前后轉(zhuǎn)向架中心距 影響車輛總長(zhǎng)、通過(guò)半徑和行駛穩(wěn)定性 5、轉(zhuǎn)向架固定軸距： 轉(zhuǎn)向架最前輪軸中心與最后輪軸中心距。 影響通過(guò)半徑和行駛穩(wěn)定性,A：車輛定距 B：轉(zhuǎn)向架固定軸距 C：車輛總長(zhǎng),6、車輛長(zhǎng)度尺寸間關(guān)系： 1）車輛全長(zhǎng)與車體尺寸和牽引裝置結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。 2）車體長(zhǎng)L與轉(zhuǎn)向架中心距S間關(guān)系 最好保證：L/S=2 3)車體尺寸+運(yùn)動(dòng)偏移量鐵路界限 因此：車體增長(zhǎng)必須減小車寬,車輛限界,城市軌道交通限界,包括： 車輛限界 設(shè)備限界 建筑限界 1、基準(zhǔn)坐標(biāo)系： 垂直于軌道線路中心線，以軌距中心線為原點(diǎn) 2、計(jì)算車輛 為制定或校核車輛界限而虛構(gòu)的車輛。,城市軌道車輛總體設(shè)計(jì) 為提供能滿足市場(chǎng)需求的城市軌道交通車輛, 需要對(duì)車輛進(jìn)行縱向和橫向的總體設(shè)計(jì)、規(guī)劃。 縱向是指理清車輛本身系統(tǒng)關(guān)系, 保證系統(tǒng)不缺項(xiàng), 規(guī)定設(shè)計(jì)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的總體目標(biāo); 橫向是指要實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)之間的接口功能, 保證其他系統(tǒng)的正常工作。,一、總體設(shè)計(jì)一般原則 1、合理的技術(shù)參數(shù) 2、制造、使用方便 3、標(biāo)準(zhǔn)化 4、環(huán)保節(jié)能 5、合適的外形設(shè)計(jì),二、總體設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1、確定車組組成方式，牽引制動(dòng)方式和主要性能參數(shù) 2、選擇標(biāo)準(zhǔn)部件，及轉(zhuǎn)向架，牽引電機(jī)，車鉤等專用標(biāo)準(zhǔn)件 3、繪制車輛總圖 4、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，確定各部件結(jié)構(gòu)形式及安裝方式。 5、各主要部件及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),7、協(xié)調(diào)各部件關(guān)系 8、分析計(jì)算 9、試驗(yàn) 三、車輛總圖的繪制 以側(cè)視圖和俯視圖為主 外形設(shè)計(jì)時(shí)必須包括前視圖 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)加以必要的剖視圖,1. 車輛外形設(shè)計(jì) 車輛外形設(shè)計(jì)需要考慮兩個(gè)因素, 即空氣動(dòng)力和美觀。應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)主要是解決列車高速運(yùn)行時(shí)的空氣阻力增大問(wèn)題, 一般采用流線型外形以減小列車空氣阻力。美觀方面要求融入城市的人文景觀以及歷史、地理環(huán)境和氣候狀況等, 并用足夠的創(chuàng)意將其展現(xiàn)。,2.車輛編組設(shè)計(jì) 車輛編組形式的確定是基于大量的客流量統(tǒng)計(jì)?？土髁渴菦Q定編組形式的主要因素?？沙醪酱_定列車編組數(shù)量的公式為: 編組數(shù)量=高峰時(shí)期的小時(shí)客流量*發(fā)車間隔 /定員載客量/列車數(shù)量/60 客流量統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般分為近期、中期和遠(yuǎn)期。 不同階段客流量的差異可通過(guò)追加車輛和擴(kuò)大編組 實(shí)現(xiàn)。,城市軌道交通車輛的編組,可單節(jié)運(yùn)行，也可多節(jié)運(yùn)行 4節(jié)：ACCA 6節(jié)：ABCCBA 8節(jié)：ABCBCBCA A型車：帶司機(jī)室的拖車 B型車：帶受電弓的動(dòng)車 C型車：不帶受電弓的動(dòng)車,城市軌道交通車輛的編組,8節(jié)車輛編組（長(zhǎng)編組）的優(yōu)劣： 運(yùn)量大，尤其適合人口高度集中的大都市 長(zhǎng)編組動(dòng)車比例高，粘著利用系數(shù)相對(duì)較低 發(fā)生滑行和空轉(zhuǎn)的幾率大大減小 故障運(yùn)行和救援能力強(qiáng) 電制動(dòng)能力強(qiáng)，能減少氣制動(dòng)的次數(shù)和損耗 動(dòng)車比例高，采購(gòu)和維護(hù)費(fèi)用都會(huì)相應(yīng)增加,城市軌道交通車輛的編組,4節(jié)車輛編組（短編組）的優(yōu)劣： 允許使用較短的站臺(tái) 減少了土建工程的工作量和用車輛數(shù)量 投資很經(jīng)濟(jì)，很多中小城市都比較青睞 動(dòng)車比例較低，列車氣制動(dòng)損耗比較大 故障運(yùn)行能力和故障救援能力較差 在線路條件惡劣的情況下，發(fā)生空轉(zhuǎn)或滑行較為頻繁,城市軌道交通車輛的編組,6節(jié)車輛編組的優(yōu)劣： 運(yùn)量較大，動(dòng)力性能較好 故障運(yùn)行和故障救援能力也比較好 能夠適應(yīng)線路的需要 電制動(dòng)能滿足常用制動(dòng)的需要，減少了氣制動(dòng)的次數(shù)和損耗 動(dòng)車比例適中，采購(gòu)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用介于短編組和長(zhǎng)編組之間,車輛選型是確定軌道交通工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和總體方案的核心環(huán)節(jié), 必須根據(jù)客流量、行車密度、線路條件、供電電壓、車輛來(lái)源、維修能力等因素綜合考慮, 經(jīng)全面比較后確定。一般應(yīng)遵循以下幾方面要求： 1、車型及車輛編組應(yīng)滿足遠(yuǎn)期高峰小時(shí)高斷面運(yùn)量的要求, 并有一定的運(yùn)能儲(chǔ)備。列車擴(kuò)編宜以基本動(dòng)力單元為單位, 成組增加并滿足系統(tǒng)擴(kuò)容和接口兼容等要求。,2、車輛牽引、制動(dòng)等動(dòng)力性能, 以及編組型式中的動(dòng)拖比, 需適應(yīng)線路運(yùn)行條件和故障牽引的需要。 3、車輛牽引、制動(dòng)等動(dòng)力性能, 以及編組型式中的動(dòng)拖比, 需適應(yīng)線路運(yùn)行條件和故障牽引的需要。 4、合理選擇車輛最高運(yùn)行速度, 符合具體線路的車站分布和平縱斷面特征, 滿足規(guī)劃部門對(duì)城市周邊地區(qū)與中心城區(qū)出行時(shí)間的要求。 5、車輛制造技術(shù)先進(jìn)、成熟, 運(yùn)行安全可靠,噪聲低, 節(jié)省能源, 環(huán)保效益好, 造型美觀, 防火防災(zāi), 檢修方便。,6、滿足國(guó)家發(fā)改委關(guān)于車輛、機(jī)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不小于的要求。 7、車輛選型應(yīng)有利于軌道交通路網(wǎng)中車輛及其配套資源的共享。,第三章 走行部原理及基本結(jié)構(gòu),一、走行部的功能 1、可靠地承受作用于車輛各種力量并傳給鋼軌 2、保證車輛靈活、安全平順地沿鋼軌運(yùn)行和通過(guò)曲線 3、產(chǎn)生足夠的牽引力 4、產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力 5、緩和車輛和鋼軌的相互沖擊，減少車輛振動(dòng)，保證足夠的運(yùn)行平穩(wěn)性和良好的運(yùn)行質(zhì)量,現(xiàn)代軌道車輛走行部基本采用轉(zhuǎn)向架形式。 組成： 1、輪對(duì)軸箱裝置 2、彈性懸掛裝置 3、牽引驅(qū)動(dòng)裝置 4、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 5、構(gòu)架 6、車體與轉(zhuǎn)向架的連接裝置,各組成部分的功能 轉(zhuǎn)向架的優(yōu)點(diǎn),走行部的分類,一、輪軌系統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的分類 1、按運(yùn)行速度分： 高速轉(zhuǎn)向架，快速轉(zhuǎn)向架，普通轉(zhuǎn)向架 2、按車軸數(shù)目和類型分： 分為二軸，三軸，多軸轉(zhuǎn)向架和B、C、D、E四種 3、按彈簧裝置分： 一系、二系彈簧懸掛,城市軌道交通對(duì)轉(zhuǎn)向架的特殊要求 (1) 間距短，啟停頻繁，對(duì)牽引和制動(dòng)性能要求很高； (2) 曲線半徑小，對(duì)走行部要求高； (3) 線路坡度大，可達(dá)30 60； (4) 載重從18 t (310 人) 到26 t (432 人)，重心隨機(jī)分布；,3.5 新型結(jié)構(gòu)形式的走行部,一、擺式客車轉(zhuǎn)向架,擺式列車供乘客乘座的車體在轉(zhuǎn)彎時(shí)可以側(cè)向擺動(dòng)。當(dāng)車輛向左轉(zhuǎn)時(shí)，車體向左傾擺，讓重力抵銷向右推的離心力。列車可以是靠慣性自行擺動(dòng)的被動(dòng)擺式，亦可以是由電腦控制，動(dòng)力輔助的主動(dòng)擺式。 擺式機(jī)構(gòu)只能減少乘客的不舒適，不能減少車輪和軌道的作用力，所以，為了減少車輪和軌道損傷，擺式列車多采用徑向轉(zhuǎn)向架以減少通過(guò)曲線時(shí)的輪軌作用力。,二、車輛徑向轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架發(fā)展的主要方向。 與常規(guī)轉(zhuǎn)向架相比，機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架有下述優(yōu)點(diǎn)： （1）曲線通過(guò)性能大大改善，輪緣及軌側(cè)磨耗大大減輕，防止脫軌的安全性明顯提高； （2）直線運(yùn)行橫向穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能達(dá)到良好的協(xié)調(diào)； （3）曲線上的粘降減少，機(jī)車牽引性能明顯提高。,蛇形運(yùn)動(dòng),造成車輛蛇行運(yùn)動(dòng)的根本原因是由于輪對(duì)橫向搖頭運(yùn)動(dòng)間的耦合,而這種耦合是由于車軸和車輪剛性連接在一起形成的。,三、直線電機(jī)轉(zhuǎn)向架：,四、獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)向架 獨(dú)立車輪輪對(duì)： 獨(dú)立車輪輪對(duì)是指左右兩個(gè)可以各自繞其車軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)并相互保持平行車輪組成的輪副。獨(dú)立車輪輪對(duì)的左右車輪之間不存在剛性連接, 可以繞各自車軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這種輪軸之間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的輪對(duì)稱為獨(dú)立旋轉(zhuǎn)輪對(duì)(IRW) , 簡(jiǎn)稱獨(dú)立輪對(duì)。 獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)向架： 裝有獨(dú)立輪對(duì)的轉(zhuǎn)向架就是獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)向架（EDF）。,采用獨(dú)立車輪可以使輪軌之間的磨損和噪聲大幅降低，這對(duì)于車輛和軌道的維護(hù)及環(huán)境的保護(hù)都是很重要的。同時(shí), 獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)向架可縮短轉(zhuǎn)向架軸距, 減小轉(zhuǎn)向架尺寸和重量, 有利于設(shè)計(jì)在既有曲線區(qū)段高速運(yùn)行的轉(zhuǎn)向架和輕軌動(dòng)車轉(zhuǎn)向架。由于獨(dú)立車輪沒(méi)有回轉(zhuǎn)蠕滑力矩的作用, 輪對(duì)不具備復(fù)位和自動(dòng)導(dǎo)向的能力。,第四章 走行部主要部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),一、輪對(duì)： 車輪、車軸 車輪： 與鋼軌相接觸的表面稱為踏面，踏面一側(cè)凸起的部分稱為輪緣。 踏面可分為：錐形踏面和磨耗型踏面 車輪直徑對(duì)列車性能的影響,中國(guó)鐵路目前使用的貨車輪徑為 840毫米，客車輪徑為915毫米，柴油機(jī)車輪徑為1050毫米,電力機(jī)車輪徑為1250毫米。地鐵車輛860毫米。 對(duì)于軌道車輛的鋼制車輪，當(dāng)圓度誤差超標(biāo)時(shí)，必須進(jìn)行鏇輪處理。,四、車軸： 機(jī)車車輛在運(yùn)行中加于車軸的載荷是不斷變化的，而且由于輪對(duì)不停地旋轉(zhuǎn)，車軸內(nèi)產(chǎn)生交變應(yīng)力。因此，必須提高車軸材質(zhì)的持久極限。為此在制造過(guò)程中軸身，須進(jìn)行全長(zhǎng)旋削加工，軸頸和輪座實(shí)行輥壓強(qiáng)化，在輪座部位和軸頸后肩圓弧過(guò)渡（滾動(dòng)軸承）處設(shè)置減載槽；在整個(gè)使用期中要實(shí)行嚴(yán)格的超聲波和電磁探傷。 車軸通常是實(shí)心的，但車軸應(yīng)力在截面上的分布是不均勻的,越接近表面就越大,而在中心的應(yīng)力很小。因此有可能采用空心車軸代替實(shí)心車軸，以減輕簧下重量對(duì)機(jī)車車輛和線路的有害影響?？招能囕S在一些國(guó)家的鐵路上雖已試用多年,但由于在運(yùn)用中受力狀態(tài)復(fù)雜,仍在研究改進(jìn)中。,3、軸溫監(jiān)測(cè)與報(bào)警裝置 軸溫過(guò)高的原因。 1）載荷過(guò)大。 2）運(yùn)行速度過(guò)高。 3）潤(rùn)滑油失效,第五章 牽引驅(qū)動(dòng)及緩沖連接裝置,一、軌道車輛牽引方式： 內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī) 牽引電機(jī)布置方式： 集中式，分散式 牽引電機(jī)安裝方式： 軸懸：低速列車 架懸：200km/h以下列車 體懸：200km/h以上列車,電力牽引 接觸網(wǎng)導(dǎo)線 架空線或第三軌 受流器 受電弓或受流板,5.3 緩沖連接裝置的用途及分類 牽引緩沖裝置是機(jī)車的重要部件，它的用途是把機(jī)車與車輛連接或分離列車。在運(yùn)行中傳遞牽引力或沖擊力，緩和及衰減列車運(yùn)行由于牽引力的變化和制動(dòng)力前后不一致而引起沖擊和振動(dòng)。因此，它具有連接、牽引和緩沖的作用。牽引緩沖裝置的構(gòu)造、性能及狀態(tài)，在很大程度上影響列車的運(yùn)行平穩(wěn)性。 牽引緩沖裝置由車鉤、緩沖器及車鉤復(fù)原裝置三個(gè)部分組成,一、緩沖連接裝置分類 1、按牽引連接方式分: 非自動(dòng)車鉤 自動(dòng)車鉤 自動(dòng)車鉤分： 非剛性車鉤：普通列車 剛性車鉤：適用于城市軌道車輛、高速列車,剛性車鉤的優(yōu)點(diǎn) 間隙小，降低了縱向沖動(dòng) 實(shí)現(xiàn)車輛間的氣路和電路的自動(dòng)連接，編組自動(dòng)化 避免在意外撞車時(shí)發(fā)生一個(gè)車輛爬到另一個(gè)車輛上 主要用于地下鐵道車輛和城市輕軌車輛，以及高速列車 非剛性車鉤的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，重量輕 與車體的連接較為簡(jiǎn)單 一般鐵路客車、貨車上,車鉤緩沖裝置的要求 1)車鉤強(qiáng)度大。 2)不需要復(fù)雜的鉤尾銷連接結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的對(duì)心裝置。 3)車鉤鉤體的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝較為簡(jiǎn)單。 車鉤有待掛、連接和解鉤三種狀態(tài)，,密接式車鉤內(nèi)部結(jié)構(gòu)與作用原理 a)連掛狀態(tài) b)解鉤狀態(tài) c)待掛狀態(tài) 1鉤頭 2鉤舌 3解鉤桿 4彈簧 5解鉤風(fēng)缸,(1)鉤頭結(jié)構(gòu) 車鉤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。 (2)作用原理 該車鉤有待掛、連接和解鉤三種狀態(tài)，如圖所示。,1)待掛狀態(tài)：為車鉤連接前的準(zhǔn)備狀態(tài)，此時(shí)鉤舌定位桿被固定在待掛位置，解鉤風(fēng)缸活塞桿處于回縮狀態(tài)，此時(shí)半圓形鉤舌的連接面與水平面呈40角。 2)連掛狀態(tài)：兩鉤連掛時(shí)，凸錐插進(jìn)對(duì)方車鉤相應(yīng)的凹錐孔中。 3)解鉤狀態(tài)：自動(dòng)解鉤，即要使兩鉤分解，需由駕駛員操縱解鉤閥，壓縮空氣由總風(fēng)管進(jìn)入前車(或后車)的解鉤風(fēng)缸，同時(shí)經(jīng)解鉤風(fēng)管連接器送入相連掛的后車(或前車)解鉤風(fēng)缸，活塞桿向前推并帶動(dòng)解鉤桿，使鉤舌轉(zhuǎn)動(dòng)至開鎖位置，此時(shí)兩鉤即可解開。 在掛鉤時(shí)，相互連掛的兩個(gè)車鉤，必須有一車鉤處于全開位，也就是說(shuō)，掛鉤的必要充分條件是其中一個(gè)車鉤處于全開位。,5.5 緩沖器的種類、性能及結(jié)構(gòu) 一、緩沖器的作用與種類 作用：緩解車輛間縱向沖擊與振動(dòng) 類型： 彈簧式 摩擦式 橡膠 摩擦橡膠式 粘彈性橡膠泥 液壓式 空氣式,對(duì)緩沖器的基本要求：,1.有足夠的容量和較高的沖擊能量吸收率（不小于75）。 2. 有足夠的強(qiáng)度和耐久性。 3. 在小沖擊力作用下動(dòng)作靈敏。 4. 摩擦件應(yīng)耐用、耐磨、磨耗均勻。,二、緩沖器主要性能參數(shù) 1、行程 2、最大作用力 3、容量：非體積，吸收能量的能力 4、初壓力 5、能量吸收率：不低于70% 三、緩沖器容量的確定,第六章 制 動(dòng) 裝 置,制動(dòng)裝置 為了能施行制動(dòng)，需要在城市軌道車輛上安裝有一整套零部件組成的一個(gè)完整的制動(dòng)系統(tǒng)裝置。它包括兩個(gè)部分：制動(dòng)控制系統(tǒng)和制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)。 制動(dòng)控制系統(tǒng)由制動(dòng)信號(hào)發(fā)生與傳輸裝置和制動(dòng)控制裝置組成。 制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)通常稱為基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，有閘瓦制動(dòng)與盤形制動(dòng)等。 每個(gè)車廂均設(shè)有制動(dòng)裝置,制動(dòng)方式主要分： 直接制動(dòng) 用閘瓦、制動(dòng)盤、電磁鐵等增大摩擦力來(lái)制動(dòng) 間接制動(dòng) 又稱動(dòng)力制動(dòng)、電氣制動(dòng) 方式含電阻制動(dòng)、再生制動(dòng) 減速制動(dòng)常采用電阻制動(dòng)為主，電空制動(dòng)為輔 緊急制動(dòng)采用電空制動(dòng) 在前兩者制動(dòng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的情況下（如斷電），則采用手制動(dòng)。,目前的制動(dòng)控制系統(tǒng)主要有空氣制動(dòng)系統(tǒng)和電控制系統(tǒng)兩大類。,直流空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn) a.列車管增壓制動(dòng)、減壓緩解，列車分離時(shí)不能自動(dòng)停車。 b.能實(shí)現(xiàn)階段緩解和階段制動(dòng)。 c.制動(dòng)力大小靠司機(jī)手把在制動(dòng)位放置時(shí)間長(zhǎng)短決定，因此控制不太準(zhǔn)確。 d.制動(dòng)時(shí)全列車制動(dòng)缸的壓縮空氣都由總風(fēng)缸供給；緩解時(shí)，各制動(dòng)缸的壓縮空氣都須經(jīng)制動(dòng)閥排氣口排入大氣。因此前后車輛的制動(dòng)和緩解的一致性不好。,自動(dòng)制動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) a.列車管減壓制動(dòng)、增壓緩解，列車分離時(shí)能自動(dòng)制動(dòng)停車。 b.由于制動(dòng)缸的風(fēng)源與排氣口離制動(dòng)缸較近，其制動(dòng)與緩解不再通過(guò)制動(dòng)閥進(jìn)行，因此制動(dòng)與緩解一致性較直通制動(dòng)機(jī)好，列車縱向沖動(dòng)較小，適合于較長(zhǎng)編組的列車。 c.有階段制動(dòng)及一次緩解性能。,（3）直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) a.具有階段制動(dòng)和階段緩解。同時(shí)，列車管要充到定壓，制動(dòng)缸才能完全緩解。 b.具有制動(dòng)力不衰減性。,軌道電磁制動(dòng)機(jī),軌道電磁制動(dòng)機(jī)又稱為電磁制動(dòng)機(jī)，其作用原理如圖所示。,軌道電磁制動(dòng)機(jī) l電磁鐵；2升降風(fēng)缸；3一鋼軌；4一勵(lì)磁線圈；5一磨耗板；6一工作磁通；7一漏磁通。,軌道電磁制動(dòng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向架兩輪對(duì)之間的軌道上方，靠裝在轉(zhuǎn)向架上的升降風(fēng)缸將電磁鐵提起，使之與軌面保持一定距離。制動(dòng)時(shí)將電磁鐵放下至軌面，并接通勵(lì)磁電流，使電磁鐵以一定的吸力吸附在軌面上，產(chǎn)生摩擦力而起制動(dòng)作用。此種制動(dòng)機(jī)一般與空氣制動(dòng)機(jī)一起使用在高速旅客列車上。,數(shù)字控制信號(hào)與模擬控制信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn) 制動(dòng)力及制動(dòng)減速度的選擇,第七章 車體設(shè)計(jì)及其典型結(jié)構(gòu),車體結(jié)構(gòu)的承載形式 承載結(jié)構(gòu)可分為： 底架承載結(jié)構(gòu) 全部載荷由底架來(lái)承擔(dān)的車體結(jié)構(gòu)，稱底架承載結(jié)構(gòu)，也稱自由承載結(jié)構(gòu) 整體承載結(jié)構(gòu) 由側(cè)、端墻與底架共同承擔(dān)載荷的車體結(jié)構(gòu)，稱側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)，也稱側(cè)墻承載結(jié)構(gòu)。,車體的輕量化設(shè)計(jì) 輕量化的意義： 1、減小車輛運(yùn)行阻力 2、節(jié)能：驅(qū)動(dòng)、制動(dòng) 3、降低線路維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用 4、提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性 實(shí)現(xiàn)方法：新結(jié)構(gòu)與新材料的運(yùn)用,輕量化應(yīng)當(dāng)是對(duì)車輛總體而言,車輛上所有構(gòu)件、設(shè)施、設(shè)備、材料都要輕量化。車內(nèi)設(shè)備的門窗座椅,電氣的配管配線,空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組、風(fēng)道、格柵等的輕量化效果,與車體的輕量化是一樣的,而為此目的付出的代價(jià)和承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)可能還會(huì)小一些。若能減輕轉(zhuǎn)向架的重量,尤其是簧下重量,那其綜合作用就遠(yuǎn)非減輕車體重量可比了。,耐候鋼車體 材料費(fèi)、制造費(fèi)低以及工藝性好、造型容易,但也存在重量較大、耐腐蝕性不大好而導(dǎo)致運(yùn)用成本高的劣勢(shì)。,鋁合金車體的特點(diǎn)是利用鋁的相對(duì)體積質(zhì)量約為普通鋼的1/ 3 這一點(diǎn)來(lái)減輕車體自重。鋁合金車體的自重一般可達(dá)到普通鋼車體的1/ 2 。 鋁合金車體的弱點(diǎn)是鋁的縱彈性模量小,約為普通鋼的1/ 3 ,因而往往使車體剛度下降。一般鋁合金車體比普通鋼車體、不銹鋼車體的剛度都要小。這是鋁合金車體設(shè)計(jì)時(shí)加大板厚和盡量加大車體斷面以提高車體抗彎剛度的重要原因。,在要求高加減速度、頻繁起制動(dòng)、要求較高的旅行速度或受軸重限制的城軌交通上,特別是要求高度輕量化的高速旅客列車上具有明顯優(yōu)勢(shì)。 鋁合金車體設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意的是:由于鋁的熔點(diǎn)低,在地板下面吊裝的高壓大電流的發(fā)熱設(shè)備(如制動(dòng)電阻箱等) 應(yīng)加裝隔熱板,以防車輛火災(zāi)的發(fā)生。鋁合金車體的車輛一旦發(fā)生火災(zāi)事故,將會(huì)引發(fā)更大的災(zāi)難。,不銹鋼車體由于車體不涂漆(涂漆就必須有維修) ,取消了防腐、涂漆、除漆工藝,不僅可節(jié)省大量廠房、設(shè)備、人力,而且消除了環(huán)境污染。這將給制造廠特別是用戶建