模擬論述題試述鋁合金車(chē)體的模塊化組成結(jié)構(gòu)及車(chē)體的組裝參考

1、模擬論述題：1試述鋁合金車(chē)體的模塊化組成結(jié)構(gòu)及車(chē)體的組裝。參考答案：1地鐵車(chē)體的模塊化結(jié)構(gòu)組成及車(chē)體的組裝：車(chē)體是由底架、側(cè)墻、車(chē)頂、端墻、司機(jī)室等組成整體結(jié)構(gòu)。地鐵車(chē)輛的車(chē)體采用了鋁合金車(chē)體模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)是近幾年發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，模塊化結(jié)構(gòu)車(chē)體是由底架、側(cè)墻、車(chē)頂、端墻、司機(jī)室等模塊組成，在每個(gè)模塊的制造過(guò)程中完成整車(chē)需要的內(nèi)裝、布管與布線的預(yù)組裝，并解決相互之間的接口問(wèn)題。各模塊完成后進(jìn)行整車(chē)組裝，每一模塊的結(jié)構(gòu)部分采用焊接，而各模塊之間的組裝采用緊固件機(jī)械連接。車(chē)體的組裝分以下五個(gè)步驟完成：第一步是把所有側(cè)墻模塊安裝在底架上，然后用HUCK螺栓將兩個(gè)模塊緊固地連接在一起。第二步是組

2、裝側(cè)墻與車(chē)頂，側(cè)墻與底架組裝好后，將車(chē)頂扣在側(cè)墻頂上，對(duì)齊位置，用HUCK螺栓將側(cè)墻和車(chē)頂緊固的連接在一起。第三步是安裝中間端（IME）：將中間端與底架、側(cè)墻和車(chē)頂連接，然后將邊梁和IME 之間進(jìn)行連接，最后將車(chē)頂側(cè)梁和IME 用螺栓連接。第四步是安裝司機(jī)室模塊：首先將管槽與底架用一排鉚釘進(jìn)行連接，底架是司機(jī)室與管槽的安裝底座，其次是用大量的連接件連接側(cè)墻模塊和司機(jī)室木塊。第五步是用HUCK螺栓連接車(chē)內(nèi)的所有其它連接件，如門(mén)立柱和底架車(chē)頂之間的連接。2論述轉(zhuǎn)向架的組成及各組成部件的功用，并寫(xiě)出轉(zhuǎn)向架力的傳遞過(guò)程。參考答案：2轉(zhuǎn)向架的組成及功用：1）構(gòu)架：是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)構(gòu)件。2）輪對(duì)：實(shí)現(xiàn)了機(jī)車(chē)

3、在線路上的行使。3）軸箱：用來(lái)裝設(shè)軸承，保持輪對(duì)的正確位置。4）彈簧懸掛裝置：以減小運(yùn)行時(shí)的動(dòng)作用力。5）齒輪傳動(dòng)裝置：將牽引電動(dòng)機(jī)的功率，轉(zhuǎn)距傳遞給輪對(duì)。6）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置：是空氣制動(dòng)機(jī)組成部分之一。7）電機(jī)懸掛裝置：牽引電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)向架上的安裝。轉(zhuǎn)向架各向力的傳遞：1）垂向力的傳遞：機(jī)車(chē)上部重量- 支承裝置 - 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 - 彈簧裝置 - 軸箱 - 輪對(duì) - 鋼軌。2）縱向力的傳遞：輪軌接觸點(diǎn)- 輪對(duì) - 軸箱 - 軸箱拉杠 - 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 - 支承裝置 - 車(chē)體底架 - 車(chē)鉤緩沖裝置。3）橫向力的傳遞：輪緣- 輪對(duì) - 軸箱拉桿 - 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 - 支承裝置 - 車(chē)體底架 - 機(jī)車(chē)上部。3

4、分析輪踏面制成兩段斜面的原因。參考答案：1、由于踏面有1： 20 和 1： 10 兩段斜面，整個(gè)踏面就成為圓錐形。踏面制成錐形理由如下：1）線路曲線區(qū)段，外軌比內(nèi)軌長(zhǎng)，機(jī)車(chē)通過(guò)曲線時(shí)，因離心力的作用，車(chē)輪倚向外軌，形成車(chē)輪的較大直徑走外軌，而以較小直徑走內(nèi)軌，從而避免和減少了滑行。2）在直線區(qū)段運(yùn)行時(shí)，輪對(duì)有滑向線路中心的傾向，形成輪對(duì)的蛇行運(yùn)行，從而抑制機(jī)車(chē)的左右搖擺和減少輪緣的磨耗，使整個(gè)踏面磨耗均勻。3）斜率 1： 20 的一段踏面，是經(jīng)常與鋼軌頂面接觸的，因而磨耗較快，磨耗將使踏面凹陷，這樣的輪對(duì)，在進(jìn)入道岔或小半徑曲線時(shí)，可能產(chǎn)生激烈的跳動(dòng)，為了避免這種現(xiàn)象，在1 ：10斜率的踏面，

5、以減輕磨耗凹陷的嚴(yán)重程度4試述地鐵車(chē)輛車(chē)底下布置了哪些設(shè)備及各設(shè)備的作用。參考答案：1）高壓設(shè)備地鐵 1500V 的供電電源是通過(guò)受電弓從架空電網(wǎng)上得到的。電流從受電弓終端流到位于動(dòng)車(chē)底架下部的逆變器箱（PH箱 - 牽引 - 高壓）。PH箱的高壓部分包括大部分用于高壓分配的元件。主要的元件有：隔離和接地開(kāi)關(guān)、兩個(gè)高速斷路器（線路斷路器）、車(chē)間電源插座、車(chē)間電源接觸器、高壓保險(xiǎn)、解耦二極管、測(cè)量和控制設(shè)備。一般動(dòng)車(chē)的牽引逆變器從高速斷路器處獲得供電。輔助逆變器（輸出3 380 VN/AC ）和蓄電池充電器（輸出DC 110 V ）也由 PH箱供電，并帶有保險(xiǎn)保護(hù)，而其電流回路是通過(guò)接地刷閉合。（

6、 1. ） 車(chē)間電源由 PH逆變器箱右側(cè)的車(chē)間電源插座供給 DC1500V車(chē)間電源。 車(chē)間電源的電氣元件是與其它高壓電氣元件一起集成在這個(gè) PH箱中。這些元件包括：隔離和接地開(kāi)關(guān)、車(chē)間電源接觸器、提供DC1500V電源的車(chē)間電源插座（ 2. ） 隔離和接地開(kāi)關(guān)它位于工作艙口下面，線路斷路器室的右側(cè)此開(kāi)關(guān)有兩個(gè)功能：它用于在正常模式（架空電網(wǎng)供電）和車(chē)間供電模式（通過(guò)PH箱處的車(chē)間供電插座供電）以及系統(tǒng)接地之間切換。（ 3. ） 高速斷路器是對(duì)過(guò)電流（如短路、接地）的迅速高效保護(hù)裝置，此斷路器設(shè)計(jì)為一旦檢測(cè)到過(guò)流即迅速反應(yīng)，通過(guò)電弧發(fā)生時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的瞬間過(guò)電壓將電弧抑制。廣州地鐵一號(hào)線車(chē)輛的每單元

7、A 車(chē)裝有兩臺(tái)高速斷路器，分別與本單元的B 和 C 車(chē)連接。高速斷路器（HSCB）是一個(gè)單極的直流斷路器，帶有電磁控制和自然冷卻。它包括自身的直接瞬時(shí)過(guò)流釋放，其值是可調(diào)的。2）線路濾波器：線路濾波器是由電容和電感組成的一種能量?jī)?chǔ)放裝置，可以在斬波器導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)吸收和釋放能量，使電機(jī)電流平滑，并減少車(chē)輛在牽引和電制動(dòng)時(shí)對(duì)接觸網(wǎng)電壓的影響。3）牽引逆變器：接觸網(wǎng)直流供電車(chē)輛交流傳動(dòng)時(shí)必須采用牽引逆變器，如廣州地鐵一號(hào)線車(chē)輛的牽引逆變器是電壓源連接逆變器，通過(guò)3000A/4500V 斬波器 GTO與逆變器相連接，驅(qū)動(dòng)四個(gè)并聯(lián)的三相交流牽引電機(jī)，它還能執(zhí)行電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)。運(yùn)行工況： VVVF將接

8、觸網(wǎng)得到的直流電源轉(zhuǎn)換為三相變頻變壓電源，驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)。制動(dòng)工況： VVVF將電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，反饋回接觸網(wǎng)，此為再生制動(dòng)。由于網(wǎng)壓過(guò)高，未被吸收的電能由制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換為熱能散逸，這就是電阻制動(dòng)。4）制動(dòng)電阻：在電阻制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電阻將未能再生部份的電能吸收過(guò)去，轉(zhuǎn)換為熱能散逸到大氣中。5）牽引單元：牽引單元包括牽引電機(jī)、聯(lián)軸節(jié)和齒輪箱等。三相牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)聯(lián)軸節(jié)和齒輪箱驅(qū)動(dòng)輪對(duì)。6）輔助設(shè)備（ 1） DC/AC逆變器：廣州地鐵二號(hào)線6 輛編組的列車(chē)設(shè)計(jì)了PH箱和 PA 箱牽引逆變器。每個(gè)逆變器箱里安裝一個(gè)牽引逆變器和一個(gè)高壓設(shè)備（PH箱）或輔助逆變器（PA箱）。牽引逆變器驅(qū)動(dòng)

9、四個(gè)三相牽引電機(jī)，這些電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)向架的四個(gè)軸。車(chē)輛通過(guò)車(chē)頂?shù)氖茈姽杉芸针娋W(wǎng)供電。（ 2）蓄電池箱充電器蓄電池充電器用作供應(yīng)車(chē)載直流電，廣州地鐵二號(hào)線車(chē)輛蓄電池充電器安裝位置如圖7 11所示。它由架空網(wǎng)供電，從輸入到輸出有一個(gè)直流電的隔離。在端子上，有一個(gè)額定直流126V的電壓供應(yīng)低壓負(fù)載端子+BN和為蓄電池充電端子+B。蓄電池充電遵循CVCC（恒壓 / 恒流）曲線。（ 3）蓄電池箱每列車(chē)單元必須配有一定數(shù)量蓄電池箱，由于車(chē)輛配重的要求，通常置于拖車(chē)車(chē)底架上。如廣州地鐵二號(hào)線每列車(chē)單元配有兩個(gè)蓄電池箱，安裝A 車(chē)車(chē)底架上，如圖7 11 所示。該蓄電池包括80 個(gè)鎳 - 鎘電池單元，類(lèi)型

10、為FNC 232 MR。每個(gè)電池單元的額定電壓是1.2V ，并且當(dāng)放電率為5 小時(shí)時(shí)，容量為140 安時(shí)。安裝形式是80 個(gè)電池單元串聯(lián)在16 個(gè)不銹鋼的隔柵中，用鍍鎳銅板連接隔柵內(nèi)部的電池單元，串聯(lián)的隔柵之間是用無(wú)鹵的銅線連接的，隔柵連接和布線見(jiàn)圖 7-13 所示。7） DC/DC變換器：靜態(tài)輔助電源變換器（完全靜態(tài)結(jié)構(gòu)）輸出直流110V 電壓，驅(qū)動(dòng)所有110V 直流負(fù)載。如照明、牽引控制單元等，包括對(duì)蓄電池充電，為其提供冗余量。8）空氣制動(dòng)系統(tǒng)：包括空壓機(jī)單元、空氣控制屏、空氣干燥器、儲(chǔ)風(fēng)缸（主風(fēng)缸、制動(dòng)供風(fēng)缸、空氣彈簧缸、門(mén)控風(fēng)缸等）和裝在轉(zhuǎn)向架上的基礎(chǔ)制動(dòng)單元。9）列車(chē)自動(dòng)控制裝置（A

11、TC）ATC系統(tǒng)包括微機(jī)自動(dòng)駕駛（ATO）、自動(dòng)監(jiān)控（ ATS）和自動(dòng)保護(hù)（ATP）。ATO將執(zhí)行除“啟動(dòng)”外的列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行（自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)停車(chē)、定點(diǎn)停車(chē)）。ATP將執(zhí)行列車(chē)安全速度和列車(chē)安全間隔的功能，當(dāng)潛在的不安全條件產(chǎn)生時(shí)，ATP將施加緊急制動(dòng)。 ATP車(chē)輛接口設(shè)備將包括：速度計(jì)、 天線、司機(jī)室顯示器、 控制器、 電源適配器和ATO/ATO車(chē)載控制設(shè)備。ATS將執(zhí)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換道岔、排列進(jìn)路。10）列車(chē)故障自診斷系統(tǒng)列車(chē)采用微機(jī)故障自診斷系統(tǒng)，用便攜式數(shù)據(jù)采集器采集各種有關(guān)數(shù)據(jù)。另外在軸箱上還裝有速度傳感器、接地裝置；在列車(chē)前端裝有 ATC 傳感器安裝架；還有輪緣潤(rùn)滑裝置等。5轉(zhuǎn)向架的組成結(jié)

12、構(gòu)及各組成部件的功用是：參考答題要點(diǎn)：1）構(gòu)架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，它把轉(zhuǎn)向架的零、部件組成一個(gè)整體。故它不僅承受、傳遞載荷及作用力，而且它的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸都應(yīng)滿足零、部件組裝的要求（如制動(dòng)裝置、彈簧減振裝置、軸箱定位裝置等的安裝）。2）輪對(duì)軸箱裝置軸箱與軸承裝置是聯(lián)接構(gòu)架和輪對(duì)的活動(dòng)關(guān)節(jié)，使輪對(duì)的滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為車(chē)體沿著軌道的直線運(yùn)動(dòng)。輪對(duì)沿鋼軌的滾動(dòng)同時(shí)，除承受車(chē)輛的重量外，還傳遞輪軌之間的其它作用力，包括牽引力和制動(dòng)力。3）彈性懸掛裝置為了保證輪對(duì)與構(gòu)架、轉(zhuǎn)向架與車(chē)體之間聯(lián)接，同時(shí)減少線路不平順和輪對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)車(chē)體的影響（如垂直振動(dòng)，橫向振動(dòng)等），在輪對(duì)與構(gòu)架、轉(zhuǎn)向架與車(chē)體之間裝設(shè)有彈性懸掛裝置，

13、前者稱(chēng)為軸箱懸掛裝置，后者稱(chēng)中央懸掛裝置，也可稱(chēng)一系懸掛裝置和二系懸掛裝置。彈性懸掛裝置包括彈簧、減振器及定位裝置等。4）制動(dòng)裝置為對(duì)運(yùn)行中的列車(chē)進(jìn)行調(diào)速或使其在規(guī)定的距離內(nèi)停車(chē)，必須安裝制動(dòng)裝置，其基礎(chǔ)制動(dòng)裝置吊掛于構(gòu)架上，它的作用是使制動(dòng)缸的空氣壓力轉(zhuǎn)化為閘瓦壓向車(chē)輪的力，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。5）牽引電機(jī)與齒輪變速傳動(dòng)裝置這是動(dòng)力轉(zhuǎn)向架所特有的一套裝置，非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架沒(méi)有此裝置，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架通過(guò)它使?fàn)恳姍C(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為輪對(duì)或車(chē)輪上的轉(zhuǎn)矩，利用輪軌之間的粘著作用，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛沿著軌道運(yùn)行。6分析和比較碳素鋼、鋁合金和不銹鋼三種車(chē)體的綜合性能。參考答題要點(diǎn)：1）車(chē)體輕量化一般的車(chē)輛的車(chē)體大多采用普通碳素

14、鋼制成的有眾多縱、橫型材構(gòu)骨架和外包板結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)閉口的筒形薄殼整體承載結(jié)構(gòu)，一般自重達(dá)10t 13t。一般不銹鋼車(chē)體自重比普通碳素鋼可減輕1t2t 。鋁合金全車(chē)的底板、側(cè)墻、車(chē)頂均采用大型中空截面的擠壓鋁型材拼焊而成，與鋼制相比焊接工作量減少40%，制造工藝大為簡(jiǎn)化，重量可減輕3t 5t 。2）車(chē)體腐蝕狀況由于長(zhǎng)期風(fēng)雨侵蝕，溫度、濕度的變化，空調(diào)造成的結(jié)露以及清洗等，對(duì)車(chē)體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。（ 1）碳素鋼車(chē)體以前的碳素鋼車(chē)體，車(chē)體的雨檐周?chē)T(mén)口及車(chē)窗周?chē)牧⒅?、墻板、地板等處容易被腐蝕，6 年之后要進(jìn)行局部修補(bǔ)，10 年后要進(jìn)行部分改造，20 年后還要進(jìn)行大的改造。如此反復(fù)修補(bǔ)、改造，

15、 30 年后的車(chē)輛基本上就要報(bào)廢了。（ 2）鋁合金車(chē)體鋁合金車(chē)體除了車(chē)鉤部分及車(chē)體內(nèi)的螺釘座使用碳素鋼外，其它部位均為鋁合金。目前的城軌車(chē)輛鋁合金車(chē)體已經(jīng)使用大型鋁合金擠壓型材。通過(guò)對(duì)運(yùn)營(yíng)后鋁合金車(chē)體腐蝕情況進(jìn)行的調(diào)查表明：雨檐、門(mén)口、窗口周?chē)暗准芏瞬?、?chē)體側(cè)面的焊接熱影響區(qū)處發(fā)生了腐蝕。但和碳素鋼車(chē)體相比較，腐蝕程度很輕，對(duì)車(chē)體的強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生影響，只要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行定期維護(hù)。（ 3）不銹鋼車(chē)體不銹鋼車(chē)體具有耐腐蝕、免維修等特點(diǎn)。不銹鋼車(chē)體不用象碳素鋼車(chē)體那樣預(yù)留腐蝕裕量，全部使用調(diào)質(zhì)壓延鋼板，55%使用薄板，以實(shí)現(xiàn)輕量化。而枕梁、牽引梁、彈簧座、車(chē)鉤座等部位，由于形狀復(fù)雜，采用弧焊結(jié)構(gòu)，所以采

16、用了耐候鋼材料。象這樣全車(chē)大部分都采用不銹鋼材料的車(chē)體，除枕梁、牽引梁等涂漆部分需要適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)之外，其余基本上沒(méi)有腐蝕，根本不用修補(bǔ)，所以初期制造的不銹鋼車(chē)現(xiàn)目前還在運(yùn)用中。3）制造成本（ 1）材料成本在分析碳素鋼車(chē)、鋁合金車(chē)、不銹鋼車(chē)的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，必須先確定各種車(chē)的樣式。從材料來(lái)講，車(chē)體的成本：碳素鋼車(chē)體<不銹鋼車(chē) <鋁合金車(chē)。（ 2）加工成本碳素鋼車(chē)體和鋁合金車(chē)體都采用弧焊，所以修整工作較多。尤其是鋁合金車(chē)體，為防止底架接頭處的角部產(chǎn)生應(yīng)力集中，要增加打磨加工焊縫的工作。不銹鋼車(chē)體采用點(diǎn)焊，所用焊接材料少，焊接熱量少，不容易發(fā)生變形，所以基本上不需要修整及加工焊縫。可以看出車(chē)體的制造成本：碳素鋼車(chē)體制造成本最低，不銹鋼車(chē)體次之，鋁合金車(chē)體制造成本最高。鋁合金車(chē)體要比碳素鋼車(chē)體高出70%，不銹鋼車(chē)體要比碳素鋼車(chē)體高出14%。4）維修管理車(chē)體采用不銹鋼和鋁合金材料，主要是為了提高車(chē)輛的耐腐蝕性和輕量化，還有使車(chē)輛的維修管理及運(yùn)營(yíng)更加合理化。以前的車(chē)輛雖然也采用耐候鋼，但是無(wú)法和不銹鋼相比，經(jīng)過(guò)十年，局部就會(huì)被腐蝕，必須進(jìn)行修補(bǔ)，這樣除了修理所需費(fèi)用以外，由于車(chē)體更新會(huì)使運(yùn)營(yíng)率下降，