動車組車輛構造與設計核心知識點

1、動車組車輛構造與設計核心知識點1強度分析的目的(1)進行結構參數(shù)設計，確定最優(yōu)方案(2)分析結構損壞原因，尋找改進途徑2強度計算的內容(1)受力分析研究運行過程中，零部件所承受的載荷及其組合。(2)應力計算以材料力學、彈性力學等為基礎，用有限元法確定零部件的應力、應變及穩(wěn)定性等。(3)強度評價確定評價強度、剛度和耐久性的方法和指標，并進行評價。3作用在車體上的載荷垂向靜載荷，垂向動載荷，側向力，縱向力及其組合，扭轉載荷，修理時加于車輛上的載荷，特種載荷4應力計算方法有：解析法；有限元法5強度設計方法靜強度設計：n=(rb/(r<n(不斷裂)；n=s/<n(不發(fā)生塑性變形)疲勞強度設

2、計：n=d.i/<n(無限壽命)；n=(rin/<n(安全壽命)損傷容限設計；可靠性設計；優(yōu)化設計6車輛結構試驗的類型(1)車輛結構強度試驗車輛結構強度試驗主要測定車輛結構在各種載荷作用下的強度、剛度和穩(wěn)定性，從應力狀態(tài)和變形的觀點來評價車輛結構的合理性。它主要包括：車輛靜強度試驗；車輛動強度試驗；車輛縱向沖擊強度試驗；車輛零部件破壞強度試驗。(2)車輛動力品質試驗車輛動力品質試驗主要測定車輛在運用過程中與線路間的相互作用力，車輛振動特性及車輛的動態(tài)特性參數(shù)等。它主要包括：車輛平穩(wěn)性試驗；車輛脫軌穩(wěn)定性和傾覆穩(wěn)定性試驗；車輛特性參數(shù)測定試驗。(3)車輛結構的可靠性和耐久性試驗車輛結

3、構的可靠性和耐久性試驗的主要目的是確定車輛可靠性指標的數(shù)值，查明出現(xiàn)故障的時間規(guī)律性，確定結構的疲勞強度等。它主要包括：車輛及其構件的振動疲勞試驗；車輛縱向沖擊疲勞試驗。車輛強度試驗目的及要求試驗目的(1) 鑒定車輛及其主要零部件的強度、剛度和穩(wěn)定性等設計質量(2) 檢驗車輛及其主要零部件的制造質量。要求(1)試驗加載應最大限度地模擬試件實際運用時的受力狀態(tài)。(2)試驗載荷應不小于基本作用載荷值，但鑒定標準仍須按基本作用載荷換算。(3)試驗對象的制造質量應具有代表性。其機械性能、化學成分、金相組織、鑄件壁厚、外型尺寸及獅焊質量等技術狀態(tài)均應符合有關圖紙及技術文件的規(guī)定。零部件強度試驗類型1、車

4、體靜強度試驗；2、車體剛度試驗；3、轉向架主要零部彳靜強度試驗；4、轉向架主要零部件疲勞試驗7車輛強度規(guī)范的特點和要求車輛強度規(guī)范的特點：強制性；時效性；適用性要求：（1）強度規(guī)范規(guī)定了對車輛結構的實際要求、載荷和環(huán)境條件以及研制程序。（2）強度規(guī)范對結構設計規(guī)定為三級載荷：使用載荷、試驗載荷和設計載荷。1設計任務書的內容包括6項：（1）產品用途（客運/貨運、高速/普速）；（2）基本技術條件（軌距、構造速度、限界等）；（3）主要技術參數(shù)（固定軸距、車輛定距等）；（4）車輛零部件的型式與要求?車體型式與要求；?轉向架的型式與要求；?制動裝置的型式與要求；?車鉤緩沖裝置的型式與要求；?車輛設備的型

5、式與要求（客車的供電設備、采暖及空調設備、衛(wèi)生及給水設備等）（5）材質要求；（6）其他要求。2車輛設計從設計的前后順序，一般可分為三個階段：A、方案設計；B、技術設計；C、施工設計3車輛設計類型及設計內容動車組設計的內容包括動車組總體設計、總成設計和零件設計。1 .總體設計又稱為總布置設計，其任務是使所設計的產品達到設計任務書所規(guī)定的要求；2 .總成設計，主要任務是滿足整列車設計對總成功能和布置的要求；3 .零件設計，主要任務是滿足總成的設計要求并解決強度、壽命和生產技術問題。1、國際上根據(jù)鐵路線路允許運行的最高時速對列車作如下劃分：普通列車：最高運行速度100160km/h;快速列車：最高運

6、行速度160200km/h;局速列車：最tWj運行速度R200km/h。高速鐵路一般指營運時速200公里以之鐵路系統(tǒng)。2、（1）速度快，旅行時間短（2）客運量大。（3）準時性好，全天候。（4）安全舒適可靠。（5）能耗低。（6）污染輕。（7）占地少。（8）效益高。3、動車組：亦稱多動力單元列車，是由動車和拖車或全部動車長期固定聯(lián)掛在一起運行的鐵路列車。4、1按牽引動力的分布方式分發(fā)動機分布在不同的車輛上，稱為動力分散動車組。發(fā)動機集中在一兩個車輛上的動車組，稱為動力集中動車組。2按動力裝置分內燃動車組（DMU）:內燃動車組按傳動方式又分為電力傳動和液力傳動兩種電力動車組（EMU）:電動車組按電流

7、制又分為直流和交流兩種3按服務對象分?長途高速電動車組（國外的動車組：日本新干線、德國ICE3型、法國TGM歐洲之星；中國大陸的動車組：藍箭號、中華之星、中原之星、長白山號）?城市軌道交通動車組（地鐵、輕軌、獨軌、新交通動車組等）5、CRH中國高速鐵路，英文全稱（ChinaRailwayHigh-Speed）目前已知有CRH1,CRH2,CRH3,CRH5車次代號的首字母為“皿"C分別是動“字或城”字的拼音首字母簡寫）。CRH1：龐巴迪-四方-鮑爾（BSP生產，原型是龐巴迪為瑞典AB提供的Regina。200公里級別（營運速度200km/h,最高速度250km/h）CRH2南車四方（

8、聯(lián)合日本川崎）生產。200公里級別（營運速度200km/h,最高速度250km/h）CRH3:北車唐山機車廠（聯(lián)合西門子）生產，原型ICE4300公里級別（營運速度330km/h,最高速度380km/h）。CRH5:北車長春客車廠（聯(lián)合阿爾斯通）生產，原型阿爾斯通為芬蘭國鐵提供的SM3型。200公里級別（營運速度200km/h,最高速度250km/h）。CRH2和CRH5具備提速至300km/h的條件。親身CRH)CRJH2CRH3CRHS為本系追SM-3T-M+4丁4MT丁5M-3T相俎定員<人）67Q609600606漏治重量42D/-17J3fil4Q948075415/SOOL6

9、1717運詈速度2g200200最需試射建置<kui*h）2SO385250叁引比里f.bVJ55004E008S00677Q車體材質不將桐時候裾大H衿王土空隹臺金土左擠壓牢空將臺金大于排王上空轉合金轉向架彩式空氣強事控俄式定匚，融帽圜彈空氣彈善轉群式定町-熱名聶替?？諝忮喜丸T閭式不也一招玲園建語空氣利1罡桿式定位-的諾氏悔函制動形式再生制動+空氣靛干鼻球再主制動F空氣藍挈也動再生制動+空氣空形刊藥再生在動=空氣要琮和動6、日本700系動車組、法國TGV動車組、德國ICE動車組7軌道交通車輛的基本特點軌道交通車輛的基本特點自導向、低阻力、編成列、限尺寸8動車組車輛的主要技術特點：優(yōu)良的空

10、氣動力學外形、車體結構輕量化、高性能轉向架技術、復合制動技術、密接式車鉤緩沖裝置9車輛方位規(guī)定；我國鐵路規(guī)定，在客貨車輛上以制動缸活塞桿推出的方向為第一位，另端為第二位。手制動機都安裝在第一位。車輛的車軸。車輪、軸箱、車鉤、轉向架和其他零件的位置，都是由第一位車端數(shù)起，順次數(shù)到第二位車端（圖3.3_04車輛定位標記）也JEr通哂|94*AHI*地值N乖用)rRH2A"JJ，什弓卓里碑工.'I4也.N為或申.2）型號和照號拘成中Bl-m”.T.-第中*沖修他M.f折料)3)車種和編號構成1000-00,表示機車為兩臺三軸轉向架，動軸為單獨驅動，如DF11。B0-B0,表示機車為

11、兩臺二軸轉向架，動軸為單獨驅動，如B0-B0-BQ,表示機車為三臺二軸轉向架，動軸為單獨驅動，如2(B0-B0),表示2節(jié)B0-B0型機車重聯(lián)，如SS411車輛定距：相鄰轉向架中心距轉向架固定軸距：轉向架前后車軸中心距12線路類型a按運量分15Mt者;I級鐵路：在路網中起骨干作用，遠期客貨運量n級鐵路：在路網中起骨干作用或起聯(lián)絡作用，遠期客貨運量在出級鐵路：為某一區(qū)域服務具有地區(qū)運輸性質的鐵路，遠期客貨運量b按用途分：正線、站線、段管線、岔線、特別用途線。13線路構造線路縱斷面構造；上下坡段和豎曲線及平道線路平面構造；直線、曲線、緩和曲線和道岔軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結零件、道床、防爬設備和道岔

12、等。14鋼軌：我國目前的鋼軌標準長度有12.5m和25m兩種。另外,DSS8SS47.515Mt之間者;<7.5Mt者。有無縫”鋼軌。15輪對：走行導向。軸箱：降低摩擦阻力，化滾動為平動。一系懸掛裝置：用以固定軸距，保持輪對正確位置，安裝軸承等。緩沖軸箱以上部分的振動，以減輕運行中的動作用力。構架:安裝基礎。二系彈簧懸掛：也叫車體支承裝置：是車體與轉向架的連接裝置。基礎制動裝置：是制動機產生制動力的部分。電機驅動裝置：將電能變成機械能轉矩，通過降低轉速，增大轉矩，將牽引電動機的功率傳給輪對。16軸箱與構架的連接方式通常稱為軸箱定位。軸箱定位也就是輪對定位，即約束輪對與構架之間的相互位置。

13、隨著列車速度的進一步提高，高速轉向架的結構形式逐步趨于類同，它們的主要特點是：無搖枕、空氣彈簧懸掛，有回轉阻尼、加裝彈性定位等踏面需要做成一定的斜度，其作用是：1、便于通過曲線2、可自動調中3、踏面磨耗沿寬度方向比較均勻17高速機車車輛采用整體碾鋼車輪的原因(1)車輪產生很大的離心力，有可能破壞輪箍的結合強度。因此，不能采用冷縮輪箍，有必要改用整體車輪。(2)閘瓦傳熱散熱不良將引起制動時輪箍溫升過高，為了防止發(fā)生弛緩事故，有必要改用整體車輪。(3)輪心輻板要開設穿入連桿銷的孔，輻極強度被削弱，難以保證輪箍與輪心的配合強度。18軸箱裝置類型滑動軸承軸箱滾動軸承軸箱：圓柱滾動軸承軸箱(目前客車常用

14、)；圓錐滾動軸承軸箱(目前貨車、高鐵常用)軸箱裝置組成；軸承、軸箱體、密封件19彈性懸掛裝置分類按位置分；?一系懸掛裝置：在輪對與構架之間的彈簧懸掛裝置，稱為一系懸掛裝置，也稱為軸箱懸掛裝置。?二系懸掛裝置：在車體和構架之間的彈簧懸掛裝置，稱為二系懸掛裝置，也稱為中央系懸掛裝置。在動車組彈簧懸掛裝置中，通常采用兩系彈簧懸掛系統(tǒng)。從輪對開始向上包括輪對到一系懸掛裝置以下部分的質量稱為轉向架的簧下質量。簧下質量直接影響輪軌之間的動力作用?；上沦|量越大，輪軌之間的動力作用越大，反之，越小。按作用分；彈簧減振裝置按其主要作用的不同，大體上可分為三類：1,緩沖裝置：主要起緩和沖動的彈簧裝置；(中央彈簧、

15、軸箱彈簧)2 .減振裝置：主要起衰減振動的減振裝置；(垂向、橫向、縱向和抗蛇行減振器).定位裝置：主要起定位作用的定位裝置。(軸箱定位、中央定位、抗側滾扭桿)一系；均勻軸載、緩沖減振、輪對定位二系；支撐車體配重量、縱橫傳力定位置、緩沖減振提性能軸箱；承載、傳力、轉平、降阻。彈性懸掛裝置作用；均載定位、緩沖減振。軸箱與構架的連接方式，稱為軸箱定位二系懸掛裝置分類；(1)按中央彈簧跨距分：內側懸掛、中心懸掛和外側懸掛。(2)按載荷傳遞形式分：心盤集中承載、心盤部分承載和非心盤承載。(3)按中央懸掛裝置的結構分：有搖動臺、無搖動臺、無搖枕轉向架。構架作用；固定軸距、傳各向力、聯(lián)系部件20轉向架構架就

16、設計和制造工藝而言，分為鑄鋼構架和焊接構架。焊接構架又可分為鋼板焊接構架和壓型鋼板焊接構架。(2)根據(jù)軸箱及其定位裝置的結構，構架又分為有導框式和無導框式。構架采用無導框軸箱定位方式時不需要開切口，可避免強度削弱，同時避免了構架與軸箱間的摩擦副。近代干線電力機車，尤其是高速電力機車越來越廣泛地采用無導框式鋼板焊接結構的轉向架構架。(3)根據(jù)構架的結構形式，轉向架構架有封I式和開口式(或H式)構架之分。21構架主要由左右側梁，一根或幾根橫梁以及前后端梁組焊而成。22制動常見術語；1、“制動”：人為地制止物體的運動，包括使其減速、阻止其運動或加速運動，均可稱之為“制動”。2、“緩解”；對已經施行制

17、動的物體，解除或減弱其制動作用，均可稱之為緩解。3、“列車制動裝置”：為使列車能施行制動和緩解而安裝與列車上的一整套設備，總稱為“列車制動裝置”。通常包括基礎制動裝置和制動機兩部分。4、“閘”：“制動”與“制動裝置”均簡稱為“閘”，施行制動既可簡稱為“上閘”，亦可簡稱為“下閘”，使制動得到緩解簡稱為“送閘”現(xiàn)代列車大多數(shù)同時具備電氣制“H”型構架轉向架，一系懸掛為鋼轉臂式；軸箱垂向減振器：安裝23制動的意義；減速、停車保安全；提速、增重提效益制動的實質是將列車動能轉化為其他形式的能并消耗掉。動和空氣制動兩套制動系統(tǒng)。24電機驅動裝置作用；實現(xiàn)能量轉換，產生輪對驅動力距。（用高轉速、小扭矩的牽引

18、電機驅動低轉速、大阻力的動軸組成；牽引電機、傳動齒輪箱、電機懸掛裝置通常把牽引電動機在車上的安裝稱為電機懸掛。25CRH1;5輛動車和3輛拖車組成，轉向架為兩軸無搖枕彈簧轉臂定位，二系懸掛采用空氣彈簧；軸箱定位裝置為在軸箱外側，在構架端部和轉臂之間。CRH2;采用無搖枕H形構架；軸箱采用轉臂式定位；?電機采用架懸結構；CRH3;H型焊接構架/轉臂軸箱定位/空氣彈簧CRH5拉桿軸箱定位方式26高速動車組的車端連接裝置除了具有上述機械連接功能以外,還必須具有車廂間的密封功能,以及傳遞壓縮空氣、電氣信號和控制信號等功能。27鉤緩裝置作用；連接定距（連接列車中的各車輛，并使之保持一定距離）。傳力緩沖（

19、傳遞牽引力，傳遞和緩和縱向沖擊力）。連掛、牽引和緩沖三種功能。牽引緩沖裝置包括車鉤、緩沖器及車鉤復原裝置等安裝裝置鉤緩傳力過程；當列車牽引時：車鉤一鉤尾銷一鉤尾框一后從板一緩沖器一前從板一從板座一牽引梁。當列車壓縮時：車鉤一鉤尾銷一鉤尾框一前從板一緩沖器一后從板一后從板座一牽引梁。由此可見，鉤緩裝置無論是承受牽引力還是沖擊力，都要經過緩沖器將力傳遞給牽引梁，這樣就有可能使車輛間的縱向沖擊振動得到緩和和消減，從而改善了運行條件，保護車輛及貨物不受損壞安裝控制參數(shù)：車鉤高和鉤高差。28風擋作用；防風沙、擋雨雪、隔聲熱、便通行29車鉤類型；（1）按連掛方式分：自動車鉤、非自動車鉤（由人工完成車輛的連接。）（2）按連結緊密程度分：A、非剛性自動車鉤：（普通自動車鉤）用于貨車和普通客車。B、剛性自動車鉤（密接式車鉤）用于提速客車、高速客車和城軌車。（3）車鉤按開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。車鉤包括鉤頭，鉤身，鉤尾車鉤的三態(tài)作用；閉鎖、開