铁道概论4.车辆设备剖析.ppt

第四章 铁道车辆,了解车辆的作用和分类 掌握车辆的基本构造及各组成部分的作用 掌握车辆有关标记 了解车辆主要技术参数及含义 了解车辆的检修基本情况 了解高速铁道车辆的基本知识,学习目标：,第四章 铁道车辆,一、车辆的分类1.用途及特点 铁路车辆是运送旅客和货物的工具。一般车辆没有动力装置，需要把车辆连挂成列，由机车牵引，才能在轨道上运行。2.分类（1）按用途分：客车、货车、特种用途车,第一节 车辆分类与作用,运送旅客：硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、双层客车；服务旅客：餐车、行李车；特种用途：邮政车、公务车、卫生车、试验车、空调发电车等。,客车有三大类,A.通用货车能装运多种货物的车辆。如：棚车、敞车、平车。B.专用货车专供装运某些种类货物的车辆。如：冷藏车、罐车、家畜车、水泥车、漏斗车、自翻车、集装箱车等。C.特种货车：凹型车、落下孔车、钳夹车等。,货车三大类,（2）按轴数分：四轴车、六轴车、多轴车（3）按载重分：50t、60t、75t、90t等,双层客车,餐车,行李车,货车,D38钳夹车,铁路车辆的基本构造由车体、走行部、车钩缓冲装置、制动装置和车辆内部设备等五部分组成。,第二节 车辆的基本构造,1、走行装置；2、制动装置；3、车钩缓冲装置；4、车体；5、车辆内部设备,一、走行装置 走行装置是支撑车体，承担车辆自重和载重并在钢轨上行驶的部分。一般多采用转向架的结构形式。由两条或两条以上的轮对、轴承装置、构架、摇枕弹簧减振装置和基础制动装置等配件组成一个独立的结构。车辆的走行装置大多由两台二轴转向架组成。一般转向架主要由轮对轴箱装置、侧架和摇枕（构架）、弹簧减振装置、基础制动装置等部分组成。动车转向架还有驱动装置,第二节 车辆的基本构造,转向架是车辆最关键、最重要的部件之一。客货转向架组成部分虽然大致相同，但货车转向架结构相对简单，客车转向架结构要复杂，性能更好。转向架型号很多，尤其是客车转向架型号较多。,第二节 车辆的基本构造,动车组转向架,轨道车辆转向架,轨道车辆转向架,380高速转向架,转K7转向架,1、轮对轴箱装置轮对直接向钢轨传递重量，通过轮轨之间的粘着产生牵引力和制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移）。轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能通过轮对适应线路不平顺等条件，相对于构架上下、左右和前后运动。轮对除传递车辆的重量外，还传递轮轨之间的各种作用力。轮对是由一根车轴和两个车轮组成。组装时采用过盈配合，在车轴压装机上将车轮装于车轴两端。,轮对,轴箱装置,2构架（客车）构架是转向架的基础，它把转向架的各个零、部件组成一个整体。故它不仅承受、传递各种载荷及作用力，而且它的结构、形状和尺寸都应满足各零、部件组装的要求（如应满足制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位装置等安装的要求）。货车转向架一般由侧架和摇枕组成。,转K7型转向架,3、弹簧减振装置（悬挂装置）为减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态的影响，转向架在轮对与构架或构架与车体（摇枕）之间，设有弹性悬挂装置。前者称为轴箱悬挂装置，后者称摇枕（或中央）悬挂装置，也可称一系悬挂装置和二系悬挂装置。一系悬挂装置用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，并保证车辆运行平稳性。它包括轴箱弹簧、垂向减振器和轴箱定位装置等。二系悬挂装置（车架/体与转向架间的连接装置）用以传递车体与转向架间的垂向力和水平力，使转向架在车辆通过曲线时能相对于车体回转，并进一步减缓车体与转向架间的冲击振动，同时必须保证转向架安定。它包括二系弹簧、各方向减振器、抗侧滚装置和牵引装置等。,货车的弹簧减振装置一般采用钢制螺旋圆弹簧、摩擦斜楔；客车的弹簧减振装置除使用钢制螺旋圆弹簧外，还主要采用了空气弹簧、油压减振器、橡胶弹簧等。,PW-200型客车转向架弹簧减振装置,4基础制动装置基础制动装置，其作用是传递和放大制动缸的制动力，传给闸瓦（或闸片），使其压紧车轮（或制动盘），使转向架内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力（即制动力），产生制动作用。目前，客车转向架大都采用盘形制动方式。货车主要采用踏面制动。,货车转向架基础制动装置（闸瓦）,盘形制动,二、车体车体是车辆上供装载货物或乘客的部分，又是安装与连接车辆其他组成部分的基础。车体以钢结构或轻金属结构为主。（1）货车车体的主要组成部分包括侧壁（墙）、端壁（墙）车顶等。车体的钢结构由许多纵向梁和横向梁（柱）组成，车体底架通过心盘或旁承支承在转向架上。（2）客车车体为全金属焊接结构，由底架、侧墙、车顶和端墙等四部分焊接而成。在钢骨架外面焊有金属地板。侧墙板、车顶板和端墙板，形成一个上部带圆弧下部为矩形的封闭壳体，俗称薄壁筒形结构车体。,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,车底架：车底架就是由各种纵向和横向钢梁组成的长方形构架。它承托着车体，是车体的基础。车底架承受上部车体及装载物的全部重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。（1）货车的车底架一般由中梁、侧梁、枕梁、横梁、端梁及地板横梁等组成。（2）客车车底架的构造和货车底架相似。但是，由于客车两端必须设置通过台，所以它的小梁伸出端梁之外，和通过台端梁、侧梁组成通过台架。在通过台端梁之前，再装置缓冲梁。,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,三、车钩缓冲装置 1、作用 车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，机车或动车相互连挂，传递牵引力，制动力并缓和纵向冲击力的车辆部件。即起 连挂、牵引、缓冲的作用。2、组成 它由车钩，缓冲器、钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架构端的牵引梁内。两大部分：车钩+缓冲器,第二节 车辆的基本构造,车钩是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂，传递牵引力及冲击力，并使车辆之间保持一定距离的车辆部件。车钩按开启方式分为上作用式及下作用式两种。缓冲器用来缓和列车在运行中由于机车牵引力的变化或在起动、制动及调车作业时车辆相互碰撞而引起的纵向冲击和振动。缓冲器有耗散车辆之间冲击和振动的功能，从而减轻对车体结构和装载货物的破坏作用。缓冲的实质是能量转移。,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,解释车钩三态作用：运行时、解挂时、连挂时,货车车钩上作用式,MT-3缓冲器,缓冲的实质是能量（动能）转移：动能势能（暂时储存）动能热能（散发大气）,ST型缓冲器,车辆上其他部位缓冲器：如转向架上的油压减振器；橡胶垫等,油压减振器,四、制动装置 1、有关制动的几个基本概念（1）制动及制动力 人为地施加于运动物体，使其减速（含防止其加速）或停止运动或施加于静止物体，保持其静止状态。这种作用被称为制动作用。实现制动作用的力称为制动力。制动力对被制动物体来说是一种外力，列车制动力是列车制动装置产生作用，引起钢轨施加于车轮的与列车运行方向相反（与钢轨平行）的力。（2）缓解 解除制动作用的过程称为缓解。列车制动停车后，起动加速前或运行途中限速制动后，加速前均要解除制动作用，即施行缓解作用。,第二节 车辆的基本构造,（3）制动装置 制动装置即指机车或车辆上能产生制动作用的零、部件所组成的一整套机构。通常包括：空气制动机、基础制动装置、手制动机。列车制动装置由机车制动装置与所牵引的所有的车辆制动装置组合而成。,（4）制动距离 制动距离，即制动时从机车的自动制动阀置于制动位起，到列车停车，列车所走过的距离。制动距离愈短，列车的安全系数就愈大。铁路技术管理规程规定：列车紧急制动距离按不同情况分别不超过：货物列车：90 km/h800 m；旅客列车：120 km/h800 m；140 km/hl 100 m；160 km/hl 400 m；250 km/h2 700 m；300 km/h3 700 m。,2、制动机的分类铁路机车车辆制动机按制动原动力和操纵控制方式的不同，可分为：手制动机、空气制动机、电空制动机、电磁制动机和真空制动机。手制动机是以人力为制动原动力，以手轮的转动方向和手力大小来操纵控制。空气制动机是以压力空气作为制动原动力，以改变压力空气的压强来操纵控制。电空制动机是电控空气制动机的简称，是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件而形成的。真空制动机，它的特点是以大气为原动力，以改变“真空度”来操纵控制。,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,第二节 车辆的基本构造,3、车辆制动装置的基本作用原理 自动式空气制动机是以压缩空气作为动力来源，用制动管空气的压力变化进行操纵的。其基本作用原理：充气缓解，减压制动。制动机的作用一般有：充气缓解作用；制动作用；又分常用制动、紧急制动；保压作用。,第二节 车辆的基本构造,五、车内设备 车内设备是指为良好的服务于运输对象而设于车体内的一些固定附属装置。如客车内的座席、卧铺、茶桌、行李架、给水、卫生、取暖、通风、照明、空调及种电气设备和供电装置。货车内部设备比客车要简单。,第三节 车辆标记及主要技术参数,一、车辆标记 为了运用管理和检修的方便，按铁道部的规定，在车辆明显部位，用油漆涂打各种不同的标记。车辆标记用于标明车辆的配属、用途、编号、主要参数、方向、位置等文（数）字和代号。车辆标记分为车号、产权标记、制造标记、检修标记、性能和运用标记以及各种试验标记。,一、车辆标记,（一）车号车型车号标记简称车号。车号标记由基本型号、辅助型号及车辆制造顺序号码三部分组成。1、基本型号：将车辆的车种称号简化，用一个或两个大写汉语拼音字母来表示，称为车辆的基本型号。如：C，YW，YZ，P、G等2、辅助型号：表示同一车种的客、货车的不同结构系列及内部有特殊设施或车体材质改变时，用一位或两位小阿拉伯数字及小号汉语拼音字母表示，附在基本型号的右下角。例如YZ25G、YZ25K、C62A、C62B等中的“25G”、“25K”、“62A”、“62B”均为辅助型号。3、车辆制造顺序号码：表示按预先规定的规则而编排的某一车种的顺序号码。用以区分同一类型的不同车辆，用大阿拉伯数字表示，记在基本型号和辅助型号的右侧。,货车制造顺序号码采用七位数字代码。铁道部对每种车均划定了顺序号码范围（如下表），同种车辆的车号必须在划定的码域内，一辆车的编码是该车的重要标识，必须涂刷在车辆侧墙上明显的位置。,又如：YZ22B40809（涂打在车门的侧面）,一、车辆标记,（二）产权标记 1、国徽：凡参加国际联运的客车须在车体侧墙外中部悬挂国徽。2、路徽：凡中国铁道部所属车辆均应涂打路徽标记，表示人民铁道。货车还应在侧梁适当位置安装带有路徽标记的产权牌。,（二）产权标记 3、路外厂矿企业自备车辆的产权标记：一般在侧墙上或其他相应部位用汉字涂打上“企业自备车”字样。4、车辆配属标记：所有客车和部分货车分别配属给各铁路局及其所属车辆段负责管理、使用和维修，并在车上涂打所配属的铁路局、段的简称。如“京局京段”表示北京铁路局北京车辆段的配属车。,一、车辆标记,（三）制造标记 新造客车、货车应安装金属的制造厂铭牌，其为了标明车辆制造单位和年月。此外，车辆的主要零、部件，如车轮、车轴、转向架、车钩及制动分配阀等，在其上一般均有该零、部件生产厂家的某种代号，锻件常打出数码代号，铸件常铸出铸造代号。这些标记基本无广告作用，仅在发生事故后可据此追查责任。,（四）检修标记 车辆检修标记分为定期检修标记、摘车修标记以及与检修有关标记，标明检修时间及单位，以便明确其检修责任。货车一般涂打在车体侧面。客车一般涂打在车体端面。,（五）车辆运用标记 1、自重：空车时车辆本身的重量，以吨为单位，保留一位小数。2、载重：车辆允许的最大载重量，以吨为单位。3、容积：货车内部可容纳货物的体积，以车体内部长、宽、高 的乘积表示。4、车辆全长及换长：车辆全长为该车两端钩舌内侧间的距离，以米为单位。换长是为了编组列车时统计工作的方便，将车辆全长换算成辆数表示的长度，换算时以长度11米为计算标准。即：,一、车辆标记,车辆技术参数是表明车辆结构上和运用上的某些特征的一些指标，除了自重、载重、容积等已在“车辆标记”部分作了说明外，还有以下几项：1.自重系数 车辆自重与标记载重的比值。,自重系数小，说明机车运送每一吨货物所做的功少，比较经济，所以自重系数越小越好。因此应制造大吨位的货车。,二、车辆主要技术参数,2.轴重车辆总重与轴数之比。即车辆每一轮对加于轨道上的重力。,车辆的轴重受轨道和桥梁结构强度（允许的载荷）的限制，所以不允许超过规定值。轴重还有一层含义：允许轴重，指车轴允许承担的最大重量。在转向架参数中经常看到：轴重：16t、18t、23t、25t等。,二、车辆技术经济参数,3.单位容积 车辆设计容积和标记载重之比。这说明车辆载重力与容积能否达到充分利用的指标。4.每延米轨道载重 车辆总重量与车辆全长之比（单位:t/m）。它是车辆设计中与桥梁、线路强度密切相关的一个指标。按目前桥梁设计规范，允许车辆每延米轨道载重可取到8t。线路允许载重我国规定一般不得超过6.6 t/m。5.最高试验速度 车辆设计时，按安全及结构强度等条件所允许的车辆最高行使速度。车辆实际运行速度一般不允许超过最高试验速度。,二、车辆技术经济参数,例题：已知C60型的四轴货车，自重21t，载重60t，换长1.3 求：（1）车辆的自重系数（取小数后两位）。（2）轴重。（3）车辆的长度。解：,二、车辆技术经济参数,目前，世界各国对铁道车辆所采用的检修制度，可分为两种类型：一种是把车辆维修划分为若干修程，进行有计划地预防性维修；另一种是根据车辆在运用中的技术状态，进行必要的维护和修理，称状态修。目前我国铁道车辆的检修制度是以计划预防为主，状态修为辅的检修制度。计划预防性检修制度分为定期检修和日常维修两大类。,第四节 车辆的检修,一、定期检修 客车定期检修的修程为厂修、段修和辅修三部分。货车定期检修的修程为厂修、段修、辅修和轴修四部分。厂修由车辆工厂负责；段修由车辆段承担；辅修（客车）在库停时间内进行；辅修、轴检（货车）在检修所（线）进行最高运行速度超过120公里小时的客车按走行公里进行检修。,客车定期检修周期表,第四节 车辆的检修,货车定期检修表,第四节 车辆的检修,快速客车定期检修的修程：时速为160km/h的25K、25T等及其他时速为160km/h的客车按走行公里检修，修程分为A1.A2.A3.A4四级。A1安全检修：20万km，或距离不足但距上次A1超1年；A240万km段修；A380万km段修；A4大修：超240万km。,车辆段：设在铁路沿线负责车辆检修工作的基层单位，一般设在编组站、国境站、铁路枢纽以及货车大量集散和始发终到旅客列车较多的地点。在它所负责范围内的每一编组站和区段站上均设有列车检修所，并根据需要设立站修所等日常检修单位。,第四节 车辆的检修,货车车辆段布置图,二、日常维修 日常维修工作由列车检修所和站修所等单位承担。列车检修所对经本站中转或到达本站的列车中所有车辆进行检查和修理，同时还负责扣修定检到期的车辆。客车有固定的配属段，并按照规定的区段运行。客车的日常维修工作主要是利用旅客列车终到后，始发前在列车整备所进行，又称为库列检。运行途中的旅客列车上还派有固定的检车乘务员，负责检查车辆和车电设备，以保证车辆技术状态的良好。,第四节 车辆的检修,三、车辆轴温安全检测,1、原理：故障轴承的温度高于正常轴承的温度。且物体温度越高，物体表面辐射出来的红外线越强。2、组成：红外探头、控制部分、记录部分、信号传输、电源。,第四节 车辆的检修,第五节高速铁路车辆概况,当今世界上，铁路速度的分档一般定为：时速100120 km称为常速；时速120160 km称为中速；时速160200 km称为准高速或快速；时速200400 km称为高速；时速400 km以上称为特高速。对于“高速”的水平，随着技术进步而逐步提高。西欧把新建时速达到250300 km、旧线改造时速达到200 km的称为高速铁路；1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定：新建客运列车专用型高速铁路时速为300 km，新建客货运列车混用型高速铁路时速为250 km。,高速铁道车辆一般是以车组的形式来满足运营要求的，多者68辆一列，少者2辆一列，该车组一般是固定编组，有动车和拖车之分，两者之间的共同点是都可以乘坐旅客，其主要区别是动车上装有牵引电动机等牵引动力装置，而拖车不带动力装置。,一、高速铁道车辆的结构特点,高速铁路车辆一般由车体、走行装置、牵引缓冲装置、制动装置、受流装置、车辆内部装置和车辆电气装置等七部分组成，在结构上有以下几个特点：（一）轻量化的车体结构 为了减轻车辆自重和提高耐腐蚀性，高速客车对车体材料提出了新的要求。目前各国高速列车车体的主要材料是铝合金和不锈钢，玻璃纤维增强塑料(简称玻璃钢)也用于制造车体的部分构件。铝合金的密度是钢的13，弹性模量也是钢材的l3。因此，用铝合金制造车体，其重量轻。从发展趋势看，铝合金将成为高速客车的主导材料。,动车组铝合金车体,（二）高速铁道车辆转向架的特点 高速转向架的一般都采用了无摇枕、空气弹簧悬挂，有回转阻尼、加装弹性定位等技术。无摇枕转向架没有摇枕，没有上下心盘和上下旁承等，车体直接支承在中央弹簧上。因此零部件数量减少，重量大大减轻。无摇枕转向架已在国外高速客车上得到广泛应用。如日本300系的TTR7001、500系的WDT205型转向架，法国Y32型转向架、TGVPSE的Y231型、TGVA的Y237型转向架，英国的BT41型转向架和意大利的ETR500型转向架等，都采用了无摇枕结构形式。,典型的无摇枕转向架,A型车转向架,（三）密接式中央牵引缓冲连挂装置 高速铁道车辆一般采用密接式中央牵引缓冲连挂装置，它集牵引、缓冲和连挂于一体，通过车辆彼此相向缓慢走行相互碰撞，使钩头的连接器动作，实现两车辆的机械、电气和空气的自动连接。在两连挂车钩高度具有偏差，以及在有坡度线路和曲线上都能安全地实现自动连挂，并且能够通过气动和手动实现两钩的分解。,CRH380自动车钩,（四）高速铁道车辆的制动方式 高速列车对制动技术提出了严峻的挑战，高速铁道车辆的制动方式主要有：1、闸瓦制动(踏面制动)起踏面清扫作用 这是传统的、使用最广泛的一种制动方式。然而，一般在列车速度达到140 kmh时就不能满足制动距离要求。2、盘形制动 盘形制动在高速客车上广泛应用。为了提高盘形制动的性能，一般采用盘形与踏面联合制动方式。这样，既发挥了盘形制动的优点，又使粘着得到了改善。同时，踏面制动还可承担一部分制动功率(40为宜)，这种联合制动方式在高速客车中采用较多。,1制动盘；2闸片；3闸片托；4制动缸；5杠杆,盘形制动装置的结构如图，杠杆与制动缸活塞杆相连，当活塞杆推出时，带动杠杆使闸瓦托上的闸片同时夹紧制动盘的两摩擦面发生制动作用。,盘形制动实物图,3、磁轨摩擦制动(简称磁轨制动)制动时，压缩空气进入风缸内，将磁轨器落到钢轨上。同时激磁线圈通电，使磁轨器以一定的吸力吸附在钢轨上，磨耗板与钢轨之间便产生摩擦力，此力即为不受轮轨间粘着力限制的制动力。当列车速度减到1015 kmh时，磁轨制动机缓解，这时停止向线圈供电，升降风缸的供风亦终断，磁轨器由复原弹簧抬起，远离轨面。,4、电磁涡流制动(简称涡流制动)电磁涡流制动与磁轨制动相似，也有一个较大的电磁铁，通过电磁铁和电磁感应体（钢轨）相对运动，将列车的动能转换成电磁涡流并产生热能，达到制动的目的。,二、中国铁路高速动车组,中国铁路高速动车组是时速200公里及以上，动力分散形式的电动车组。其中：唐山工厂引进德国西门子公司VELARO-E型动车组；长客股份引进法国阿尔斯通公司SM3型动车组；由BSP公司通过公司内部技术转移，引进了庞巴迪公司的REGINA型动车组；四方股份引进日本川崎重工的E2-1000型动车组。动车组具有安全、高速、高效、便捷、环保等显著特点，是铁路客车装备的重要组成部分。,德国西门子公司VELARO-E型动车组,法国阿尔斯通公司SM3型动车组,庞巴迪公司的REGINA型动车组,日本川崎重工的E2-1000型动车组,中国铁路高速动车组简称CRH。CRH是英文CHINA RAILWAY HIGH-SPEED的简称。有四层含义：1、标志着中国铁路已经拥有了时速200公里及以上动车组技术，展现了中国铁路装备现代化的重大成就。2、创立了中国铁路高速动车组的自有品牌，同时也与国际惯例接轨。3、表明了时速200公里及以上动车组的资产归铁道部，是中国铁路的自有产权。4、标志着中国铁路以此为起点，进入全新的高速列车时代,（一）中国铁路高速动车组编号,动车组中车辆的车种和编号构成如下：,注：技术序列代号：1-BSP动车组；2-四方股份动车组；3-唐山工厂动车组；5-长客股份动车组。型号系列代码：按动车组的速度等级、车种确定。A运行速度200公里、8辆编组、座车。B运行速度275公里、8辆编组、座车。C运行速度300公里、8辆编组、座车。,各型动车组的制造序列代码：按不同的技术序列单独编排，顺序由001999依次排列。,动车组中车辆的车种和编号,（二）各动车组的主要技术参数,作业：1、铁道车辆一般由哪几部分组成？2、铁道车辆的标记一般有哪几种？说明YW25G621356的含义。3、何为车钩的三态作用？4、高速铁道车辆常用的制动方式有哪几种？,