动车组车辆构造与设计课后习题答案(商跃进)

第一章动车组基础知识1.简述高速铁路特点及其列车划分方式。a)特点：（1）速度快，旅行时间短。（2）客运量大。（3）准时性好，全天候。（4）安全舒适可靠。（5）能耗低。（6）污染轻。（7）效益高。（8）占地少。b)划分方式：普通列车：最高运行速度100一160km／h；快速列车：最高运行速度160—200km／h；高速列车：最高运行速度≥200km／h。2.简述动车组的定义、类型及关键技术。(一)定义：动车组：亦称多动力单元列车，是由动车和拖车或全部动车长期固定联挂在一起运行的铁路列车。(二)类型：1.按牵引动力的分布方式分：①动力分散动车组②动力集中动车组2.按动力装置分：①内燃动车组(DMU)②电力动车组(EMU)：3.按服务对象分：①长途高速动车组②城轨交通动车组(三)关键技术：动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、牵引控制系统、列车网络控制系统、制动系统。3.简述动车组车辆的组成及其作用。①车体：容纳运输对象之所，安装设备之基。②走行部（转向架）：车体与轨道之间驱动走行装置。③牵引缓冲连接装置：车体之间的连接装置。④制动装置：车辆的减速停车装置。⑤车辆内部设备：服务于乘客的车内固定附属装置。⑥车辆电气系统：车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按其作用和功能可分为主电路系统、辅助电路系统和控制电路系统3个部分。4.解释动车组车辆主要技术指标及其标记的含义。①.自重：车辆本身的全部质量。②.载重/容积：车辆允许的最大装载质量和容积。③.定员：以座位或铺位计算。（定员=座席数+地板面积*每平方米地板面积站立人数。）④.轴重：车轴允许负担的最大质量（包括车轴自重）。⑤.每延米轨道载重：车辆总质量/车辆全长（站线有效利用指标）。⑥.通过最小曲线半径：调车工况能安全通过的最小曲线半径。⑦.构造速度：安全及结构强度允许的最大速度。⑧.旅行速度：路程/时间，即平均速度。最高试验速度，最高运行速度。⑨.持续速度：在全功率下能长时间连续运行的最低速度称为持续速度。⑩.轮周牵引力：动轮从牵引电动机获得扭矩，通过轮轨相互作用在轮周上产生的切向反力。⑪.粘着牵引力：机把受粘着条件限制而得到的牵引力，称为粘着牵引力⑫.持续牵引力：在全功率下，对应于持续电流的引力称为持续牵引力。⑬.车钩牵引力：克服动车本身的运行阻力以后，传到车钩处用于牵引列车运行的那部分牵引力。⑭.标称功率：各牵引电动机输出轴处可获得的最大输出功率之和。⑮.车辆全长、最大高度、最大宽度：车辆两端车钩钩舌内侧距离（19.8m/29.7m)；车顶最高点至轨顶面距离（3.25m);车体最宽处尺寸（2.6m)。⑯.车辆换长：是车辆换算长度标记。当车钩处于锁闭位置时，车辆两端车钩钩舌内侧面间距离（以m为单位）除以11m所得之值，为该车辆换算长度数值。⑰.车辆定距：相邻转向架中心距⑱.转向架固定轴距：转向架前后车轴中心距。⑲.车钩高和地板面高：钩舌外侧面和地板面至轨顶的距离。5.何谓限界？包括哪几种类型？为防止车辆运行时与建筑物及设备发生接触而设置的横断面最大允许尺寸轮廓。包括：机车车辆限界（车限）和建筑限界（建限）。建筑限界和机车车辆限界均指在平直线路上两者中心线重合时的一组尺寸约束所构成的级限轮廓。类型：1、无偏移限界2、静偏移限界3、动偏移限界6.线路包括那几种？轨道由那几部分组成？线路平面构造：直线、曲线、缓和曲线、道岔线路纵断面构造：上下坡段、竖曲线、平道。第二章转向架结构原理及基本部件1.简述转向架的组成及其分类。2.①组成：㈠轮对:走行导向。㈡轴箱：降低摩擦阻力，化滚动为平动。㈢一系悬挂装置：用以固定轴距，保持轮对正确位置，安装轴承等。缓冲轴箱以上部分的振动，以减轻运行中的动作用力。㈣构架:安装基础。㈤二系弹簧悬挂：也叫车体支承装置:是车体与转向架的连接装置。㈥基础制动装置:是制动机产生制动力的部分。㈦电机驱动装置:将电能变成机械能转矩，通过降低转速，增大转矩，将牵引电动机的功率传给轮对。②分类：1.按轴数分类：两轴bo-bo；三轴co-co。2.按传动装置分：(1)动力转向架：单动力轴转向架、双动力轴转向架(2)非动力转向架3.按悬挂装置分：A、按弹簧悬挂方式分类：一系、二系B、按轴箱定位方式分类：有导框轴箱定位转向架无导框轴箱定位转向架：拉板式、转臂式、拉杆式C、按车体支承方式分类：(1)按中簧跨距分：内侧悬挂、中心悬挂、外侧悬挂。(2)按载荷传递形式分：心盘集中承载、心盘部分承载、非心盘承载。(3)按中央悬挂装置的结构分：有摇动台、无摇动台、无摇枕转向架。D、按车体支撑装置连接形式分：铰接式、非铰接式4.按导向方式分：自导向径向转向架、迫导向径向转向架、机车径向转向架5.按摆动方式分：自然摆转向架、强制摆转向架3.轮对有何特点？2轮+1轴，过盈连接，轮轴同转4.简述车轴和车轮各部分的名称。踏面、轮缘、轮辋、辐板、辐板孔、轮毂、轮毂孔5.空心车轴有何好处？车轮踏面为什么有一定斜度？㈠空心车轴⑴减轻了自重⑵因而减轻了簧下质量，⑶减小了蛇形运动。从而改善了列车运行平稳性，减小了轮轨之间的动力作用。㈡踏面需要做成一定的斜度，其作用是：1、便于通过曲线2、可自动调中3、踏面磨耗沿宽度方向比较均匀6.简述滚动轴承轴箱的类型。类型：圆柱滚动轴承与轴箱（目前客车常用）；圆锥滚动轴承（目前货车常用）7.简述弹性悬挂装置的类型及其特点。类型及特点：1、按位置分：一系悬挂装置：在轮对与构架之间，也称为轴箱悬挂装置二系悬挂装置：在车体和构架之间，也称为中央悬挂装置2、按作用分：缓冲装置：主要起缓和冲动的弹簧装置；（中央弹簧、轴箱弹簧）减振装置：主要起衰减振动的减振装置；（垂向、横向、纵向和抗蛇行减振器）定位装置：主要起定位作用的定位装置。（轴箱定位、中央定位、抗侧滚扭杆）3、按结构形式分：螺旋弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧、扭杆弹簧、环弹簧8.简述空气弹簧系统的组成及其工作原理。㈠特点：变刚度、等高度、三维弹性、自带减振功能。空重车自振频率相当；单独支重；省去垂向减振器。㈡组成：空气弹簧本体、高度控制阀、差压阀、附加气室、滤清器㈢工作原理：（1）压力空气缓冲：由压力空气实现。列车管→空气弹簧风缸→空气弹簧主管→空气弹簧连接管→高度控制阀→空气弹簧本体和附加气室。(2)变压力、变刚度、等高度A.保压：正常载荷时，h=H，进排气通路均关闭，保压；B.充气：增载时，车体下沉，hH，进气阀打开，充气增压使车体上浮至h=H,进气阀关闭；C.放气：减载时，车体上浮，hH，排气阀打开，放气减压使车体下沉至h=H,排气阀关闭。（3）压差控制防倾覆：由差压阀实现。差压阀连通左右两空气弹簧，一侧空气弹簧爆裂时，另一侧空气弹簧自动放气，以防车体倾覆。（4）节流减振：由气嘴实现。气嘴节流减振代替垂向减振器。9.简述车辆上常见减振器的类型及其工作原理。㈠摩擦式减振器：借摩擦面的相对滑动产生阻尼㈡液压减震器①特点：自调节特性（振幅大时，衰减量也大）。②组成：活塞、进油阀、缸端密封、上下连接、油缸、贮油筒、防尘罩等。③工作原理：利用液体黏滞阻力作负功来吸收振动能量（小孔节流阻尼）A.拉伸状态：活塞杆向上运动，B腔油液的压力增大，压差使其经过心阀的节流孔流入A腔。油液通过节流孔时产生大小与的流速、节流孔的形状和大小有关的阻力。B.压缩状态：活塞杆向下运动，受到活塞压力的A腔油液通过心阀的节流孔流入B腔而产生阻力。C.油量调节：活塞杆有一定体积，当活塞上下运动时，A腔和B腔体积变化不相等。为保证减振器正常工作，在油缸外增加一贮油筒（C腔）实现油量调节。10.简述驱动装置的类型及典型驱动装置的特点。㈠作用：实现能量转换，产生轮对驱动力距。㈡类型：（1）轴悬式(半悬式）：牵引电机重量一半支撑载车轴，一半悬挂在构架上。轴悬式又有刚性及弹性之分。（2）架悬式（或称全悬挂式）：牵引电机支撑在构架上。（3)体悬式：牵引电机安装在车体上。11.简述基础制动装置的类型及其特点。㈠空气制动：利用压缩空气，通过制动缸活塞和杠杆作用在闸瓦或制动夹钳的压力，在踏面或制动盘上产生摩擦，把机车动能转化为热能并逸散到大气中。包括制动控制系统和制动执行系统㈡闸瓦制动：通过闸瓦压紧车轮，通过机械摩擦产生制动作用，高速时制动力不够，不是高速列车主要制动方式㈢盘形制动:通过制动闸片与制动盘之间的机械摩擦产生制动作用，散热好，有较好的高速制动性能，高速制动时制动块磨损加快，热载荷大时易产生裂纹不能确保安全①轴盘制动：制动盘压装在车轴内侧②轮盘制动：制动盘安装在车轮两侧或一侧12.摩擦制动包括闸瓦制动、盘形制动、磁轨制动13.动力制动包括电阻制动、再生制动、电磁涡流轨道制动、电磁涡流转子制动等第三章典型转向架1、简述德国、日本和法国转向架的结构特点？2、简述CRH2转向架的横向、纵向及垂向力的传递路线。①.垂向力（即重力）：车体→橡胶空气弹簧→构架侧梁→轴箱圆弹簧→轴箱→车轴→车轮→钢轨②.横向力（离心力等）：车轮→车轴→轴箱→轴箱圆弹簧+转臂定位销（力较小时）/轴箱止档（力较大时）→构架侧梁→橡胶空气弹簧（力较小时）/构架横梁→横向橡胶止档(力较大时)→牵引中心销→车体③.纵向力（牵引力或制动力）：（轮轨间粘着）车轮→车轴→轴箱→轴箱转臂定位销→构架侧梁→构架横梁→牵引拉杆→牵引中心销→车体→车钩3、简述CW-200K转向架的横向、纵向及垂向力的传递路线。（实验报告）4、简述地铁转向架的结构特点。转向架安装于车体与轨道之间，用来牵引和引导车辆沿轨道行驶，承受并传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用。一般由构架、轮对轴箱装置、弹簧悬挂装置和制动装置等组成，有动力转向架和非动力转向架之分，动力转向架装有牵引电机及传动装置。5、简述低地板转向架、法国RX656转向架及独立回转转向架的结构特点。第四章车体结构及总体布置1.简述车体的类型及组成。类型：㈠按材料分：耐候钢车体、不锈钢车体、铝合金车体㈡按承载方式分：底架承载式车体、侧墙和底架共同承载式车体、整体式承载车体组成：底架、侧墙、车顶、前端墙（或车头）、后端墙、波纹地板或空心型材加强的地板构成一个带门窗切口的博壁筒形整体承载结构。2.简述CRH动车组车体组成特点。（1）车体采用铝合金整体承载筒形结构（2）车体的断面形状可分为鼓形断面、梯形断面和矩形断面。（3）底架、侧墙和车顶采用大型空心截面的挤压铝型材拼焊而成。中空挤压型材，长度可达车体全长。（4）整体装配车体：车体基本由6大部件即地板、车顶、两个端墙及两个侧墙装配而成。3.简述车体轻量化、防火和隔声降噪的措施。（————————————不考——————————）㈠车体轻量化措施：①采用新材料、新工艺：铝合金、不锈钢、蜂窝型复合材料、纤维复合增强塑料、玻璃钢②改变车体结构：改变车体强度结构改变车体工艺结构：采用大型中空挤压铝型材结构采用纤焊的铝蜂窝铝合金结构采用航空骨架式铝合金结构采用大型挤压型材的焊接结构㈡防火措施：（1）结构抗火2）隔断火源3）防止火灾蔓延4）车门设计应有利于乘客的疏散（5）车内应设有灭火相辅助照明设备6）车辆难燃化7）加强车内的巡回检查，引导旅客安全疏散㈢隔声降噪的措施：①隔声措施：①采用双层墙结构②在车体金属（如地板）表面涂刷防振阻尼层③采用双层车窗④车内选用吸声效果好的高分子聚合材料⑤提高车体气密性②降噪措施：A、削弱噪声源发出噪声强度的措施B、提高车体隔声性能的措施4.简述铝合金车体的特点。车体主要承载构件采用大型中空挤压铝型材，以提高构件刚度，充分发挥材料承载能力，满足轻量化要求，减小了焊接工作量，维修期增长分为四种形式：第一种，铝板和实心型材结构：车体由铝板和实心型材通过铆钉、连续焊接进行连接。第二种，板条骨架结构：车体由铝板和纵向加固件应用气体保护焊的溶焊而成。第三种，大型开口型材结构：车体由板皮和纵向加固件组成高强度大型开口型材整体结构通过焊接。第四种，大型空心截面结构：车体结构为与车体等长的大型中空型材通过自动连续焊接互相连接。5.简述CRH动车组的布置特点。动车组车辆总体布局