車輛的基本構(gòu)造

1、車輛的基本構(gòu)造車輛的種類雖然多，構(gòu)造卻大同小異。這應(yīng)該說是標(biāo)準(zhǔn)化的功勞，也是大型生產(chǎn)流水線的需要。近年來，隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步和需求的變化，鐵路車輛的外形開始有了改變，尤其是客車車廂不再是清一色的老面孔。但是它們的基本構(gòu)造并沒有重大的改變，只是具體的零部件有了更科學(xué)先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 一般來說，車輛的基本構(gòu)造由車體、車底架、走行部、車鉤緩沖裝置和制動裝置五大部分組成。 車體車體是車輛上供裝載貨物或乘客的部分，又是安裝與連接車輛其他組成部分的基礎(chǔ)。早期車輛的車體多以木結(jié)構(gòu)為主，輔以鋼板、弓形桿等來加強(qiáng)。近代的車體以鋼結(jié)構(gòu)或輕金屬結(jié)構(gòu)為主。 貨車車體主要組成部分包括側(cè)壁（墻）、端壁（墻）、車頂

2、等。車體的鋼結(jié)構(gòu)由許多縱向梁和橫向梁（柱）組成，車體底架通過心盤或旁承支承在轉(zhuǎn)向架上。車體鋼結(jié)構(gòu)承擔(dān)自重、載重、整備重量及由于輪軌沖擊和簧上振動而產(chǎn)生的垂直動載荷；列車起動、變速、上下坡道時，在車輛之間所產(chǎn)生的牽引和壓縮沖擊力等縱向載荷；以及包括風(fēng)力、離心力、貨物對側(cè)壁的壓力等側(cè)向載荷。 客車車體為全金屬焊接結(jié)構(gòu)，由底架、側(cè)墻、車頂和端墻等四部分焊接而成。在鋼骨架外面焊有金屬地板。側(cè)墻板、車頂板和端墻板，形成一個上部帶圓弧下部為矩形的封閉殼體，俗稱薄壁筒形結(jié)構(gòu)車體。殼體內(nèi)面除用縱向桿件和橫向梁、柱加強(qiáng)外，還采用墻板壓筋方式來代替部分桿件，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，形成整體承載的合埋結(jié)構(gòu)。客車車體

3、必須具有良好的隔熱性能。為使旅客上下車方便，客車兩端設(shè)有通過臺，并在通過臺的外端設(shè)置折棚和渡板，防止風(fēng)雨及寒氣侵入。車體內(nèi)除設(shè)置門窗、座椅及臥鋪外，還需裝設(shè)衛(wèi)生設(shè)備、通風(fēng)裝置、給水設(shè)備、車電設(shè)備、取暖設(shè)備、播音裝置及空氣調(diào)節(jié)裝置等。 車底架車底架就是由各種縱向和橫向鋼梁組成的長方形構(gòu)架。它承托著車體，是車體的基礎(chǔ)。車底架承受上部車體及裝載物的全部重量，并通過上、下心盤將重量傳給走行部。在列車運(yùn)行時，它還承受機(jī)車牽引力和列車運(yùn)行中所引起的各種沖擊力及其他外力。所以，它必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，才能堅固耐用。 貨車的車底架一般由中梁、側(cè)梁、枕梁、橫梁、端梁及地板橫梁等組成。中梁位于底架的中央，是整

4、個底架的基礎(chǔ)和主要受力桿件。中梁端部是安裝車鉤緩沖裝置的地方，直接承受縱向作用力。枕梁是底架和轉(zhuǎn)向架連接的地方，在枕梁下部設(shè)有上旁承和上心盤，分別和轉(zhuǎn)向架搖枕上的下旁承和下心盤相對。它受力較大，負(fù)擔(dān)全車的重量，并通過心盤將重量傳給走行部。罐車的底架結(jié)構(gòu)和其他貨車有所不同，由于罐體本身具有很大剛度，因此罐內(nèi)液體的重量主要由罐體來承擔(dān)，然后通過托架及枕梁傳至轉(zhuǎn)向架，故罐車底架主要承受水平的縱向牽引沖擊力。罐車的中梁由兩根槽鋼制成，中央部分蓋有上蓋板，蓋板上焊有罐體下鞍板；枕梁為箱形斷面，上面裝有罐體托架，通過蹼形板焊在枕梁上，以便支撐罐體。 客車車底架的構(gòu)造和貨車底架相似。但是，由于客車兩端必須設(shè)

5、置通過臺，所以它的小梁伸出端梁之外，和通過臺端梁、側(cè)梁組成通過臺架。在通過臺端梁之前，再裝置緩沖梁。 走行部走行部是車輛在牽引動力作用下沿線路運(yùn)行的部分。走行部的作用是保證車輛靈活、安全平順地沿鋼軌運(yùn)行和通過曲線；可靠地承受作用于車輛各種力量并傳給鋼軌；緩和車輛和鋼軌的相互沖擊，減少車輛振動，保證足夠的運(yùn)行平穩(wěn)性和良好的運(yùn)行質(zhì)量；具有可靠的制動機(jī)構(gòu)，使車輛具有良好的制動效果。 鐵路車輛發(fā)展的初期，載重量小，容積也不大，走行部很簡單，一般采用二軸車的結(jié)構(gòu)形式，車軸直接安裝在車體下方，稱為無轉(zhuǎn)向架車輛。隨著車輛載重量的增大，一般多采用轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)向架是將兩個及其以上輪對通過專門的構(gòu)件組成的

6、一個整體部件。 由于車輛的用途、運(yùn)行條件、制造和檢修能力等因素的不同，轉(zhuǎn)向架的類型很多，結(jié)構(gòu)各異。一般轉(zhuǎn)向架主要由輪對、側(cè)架和搖枕、軸箱油潤裝置、彈簧減振裝置、基礎(chǔ)制動裝置所組成。 輪對由一根車軸和兩個車輪壓裝成一體，在車輛運(yùn)行過程中，車輪和車軸之間不容許有相對位移。輪對承受著車輛的全部重量，且在軌道上高速運(yùn)行時還承受著從車體、鋼軌兩方面?zhèn)鱽淼钠渌鞣N作用力。輪對的質(zhì)量直接影響列車運(yùn)行安全，因此對它的制造、檢修均有嚴(yán)格規(guī)定。輪對上的車軸根據(jù)所用軸承型式，可分為滑動軸承車軸和滾動軸承車軸。而車輪的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸，材質(zhì)是多種多樣的。按其用途可分為客車用、貨車用、機(jī)車用車輪，按其結(jié)構(gòu)分有整體輪與輪

7、箍輪。輪箍輪又可分為鑄鋼輻板輪心、輾鋼輻板輪心及鑄鋼輻條輪心的車輪。整體輪按其材質(zhì)又可分為輾鋼輪，鑄鋼輪等。為降低噪聲、減小簧下質(zhì)量，國外還采用彈性車輪、消音車輪、起皺輻板車輪等新型車輪。無論任何形式車輪，與鋼軌直接接觸的部分主要是輪緣和踏面。輪緣就是車輪內(nèi)側(cè)突起的部分，其作用是引導(dǎo)車輪的運(yùn)行方向，防止車輪脫軌。踏面就是車輪與鋼軌頭部的接觸面。在踏面上設(shè)有1：20的斜坡，能使車輛的重心落在線路中心線上，以克服和減輕車輛的蛇行運(yùn)動，并順利地通過曲線。 側(cè)架和搖枕是轉(zhuǎn)向架的組成部分，側(cè)架把轉(zhuǎn)向架的各個零部件聯(lián)系在一起構(gòu)成一個整體。它的兩端有軸箱導(dǎo)框，以便安裝軸箱。側(cè)架中部設(shè)有彈簧承臺，是安裝彈簧減

8、振裝置的地方。搖枕則連同下心盤，旁承盒鑄成一體，它的兩端支座在彈簧上。車體的重量和載荷通過下心盤經(jīng)搖枕傳給兩側(cè)的枕彈簧，并通過搖枕將兩個側(cè)架聯(lián)系起來。 軸箱油潤裝置是保證車輛安全運(yùn)行的重要部件。其作用是將輪對和側(cè)架或構(gòu)架聯(lián)系在一起，使輪對沿鋼軌的滾動轉(zhuǎn)化為車輛沿線路的平動；承受車輛的重量，傳遞各方面的作用力，并保證良好的潤滑性能，使車軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時不致發(fā)生熱軸現(xiàn)象。軸箱裝置按軸承的工作特性分為滾動軸承軸箱裝置和滑動軸承軸箱裝置。滾動軸承能減少運(yùn)動阻力，適合高速運(yùn)行，是鐵路車輛技術(shù)現(xiàn)代化的重要措施之一。滑動軸承軸箱由于啟動阻力大，不適合高速運(yùn)行，維修費用高，冬、夏季需更換軸油且易發(fā)生熱軸，故逐漸

9、被滾動軸承釉箱所代替。 彈簧減振裝置是車輛減少有害沖動和衰減振動的裝置。車輛上采用的彈簧減振裝置，按其主要作用的不同大體可分為三類：一類是主要起緩和沖動的彈簧裝置，如中央及軸箱的螺旋圓彈簧；二類是主要起衰減振動的減振裝置，如垂向、橫向減振器；三類是主要起定位（彈性約束）作用的定位裝置，如軸箱輪對縱、橫方向的彈性定位裝置，搖動臺的橫向緩沖器或縱向牽引拉桿等。 基礎(chǔ)制動裝置由制動缸活塞推桿以至閘瓦及其間一系列杠桿、拉桿、制動梁等傳動部分所組成，其作用是把制動缸活塞上的推力增大若干倍以后平均地傳給各個閘瓦，使之壓緊車輪而產(chǎn)生制動作用。 為了適應(yīng)載重的增加和速度的提高，中國鐵路一方面通過對引進(jìn)技術(shù)的消

10、化吸收，研制開發(fā)了CW系列轉(zhuǎn)向架；一方面通過對國產(chǎn)206型轉(zhuǎn)向架的技術(shù)升級，借鑒國外的焊接技術(shù)，形成了SW系列轉(zhuǎn)向架。這兩種轉(zhuǎn)向架經(jīng)過運(yùn)用考核和多次技術(shù)改進(jìn)，現(xiàn)已開始走向成熟，成為我國鐵路提速客車的主型轉(zhuǎn)向架。 車鉤緩沖裝置車鉤緩沖裝置是用于使車輛與車輛，機(jī)車或動車相互連掛，傳遞牽引力，制動力并緩和縱向沖擊力的車輛部件。它由車鉤，緩沖器、鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架構(gòu)端的牽引梁內(nèi)。為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩沖裝置安裝的互換性，我國鐵路機(jī)車車輛有關(guān)規(guī)程規(guī)定：車鉤緩沖器裝車后，其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態(tài)下的高度，客車為880mm（允許+10mm，-5mm誤差），貨車

11、為880mm（±10mm）。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大于75mm。 車鉤首先說說車鉤。車鉤是用來實現(xiàn)機(jī)車和車輛或車輛和車輛之間的連掛，傳遞牽引力及沖擊力，并使車輛之間保持一定距離的車輛部件。車鉤按開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。通過車鉤鉤頭上部的提升機(jī)構(gòu)開啟的叫上作用式（一般貨車大都采用此式）；借助鉤頭下部推頂杠桿的動作實現(xiàn)開啟的叫下作用式（客車采用）。車鉤按其結(jié)構(gòu)類型分為螺旋車鉤、密接式自動車鉤、自動車鉤及旋轉(zhuǎn)車鉤等。螺旋車鉤使用最早，但因缺點較多已被淘汰，密接式自動車鉤多為高速鐵路車輛所用。中國除在大秦鐵路重載單元列車上使用旋轉(zhuǎn)車鉤外，現(xiàn)一律采用自動車鉤。所謂

12、自動車鉤，就是先將一個車鉤的提桿提起后，再用機(jī)車?yán)_車輛或與另一車輛車鉤碰撞時，能自動完成摘構(gòu)或掛鉤的動作的車鉤。中國鐵道部門1956年確定1、2號車鉤為標(biāo)準(zhǔn)型車鉤。但隨著列車速度的提高和牽引噸位的增加，又于1957、1965年先后設(shè)計制造了15號車鉤和13號車鉤?？蛙囀褂?5號車鉤，貨車則逐步用13號車鉤代替2號車鉤。 鉤頭組成車鉤由鉤頭，鉤身、鉤尾三個部分組成、車鉤前端粗大的部分稱為鉤頭，在鉤頭內(nèi)裝有鉤舌、鉤舌銷，鎖提銷，鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤后部稱為鉤尾，在鉤尾上開有垂直扁鎖孔，以便與鉤尾框聯(lián)結(jié)。為了實現(xiàn)掛鉤或摘鉤，使車輛連接或分離，車鉤具有以下三種位置，也就是車鉤三態(tài)：鎖閉位置車鉤的鉤

13、舌被鉤鎖鐵擋住不能向外轉(zhuǎn)開的位置。兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置。開鎖位置即鉤鎖鐵被提起，鉤舌只要受到拉力就可以向外轉(zhuǎn)開的位置。摘鉤時，只要其中一個車鉤處在開鎖位置，就可以把兩輛連掛在一起的車分開。全開位置即鉤舌已經(jīng)完全向外轉(zhuǎn)開的位置。當(dāng)兩車需要連掛時，只要其中一個車鉤處在全開位置，與另一輛車鉤碰撞后就可連掛。旋轉(zhuǎn)車鉤的構(gòu)造與普通車鉤不同，鉤尾開有鎖孔，鉤尾銷與鉤尾框的轉(zhuǎn)動套連接。鉤尾端面為一球面，頂緊在帶有凹球面的前從板上。當(dāng)鉤頭受到扭轉(zhuǎn)力矩作用時，鉤身連同尾銷以及轉(zhuǎn)動套一起轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)車鉤現(xiàn)在只安裝在專為大秦鐵路運(yùn)煤單元組合列車設(shè)計的車輛上。這種車輛的一端裝設(shè)旋轉(zhuǎn)車鉤，另一端裝設(shè)固定

14、車鉤，整列車上每組連接的兩個車鉤，兩兩相互搭配。當(dāng)滿載煤炭的車輛進(jìn)入卸煤區(qū)的翻車機(jī)位時，翻車機(jī)帶動車輛翻轉(zhuǎn)180度，將煤炭傾倒出來。旋轉(zhuǎn)車鉤可以使車輛翻轉(zhuǎn)卸貨時不摘鉤連續(xù)作業(yè)，縮短了卸貨作業(yè)時間。 密接式車鉤一般在高速鐵路和地下鐵道的車輛上使用。它的體積小、重量輕、兩車鉤連掛后各方向的相對移動量很小，可實現(xiàn)真正的“密接”；同時，對提高制動軟管、電氣接頭自動對接的可靠性極為有利。 緩沖器用來緩和列車在運(yùn)行中由于機(jī)車牽引力的變化或在起動、制動及調(diào)車作業(yè)時車輛相互碰撞而引起的縱向沖擊和振動。緩沖器有耗散車輛之間沖擊和振動的功能，從而減輕對車體結(jié)構(gòu)和裝載貨物的破壞作用。緩沖器的工作原理是借助于壓縮彈性

15、元件來緩和沖擊作用力，同時在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收沖擊能量。根據(jù)緩沖器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理，一般緩沖器可分為：摩擦式緩沖器、橡膠式緩沖器和液壓緩沖器等。摩擦緩沖器由前、后兩部分組成，前部為螺旋彈簧（客車用）或環(huán)彈簧（貨車用），后部為內(nèi)、外環(huán)彈簧，彼此以錐面相配合，兩部分之間有彈簧座板分隔。螺旋彈簧用來緩和沖擊作用力，環(huán)彈簧兩滑動斜面間的摩擦力用來起到吸收能量的作用。當(dāng)緩沖器受力壓縮時，使各環(huán)相互擠壓，這時外環(huán)彈簧中就儲存了大部分的沖擊能量；同時各內(nèi)外環(huán)簧的斜面之間因相互摩擦而將一部分沖擊能變成熱能。當(dāng)外力除去后，各環(huán)簧之間又產(chǎn)生摩擦，將所儲存能量的一部分再一次轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮芏?/p>

16、，因而起到了緩沖和減振的作用。橡膠緩沖器的頭部為楔塊摩擦部分，由三個形狀完全相同且?guī)A斜角的楔塊，壓頭和箱體等部分組成，楔塊介于壓頭與箱體之間，整個緩沖器封閉在箱體內(nèi)。橡膠緩沖器是借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到緩和沖擊和消耗能量作用的。為了增大緩沖器容量，在頭部裝有金屬摩擦部分，借助三個帶有傾角的楔塊，在受壓時與箱體及壓頭間各接觸斜面產(chǎn)生相對位移，因摩擦而消耗沖擊能量。 制動裝置列車制動就是人為地制止列車的運(yùn)動，包括使它減速，不加速或停止運(yùn)行。對已制動的列車或機(jī)車解除或減弱其制動作用，則稱為“緩解”。為施行制動和緩解而安裝在列車上的一整套設(shè)備，總稱為列車“制動裝置”?！爸苿印焙汀爸苿友b置”俗

17、稱為“閘”。施行制動常簡稱為“上閘”或“下閘”，施行緩解則簡稱為“松閘”。 “列車制動裝置”包括機(jī)車制動裝置和車輛制動裝置。不同的是，機(jī)車除了具有像車輛一樣使它自己制動和緩解的設(shè)備外，還具有操縱全列車制動作用的設(shè)備。 在介紹制動裝置前，先談?wù)劻熊囍苿臃绞健?列車制動在操縱上按用途可分為“常用制動”和“緊急制動”兩種。在正常情況下為調(diào)節(jié)或控制列車速度包括進(jìn)站停車所施行的制動，稱為“常用制動”，它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調(diào)節(jié)。在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動，稱為“緊急制動”（也稱為“非常制動”），它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。 從施行制動的瞬間起，到列車速

18、度降為零的瞬間止，列車駛過的距離，稱為制動距離。這是綜合反映列車制動裝置性能和效果的主要技術(shù)指標(biāo)。列車重量越大，運(yùn)行速度越高，就越不容易在短時間、短距離內(nèi)停下來。那么，列車的運(yùn)行速度與制動距離之間是什么關(guān)系呢？假如一列由15節(jié)車廂組成的列車運(yùn)行時速在50公里時，它實施制動后，可以在130米內(nèi)停下來；當(dāng)時速增加到70公里時，它要向前行駛250米才能停下來；當(dāng)列車速度達(dá)到每小時100公里時，它的制動距離要570米；而當(dāng)列車速度高達(dá)120公里時，制動距離就要超過800米。由此可見，列車速度提高一倍，制動距離要增加三倍以上。然而，我國現(xiàn)行的鐵路技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定，“列車在任何鐵路坡道上的緊急制動距離，規(guī)

19、定為800 m”。這就是說，要想提高列車速度，必須采用更先進(jìn)的制動裝置。 目前，鐵路機(jī)車車輛采用的制動方式最普遍的是閘瓦制動。用鑄鐵或其他材料制成的瓦狀制動塊，在制動時抱緊車輪踏面，通過摩擦使車輪停止轉(zhuǎn)動。在這一過程中，制動裝置要將巨大的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟⒂诖髿庵?。而這種制動效果的好壞，卻主要取決于摩擦熱能的消散能力。使用這種制動方式時，閘瓦摩擦面積小，大部分熱負(fù)荷由車輪來承擔(dān)。列車速度越高,制動時車輪的熱負(fù)荷也越大。如用鑄鐵閘瓦，溫度可使閘瓦熔化；即使采用較先進(jìn)的合成閘瓦，溫度也會高達(dá)400450。當(dāng)車輪踏面溫度增高到一定程度時，就會使踏面磨耗、裂紋或剝離，既影響使用壽命也影響行車安全?？?/p>

20、見，傳統(tǒng)的踏面閘瓦制動適應(yīng)不了高速列車的需要。于是一種新型的制動裝置盤形制動應(yīng)運(yùn)而生。 盤形制動，它是在車軸上或在車輪輻板側(cè)面安裝制動盤，用制動夾鉗使以合成材料制成的兩個閘片緊壓制動盤側(cè)面，通過摩擦產(chǎn)生制動力，使列車停止前進(jìn)。由于作用力不在車輪踏面上，盤形制動可以大大減輕車輪踏面的熱負(fù)荷和機(jī)械磨耗。另外制動平穩(wěn)，幾乎沒有噪聲。盤形制動的摩擦面積大，而且可以根據(jù)需要安裝若干套，制動效果明顯高于鑄鐵閘瓦，尤其適用于時速120公里以上的高速列車，這正是各國普遍采用盤形制動的原因所在。但不足的是車輪踏面沒有閘瓦的磨刮，將使輪軌粘著惡化；制動盤使簧下重量及沖擊振動增大，運(yùn)行中消耗牽引功率。 鐵路機(jī)車車輛

21、制動機(jī)按制動原動力和操縱控制方式的不同，可分為：手制動機(jī)、空氣制動機(jī)、電空制動機(jī)、電磁制動機(jī)和真空制動機(jī)。 手制動機(jī)是以人力為制動原動力，以手輪的轉(zhuǎn)動方向和手力大小來操縱控制。構(gòu)造簡單，費用低廉，是鐵路歷史上使用最久遠(yuǎn)，生命力最頑強(qiáng)的制動機(jī)。鐵路發(fā)展初期，機(jī)車車輛上只有這種制動機(jī)，每車或幾個車配備一名制動員，按司機(jī)笛聲號令協(xié)同操縱，由于制動力弱，動作緩慢，不便于司機(jī)直接操縱，所以很快就被非人力制動機(jī)取而代之，手制動機(jī)成為輔助的備用制動機(jī)。 空氣制動機(jī)是以壓力空氣作為制動原動力，以改變壓力空氣的壓強(qiáng)來操縱控制。制動力大，操縱控制就靈敏便利。我國鐵路習(xí)慣把壓力空氣簡稱為“風(fēng)”，把空氣制動機(jī)簡稱為“風(fēng)閘”?？諝庵苿訖C(jī)又分直通式和自動式兩大類，直通式空氣制動機(jī)已不再采用。 自動式空氣制動機(jī)特點是列車管排氣（減壓）時制動缸充氣（增壓），發(fā)生緩解。優(yōu)點是，當(dāng)列車發(fā)生分離事故，制動軟管被拉斷時，列車管風(fēng)壓急劇下降，三通閥活