《鐵道車輛工程》教學課件PPT
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第六節(jié) 車輛牽引方式、車輛動 力學及車輛結構強度的考慮一、列車牽引方式 1 1、牽引力：、牽引力：由動力傳統(tǒng)裝置引起的與列車運行方向相同的外力，這是司機可以控制的使列車發(fā)生運動或加速的力。輪軌之間的粘著牽引力的計算公式Fu=Pfj=(Pug)j Pu機車粘著重量 全部動軸荷載之和；g軸力加速度；uj計算粘著系數(shù)。粘著系數(shù)j 運行速度 粘著系數(shù)與運行速度的關系圖可以看出 牽引力的大小與動軸的荷載及計算粘著系數(shù)有關。同時，牽引的特性（各類機車）都有相同的特點，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噸增加動軸數(shù)量 2軸變3軸 多臺機車重聯(lián)運行 動力分散成動車組運行2、列車牽引方式動力集中：機車牽引方式動力分散：動車牽引方式機車牽引的旅客列車“和諧號”電力機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HXD機車牽引105輛C80型與另一臺HXD機車牽引105輛C80型組合，尾部加可控列尾裝置（簡稱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SS4型機車牽引，中部2臺SS4型機車重聯(lián)牽引，尾部連掛1臺SS4型機車（簡稱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機車牽引）連掛而成（簡稱45000t模式）。動車組旅客列車動車組旅客列車3.動車集中和動力分散動車組的區(qū)分動 力 集 中動力分散動車組從動力集中到動力分散3、動力分散牽引方式的特點1.1.多動力單元組成，冗余性高，運行可靠性高；2.2.牽引力分散，降低車身強度要求，實現(xiàn)輕量化；3.3.全部車輛為乘客車廂，定員多，運量大，效率高；4.4.牽引設備分散在地板下，軸重輕且軸重分布均勻，對線路影響??；5.5.動軸數(shù)量多，粘著要求低，受氣候等環(huán)境條件影響??；6.6.使用電氣制動多，減小機械制動部件磨耗，節(jié)能；7.7.電氣和機械制動聯(lián)合使用，性能穩(wěn)定，安全性高 牽引功率大軸重小 啟動加速性能好 可靠性高 列車利用率高 編組靈活動力分散動車組是當今世界高速動車組技術發(fā)展的方向。動力分散動車組優(yōu)點:日本 E2-1000國外典型的高速動車組日本日本 700700系系日本700系動車組（動力分散）法國法國TGV（動力集中）（動力集中）法國 AGV法國AGV（動力分散）德國 ICE3（動力分散）西門子動車組350km/h（動力分散）二、車輛動力學性能二、車輛動力學性能 對對車車輛輛的的轉轉向向架架的的性性能能提提出出相相應應的的要要求求，主主要方面為：要方面為：車輛的振動性能：垂向、橫向、縱向；車輛的振動性能：垂向、橫向、縱向；曲線通過；曲線通過；蛇形運動；蛇形運動；車輛運行品質及其相關評估指標。車輛運行品質及其相關評估指標。這這些些都都會會涉涉及及到到如如下下方方面面的的設設備備，零零件件的的設設計與選擇。計與選擇。車輛的輪徑：貨車840、客車915、860，輪踏面的形式。軸型：D、E軸，空心車軸轉向架與底架的接口形式：心盤承載、旁承承載、牽引鉸?；A制動方式：閘瓦制動、盤形制動彈簧的型式、柔度與剛度：鋼彈簧、橡膠彈簧。軸箱定位的形式與剛度。抑制蛇行適動的阻尼形式及技術參數(shù)。減振阻尼形式參數(shù)，液壓減振器的型式。軸承的選擇構架或側架搖枕的結構型式，制造方式（鑄造、焊接水平），結構尺寸及相關尺寸。（如固定軸距等）動力學性能分析方法使用專業(yè)的軟件進行模擬和仿真部分可使用試驗方法三、車體結構強度三、車體結構強度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。垂向動載荷。側向力 包括離心慣心力和風力?？v向沖擊力及由它產生的縱向慣性力。制動時產生的力，包括制動系統(tǒng)中的力和制動時產生的慣性力。車輛通過曲線時所受的鋼軌橫向作用力。修理時加于車輛上的載荷。扭轉載荷及垂向斜對稱載荷。特種車輛的相關力：罐車內壓力；散裝粒狀貨物的側向力；裝卸機的作用力。2 2充分了解作用在轉向架上的載荷充分了解作用在轉向架上的載荷垂向靜載荷：心盤上的垂向力；側架或構架上的垂向載荷。垂向動載荷?？v向力所引起的附加垂向載荷。側向力引起的附加垂向力。側向力及輪軌間作用力所引起的水平載荷。垂向斜對稱載荷。制動時的載荷。3利用有限元分析方法對車輛的結構、強度進行分析、優(yōu)化，現(xiàn)有大量專門的計算程序。4應該了解車輛常用材料的品種及許用應力值的大小及標準。5要對車輛及零部件的強度和疲勞試驗方法、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，補強的方法和手段。第十一章 完
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