铁路机车车辆

3.1车辆铁路车辆是铁路运输的重要设备，是用来运送旅客、装运货物或作其他特殊用途的运载工具。它一般没有动力装置，必须把车辆连挂成列，由机车牵引才能沿线路运行。3.1.1铁路车辆的分类铁路车辆按用途可分为客车和货车两大类。全钢浴盆运煤专用敞车RZ25DT型硬座客车第三章铁路机车车辆运送旅客且供坐卧饮食等所用的车辆称为客车。常见的客车有硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李车、邮政车等数种。供运送货物、牲畜等所用的车辆称为货车。货车有平车、敞车、棚车、保温车、罐车等不同的类型。按轴数分，车辆有四轴车、六轴车和多轴车。四轴车的四根轴分别组成两个相同的转向架，能相对于车底架作自由转动，因此，缩短了车辆的固定轴距，使之能顺利通过曲线。我国铁路上的大部分车辆均采用这种形式。对于载重量较大的车辆，为使每一车轴加在线路上的重量不超过线路强度所规定的吨数（称为“轴重”），可以做成六轴车或多轴车。按载重量分，货车有50吨、60吨、75吨、90吨等多种。3.1.2铁路车辆的基本构造铁路车辆一般由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置等五个基本部分组成。车辆基本构造1、车体；2、车底架；3、车钩缓冲装置；4、走行部；5、制动装置3.1.2.1车体车体是旅客乘坐或装载货物的部分，装在车底架上。车体一般和车底架构成一个整体，支承在转向架上，其结构与车辆的用途有关。货车按用途可分为通用货车、专用货车、特种货车等。通用货车包括平车（N）、敞车（C）、棚车（P）、保温车（B）、罐车（G）和守车（S）等。敞车约占货车总数的60％，棚车约占货车总数的20％，平车约占货车总数的5.4％。专用车有家畜车、水泥车、漏斗车、自翻车和集装箱专用平车等。特种货车有长大平车、落下孔车、凹型车、钳夹车等。（1）平车(N)大部分平车车体只有地板，主要用于运送钢材、汽车、机器等体积或重量较大的货物，也可借助集装箱运送其它货物。1.货车(2)敞车(C)敞车由地板、侧墙和端墙组成，车墙高度在0.8米以上，两侧有门。敞车主要用于运送煤、矿石、钢材等不怕湿的货物，必要时也可以加盖防水篷布，代替棚车装运怕湿货物。敞车具有很大的通用性，是货车中数量最多的一种。(3)棚车(P)棚车车体由端墙、侧墙、地板、车顶、门窗等部分组成。装运货物时关紧门窗，可以防止风吹日晒和雨雪的侵袭，便于保管。适合于运送比较贵重和怕湿的货物。大多数棚车为是通用型，但为了固定装运某些货物，还造有一些专用棚车，例如家畜车。(4)保温车(B)保温车的车体与棚车车体外形相似，但车体外表为银灰色，墙板由两层壁板构成，壁板间充填绝热材料，以减轻外界气温的影响，车内设加温、制冷、测温和通风设备，主要用于运送新鲜蔬菜、鱼肉等鲜活易腐货物。目前我国以成列或成组使用的机械保温车为多，车内装有制冷机(也可作加温用)，并能自动控制车内温度。(5)罐车(G)罐车的车体为圆筒形，具有较大的强度和刚度，是装运油、液化气、酒精和酸类等液体货物的专用车辆。为了保证液体货物运送时的安全，设有安全阀等设备：当外界温度发生变化时，罐内压力超过一定数值，安全阀自动打开放气；罐内压力低于一定数值时，通过安全阀补气。运输各类液体货物的罐车构造不同，罐车的通用性差。(6)特种车辆用于装运各种长大、重型货物，如大型机床、发电机、化工合成塔等。由于特种车辆的载重和自重较大，因此其轴数较多。C64型敞车（单位mm）1－手制动机；2－上侧梁；3－侧墙；4－斜撑；5－侧柱；6－下侧门；7－侧门；8－上侧门；9－下侧门搭扣；10－角柱；11－端墙；12－横带；13－上端梁；14－下门锁。P62棚车（单位mm）1－侧墙；2－侧门；3－通风口；4－车顶；5－扶梯；6－端墙；7－手制动机。N17型平车（单位mm）X6A型集装箱车示意图（单位mm）1－手制动机；2－端梁；3－斜撑；4－枕梁；5－侧梁；6－小顺梁；7－门止档；8－中梁；9－固定式锁闭装置；10－翻转式锁闭装置；11－横梁。D9型凹型车示意图D17型长大货物车示意图1－转向架；2－车底架；3－落下孔；4－支承梁。D20型钳夹式车示意图（单位mm）G17型粘油罐车示意图1－进入孔；2－安全阀；3－卡带；4－加温套；5－垫木；6－鞍板；7－进汽管。摆式列车作为尖端技术，面世于20世纪70年代，被成功地引入瑞典、意大利、德国等许多国家。摆式列车的最主要的优势在于，它不同于传统高速列车那样依赖专有和特制的轨道，而是可以在既有的曲线半径小的线路上，通过车体自动向内侧倾斜而平衡掉列车向外侧的横向加速度，保证列车高速运行。当列车经过弯道时，通过其径向自导转向架和电脑控制摆式装置，可继续保持高速行驶，且能保证列车的安全和旅客的舒适。B19型机械冷藏车1－进风口；2－压缩机、冷凝器、冷凝器通风机；3－电热器；4－蒸发器；5－蒸发器通风机；6－通风道；7－排风口；8－压缩机冷凝器机罩；9－货物间。客车车体用型钢焊成骨架，钢板做成薄壁简形结构，具有重量轻、刚度大的特点。车体两端有通过台和外端堵，用以保证旅客通行的安全，并起保温和隔音作用。车体内部一般设有座椅或卧铺、给水、照明等生活必需的设施。2.客车25G型客车25K型客车3.1.2.2车底架车底架是车体的基础。它承受车体和所装货物的重量，并通过上下心盘将重量传给走行部。在列车运行时，它还承受机车牵引力和列车运行中所引起的各种冲击力，所以必须具有足够的强度和刚度。货车车底架由中梁、侧梁、枕梁、横梁及端梁等组成，如下图所示。货车车底架1－端梁；2、7－枕梁；3－纵梁；4－侧梁；5－横梁；6－中梁。车底架的中梁、侧梁均制造成鱼腹形，目的是减少自重及降低车辆重心。3.1.2.2车底架3.1.2.3走行部走行部可以引导车辆沿轨道运行，并把车辆的重量和货物载重传给钢轨，它应保证车辆以最小的阻力在轨道上运行，并顺利地通过曲线。走行部能否保持良好的状态，对于车辆的安全、平稳、高速运行有很大影响。在四轴车上，四组轮对分成两部分，每两组轮对和侧架、摇枕、弹簧减振装置、轴箱油润装置等组成一个整体，称为转向架。图3-15铸钢侧架式转向架1-轮对；2-下心盘；3-中心销；4-旁承；5-摇枕；6-侧架；7-摇枕弹簧；8-轴箱。转向架通过摇枕上的下心盘、中心销和车底架枕梁上的上心盘相连接，可以相对于车底架作自由转动，缩短了车辆的固定轴距，便于车辆顺利地通过曲线。随着铁路运输事业的发展，车辆的载重和速度不断提高，为了使每根车轴的载荷不超过线路和桥梁的承载能力，又能使多轴车辆安全、灵活地在轨道上运行，故将两个或两个以上的轮对，按规定的固定轴距，用专门的钢架连成一组，并装有弹簧等配件，形成独立的结构，这种独立结构称为转向架。除长大货物车外，一般车辆都安装两台二轴转向架。转向架是车辆的重要部件之一，它承受并传递车体自重和载重，引导车辆沿轨道运行，并顺利地通过曲线，缓和或消减来自线路的冲击和振动，提高车辆运行的平稳性。转向架是由两组轮对和轴箱油润装置、侧架、摇枕、弹簧减振装置等组成的一个整体。通过摇枕上的下心盘、中心销和车底架枕梁上的上心盘对接。铸钢棚架式转向架1－轮对；2－下心盘；3－中心销；4－旁承；5－摇枕；6－侧架；7－摇枕弹簧，8－轴箱。1.货车转向架货车转向架图1－轴箱装置；2－轮对；3－侧架；4－弹簧减震装置；5－摇枕；6－旁承；7－下心盘。货车转向架各部分的名称1-轮对；2-轴箱；3-摇枕弹簧；4-侧架；5-摇枕（1）轮对轮对（下图）是两个车轮紧密地压装在一根车轴上组成的。轮对承受车辆的全部重量，以较高的速度引导车辆在钢轨上行驶，并与钢轨相互作用产生各种作用力.图3-17轮对实物图车轮与钢轨头部的接触面，称为踏面。踏面做成一定的斜度（1/20）的理由：A可使车辆的重心落在线路中心线上，以减少或避免车辆的蛇行运动，使轮对较顺利地通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行；B在直线上运行时，使车辆的复原性好。由于踏面上设有斜度，为了使轨面与踏面接触良好，钢轨铺设时也使它向线路中心具有1:40的轨底坡。因此，车辆在直线上运行时，轨面对踏面的作用力方向是倾向线路中心的，其水平分力具有使轮对处在线路中央的作用。这样，轮对就不容易被横向力推动。即使轮对被横向力推向轨道一侧，由于踏面有斜度，也容易恢复到线路中央位置。轮对发展趋势：采用小直径车轮（降低重心、减少轨道冲击力、稳定性增大）；改变踏面形状。车轮内侧缘凸起的部分叫轮缘。它的作用是防止轮对脱轨，保证车辆在线路上安全运行。轴箱油润装置的作用是将轮对和侧架联结在一起，保持轴颈与轴承的正常位置；将车辆的重量传给轮对；保护轴颈，使轴承与轴颈间得到润滑，减少摩擦，防止在高速运行条件下发生热轴；防止尘砂、雨水等异物进入轴承及轴颈等部分，保证车辆安全运行。铁路车辆上有两种类型的轴箱装置，即滚动轴承轴箱和滑动轴承轴箱装置。（2）轴箱油润装置滑动轴承的主要缺点是运行阻力大，使用和保养不慎时容易发生燃轴事故，故逐步被淘汰。现在大量采用的是滚动轴承轴箱。图3-18滚动轴承轴滚动轴承轴箱油润装置的主要特点是：能降低车辆起动阻力和运行阻力（起动阻力可以降低85％左右），在牵引力相同的条件下，可以提高列车牵引重量和运行速度；滚动轴承承载较均匀，很少发生热轴故障；同时滚动轴承密封严密，一般都使用润滑脂，不易甩出及挥发，可以延长检修周期。但由于车辆起动阻力降低，易使停留车辆产生溜逸，这是运输工作人员必须注意的问题。轴箱组成示意图滚动轴承轴箱1－轴瓦；2－瓦垫；3－前卷；4－后卷；5－中卷；6－轴箱体；7－防尘板。（3）侧架、摇枕及弹簧减振装置摇枕具有箱形断面，并制成鱼腹形。侧架车体底架以及货物的重量通过转向架各部件传至钢轨的顺序是：上心盘→下心盘→摇枕→摇枕弹簧→弹簧承台→侧架→承载鞍→滚动轴承→轴→车轮→钢轨。2.客车转向架客车转向架采用二系弹簧，其摇枕所承受的重量先要传给一系摇枕弹簧，再经摇枕吊、转向架构架传给二系弹簧后，再传给轴承。采用二系式弹簧装置，进一步改进了转向架的减振性能。它具有较高的平稳性，更适合高速运行。3.1.2.4车钩缓冲装置车钩缓冲装置安装在车辆底架的两端，其作用是使机车和车辆或车辆之间连挂一起，并且传递牵引力和制动力，缓和列车运行或调车作业时所产生的冲击力。车钩缓冲装置包括车钩、缓冲器两部分，安装在车底架中梁的两端。下图为货车车钩缓冲装置。1.车钩车钩是车钩缓冲器的主要部件，用以实现车辆的连挂、摘解和传递牵引力和冲击力。目前我国绝大部分货车使用13号车钩，客车使用15号车钩。车钩由钩头、钩身和钩尾三个部分组成。钩头里装有钩舌、钩舌销、钩提销、钩舌推铁和钩锁铁等零部件。图3-21车钩钩头车钩作用原理：根据铁路运输生产的需要，为了实现挂钩或摘钩，使车辆连接或分离，车钩应具有锁闭、开锁、全开三种位置。车辆连挂后各车钩应具有锁闭作用，以保证列车运行时各车钩不能任意分离；摘解车辆时，车钩应具有开锁作用，以便使两连挂的车钩脱开；连挂车辆时，车钩应具有全开作用，使其中的一个车钩钩舌完全张开，才能使另一车钩的钩舌进入其钩腕内，以便两钩连挂。车钩的这三个作用是通过转换钩头内钩锁、钩舌推铁、上（或下）锁销的位置，分别使它们处在锁闭、开锁、全开位置（或称锁闭、开锁、全开状态）而实现的。车钩三态作用位置1－钩锁铁；2－钩舌；3－钩舌销；4－钩锁推铁；5－钩提销。A锁闭位置：车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置，称之为锁闭位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。B开锁位置：即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力就可以向外转开的位置。C全开位置：即钩舌已经完全向外转开的位置。摘钩时，只要其中一个车钩处在开锁位置，就可以把两辆车分开。当两个车需要连挂时，只要其中一个车钩处在全开位置，与另一辆车钩碰撞后就可连挂。车钩三态作用位置（点击图片播放动画）1－钩锁铁；2－钩舌；3－钩舌销；4－钩锁推铁；5－钩提销。2.缓冲器2号缓冲器内外环弹簧受力示意图缓冲器1－弹簧盒盖；2－弹簧盒；3－开口内环弹簧；4－小外环弹簧；5－大外环弹簧；6－内环弹簧；7－半环弹簧；8－底板；9－角铁、螺栓。为了缓和并减低