《铁路车辆》PPT课件.ppt

西南交通大学,第一章 铁路车辆,本章要点： 1.车辆分类及型号 2.车辆基本构成: 转向架 制动系统 3.车辆技术经济指标,西南交通大学,一.铁路车辆的特点： 无动力（一般为货车） 载重量大（50100吨） 型号比较多： 客车:硬坐，软坐，硬卧，软卧，邮政，行李,餐车等共18种。 货车:棚车, 敞车，平板车，罐车，保温车，矿石车，煤车，守车，长大车，特种车等共15种。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,二.分类 1.按车轴数分 二轴车（已淘汰） 四轴车（主型车） 六轴车（俄罗斯采用） 多轴 2.按载重分 50t 60t 主型车（四轴车） 90t 俄罗斯（六轴车）,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,三.铁路车辆的基本构造 车辆组成: 1.车体 2.底架 3.走行部 4.车钩缓冲装置 5.制动装置,1.1 车辆基本构造,1、车体 2、车底架；3、车钩缓冲装置 4、走行部 5、制动装置,西南交通大学,车体是旅客乘坐或装载货物的部分，装在车底架上。车体一般和车底架构成一个整体，支承在转向架上，其结构与车辆的用途有关。 货车按用途可分为通用货车、专用货车、特种货车等。通用货车包括平车（N）、敞车（C）、棚车（P）、保温车（B）、罐车（G）和守车（S）等。 敞车约占货车总数的60，棚车约占货车总数的20，平车约占货车总数的5.4。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,专用车有家畜车、水泥车、漏斗车、自翻车和集装箱专用平车等。 特种货车有长大平车、落下孔车、凹型车、钳夹车等。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,（一）车体,1.几种主要货车车体 敞车（车体具有0.8m以上的侧墙，端墙，无车顶。）,用途：运送不怕湿的散装的货物,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,2.棚车（车体具有车顶，门窗，外刚内木。）,用途：1.运送怕湿的贵重物品 2.可代替客车,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,3.平板车（一般无侧墙，端墙，有的具有极低的端 墙与侧墙。）,用途：运送汽车、坦克、原木、钢轨,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,4.长大货车 长大平板车（D22型，载重120t),1.1 车辆基本构造,凹型车（D10型，载重90t）,西南交通大学,落下孔车（D17型，载重250t）,1.1 车辆基本构造,钳夹车（D20型，载重280t）,西南交通大学,N17型平车（单位mm）,C64型敞车（单位mm） 1手制动机；2上侧梁；3侧墙；4斜撑；5侧柱；6下侧门；7侧门；8上门锁；9下侧门搭扣；10角柱；11端墙；12横带；13上端梁；14下门锁。,西南交通大学,P62棚车（单位mm） 1侧墙 2侧门 3通风口 4车顶 5扶梯 6端墙 7手制动机,G17型粘油罐车示意图 1进入孔 2安全阀 3卡带 4加温套 5垫木 6鞍板 7进汽管,西南交通大学,B6型加冰冷藏车（单位mm）1手制动机；2侧墙；3车顶；4车门；5检温装置；6冰箱；7地板；8离水格子；9车顶走板；10冰箱盖；11排水阀盖；12通风口盖。,西南交通大学,B19型机械冷藏车 1进风口；2压缩机、冷凝器、冷凝器通风机；3电热器；4蒸发器；5蒸发器通风机；6通风道；7排风口；8压缩机冷凝器机罩；9货物间。,西南交通大学,X6A型集装箱车示意图（单位mm） 1手制动机；2端梁； 3斜撑；4枕梁；5侧梁；6小顺梁；7门止档；8中梁；9固定式锁闭装置；10翻转式锁闭装置；11横梁。,西南交通大学,D9型凹型车示意图,D17型长大货物车示意图 1转向架 2车底架 3落下孔 4支承梁,西南交通大学,D20型钳夹式车示意图（单位mm）,西南交通大学,D30型双联平车示意图（单位mm） 1转向架 2车底架 3转动鞍座 4卡带,西南交通大学,（二） 底架,1.1 车辆基本构造,1 车底架的结构形式 车底架是车体的基础。它承受车体和所装货物的重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。在列车运行时，它还承受机车牵引力和列车运行中所引起的各种冲击力，所以必须具有足够的强度和刚度。,货车车底架 1端梁；2、7枕梁；3纵梁；4侧梁；5横梁；6中梁。,西南交通大学,2.底架受力情况 a.垂直力 （垂直载荷）：车体，货物 b.纵向力 ：拉伸力、压缩力 中梁承受5/8的垂直载荷，9/10的纵向力。因此，中梁的几何尺寸最大。 为了减轻重量，中梁与枕梁一般都做成箱形;侧梁、端梁、等均为单根型钢。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,3.车体承载特点及其结构 底架承载结构： 特点：全部垂直载荷都由底架承担，如平板车 结构：中梁由变截面箱形梁构成；侧粱由变截面工字梁构成。 侧壁与底架共同承载结构 特点：由于侧墙，端墙与车底架连为一体，故垂直载荷部分由侧壁承担，如敞车。 结构：中侧梁截面减少，可为等截面。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学, 整体承载结构 特点：车顶，侧壁，车底架连为一体，整体受力，如棚车，罐车。 结构：底架各梁截面的几何尺寸可更小。 结论：车体形式不同，可使底架结构及尺寸发生变化，甚至是较大的变化，如罐车就可省去中梁。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,（三）走行部,1.铁路车辆与公路车辆的 区别： a.车体和底架与走行部 可分离 b.车轴与车轮为一整体 2.走行部构成： （1）轮对 （2）轴箱油润装置 （3）弹簧减震装置 （4）侧架 （5）摇枕弹簧装置,1.1 车辆基本构造,1轴箱装置；2轮对；3侧架；4弹簧减震装置；5摇枕；6旁承；7下心盘。,西南交通大学,3.转向架分类： a.按用途分为: 客车 、货车 b.按结构分为： （1）拱板式（已淘汰） （2）铸钢侧向架式: 轴箱一体式 轴箱组合式 导框式 转8A，主型 径向式 尚未使用 c.按轴数分： （1） 两轴（主型） （2） 三轴 （3） 多轴,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,4.转向架功能 （1） 减少机车车辆曲线运行阻力 （2） 增加车辆运行平稳性 （3） 便于检修,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,西南交通大学,客车转向架,客车转向架采用二系弹簧，其摇枕所承受的重量先要传给一系摇枕弹簧，再经摇枕吊、转向架构架传给二系弹簧后，再传给轴承。采用二系式弹簧装置，进一步改进了转向架的减振性能。它具有较高的平稳性，更适合高速运行。,客车转向架,准高速转向架,西南交通大学,转K1转向架三维图,西南交通大学,转K1转向架爆炸图,西南交通大学,转K2转向架三维图,西南交通大学,转K2转向架爆炸图,西南交通大学,（四）走行部构造简介,1.轮对 1）对轮对的要求：强度高自重小；具有一定的弹 性；较小的运行阻力；耐用。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,3） 轮缘及踏面, 踏面采用特殊几何形状的原因 直线运行：减少蛇行行动，自动斜偏。 曲线运动：减少滑动。 过道岔： 减少撞击。, 几何形状,1.1 车辆基本构造,2） 特点：车轮压装在 车轴上，成为一体。,西南交通大学,车辆在直线上运行时，如果轮对中心线与线路中心线不一致时，造成轮对的两个车轮一个导前，一个滞后。则导前车轮以踏面外侧小直径圆周滚动，滞后车轮以踏面内侧大直径圆周滚动。因此，同样转数，导前车轮滚动距离短，滞后车轮滚动距离长，从而自动纠正两车轮位置，使两车轮重新处于平行或前后变位，以减少轮缘磨耗,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,车辆在曲线上运行时，由于离心力的作用，使外轨上的车轮轮缘紧靠钢轨，内轨上的车轮轮缘则远离钢轨。于是在外轨上的车轮以踏面内侧大直径圆周滚动，在内轨上的车轮以踏面外侧小直径圆周滚动。从而在相同转数内，外轨上的车轮滚动距离长，内轨上的车轮滚动距离短，正好与曲线上外轨长内轨短相适应，可使两轮同时通过曲线，以减少车轮在钢轨上滑行。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,车辆通过道岔时，由于车轮踏面外侧有1:10的坡度，当1:20的坡度的踏面磨耗后，踏面外侧与基本轨或翼轨间尚有一定间隙，不致于互相接触而产生作用力，造成障碍，从而可以安全通过道岔,1.1 车辆基本构造,西南交通大学, 踏面的擦伤： 滑行引起，使斜面变成平面。 踏面的剥离： 踏面表面金属成片状剥落，形成小凹坑。 磨耗 垂直磨耗 踏面的磨损 侧磨 轮缘磨损,4） 车轮的损伤：,1.1 车辆基本构造,西南交通大学, 采用空心车轴，减轻轮对重量； 采用小半径车轮，减少轮对冲击力，改善车辆运行品质； 改变踏面的几何形状，采用磨耗型踏面。,5） 轮对的改进与发展,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,2.弹簧减振装置, 作用 缓和削减振动 提高车辆的运行品质 延长车辆、线路寿命 组成 弹簧 缓和冲击力 摩擦楔块 削减振动能量, 作用原理 车辆运行产生振动通过弹簧缓和经摩擦楔块的主摩擦面与副摩擦面以热的形式将振动能量转换。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,1、双卷圆弹簧；2、摩耗板；3、斜楔铁；4、摇枕。,西南交通大学, 几点补充：,1.弹簧类型：钢弹簧类型:扁弹簧 圆弹簧 橡胶弹簧 重量轻，减振效果好； 空气弹簧 柔度大，吸振效果好。 2.弹簧静挠度 在静载荷作用下，弹簧所产生的 弹性变形（弹簧自由高度与荷重高度之差）。,1.1 车辆基本构造,3.弹簧刚度 使弹簧产生单位挠度的载荷 (c ： 弹簧的刚度 p ：载荷 f ：弹簧挠度),西南交通大学,5.一系与二系式弹簧 一系式 仅在侧架中部装有一组弹簧，如转 二系式 在侧架与轴箱间再加一组弹簧，客车转 向架采用二系式。,4.弹簧柔度 弹簧在单位载荷下的弹性变形量 (i:弹簧柔度）,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,客车减振装置 液压减振器，装于侧架中部。 利用油液通过心阀节流孔产生阻力，阻力大小与油液的流速、节流孔的形状和孔径的大小有关,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,7.侧架与摇振 （）侧架 如铸钢框架结构。 （）摇枕 为箱形变截面结构，中部装 有下心盘。 （）作用：a.支撑车体传递载荷 b.联系各个部件成一整体,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,侧架与摇枕是转向架的主要部件。摇枕具有箱形断面，并制成鱼腹形。,侧 架,摇 枕,转K2转向架摇枕及侧架,西南交通大学,.轴箱油润装置,1.1 车辆基本构造,轴箱油润装置的作用是将轮对和侧架联结在一起，保持轴颈与轴承的正常位置；将车辆的重量传给轮对；保护轴颈，使轴承与轴颈间得到润滑，减少摩擦，防止在高速运行条件下发生热轴；防止尘砂、雨水等异物进入轴承及轴颈等部分，保证车辆安全运行。,西南交通大学,轴箱组成示意图,1、轴瓦；2、瓦垫；3、前卷；4、后卷； 5、中卷；6、轴箱体；7、防尘板。,滚动轴承轴箱,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,（五）车钩缓冲装置,.作用： 连接车辆 传递牵引动力 缓和减少冲击 .组成 车钩 缓冲器 钩尾框、钩尾销 前从板、后从板,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,.车钩缓冲装置的设置位置,1.1 车辆基本构造,装于车底中梁两端的牵引梁内,上作用式车钩装置图,西南交通大学,.车钩,.类型： 1号, 号 .组成： 钩头 钩舌两车梁的连接部分 钩锁铁控制钩舌 钩舌推铁提动钩舌张 锁销 a.使车钩处于需要的状态 b.防止自然开钩 锁销杆 钩身传递力 钩尾与钩尾框连接,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,西南交通大学,.车钩“三态”,运输对车钩的要求： 1.方便车辆的连接 2.方便车辆的分离 3.列车运行时车钩牢固的连接 a.车钩闭锁位置： 两车辆连接状态时的车钩状态,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,特点：（）锁闭位置的形成是自动的， 由相邻的两车撞击而形成； （）钩锁铁处于最低位置， 嵌于钩舌尾部，使钩舌不能转动； （）钩锁销落下被卡 ，起防跳作用。 注：当列车运行时车钩必须位于锁闭位置,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,西南交通大学,西南交通大学,b.车钩开锁位置 两车辆准备分离时车钩的状态 特点： （）钩锁铁脱离钩舌尾部，此时，钩舌受力时可以转动； （）钩锁铁的运动需要外力通过锁杆销带动； （）无外力作用，钩锁铁不会自动落下。 注：当两连挂车辆需要分离时必须有一车钩处于开锁位置。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,西南交通大学,c.车钩全开位置 两车辆连挂时的车钩状态 特点: (1)钩锁铁上升到最高位置； (2)钩锁铁的上升带动钩舌锁铁做水平运动施力于钩舌根的后部，使钩舌转开。 注：连挂时其中一车钩必须是全开状态，另一车钩必须是锁闭状态。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,西南交通大学,.缓冲装置,.作用： 缓和与减少对车辆的纵向冲击力 力的作用顺序： 牵引：车钩钩尾销钩尾框后从板缓冲器前从板前从板座牵引梁 制动或连挂： 车钩前从板缓冲器后从板后从板座 牵引梁 .类型： (1)环簧式 号 (2)橡胶式 型,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,C.构造及其原理,a.2号缓冲器 组成： 弹簧盒 弹簧:1.外环弹簧 2.内环弹簧,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,b.MX1型缓冲器,组成： 箱体 摩擦部分楔块、压块 恢复部分橡胶片 特点： 1.利用橡胶的弹性变形缓和冲击力 2.利用橡胶分子的摩擦消耗能量 3.利用楔块、压块间的摩擦消耗能量,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,缓冲器性能表,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,（六）制动装置,.车辆制动系统 组成： ）空气制动机 主要部分，其工作以压缩空气为力源； ）手制动机 力源是人力； ）基础制动 力的扩大装置。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,.空气制动机 （1）空气制动机应当具备的功能 a.提供足够的制动力；（保证列车在规定的距离内停车） b.制动力均匀一致； c.具有紧急制动的性能； d.列车在行驶途中发生分离时，能自动停车。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,(2)空气制动机的组成 空气制动机的部件，一部分装在机车上，另一部分装在车辆上。装在机车上的有空气压缩机、总风缸、制动阀等。由空气压缩机产生的压缩空气贮存在总风缸内。列车中车辆的制动与缓解作用，由机车司机操纵制动阀来实现。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,(2)空气制动机的组成 1)制动主管 设于车底架中梁，贯通于整个车体，用于输送压缩空气的金属管。 2)软管与折角塞门 软管用于连接主管;折角塞门安装在制动主管的两端，用以开通或关闭主管与软管之间的压缩空气通路，以便车辆的摘挂。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,3)制动支管与截断塞门 制动支管位于主管中部与车辆三通阀相连;截断塞门是支管上的开关,用于控制支管的关闭。 截断塞门安装在制动支管上，用以开通或遮断制动支管的空气通路。它平时总在开放位置，只有当车辆上所装的货物按规定应停止制动机的作用，或当制动机发生故障时，才将它关闭，以便停止该辆车的制动机作用。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,4)三通阀 空气制动机的关键部件.三个通路：列车支管，副风缸，制动缸。 5)离心集尘器 装于三通阀与支管间，起过滤空气的作用。 6)副风缸 存储压缩空气，供车辆制动时使用。 7)制动缸 输出制动力。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,制动装置图,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,(3) 工作原理: “增压缓解 减压制动”,1.1 车辆基本构造,压缩空气,西南交通大学,1.1 车辆基本构造,b.减压制动过程： 制动阀处于制动位 主管与大气相通 主管压力下降 三通阀动作,制动缸 杆伸出,制动缸与副风缸接通 副风缸与主管通路关闭 制动缸与大气通路关闭,制动,西南交通大学,制动原理图,c. 工作特点： 1）增加了列车工作可靠性 2）使列车各车辆具有较为一致的制动动作 3）当列车在途中发生分离时能自动停车,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,（4）空气制动机主要附属装置 a.紧急制动阀 在紧急制动时，将制动管的风直接排向大气，不再送入制动缸，使制动管产生强烈的局部减压作用大大提高制动管的减压速度，从而保证列车起紧急制动作用。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,b.缓解阀 当货物列车到达解体站后，机车摘下入段，而车列中的制动机仍处于制动状态。在这种情况下，就不可能用向制动主管充气的办法来使制动机缓解，而只能用降低副风缸的压力达到缓解目的。因此在货车的副风缸上都装有缓解阀。使用时，拉动缓解阀，使副风缸的压缩空气经缓解阀排出，副风缸内的空气压力低于列车主管的空气压力，三通阀主鞲鞴就动作，滑阀随其移动，使制动缸内的空气排出大气，闸瓦离开车轮而缓解。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,c.空重车调整装置 在装有空重车调整装置的制动机上，如果将空重车转换手把放在空车位置时，空重车转换塞门被打开，使制动缸与降压风缸连通。在这种情况下进行制动时，副风缸的压缩空气在进入制动缸的同时，也进入降压风缸中，由于容积的扩大，降低了进入制动缸内的空气压力，因而产生较小的制动力；当转换手把放在重车位时，降压风缸与制动缸间的通路被阻，制动时副风缸中的压缩空气经三通阀直接进入制动缸而产生较大的制动力。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,3.手制动机,a.位置： 安装于车辆端部,通过人力进行车辆制动 b.用途： 1）调车时用于车辆、车组调速； 2）当车辆或车辆停于站线上时，用于防溜； 3）其他情况下的制动。 c.类型 1）链条式 2）螺杆式,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,4.基础制动装置,位置： 装于车底架下部的杠杆系统，是力的放大装置，能将空气制动机或手制动机输出力扩大数倍。 类型： 1） 单闸瓦式 2） 双闸瓦式 3） 多闸瓦式 4） 盘形制动式,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,5.几个有关制动的基本概念,1） 空气波与空气波速 当列车制动时，列车主管的压缩空气密度从前至后递减，这种压缩空气的运动，称为空气波。空气波的运动速度称为空气波速。 空气波速： L 列车主管总长度； t1 主管空气流动时间即主管前端开始减压至尾端开始减压的时间。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,2） 制动波与制动波速 列车制动动作由前至后依次发生，称为制动 波。其制动动作发生速度称为制动波速。 制动波速： L 列车长度； t2 制动波传播时间，即制动阀开始动作瞬间至最后一辆车开始制动时为止。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,3） 制动倍率（） 全车总闸瓦制动压力 制动倍率 制动缸勾贝总压力 注： 制动倍率为79倍为宜； 制动倍率过大表明过分依赖杠杆的扩大功能，当闸瓦有少量磨耗时，将会导致制动力显著变化； 制动倍率过小，需要增加副风缸容积与制动缸直径。,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,4） 传动率（） 由于基础制动装置的杠杆作用及制动缸弹簧等存在的阻力,实际闸瓦压力比理论压力低，两者之比称为传动效率。 全车实际闸瓦压力 传动率 全车总理论闸瓦压力,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,6.轨道电磁制动,A.磁轨制动：通过电磁作用，使该设备上的摩擦板与钢轨摩擦而产生制动力,B.轨道涡流制动：电磁铁与钢轨间的相对速度引起电涡流作用形成制动力,1.1 车辆基本构造,西南交通大学,一.车辆标记 1.产权制造标记 （1）国徽 国际联运客车悬挂 （2）路徽 凡属铁道部车辆都涂有路徽，货车侧梁装有产权牌 （3）企业自备车侧墙涂有“企业自备车”字样 2.车号：车辆识别标记 车号： 型号：基本记号 YZ 辅助记号 YZ25 号码：YZ2523456,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,3.车辆性能标记 （1）自重车辆空车时自身的质量（t） （2）载重车辆允许的最大装载质量（t） （3）全长车辆两端钩舌(闭锁位)内侧之间水平距离(m) （4）换长车辆的换算长度，计算保留一位小数位数。四舍五入 车辆的全长 换长 11,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,4、定期修理标记 为保证车辆的技术状况良好，需要对车辆进行分阶段分层次的定期维修。定期修理标记，主要包括：厂修标记、段修标记、辅修标记和轴箱检查标记四类。,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,(1)厂修标记:每6年进行一次。 (2)段修标记:每1.5年进行一次。 (3)辅修标记：每半年进行一次。 (4)轴检标记：轴检每三个月进行一次。,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,5.特殊标记,1.2 车辆标记和车辆技术参数,西南交通大学,二.车辆技术经济参数,自重 1