《鐵道車輛工程》教學(xué)課件PPT
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第六節(jié) 車輛牽引方式、車輛動(dòng) 力學(xué)及車輛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的考慮一、列車牽引方式 1 1、牽引力：、牽引力：由動(dòng)力傳統(tǒng)裝置引起的與列車運(yùn)行方向相同的外力，這是司機(jī)可以控制的使列車發(fā)生運(yùn)動(dòng)或加速的力。輪軌之間的粘著牽引力的計(jì)算公式Fu=Pfj=(Pug)j Pu機(jī)車粘著重量 全部動(dòng)軸荷載之和；g軸力加速度；uj計(jì)算粘著系數(shù)。粘著系數(shù)j 運(yùn)行速度 粘著系數(shù)與運(yùn)行速度的關(guān)系圖可以看出 牽引力的大小與動(dòng)軸的荷載及計(jì)算粘著系數(shù)有關(guān)。同時(shí)，牽引的特性（各類機(jī)車）都有相同的特點(diǎn)，即：速度越高，牽引力下降越多，而速度越高，阻力越大P=f(v2),因此就可能出現(xiàn)牽引力無法達(dá)到的情況。解決方法解決方法增加牽引噸位 軸重由23噸變成25噸增加動(dòng)軸數(shù)量 2軸變3軸 多臺(tái)機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行 動(dòng)力分散成動(dòng)車組運(yùn)行2、列車牽引方式動(dòng)力集中：機(jī)車牽引方式動(dòng)力分散：動(dòng)車牽引方式機(jī)車牽引的旅客列車“和諧號(hào)”電力機(jī)車牽引的貨物列車大秦線組合列車圖大秦線開行3種編組2萬t重載組合列車示意最新最早組合2萬t列車有3種模式一是由1臺(tái)HXD機(jī)車牽引105輛C80型與另一臺(tái)HXD機(jī)車牽引105輛C80型組合，尾部加可控列尾裝置（簡(jiǎn)稱1+1+可控列尾模式）；二是由2列編組105輛的C80型單元萬噸列車連掛而成，列車前部1臺(tái)SS4型機(jī)車牽引，中部2臺(tái)SS4型機(jī)車重聯(lián)牽引，尾部連掛1臺(tái)SS4型機(jī)車（簡(jiǎn)稱1+2+1模式）；三是由4列編組51輛的C80型單元列車（每列由SS4機(jī)車牽引）連掛而成（簡(jiǎn)稱45000t模式）。動(dòng)車組旅客列車動(dòng)車組旅客列車3.動(dòng)車集中和動(dòng)力分散動(dòng)車組的區(qū)分動(dòng) 力 集 中動(dòng)力分散動(dòng)車組從動(dòng)力集中到動(dòng)力分散3、動(dòng)力分散牽引方式的特點(diǎn)1.1.多動(dòng)力單元組成，冗余性高，運(yùn)行可靠性高；2.2.牽引力分散，降低車身強(qiáng)度要求，實(shí)現(xiàn)輕量化；3.3.全部車輛為乘客車廂，定員多，運(yùn)量大，效率高；4.4.牽引設(shè)備分散在地板下，軸重輕且軸重分布均勻，對(duì)線路影響小；5.5.動(dòng)軸數(shù)量多，粘著要求低，受氣候等環(huán)境條件影響?。?.6.使用電氣制動(dòng)多，減小機(jī)械制動(dòng)部件磨耗，節(jié)能；7.7.電氣和機(jī)械制動(dòng)聯(lián)合使用，性能穩(wěn)定，安全性高 牽引功率大軸重小 啟動(dòng)加速性能好 可靠性高 列車?yán)寐矢?編組靈活動(dòng)力分散動(dòng)車組是當(dāng)今世界高速動(dòng)車組技術(shù)發(fā)展的方向。動(dòng)力分散動(dòng)車組優(yōu)點(diǎn):日本 E2-1000國(guó)外典型的高速動(dòng)車組日本日本 700700系系日本700系動(dòng)車組（動(dòng)力分散）法國(guó)法國(guó)TGV（動(dòng)力集中）（動(dòng)力集中）法國(guó) AGV法國(guó)AGV（動(dòng)力分散）德國(guó) ICE3（動(dòng)力分散）西門子動(dòng)車組350km/h（動(dòng)力分散）二、車輛動(dòng)力學(xué)性能二、車輛動(dòng)力學(xué)性能 對(duì)對(duì)車車輛輛的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向架架的的性性能能提提出出相相應(yīng)應(yīng)的的要要求求，主主要方面為：要方面為：車輛的振動(dòng)性能：垂向、橫向、縱向；車輛的振動(dòng)性能：垂向、橫向、縱向；曲線通過；曲線通過；蛇形運(yùn)動(dòng)；蛇形運(yùn)動(dòng)；車輛運(yùn)行品質(zhì)及其相關(guān)評(píng)估指標(biāo)。車輛運(yùn)行品質(zhì)及其相關(guān)評(píng)估指標(biāo)。這這些些都都會(huì)會(huì)涉涉及及到到如如下下方方面面的的設(shè)設(shè)備備，零零件件的的設(shè)設(shè)計(jì)與選擇。計(jì)與選擇。車輛的輪徑：貨車840、客車915、860，輪踏面的形式。軸型：D、E軸，空心車軸轉(zhuǎn)向架與底架的接口形式：心盤承載、旁承承載、牽引鉸?；A(chǔ)制動(dòng)方式：閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)彈簧的型式、柔度與剛度：鋼彈簧、橡膠彈簧。軸箱定位的形式與剛度。抑制蛇行適動(dòng)的阻尼形式及技術(shù)參數(shù)。減振阻尼形式參數(shù)，液壓減振器的型式。軸承的選擇構(gòu)架或側(cè)架搖枕的結(jié)構(gòu)型式，制造方式（鑄造、焊接水平），結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)尺寸。（如固定軸距等）動(dòng)力學(xué)性能分析方法使用專業(yè)的軟件進(jìn)行模擬和仿真部分可使用試驗(yàn)方法三、車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度三、車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度1充分了解作用在車輛上的各類載荷垂向靜載荷，包括自重、載重和整備重量。垂向動(dòng)載荷。側(cè)向力 包括離心慣心力和風(fēng)力。縱向沖擊力及由它產(chǎn)生的縱向慣性力。制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力，包括制動(dòng)系統(tǒng)中的力和制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力。車輛通過曲線時(shí)所受的鋼軌橫向作用力。修理時(shí)加于車輛上的載荷。扭轉(zhuǎn)載荷及垂向斜對(duì)稱載荷。特種車輛的相關(guān)力：罐車內(nèi)壓力；散裝粒狀貨物的側(cè)向力；裝卸機(jī)的作用力。2 2充分了解作用在轉(zhuǎn)向架上的載荷充分了解作用在轉(zhuǎn)向架上的載荷垂向靜載荷：心盤上的垂向力；側(cè)架或構(gòu)架上的垂向載荷。垂向動(dòng)載荷。縱向力所引起的附加垂向載荷。側(cè)向力引起的附加垂向力。側(cè)向力及輪軌間作用力所引起的水平載荷。垂向斜對(duì)稱載荷。制動(dòng)時(shí)的載荷。3利用有限元分析方法對(duì)車輛的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度進(jìn)行分析、優(yōu)化，現(xiàn)有大量專門的計(jì)算程序。4應(yīng)該了解車輛常用材料的品種及許用應(yīng)力值的大小及標(biāo)準(zhǔn)。5要對(duì)車輛及零部件的強(qiáng)度和疲勞試驗(yàn)方法、目的、要求有比較清楚的了解，主要是載荷的模擬，數(shù)據(jù)的采集，補(bǔ)強(qiáng)的方法和手段。第十一章 完
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