第四篇 铁路运输系统

第四篇铁路运输系统第二章铁路固定运输设备第一节铁路线路与轨道一、铁路主要技术标准铁路等级、正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线有效长度和闭塞类型机车交路——机车固定担当牵引任务的周转区段共三级1、线路等级目前在我国，铁路等级除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级外又增加了“客运专线”等级，时速200至350km/h的铁路统称为客运专线，曲线半径一般在2200m以上。客运专线是以客运为主的快速铁路。比如京津城际高速、京沪高速等都是客运专线。而根据国际铁道联盟的定义：时速200km以上的铁路系统就是高速铁路。所以我国的客运专线就是高速铁路。2、正线数目二、铁路线路平、纵断面1、线路平面o概念o组成：直线、曲线——圆曲线、缓和曲线o要求曲线半径——舒适性、磨损、纵横滑移标准半径夹直线最小长度：一级铁路80m(一般地段)40m(困难地段)二级铁路60m(一般地段)30m(困难地段)三级铁路50m(一般地段)25m(困难地段)缓和曲线——螺旋线、三次、五次抛物线2、线路纵断面概念组成——坡段、竖曲线限制坡度——确定列车重量的最大坡度牵引定数——限制坡度确定的列车重量加力牵引坡度三、路基四、轨道1、轨道组成作用：承载、导向钢轨作用——承压、导向要求——刚硬性、柔韧性材料——碳、锰、硅合金钢70kg／m、60kg/m、50kg／m长——12.5m，25m轨距——1435mm结构轨枕作用——承力、传力、固轨木枕——弹性好；形状简单，制造容易；重量轻，铺设、更换方便。它的主要缺点就是要消耗大量的木材，而且使用寿命较短。钢筋混凝土轨枕——使用寿命长、稳定性好、养护工作量小，加上材料来源较广，所以得到广泛采用，不仅可以节省大量木材，而且还有利于提高轨道的强度。普通轨枕的一般长度是2．5m轨枕布置的密度，一般每公里1520—1840根宽混凝土轨枕，它比钢筋混凝土轨枕薄、宽，而且在轨道上是连续铺设联结零件•接头联结零件联结时，两节钢轨之间应当预留适当的缝隙，叫做轨缝，这样，当温度发生变化时，钢轨就可以自由地伸缩•中间联接零件钢筋混凝土轨枕用的中间联结零件有3种扣板式拱型弹片式ω型弹条式木枕扣件道床作用——支承轨枕、固定轨枕的位置、缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击碎石道床整体道床防爬设备列车运行时，常常产生作用在钢轨上的纵向力，使钢轨作纵向移动，有时甚至带动轨枕移动，这种纵向移动，叫做爬行防爬器道岔道岔是使机车车辆由从一股道转入另一股道的连接设备转辙器：包括两根尖轨和两根基本轨，是引导机车车辆转线的部分辙叉及护轨：包括辙叉心、两根翼轨和两根护轮轨。它的作用是保证车轮安全通过互相交叉的两根钢轨连接部分：包括两根直轨和两根导曲线轨道岔代号，代表了辙叉角（α）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值，即AEFEctgN式中：N为道岔号。显而易见，辙叉角α越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。然而，道岔号数越大，道岔越长，其造价越高，占地越多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。列车在车站内的调头①②③三角线三角线是最简单的调头设备，造价低，作用可靠，维修容易，可是占地面积大，调头时间长。转车盘它是机车调头设备中最主要的一种。是由圆坑及机车可以通行的上承式或下承式的钢梁（在圆坑上铺设圆轨），并且在水平面上围绕梁的中心迴转360°，在圆坑外的四周铺设若干条辐射状配线。当转车盘对准某一配线时，机车即可驶上转车盘，并可驶入任一配线上。上承式圆坑较深，下承式则较浅。园坑可迴转钢梁配线2、轨道类型3、无缝线路无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。它是当今轨道结构的一项重要新技术，世界各国竟相发展。根据无缝线路受力原理，理论上讲无缝线路的轨条长度可以无限长。目前在普通无缝线路上，由于各种原因，轨条长度一般在1500m左右。ΔL=α·L·Δtα——钢轨的线膨胀系数，取11.8×10—6／℃；L——钢轨长度(mm)；Δt——轨温变化幅度(℃)根据虎克定律，温度应力σt为σt=E·εt=E·ΔL/L=E·α·Δt式中E——钢的弹性模量，E=2.1×105εt——钢的温度应变(每一单位长度的伸长或缩短)将E、α之值代入，则温度应力为σt＝2.1×105×11.8×10—6Δt＝2.5Δt一根钢轨所受的温度力Pt为Pt=σt·F=2.5Δt·F(N)F——钢轨断面积(mm2)温度力，仅与轨温变化幅度有关，而与钢轨本身长度无关对于不同类型的钢轨，同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同无缝线路的锁定轨温在无缝线路上，两端要拧紧扣件，按设计增设防爬设备，使两端“固定”，所以也叫锁定线路。锁定时的轨温称为锁定轨温锁定轨温高了，冬天产生的温度拉力大，夏天产生的温度压力小锁定轨温低了，冬天产生的温度拉力小，夏天产生的温度压力大选定锁定轨温时，以冬季钢轨不折断，夏季不发生涨轨跑道为原则例如，北京最高轨温62．6℃，最低轨温-22．8℃，中间轨温就是19．9℃，而设计锁定轨温一般采用24℃。根据各个地区的轨温变化情况进行检算和调整。一般以稍高于本地区的中间轨温作为锁定轨温，比较适宜无缝线路锁定后，当轨温发生变化时，在长轨条的中部因不能随轨温变化伸缩而在钢轨中积存巨大的温度力，与此同时，也存在着阻止轨道框架(钢轨轨枕钉连在一起，称为轨道框架)移动的纵向阻力。它包括接头阻力、扣件阻力及道床纵向阻力温度力甲——能由接头阻力平衡的温度力；温度力乙——能由道床纵向阻力平衡的温度力无缝线路稳定性道床横向阻力轨道框架刚度第二节铁路车站及枢纽一、车站的分类1、按技术作业性质分中间站区段站编组站技术站2、按业务性质分客运站货运站客货运站3、按等级分特等站一至五级站4、车站的线路种类正线、到发线、调车线、牵出线、货物线安全线、避难线、机车走行线、存车线、检修线二、中间站1、主要任务及作业内容列车到发、通过、会让、越行客货运业务2、主要设备客运设备、货运设备、站内线路、信号及通信设备3、会让站和越行站无货运业务会让站——单线铁路越行站——双线铁路4、站界单线铁路：进站信号机柱中心线之间双线铁路：一端为进站信号机柱中心线另一端为站界柱中心线三、区段站区间：区段：1、区段站设置位置2、区段站的作业与设备供应与整备机车、中转、解编（少量）客货运、机车及车辆检修客运设备、货运设备、运转设备、机务设备、车辆设备3、区段站布置图始发直达列车——在一个车站装车后直接编组或在相邻几个车站装车后编组，通过一个及其以上编组站不进行改编作业的列车技术直达列车——在技术站编组，通过一个及其以上编组站不进行改编作业的列车直通列车——在技术站编组，通过一个及其以上区段站不进行改编作业的列车货物列车的种类区段列车——在技术站编组，开行距离为一个区段，在中间站不进行摘挂车作业的列车沿零摘挂列车——在技术站(或中间站)编组，开行一个区段，但在中间站进行零担货物装卸和车辆摘挂作业的列车小运转列车——在枢纽或区段内几个车站间开行的列车四、编组站1、编组站及其主要任务编组站——大量解编作业，完善的调车设备，列车工厂主要任务——解编，小运转列车，供应列车动力，整备检修机车，日常保养2、编组站的分类路网性编组站区域性编组站地方性编组站3、编组站的作业与设备作业——改编（到达、解体、编组、出发）无调中转（换挂机车、列车技术检修）货物作业（比改编增加送车、装卸、取车）机车整备和检修、车辆检修设备——调车设备、行车设备、机务设备（机务段）、车辆设备（车辆段、列检所、站修所）4、编组站布置图编组站形式：单向编组站——一套调车设备双向编组站——两套调车设备横列式、纵列式、混合式级——纵向排列的车场数场——全站的主要车场总数调车驼峰平面牵出线。设在平道上，调车时，车辆溜放的动力是靠调车机车的推力。牵出线设于调车场尾部，适合于车列的编组作业驼峰像骆驼的峰背而得名。调车时，车辆溜放的动力以其本身的重力为主，调车机车的推力为辅。驼峰一般设在调车场头部，适合于车列的解体作业推送部分：是指经驼峰解体的车列其第一钩车位于峰顶时车列全长所在的线路范围。设置这一部分的目的是为了使车辆得到必要的位能，并使车钩压紧，便于摘钩溜放部分：由峰顶至调车场头部各股道警标后约100m（大能力驼峰）或50m（中、小能力驼峰）处的线路范围峰顶平台：推送部分与溜放部分的连接处，设有一段平坦地段，叫做峰顶平台五、铁路枢纽设在网点或网端，各种线路、专业车站、服务设备组成的技术设备总称第三节铁路信号与通讯一、信号种类：视觉信号、听觉信号固定信号、移动信号固定信号机进站信号机出站信号机通过信号机调车信号机驼峰信号机二、闭塞设备闭塞设备，用来保证列车在区间运行安全，并提高区间通过能力为了防止同向列车在区间内尾追，或对向列车在单线区间内对撞，区间两端车站值班员在向区间发车前，必须办理行车联络手续，叫行车闭塞用来办理行车闭塞的设备叫闭塞设备半自动闭塞采用半自动闭塞时，以出站信号机或通过信号机的进路显示作为列车占用区间的凭证这种闭塞制度既需要人工操纵，出站信号机又具有自动恢复定位的特性工作过程闭塞按钮甲站乙站铃响，接车表示灯亮黄灯；甲站铃响，发车表示灯也亮黄灯闭塞按钮乙站甲站铃响，黄灯改亮绿灯甲站开放出站信号机列车出站，出站信号机自动关闭，乙站铃响，灯都由绿变红，手柄恢复定位，并用电话通知乙站乙站开放进站信号机列车进入乙站轨道电路区段时，进站信号机自动恢复定位乙站拔出闭塞按钮，表示灯即熄灭，乙站闭塞设备复原。甲站铃响，闭塞设备复原自动闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种闭塞方式。闭塞分区(其长度一般为1200—1300m)，每个分区的起点设置一个通过信号机进行防护。闭塞分区内装有轨道电路，因而能够正确反映列车的运行情况，并及时传给通过信号机显示出来，向接近它的列车指示运行条件每一闭塞分区构成一个独立的轨道电路1号通过信号机亮红灯，表示该分区有列车占用，续行列车应在该信号机前停车3号信号机亮黄灯，表示它所防护的闭塞分区空闲，要求续行列车注意运行，前方只有一个闭塞分区空闲5号通过信号机亮绿灯，前方有两个闭塞分区空闲，指示列车可按规定速度运行第三章铁路运输移动设备第一节铁路机车一、机车分类1、按原动力分：蒸汽机车、内燃机机车、电力机车2、按运用分：客运机车、货运机车、调车机车二、内燃机机车1、构成柴油机、传动装置、走行部、制动装置车体与车架、车钩缓冲装置、辅助设备2、类型电力传动内燃机车液力传动内燃机车柴油机主发电机牵引电机牵引齿轮动轮柴油机万向轴齿轮齿轮轴泵轮涡轮涡轮轴齿轮动轮DF8b内燃机车3、基本结构原理电力传动内燃机车1电阻制动装置2硅整流轨3牵引装置4走行部5启动变速箱6励磁机7主发电机8柴油机9燃油箱10预热锅炉11静液压变速箱12电机悬挂系统13冷却风扇14牵引电动机15基础制动装置16车钩缓冲装置曲柄连杆机构、配气机构、供油系统润滑系统、冷却系统、起动系统柴油机传动装置直一直流电传动交一直流电传动交一直一交电传动交一交流电传动柴油机交流发电机硅整流器M牵引电机MMMMM内燃机车交—直流电力传动装置三、电力机车1、电气化铁道的供电系统1一发电厂；2一高压输电线；3一区域变电所；4一铁路牵引变电所；5一馈电线；6一接触网；7一钢轨；8一回流线；9一接地线；10一电力机车2、电力机车接触网受电弓主断路器主变压器整流调压器平波电抗器牵引电机齿轮传动装置动轮SS8电力机车第二节铁路车辆一、类型1、按用途分客车、货车2、客车类型硬座车（YZ）软座车（RZ）硬卧车（YW）软卧车（RW）餐车（CA）行李车（XL）邮政车（UZ）3、货车类型棚车（P）敞车（C）平车（N）罐车（G）保温车（B）4、按轴数分四轴六轴多轴二、基本构造1、车体：车底架、侧墙、端墙、车顶2、走行部（转向架）：轮对、侧架、轴箱摇枕、心盘3、车钩缓冲装置：车钩、缓冲器、钩尾筐、从板4、制动装置：空气制动、电磁轨道制动、