城軌車(chē)輛概念

1、1.常識(shí)：1863年、英國(guó)倫敦建成了世界第一條由蒸汽牽引的地鐵；1888年、英國(guó)的佛吉尼亞州的里磁門(mén)德市、世界第一條有軌電車(chē)投入正式商業(yè)運(yùn)行。2.城市軌道交通系統(tǒng)分類(lèi)（1）以運(yùn)輸容量（能力）分：高容量、大容量、中容量、小容量 （2）以線路架設(shè)方式分：地面、高架、隧道 （3）以導(dǎo)向方式分：軌道導(dǎo)向、導(dǎo)向輪導(dǎo)向 （4）以線路隔離（封閉）程度分：全隔離、半隔離、不隔離 （5）以輪軌材料分：鋼輪鋼軌、膠輪鋼筋混凝土軌道 （6）以車(chē)輛的牽引方式分：直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) （一般軌道車(chē)輛采用）； 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)（直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)地鐵采用）3.常見(jiàn)的城市交通系統(tǒng) （1）地鐵-Metro或Subway

2、（2）有軌電車(chē)系統(tǒng)-tram/streetcar rail transit （3）輕軌交通系統(tǒng)-LRT （4）單軌（獨(dú)軌）交通系統(tǒng)-Monorail Transit （5）AGT系統(tǒng)（新交通系統(tǒng)） （6）城市快速鐵路系統(tǒng)-（Urban Rail）Rapid Transit4. 城軌車(chē)輛基本組成 1.車(chē)體 安裝基礎(chǔ)+承載骨架 2.轉(zhuǎn)向架 承載+轉(zhuǎn)向+平穩(wěn)、而動(dòng)力轉(zhuǎn)向架還有驅(qū)動(dòng)（牽引）作用 3.牽引緩沖連接裝置 連接車(chē)輛成列+緩和縱向沖擊 4.制動(dòng)裝置 產(chǎn)生一定的制動(dòng)力、使列車(chē)減速或停車(chē) 5.受流裝置 將電流導(dǎo)入動(dòng)車(chē) 6.車(chē)輛內(nèi)部設(shè)備 保證乘客乘坐安全舒適+車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn) 7.車(chē)電氣系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)電能傳

3、遞和轉(zhuǎn)換+控制列車(chē)正常運(yùn)行 8.列車(chē)信息網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 對(duì)整個(gè)列車(chē)的牽引、制動(dòng)和車(chē)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)和診斷5技術(shù)參數(shù)和主要尺寸概念 （1）載重：車(chē)輛允許的正常最大裝載質(zhì)量、以t為單位 （2）構(gòu)造速度Vg：車(chē)輛設(shè)計(jì)是、按安全及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等條件所允許的車(chē)輛最高行駛速度。車(chē)輛實(shí)際允許速度一般不允許超過(guò)構(gòu)造速度。 （3）軸重：車(chē)軸形式及在某個(gè)運(yùn)行速度范圍內(nèi)該軸允許負(fù)擔(dān)的并包括輪對(duì)本身質(zhì)量在內(nèi)的最大總質(zhì)量 （4）每延米軌道載重：車(chē)輛設(shè)計(jì)中與橋梁、線路強(qiáng)度密切相關(guān)的一個(gè)參數(shù)、同時(shí)有時(shí)能否充分利用站線長(zhǎng)度、提高運(yùn)輸能力的一個(gè)指標(biāo)。其數(shù)值是車(chē)輛重質(zhì)量與車(chē)輛全長(zhǎng)之比 （5）軸配置（一般用軸列示表示）：軸配置表

4、示動(dòng)軸與非動(dòng)軸等排列情況。而所謂軸式是指英文字母或數(shù)字來(lái)表示車(chē)輛走行部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的一種簡(jiǎn)單方法。 （6）車(chē)鉤高：車(chē)鉤鉤舌的中心線至軌面的高度 （7）車(chē)輛距離：車(chē)輛兩相鄰轉(zhuǎn)向架中心之間的距離6. 3種限界：車(chē)輛限界、設(shè)備限界、建筑限界的基本概念 （1）車(chē)輛界限：一個(gè)限制車(chē)輛橫斷面最大允許尺寸的輪廓外形（圖形） （2）設(shè)備界限：地面固定設(shè)備（例如信號(hào)裝置等）的任何部分、即使計(jì)及了它們的剛性和柔性運(yùn)動(dòng)在內(nèi)、均不得向內(nèi)入此界限 （3）建筑界限：建筑物在線路橫斷面方向侵入線路的最小尺寸、也就是每一線路必須保有的最小空間的橫斷面。凡是靠近線路的建筑物在任何情況下均不得侵入建筑界限。 (4)規(guī)定限界的目的：防

5、止車(chē)輛在直線上或曲線上運(yùn)行時(shí)與各種建筑物及設(shè)備發(fā)生接觸、以保證列車(chē)絕對(duì)安全7. 3種力：牽引力、阻力、制動(dòng)力 （1）牽引力F：由動(dòng)車(chē)的動(dòng)力裝置引起的、由鋼軌通過(guò)粘著作用在動(dòng)輪的輪周切線方向且與列車(chē)運(yùn)行方向相同的外力。 （2）阻力W：列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中由于各種原因自然發(fā)生的與列車(chē)運(yùn)行方向相反的外力 （3）制動(dòng)力B：由制動(dòng)裝置引起的、由鋼軌通過(guò)粘著作用在制動(dòng)輪的輪周切線方向且與列車(chē)運(yùn)行方向相反的外力。8. 3種工況：牽引工況、惰行工況、制動(dòng)運(yùn)行工況 （1） 牽引工況：當(dāng)列車(chē)牽引運(yùn)動(dòng)時(shí)、牽引力F和阻力W將同時(shí)存在、其合力C為：C=F-W （2）惰行工況：當(dāng)類(lèi)車(chē)處于惰行汞礦石、只有惰行阻力W存在、其合力為

6、：C=-W （3）制動(dòng)運(yùn)行工況：處于制動(dòng)工況時(shí)、制動(dòng)力B和阻力W同時(shí)存在、合力為：C=-(B-W)9. 牽引力的產(chǎn)生原理（簡(jiǎn)答題）接觸電網(wǎng)受電弓變壓器傳動(dòng)裝置牽引電動(dòng)機(jī)牽引齒輪使動(dòng)輪獲得扭矩M。若整車(chē)被吊離鋼軌、則該扭矩為內(nèi)力、只能使動(dòng)輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、而不能使車(chē)輛前進(jìn)（即發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)）。但是、當(dāng)車(chē)輛放在鋼軌上、車(chē)輪和鋼軌成為有壓力的接觸時(shí)、就產(chǎn)生車(chē)輪作用于鋼軌的、可控制的反作用力F”、而F”所引起的鋼軌作用于車(chē)輪的反作用力F”就是車(chē)輛發(fā)生平移的外力這種由鋼軌沿車(chē)輛運(yùn)行方向施加于各動(dòng)輪輪周上的切向外力之和F就成為該車(chē)輛的輪周牽引力。牽引力的限制（粘著定律）：動(dòng)車(chē)牽引力最大值在任何時(shí)候都不得超過(guò)該

7、動(dòng)車(chē)各動(dòng)輪與鋼軌間粘著力的最大值總和、這就是粘著定律即 Fmax=FFu=maxP10. 列車(chē)阻力：列車(chē)在平直道上牽引運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力4種附加阻力：坡道阻力、曲線阻力、隧道空氣附加阻力、起動(dòng)附加阻力11. 轉(zhuǎn)向架概念：把兩個(gè)或多個(gè)輪對(duì)用專(zhuān)用的構(gòu)架組成的一個(gè)小車(chē)12. 轉(zhuǎn)向架的組成 （1）輪對(duì)：直接向鋼軌傳遞重量、通過(guò)輪軌間的粘著產(chǎn)生牽引力或制動(dòng)力、并通過(guò)車(chē)輪的回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在鋼軌上的運(yùn)行 （2）軸箱：聯(lián)系構(gòu)架與輪對(duì)的活動(dòng)關(guān)節(jié)、除了保證輪對(duì)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之外、還能使輪對(duì)適應(yīng)線路不平順條件、相對(duì)于構(gòu)架上下、左右和前后運(yùn)動(dòng) （3）一系懸掛（彈簧懸掛裝置）：用來(lái)保證一定的軸重分配、緩和線路不平順對(duì)車(chē)輛的沖擊、

8、并保證車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn)性。 （4）構(gòu)架：轉(zhuǎn)向架的骨架、它將轉(zhuǎn)向架的各個(gè)零部件組成一個(gè)整體、并承受和傳遞各種力。 （5）二系懸掛：用以傳遞車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間的垂向力和水平力、使轉(zhuǎn)向架在車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)能夠相對(duì)于車(chē)體回轉(zhuǎn)、并進(jìn)一步緩解車(chē)體與轉(zhuǎn)向架的沖擊振動(dòng)、同時(shí)必須保證轉(zhuǎn)向架安定。 （6）驅(qū)動(dòng)裝置（動(dòng)力轉(zhuǎn)向架）：將動(dòng)力裝置的扭矩最后有效的傳遞給車(chē)輪 （7）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置：由制動(dòng)缸傳來(lái)的力、經(jīng)放大系統(tǒng)（一般為杠桿機(jī)構(gòu)）增大若干倍以后傳遞給閘瓦（或閘片）、使其壓緊車(chē)輪（或制動(dòng)盤(pán)）、對(duì)車(chē)輛施行制動(dòng)。13. 構(gòu)架的作用：是轉(zhuǎn)向架的骨架、用以聯(lián)系（安裝）轉(zhuǎn)向架各組成部分和傳遞各方向的力、并用來(lái)保持車(chē)軸在轉(zhuǎn)向架內(nèi)的位置。

9、14. 彈簧種類(lèi)：圓彈簧、板彈簧、橡膠彈簧、空氣彈簧。彈簧的特性：撓度、柔度、剛度、非線性彈簧、剛度與撓度的關(guān)系與計(jì)算15. 一系懸掛：僅在構(gòu)架與軸箱間設(shè)有第一系簧的彈簧懸掛、一般用于低、中速機(jī)車(chē)車(chē)輛二系懸掛：既有第一系彈簧、還在構(gòu)架與車(chē)體間設(shè)有第二系簧的彈簧懸掛、用于中高速機(jī)車(chē)車(chē)輛；采用二系懸掛的目的：可減少?gòu)椈裳b置的合成剛度、增大其總靜撓度、以改善機(jī)車(chē)車(chē)輛鉛垂方向的運(yùn)行平穩(wěn)性和減少機(jī)車(chē)車(chē)輛對(duì)線路的動(dòng)作用力。16. 雙圈彈簧： 為什么用雙圈代替單圈？主要原因是單圈圓簧的尺寸受到安裝處所的空間限制或者其簧條太粗。注意：必須使內(nèi)外兩圓簧的旋向相反、以防止因振動(dòng)而使小簧嵌入大簧中。17. 空氣彈簧

10、概念：就是將壓縮空氣密封在橡膠模（或囊）中形成具有一定剛度的彈性體。組成：彈簧本體、附加空氣室、高度控制閥（為保持車(chē)體與軌面高度不變）、差壓室（防止車(chē)體傾斜限制其擺動(dòng)）、濾塵器18：減振器工作原理：利用液體的粘滯阻力做負(fù)功來(lái)吸收振動(dòng)能量。 特性：F=qV（阻尼特性）19：踏面概念：城軌車(chē)輛與軌面相接觸的外圓圓周面。 標(biāo)準(zhǔn)踏面存在問(wèn)題：踏面和輪緣磨損嚴(yán)重、尤其是在新踏面投入運(yùn)用的前期。 原因：錐形踏面與鋼軌的接觸區(qū)域、明顯的僅為狹小面積接觸、因此產(chǎn)生局部磨耗、使踏面呈凹形、但當(dāng)踏面達(dá)到某種凹形程度后、外形便保持相對(duì)穩(wěn)定。 解決方法：采用磨耗形（凹形、曲形、弧形）踏面 設(shè)置斜度的作用：便于通過(guò)曲線

11、；在直線上行駛時(shí)自行調(diào)中；踏面磨耗趨于 均勻。 磨耗形踏面：將新的車(chē)輪踏面外形直接做成與標(biāo)準(zhǔn)踏面錐形踏面磨損后的形狀類(lèi)似的一種踏面。20：軸箱的概念：實(shí)現(xiàn)輪對(duì)和構(gòu)架既相互連接又相互運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵部件。 作用：起著承上啟下的重要作用。（1）活動(dòng)關(guān)節(jié)連接輪對(duì)與構(gòu)架的活動(dòng)關(guān)節(jié)（2）傳力傳遞牽引力、橫向力和垂向力（3）運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輪對(duì)與構(gòu)架間的垂向運(yùn)動(dòng)和橫動(dòng) 常見(jiàn)軸箱定位：轉(zhuǎn)臂式定位、八字形橡膠定位、層疊圓錐橡膠定位21：驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)布置方式：一、橫向布置（1）軸懸式驅(qū)動(dòng)（2）電機(jī)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)（3）輪對(duì)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)（4）撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)式架懸式驅(qū)動(dòng) 二：縱向布置（1）單電機(jī)彈性軸懸式驅(qū)動(dòng)（2）單電

12、機(jī)架懸式驅(qū)動(dòng)（3）對(duì)角配置的萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng) 三：體懸式驅(qū)動(dòng)： 有半體懸和全體懸之分22：基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的多種方式 按制動(dòng)方式：踏面閘瓦制動(dòng)裝置、盤(pán)形制動(dòng)裝置、磁軌制動(dòng)裝置、渦流制動(dòng)裝置 按制動(dòng)缸類(lèi)型：空氣制動(dòng)、液壓制動(dòng) 城軌車(chē)輛通常以空氣盤(pán)形制動(dòng)為基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。 制動(dòng)倍率n：一個(gè)制動(dòng)單元各閘瓦的計(jì)算閘瓦壓力之和與制動(dòng)缸鞲鞴推力之比。第四章23：25型客車(chē)車(chē)體的結(jié)構(gòu)組成：底架、側(cè)墻、車(chē)頂和端墻組成24：車(chē)體輕量化的意義和措施 意義：（1）車(chē)輛自重減輕可降低運(yùn)行阻力、節(jié)省牽引和制動(dòng)動(dòng)力（能量） （2）可減小對(duì)軌道的壓力、從而減小車(chē)輪和軌道的磨耗 （3）降低車(chē)輛和線路的維護(hù)保養(yǎng) （4）直接減少車(chē)輛材料的消

13、耗 措施：（1）采用不銹鋼材料（2）采用鋁合金材料（3）采用碳素鋼、不銹鋼和鋁合金裁量制造車(chē)體時(shí)的重量和費(fèi)用比較。第五章25：車(chē)鉤緩沖裝置的作用：用來(lái)連接列車(chē)中各車(chē)輛、使之彼此保持一定距離、并且傳遞和緩和列車(chē)在運(yùn)行中或調(diào)車(chē)時(shí)所產(chǎn)生的縱向力或沖擊力組成：車(chē)鉤（牽引連掛裝置）用來(lái)保證動(dòng)車(chē)和車(chē)輛彼此連接、并且傳遞拉伸力；緩沖裝置用來(lái)傳遞和緩沖壓縮力、并且使車(chē)輛彼此間保持一定距離分類(lèi)：按牽引連掛裝置連接方式分為自動(dòng)掛鉤(非剛性車(chē)鉤和剛性車(chē)鉤)和非自動(dòng)掛鉤；一般客貨車(chē)均采用非剛性自動(dòng)車(chē)鉤；而高速列車(chē)和城軌交通車(chē)輛采用剛性的自動(dòng)車(chē)鉤26：車(chē)鉤緩沖裝置的基本組成：車(chē)鉤、緩沖器、鉤尾框、從板27：車(chē)鉤的3種位

14、置：閉鎖、開(kāi)鎖、全開(kāi)28：緩沖裝置的性能參數(shù)：行程：緩沖器受力后產(chǎn)生的最大變形最大作用力：緩沖器產(chǎn)生的最大變形時(shí)所應(yīng)對(duì)的作用外力容量：緩沖器在全壓縮過(guò)程中、作用力在其行程上所做的功的總和能量吸收率：緩沖器在全壓縮過(guò)程中、一部分能量被阻尼所消耗、其所消耗部分的能量與緩沖器容量之比29：密接式車(chē)鉤的常見(jiàn)類(lèi)型：柴田式、Schafenberg式等密接式車(chē)鉤的三態(tài)：待掛、閉鎖、解鉤。30：與軌道有關(guān)的激振因素：鋼軌接頭處的輪軌沖擊；鋼軌的垂向變形；鋼軌的局部不平順；鋼軌的隨機(jī)不平順（分為水平、高低、軌距和方向）。隨機(jī)不平順的區(qū)分31：與車(chē)輛結(jié)構(gòu)有關(guān)的激振因素：車(chē)輪偏心；車(chē)輪不均質(zhì)；車(chē)輪踏面擦傷；車(chē)輪踏面

15、錐形。32：城軌車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)形式振動(dòng)形式：對(duì)于X軸（縱向）：沿X軸的伸縮+繞X軸的側(cè)滾對(duì)于Y軸（橫向）：沿Y軸的側(cè)擺+繞Y軸的點(diǎn)頭對(duì)于Z軸（垂向）：沿Z軸的浮沉+繞Z軸的搖頭垂向振動(dòng)包括：浮沉+點(diǎn)頭+伸縮主要由軌道高低不平順引起橫向振動(dòng)包括：側(cè)滾+側(cè)擺+搖頭主要由軌道水平不平順、軌距不平順和方向不平順以及踏面錐形引起的。33：sperling平穩(wěn)性指標(biāo)：評(píng)定車(chē)輛本身的運(yùn)行品質(zhì)和旅客乘坐舒適度的指標(biāo)。 ISO指標(biāo)：疲勞時(shí)間、3種限度：工效下降限度、承受限度、舒適度下降限度。34：振動(dòng)敏感區(qū)域（Hz）：水平2HZ以下的振動(dòng)最為敏感、垂直 48HZ間的振動(dòng)35：車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性：防蛇行運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性、防脫

16、軌、防車(chē)輛傾覆。 脫軌系數(shù)： QP=（tan-）（1+tan）、QP指橫向力和垂向力、a車(chē)輪輪緣角、u輪緣處的摩擦系數(shù)36：提高列車(chē)通過(guò)曲線時(shí)的速度、發(fā)展了各種形式的擺動(dòng)列車(chē)、增大當(dāng)量超高.37：固有振動(dòng)：求知固有頻率w、以確定共振時(shí)的城軌車(chē)輛臨街速度受迫振動(dòng)：求知需要的阻尼和迫振振幅、迫振加速度、以確知城軌車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn)程度及其對(duì)線路的動(dòng)作用力W值：W0.896、用于舒適度的評(píng)價(jià)：W0.896。平穩(wěn)性等級(jí)38：車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)的舒適性評(píng)價(jià)：未平衡離心加速度（設(shè)置超高）、欠超高（過(guò)超高）。39：未平衡離心加速度：、或者若hd>0、即離心加速度大于重力加速度橫向分量、hd稱(chēng)為欠超高；若hd&l

17、t;0、即離心加速度小于重力加速度橫向分量、hd稱(chēng)為過(guò)超高；若hd=0、此時(shí)列車(chē)速度為平衡速度40：提高列車(chē)曲線運(yùn)行速度：擺式列車(chē)第七章41：垂向振動(dòng)有固有振動(dòng)和受迫振動(dòng)之分固有振動(dòng)：外力的偶然作用、導(dǎo)致城軌車(chē)輛簧上部分離開(kāi)平衡位置而產(chǎn)生的振動(dòng)受迫振動(dòng)：城軌車(chē)輛簧上部分在外力（激擾力）周期性的作用下產(chǎn)生的振動(dòng)42：一系簧無(wú)阻尼固有振動(dòng)：動(dòng)力學(xué)模型、受力分析、運(yùn)動(dòng)方程及解、固有頻率43：機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行臨界速度計(jì)算（共振速度） VcL(2f0 ) 。V<Vc(亞臨界)、V>Vc（超臨界）44：阻尼系數(shù)與振動(dòng)加速度的關(guān)系：對(duì)臨界速運(yùn)行的機(jī)車(chē)車(chē)輛、阻尼系數(shù)D應(yīng)選的小一些、對(duì)亞臨界速運(yùn)行的機(jī)車(chē)車(chē)輛、D應(yīng)選的大一些45：摩擦減振器與液壓減