北京交通大学

1《车辆电气与空调》自学指导书1、课程内容简介《车辆电气与空调》是铁道车辆专业的专业必修课，是以车辆制冷空调技术以及车辆电气装置为对象，通过学习车辆制冷、空调、车辆电气的工作原理、系统组成、结构特点，使学生了解车辆制冷、空调、车辆电气系统的使用、故障判断的知识。拓宽学生知识面，适应铁道车辆现代化对制冷空调车电技术人才需求而设置的课程。本课程教材为：滕兆武、王刚《车辆制冷与空气调节》中铁出版社，1989章音《车辆电气装置》中铁出版社，19912、课程的内容与学习要求本课程由《车辆电气装置》和《车辆制冷与空气调节》两部分组成。《车辆电气装置》部分第一章概论（1）主要学习内容与要求通过学习本章的4个小节的内容，了解车辆电气装置的组成及其运用条件，掌握车辆供电系统的典型供电方式、计算列车供电容量和负载供电功率。熟悉车辆内端门自动控制系统电气原理图的分析方法。（2）思考题与作业1．车辆电气装置的组成及其运用条件？2．车辆电气装置由哪几部分组成？3．计算列车供电容量和负载供电功率的方法？4．车辆供电系统的典型供电方式与优缺点？5．已知制冷压缩机功率为9kW，η=0.85，空载工作，求工作1小时需要的供电功率。第二章客车空调装置的自动控制系统（1）主要学习内容与要求2通过学习本章的内容，了解客车空调装置的组成和控制原理，熟悉温度的常用测量方法、传感器种类以及工作原理；熟悉各种继电器的工作原理、种类，掌握电磁继电器的使用以及设计选用步骤与方法；掌握电动机的启动方法、能够熟练分析电动机启动电路；掌握单元式空调机组控制系统电气原理图的分析方法。（2）思考题与作业1．铁路客车为了保证乘客有舒适的环境，采用的控制原理、控制方式有哪些？2．将温度物理量转变为电量有哪些方法，简述其原理及优缺点？3．电磁继电器的主要选用步骤及触头保护措施是什么？4．电磁继电器根据功能可以分为哪些类型？5．采用空气开关之后,所在电路可否不用热继电器和熔断器进行保护?6．由图2-17，2-18分析手动控制时，电动机转速如何从0稳定到额定转速。7．说明三相异步电机降压启动的几种方法?画图说明。8．已知客车制冷压缩机的功率为5.5KW，其起动电流为额定电流的6倍，试求其直接起动时所需要的电源容量为多少？9．由图2-23，分析不同温度下制冷自动位空调控制及电机回路的工作原理。10．由图2-23，分析不同温度下热风位空调控制及电热器、电机回路工作原理。第三章客车轴温的监测与报警（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解客车轴温的产生原因及其危害，掌握轴温检测方法与设备，通过学习分析轴温监测报警仪电路，掌握客车轴温监测与报警电路的工作原理。（2）思考题与作业1.铁路客车为了燃轴产生原因与防止方法2.轴温报警器中常用集成电路的用法3.轴温检测有哪些方法，比较其优缺点。4.画图说明振荡器电路的组成与脉宽的计算方法5.画图说明CD4011、CD4051、CD4520封装以及真值表。6.说明TKZW-1T型巡回检测轴温电路分为几个部分，简述其作用。7.稳压块7805和7905的功能是什么第四章客车交-直流供电装置（1）主要学习内容与要求3通过学习本章的内容，了解客车交-直流供电装置的组成，掌握感应子发电机的分类及其结构特点、双绕组电机的供电特点；掌握J5型感应子发电机的结构组成、电枢反应特点以及电机特性的试验研究方法，掌握KP-2A型可控硅式控制箱的电气原理图分析方法和调整方法。（2）思考题与作业1什么是感应子发电机？什么是交直流供电装置？2何谓电枢反应，不同负载对励磁磁场如何影响，产生什么后果？3J5型感应子发电机磁路有何特点？4J5型感应子发电机相电压与哪些参数有关？5画出24V及48V用电制，J5型感应子发电机励磁、电枢绕组接线图。6比较J5型感应子发电机空载和负载特性，说明在相同转速下特性曲线差异的原因。7J5型感应子发电机的负载与调节特性有何差别，两者各有什么用途。8画出可控硅式控制箱原理框图并说明其工作过程。9由图4-17分析三相输出电压与整流桥二极管导通状态的关系。10主整流电路中电容C5与C7的作用是什么？11可控硅式控制箱量测环节的输入、输出是什么？它们有什么关系？12可控硅式控制箱量测环节的输出（锯齿波）受哪些因素的影响，是如何影响的？13可控硅式控制箱触发器的输入、输出是什么？说明其工作过程。14由图4-17，说明可控硅式控制箱限流充电及过压保护环节的工作过程。15可控硅式控制箱要调整哪些参数，如何测量？16可控硅开通及关断的条件是什么？17为什么要发展双绕组电机？第五章车辆蓄电池（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解车辆常用蓄电池的用途以及分类；掌握影响蓄电池容量的因素；掌握铅酸蓄电池以及镉镍蓄电池的结构以及工作原理；重点掌握蓄电池的充、放电特性以及使用方法。（2）思考题与作业1．影响蓄电池工作容量大小的因素有哪些？2．画图说明铅酸蓄电池的工作原理。3．画图说明镉镍蓄电池的工作原理。4．何谓放电率及放电最终电压？5．铅酸蓄电池初充电为什么不许中断电源？6．为什么要进行准放电工作？7．大电流放电与过放电有何不同，两者引起的效果有什么区别？45《车辆制冷与空气调节》部分第一章旅客运输与易腐货物运输对空气参数的要求（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，掌握空调的定义、湿空气的组成、温度、绝对湿度、相对湿度、含湿量以及焓的定义。了解空调客车车内空气参数对人体舒适性的影响以及车内空气参数范围。了解易腐货物的腐败机理以及冷藏运输车辆的车内空气参数范围。掌握客车空调外气计算参数的确定原则以及外气计算参数值。（2）思考题与作业1、空气调节的定义与目的2、说明制冷与空调的区别和联系3、什么叫冷链4、焓与熵的定义5、说明绝对温度、相对温度及含湿量的含义。6、确定空调装置外气计算参数的方法是什么？第二章车体隔热壁（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解车体隔热壁的传热过程，熟悉车体隔热壁传热系数计算公式，理解车辆运行速度以及钢结构冷桥对传热系数的影响；了解太阳辐射强度与太阳辐射热的确定方法；熟悉当量温度与综合温度的概念。难点：区分作用在车体外表面的太阳辐射热与传入车体内部的太阳辐射热在数值上的差别；区分经过车窗玻璃进入车体内部的太阳辐射热与经过车体隔热壁进入车体内的太阳辐射热在组成成分和数值上的区别。（2）思考题与作业1、热量如何从隔热壁一侧空气传到另一侧空气？2、作用在铁道车辆上的太阳辐射热如何确定？3、钢结构冷桥对车体传热系数有何影响？4、当量温度与综合温度的定义。第三章制冷原理（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，掌握蒸气压缩制冷工作原理以及制冷循环的LgP-h图，蒸气压缩制冷的实际循环，制冷循环的热力计算，6液体过冷、吸气过热对制冷循环的影响；蒸发温度、冷凝温度变化变化对制冷循环的影响；制冷机的工况。了解制冷剂的性质及其对环境的影响，了解机械冷藏车采用二级压缩的原因，了解其它制冷方法在铁路车辆上的应用情况。本章重点是蒸气压缩制冷的工作过程在LgP-h图上的分析运用，蒸气压缩制冷的热力循环计算。（2）思考题与作业1、画图标明过冷液体区、湿蒸气区和过热蒸气区。2、说明干度、饱和温度、饱和压力、过冷液体、过热蒸气的定义3、画出压缩制冷机组成图，说明各部件作用以及制冷剂在其内的状态4、lgP-h图上有哪六种曲线5、求制冷剂R12压力为2×105Pa时，其从液态到气态焓值的变化6、求制冷剂R12压力为2×105Pa，t=10℃时，其状态参数7、蒸气压缩制冷理论循环有哪些假设8、制冷系数与热力完善度的定义，它们有何区别与联系？9、液体过冷与蒸气过热对制冷系数有何影响10、在lgP-h图上，画图说明实际循环与理论循环有何不同11、说明制冷循环热力计算步骤以及相应公式12、为什么采用双级压缩制冷循环，画出其结构原理图13、已知工质为R12的理论循环，其冷凝温度为40℃，蒸发温度为-5℃，若将冷凝器出来的饱和液体过冷至30℃，求过冷后制冷系数增加的百分数14、制冷剂与载冷剂的定义15、为什么要减少使用R12类制冷剂，用什么替代?16、举例说明常用制冷剂与载冷剂名称与特性第四章制冷压缩机（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解客车空调常用的全封闭制冷压缩机和半封闭制冷压缩机的结构组成和特点，了解螺杆式压缩机以及涡旋式压缩机的特点。（2）思考题与作业1、制冷压缩机有哪些种类2、画图说明活塞式制冷压缩机工作过程3、画图说明活塞式制冷压缩机与电机连接方式4、活塞式制冷压缩机由几部分组成5、活塞式制冷压缩机与活塞式空压机的结构有何区别6、说出螺杆式、涡旋式压缩机工作原理7、比较压缩式、螺杆式、涡旋式压缩机主要性能7第五章制冷换热器及其他辅助设备（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解车辆制冷装置采用肋片管式换热器的原因；了解肋片管参数、肋片管传热系数的计算公式、蒸发器、冷凝器的结构特点以及主要参数。掌握车辆制冷装置上各种辅助设备的结构和用途。（2）思考题与作业1、冷凝器分为哪几类2、蒸发器分为哪几类3、影响蒸发器传热效果的因素有哪些4、冷凝器选择与热力计算的步骤5、制冷其它辅助设备有哪些，画出其在制冷系统中的位置第六章小型制冷装置自动化（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解内平衡式热力膨胀阀结构及其自动调节流量的作用原理，了解外平衡式热力膨胀阀结构及其自动调节流量的作用原理和适用范围。熟悉热力膨胀阀的调节特性。了解毛细管节流装置的使用注意事项。了解其他制冷自动化装置的工作原理和用途。（2）思考题与作业1、外平衡式和内平衡式热力膨胀阀的作用与区别2、热力膨胀阀容量受哪些因素影响3、什么是热力膨胀阀的工作过热度、关闭过热度和可变过热度4、为什么可以用毛细管代替热力膨胀阀，比较它们的优缺点5、制冷装置中有哪些保护器件，其作用是什么第七章车辆制冷系统（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解客车车顶单元式空调制冷系统的组成；B20机械冷藏车制冷系统的结构组成；掌握客车空调制冷系统与机械冷藏车制冷系统结构与控制方面的区别。了解车辆制冷系统的常见故障以及判别方法。（2）思考题与作业1、我国铁路机械冷藏车先后有哪八种类型，目前哪些仍在使用？2、客车空调装置由哪几部分组成？3、B20机械冷藏车制冷系统由哪几部分结构组成4、机冷车制冷系统与空调客车制冷系统比较有哪些差异？85、制冷系统气密性试验有哪些方法？6、制冷量不足的原因有哪些？第八章客车空气调节装置的组成及空气处理过程（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，掌握我国客车空调装置的类型、组成及优缺点。湿空气h-d图的构成，应用湿空气h-d图确定湿空气状态参数的方法，客车空调各种典型处理过程在湿空气h-d图上的表示方法。（2）思考题与作业1、湿空气的H-d图上有哪些参数？2、某空气状态为t=25℃，ts=24℃，从湿空气的H-d图上求其他空气状态参数。3、在H-d图上画出8类空气处理的过程线。4、冬季用空气预热器加热空气，求φ=35%，t=10℃,房间体积v=25m3的房间将温度加热到18℃，需要多少热量？5、什么叫析湿冷却？6、电热加湿与超声加湿有何不同？第九章通风系统（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解客车空调通风系统的组成及各部分的作用，新风量、回风量、通风量的概念，通风机组的种类和选用方法；掌握通风量与新风量的计算方法；了解客车空调气流组织的特点、类型以及对旅客舒适度的影响。（2）思考题与作业1、通风系统由哪几部分组成？2、通风量如何确定？3、客车车内热湿负荷由几部分组成？4、新风量如何确定？5、通风管道阻力如何计算？6、均匀送风管道的条件是什么？7、通风机有哪些种类？8、通风机有哪些性能指标？9、如何调节通风量？10、车辆气流组织有哪些方式？11、空调送风口有哪些型式？12、画图说明空气流过空气冷却器表面的实际状态曲线。913、说明空气冷却器冷却系数与旁通系数的定义？第十章空气冷却系统（1）主要学习内容与要求通过学习本章的内容，了解客车空调冷负荷的构成，了解再循环空