西南交大走行部技术习题及答案

《轨道车辆走行部技术》思考题第2章：铁道线路基本知识1)曲线半径R=300m，超高h=120mm；要使准轨车辆以均衡速度通过该曲线，车速应为多少？如果准轨车辆是以70mm欠超高情况通过该曲线，请问车速是多少？如果准轨车辆以50mm过超高情况通过该曲线，请问车速是多少？[提示：dhhRV28.11](V单位km/h;R单位m;h和dh单位mm)解：a.11.8*V12/300=120V1≈55.23(km/h)b.11.8*V22/300=120+70V2≈69.50c.11.8*V32/300=120-30V3≈47.832)我国的准轨客车转向架能否通过欧洲的道岔？为什么？采取什么措施才能使我国准轨客车转向架既能通过中国道岔又能通过欧洲道岔？[提示：中国查照间隔A=1391mm,护背距离B=1348mm;欧洲查照间隔A=1398mm,护背距离B=1355mm;假设中国准轨转向架轮对内侧距D=1353(-2,+2)mm，轮缘厚e=32mm](安全通过道岔条件：min(D)=B,max(D+e)=A)解：min(D)=1353-2=1351mmmax(D+e)=1353+2+32=1387mm我国的准轨客车转向架不满足安全通过欧洲道岔的条件可满足条件的轮对内侧距为Dx=x(-2,+2),为使其既能通过中国又能通过欧洲道岔，应满足：min(Dx)=Bmax=1355且max(Dx+e)=Amin=1391可计算得Dx=1357(-2,+2)mm第3章转向架基本构造1)车轮有哪几部分组成？各有什么作用？答：a.踏面踏面一般有一定斜度1.便于曲线通过2.可自动调中3.踏面磨耗沿宽度方向比较均匀b.轮缘：保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨的重要部分。c.轮辋：使踏面磨耗后再经过镟修后可以形成新的踏面。（个人理解）d.辐板：连接轮辋和轮毂e.轮毂：轮与轴相互过盈配合的部分2)空心车轴有何优缺点？答：a.与实心车轴比，减轻质量20-40%b.降低了簧下质量，从而减小轮轨动力作用c.特别适用于高速和重载车辆。d.可采用超声波探伤技术,便于检测。3)转向架一系定位方式有哪些，各有什么优缺点？答：a.固定定位：轴箱与侧架为一体，无间隙，不能产生任何相对运动。b.导框式：轴箱上有导槽，侧架或构架上有导框。容许铅垂方向有较大的相对位移，但前后、左右方向的相对位移仅能在容许的间隙范围之内。c.拉板式：利用拉板在纵、横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位；拉板上下弯曲刚度小，对轴箱与构架上下方向的相对位移约束很小。但附加重量大，组装复杂，维护工作量大d.拉杆式：弹性定位，实现纵、横向刚度的完全耦合。拉杆允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移。但附加质量大，组装复杂。e.转臂式：橡胶弹性节点容许较大的上下方向位移，橡胶件使轴箱纵向横向刚度不同，以适应两个方向的不同弹性定位刚度要求，结构简单，无磨耗，能够保持前后轮对的平行度，定位性能稳定。f.弹簧橡胶定位：上下方向的刚度较小，容许位移大，纵、横向刚度可调节以实现良好的弹性定位。但橡胶受环境影响明显，特性参数不稳定，在使用一定时间后容易老化，性能难以保证，且即使新造橡胶堆，其性能离散性也较钢弹簧大。g.干摩擦导柱式：通过轴向橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性定位作用，缺点在于定位套的耐磨性较差，运行一定时间后，容易造成车辆动力学性能恶化，同时实现纵横向不同定位刚度也较困难。h.油导筒式：导柱在导筒内上下移动时，油液可进出导柱的内腔，产生减振作用。4)转向架二系悬挂方式有哪些，各有什么优缺点？1.三大件悬挂：结构简单，制造维护成本低，适应线路的能力强。2.摇动台悬挂：重量大、故障率高、维修量大。3.无摇动台悬挂：通过小半径曲线时，不能满足大位移要求。4.无摇枕悬挂：部件少、质量轻、维护方便、动力学性能优异。第4章转向架悬挂元件1)钢簧加橡胶垫的优缺点？1.减小横向刚度2.降低弹簧应力3.隔离高频振动4.弹簧稳定性变差2)橡胶簧的优缺点？答：优点：a.利用橡胶的三维特性，承受多向载荷b.避免磨耗，方便维修，成本低可减轻自重c.有较高内阻，高频吸振及隔噪好d.较大的弹性，良好的非线性特性缺点：a.耐高温、耐低温、耐油性能差b.性能离散度差c.易老化，刚度特性发生变化3)空簧的组成，作用原理？答：空气弹簧主要由空气弹簧本体、附加空气室、高度控制阀、差压阀等组成。空气弹簧本体：橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法，调整弹簧的刚度和承载力的大小，还可以附设辅助气室，实现自控调节。高度控制阀：由于车体静载荷的增加（或减小），空气弹簧被压缩（或伸长）使空气弹簧高度降低（或增高）。随之，车体距轨面高度发生变化，这样高度控制机构使进、排气机构工作，向空气弹簧充气（或排气），当空气弹簧内压与所承受的静载荷相平衡时，空气弹簧恢复到原来高度，高度控制机构停止工作，进、排气机构处于关闭状态，充气（或排气）停止。差压阀：当左右两侧空簧压差小于某一定值时，左右两个阀都处于关闭状态，左右两个空簧均不相通。若左边空簧压力增高，并超过该定值时，即阀中下室空气压力大于上室空气压力，左阀的弹簧受压缩，打开阀门，使空气从左边流向右边，反之类似。4)空簧两点控制与四点控制的区别？1.四点控制：具有抗侧滚能力，为一种静不定约束，容易引起车体过大偏载。2.两点控制：不具有抗侧滚能力，需要加抗侧滚扭杆，但不需要差压阀，高度阀只要一套，动刚度小。5)摇枕斜楔常摩擦与变摩擦的区别？常摩擦：减振弹簧不是支撑在侧架上，而是支撑在摇枕上，减振弹簧的上部顶在斜锲内部的空腔内，它的变形量始终维持为装配时的预压缩量而不发生变化，从而转向架振动过程中摩擦阻力不随转向架的簧上载荷变化而维持为一个常数。变摩擦减振器：车体重量通过摇枕作用于弹簧上，使弹簧压缩，在车体作用力和弹簧反力的作用下，楔块与摇枕之间、楔块与侧架立柱之间产生一定的压力。而各摩擦面上的摩擦力与摇枕上的载荷有关，随载荷增大而增大。6)轴箱斜楔与利诺尔减振器的区别？轴箱斜楔减振器：依靠轴箱斜锲与轴箱磨耗板之间的挤压产生摩擦来减振，属于常摩擦减振器。利诺尔减振器：产生稳定的横向正压力，轴箱与构架之间纵向无间隙，有利于提高转向架稳定性，属于变摩擦减振器。7)抗蛇行减振器与旁承摩擦的区别？答：旁承支重方式具有结构简单、成本低廉等优点，但其阻力特性不能同时使车辆蛇形运动稳定性和曲线通过性能都得到最适宜的摩擦阻力矩，只能以兼顾的观点确定阻力矩之值，载荷确定后，摩擦力矩基本为一常量；通常用在货车转向架和运行速度不太高（160）的客车转向架上。抗蛇行减振器虽然结构复杂、成本较高，但其阻力特性可以同时使车辆蛇形运动稳定性和曲线通过性能都得到适宜的阻力值，而且阻力与车辆垂向载荷无关，所以在高速客车转向架上广泛采用。第5章铁道车辆动力学基本知识1)铁道车辆车轮踏面和轮缘分别具有什么作用？答：踏面：车辆借助踏面能以任意速度通过直线和相应的曲线，锥形踏面起着复原机构的作用，可自动引起偏移并自动抵消偏移。踏面做成一定的锥度是为了便于通过曲线，起到差速器的作用；能够自动对中；使踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。轮缘：为使车轮不脱离轨道，在车轮内侧加上轮缘起保护安全的作用，除偶尔承受作用的横向力外，不起更大的作用。）2)已知:①LM踏面的等效锥度为0.1;②滚动圆横向跨距之半b=1.493/2=0.7465m;③车轮半径为0.840/2=0.42m;④轮轨间隙y=10mm;(y=0.01m).计算:①由轮对蛇行运动波长和90km/h速度下的蛇行频率.②该车轮不碰轮缘能纯滚通过的最小曲线半径。提示(国际单位)：解：a.Lw=fw=b.R=纯滚线横移量y一定时踏面斜度越大，通过的曲线半径R越小第6章货车转向架1）转8A货车转向架的优缺点有那些？答：转8A构架是由两个独立的侧架和一个摇枕组成的三大件转向架。优点：自重轻、强度大、结构简单、制造容易、检修方便、重车动力性能较好缺点：a.弹簧静挠度不大，空重车性能相差较大，空车差；（b.无轴箱弹性悬挂，簧下质量过大，轮轨力大，轴承寿命低）c.侧架摇枕定位刚度不足，易产生菱形变位，临界速度低d.减振装置的斜楔不耐磨，减振性能不稳定。2）三大件转向架的抗菱刚度如何定义？答：三大件转向架的侧架和摇枕配合比较松弛，容易产生菱形变位。在心盘上加垂向负荷，约束一个侧架，用作动器推动另一个侧架，测试出回转角度对应的回转力矩，回转力矩除以回转角就是抗菱刚度。3)交叉拉杆转向架如何提高三大件转向架的动力学性能？(答：a.在两侧架间安装弹性交叉拉杆，使两侧架间提供了弹性连接，车辆运行时，有效地阻止两侧架成菱形错位，即阻止两侧架之间作纵向相对错动。b.在侧架导框座与轴箱承载鞍之间加装弹性橡胶垫，使轮对弹性定位，减小簧下质量，降低轮轨动作用力和磨耗，改善动力学性能)4）摆动式转向架如何提高三大件转向架的动力学性能？答：a.具有摆式吊悬挂，增加横向运动，小的横向刚度；b.增加了侧滚控制特性，提高了车辆抗侧滚的稳定性；c.取消了摇枕挡，侧向力由弹簧托板传给侧架，降低作用高度和倾覆力矩；d.两级长行程的枕簧，空重车特性好；e.在重要部位加耐磨低合金钢衬垫。5）发展高速货车转向架需要攻克那些核心技术？答：a.H型焊接构架或增加三大件转向架的抗菱刚度b.径向转向架和摆式转向架c.弹性常接触旁承d.增大弹簧静挠度和采用两级刚度弹簧e．径向转向架和摆式转向架第7章客车转向架1）101转向架的组成及优缺点？答：是21型客车使用的转向架，构造速度为100km/h，采用铸钢H型构架，有摇动台板簧结构，采用导框式定位装置和双侧闸瓦基础制动。由于结构复杂、笨重、运行性能差，已遭淘汰。2）202转向架的组成及优缺点？答：202是用于22型客车的无导框C轴转向架，构造速度为120km/h，采用铸钢H型002brLLVf/ybrR0构架，摇动台式摇枕弹簧悬挂装置，两系圆弹簧加油压减振器，导柱式轴箱定位装置和吊挂式双侧闸瓦基础制动装置等。3）206W转向架的组成及优缺点？答：206W其构架，摇枕均为焊接结构，U型侧梁，采用干摩擦导柱式轴箱定位，一系增加垂向减振器，中央悬挂为无摇动台高圆簧外侧悬挂，踏面复合制动。4）209PK转向架的组成及优缺点？答：采用H型构架，导柱式轴箱定位装置，摇动台式摇枕弹簧悬挂装置，长吊杆，构架外侧悬挂，两系空气弹簧，摇枕弹簧带油压减振器，采用盘型制动和单元制动缸，取消踏面制动；设空重调整阀；采用空气弹簧和高度调整阀；安装抗侧滚扭杆；保留摇动台结构。5）CW-2转向架的组成及优缺点？答：构架、摇枕为焊接结构；装有转臂轴箱定位装置和控制杆，轴箱悬挂设垂直油压减振器；全旁承支重；中央悬挂为带有空气弹簧的摇动台结构；横向油压减振器，抗侧滚扭杆；设带橡胶套的中心销轴牵引拉杆横向挡；基础制动装置为单元盘型制动，设电子防滑器；广泛采用橡胶元件，改善隔振、隔音性能，减小磨耗。6）SW-300转向架的组成及优缺点？答：a.转向架采用无摇枕结构，结构简单，重量轻，符合高速化趋势；b.采用焊接构架，并尽可能减小自重；c.无磨耗单转臂式轴箱定位，能够合理匹配满足性能要求的轮对纵向、横向刚度；d.轮对采用实心轴和轻型高速车轮，低锥度磨耗型踏面，整体式圆柱滚子轴承组；e.中央悬挂采用“高工作高度大胶囊式”空气弹簧，更有利于提高舒适性，但要求底架有足够的空间；f.牵引装置采用Z字形牵引拉杆；g.轴箱构架间安装垂向油压减振器，使转向架具有