《鐵道車輛工程》教學課件PPT

《鐵道車輛工程》教學課件PPT,鐵道車輛工程,鐵道,車輛,工程,教學,課件,PPT 第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架l中央懸掛裝置第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架l牽引裝置第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架驅動制動裝置組成1-電機；2-聯(lián)軸節(jié)；3-齒輪箱。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架驅動和制動裝置合為一體，使結構緊湊，體積和質量大大減小，而且基礎制動采用盤形制動，制動效率高，制動盤與閘片耐磨性好,檢修工作量小 驅動制動裝置組成第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架l走行裝置走行輪胎總成由空心車軸、輪芯、滾動軸承和橡膠輪胎組成第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架五、五、100km/h A100km/h A型地鐵轉向架型地鐵轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架轉臂式軸箱定位方式，架懸式牽引電機，單拉桿牽引，單元式輪盤制動，最大軸重16t，最大運營速度100km/h。六、六、120km/h B120km/h B型地鐵轉向架型地鐵轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架轉臂式軸箱定位方式，架懸式牽引電機，單拉桿牽引，單元式輪盤制動，最大軸重14t，最大運營速度120km/h。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架七、內置軸箱式轉向架七、內置軸箱式轉向架 內軸箱式轉向架的優(yōu)點：(1)構架橫梁縮短,有利于增加構架的剛度及減輕自重。(2)布置在側梁上的空氣彈簧橫向間距可以減小,轉向架在小半徑曲線上發(fā)生偏轉時空氣彈簧的縱向位移和扭轉變形可以減小,從而改善空氣彈簧的工作條件。(3)轉向架搖頭剛度減小,便于通過小半徑曲線,但對車輛的橫向穩(wěn)定性卻沒有影響。(4)采用外置的盤形制動,便于更換和維修。內軸箱式轉向架的缺點：(1)對于動力轉向架,在輪對內側有限的空間要布置構架、牽引電機、聯(lián)軸器、齒輪箱等部件，空間十分緊張，設計難度較大。(2)對齒輪箱軸箱軸承的壽命要求較高，盡可能為免維護，至少應保證在一個大修期內不發(fā)生損壞，避免經常退輪。(3)由于空氣彈簧橫向間距較小，因而對車體的抗側滾穩(wěn)定性較差，應加裝抗側滾扭桿等裝置，但這樣又使結構復雜化。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架八、直線電機式轉向架八、直線電機式轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架l利用車輪起支承導向作用，這與傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)相似。l但在牽引方面卻采用了短定子列車驅動直線異步電機（LIM）驅動，定子（初級線圈）設置在車輛上，轉子（次級線圈）設置在感應軌上，工作原理與HSST系統(tǒng)基本相同。l車輛平穩(wěn)運行時，定子與感應軌之間的間隙一般在10mm左右。轉向架轉向架直線電機（定子）直線電機（定子）感應板（轉子）感應板（轉子）車體車體基本原理：第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架直線電機輪軌交通系統(tǒng)主要特點：1、牽引方式先進由于采用了直線感應電機牽引，列車牽引力不依靠輪軌摩擦，即使急彎、陡坡也可以輕松牽引，最小曲線半徑、限制坡度標準都可以適當放寬。在小半徑曲線及隧道內也不需要像普通輪軌鐵路那樣進行最大坡度折減。具有HSST在驅動方面的所有優(yōu)點。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架2、加減速性能好系統(tǒng)最大加速度可達1.34 m/s2(MKII)制動減速度1.0 m/s2緊急制動減速度2.4 m/s2（MKII）既適合于市郊大站快車、又適合于市內車站較密的情況第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架3、可以做成徑向轉向架由于采用直線電機系統(tǒng)，沒有了旋轉動力源和機械變速傳動系統(tǒng)，因此有利于采用徑向轉向架徑向轉向架使車輪沿弧形曲線軌道運行可以降低輪軌噪聲及磨損使Rmin降至20m以下第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架4、無需復雜的懸浮控制系統(tǒng)依靠車輪支承列車運行，不需要復雜的懸浮控制系統(tǒng)。其承載能力比電磁懸浮的磁懸浮列車大。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架5、經濟合理隧道土建規(guī)模小良好的爬坡能力曲線半徑小軌道結構簡單道岔結構簡單、號碼小車站規(guī)模小車輛段規(guī)模小養(yǎng)護維修、運營費用低第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架6、低效率、低功率因數(shù)的缺點由于車載定子與地面轉子是處在一個相對直線運動的彈性（軸箱垂向彈性定位）系統(tǒng)間，不可避免地會造成相互間隙變化，因此氣隙設計得不能太小，否則會導致不安全因素，一般定在12mm左右（比德國磁懸浮列車的氣隙8mm要高一些）；再加上直線電機是有端部的（旋轉電機是閉環(huán)），因此漏磁場較大，機電能量轉化率低，所以直線電機的效率較低，一般在0.70.8之間，功率因數(shù)也較低，一般在0.50.6之間；第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架7、直線電機吊掛復雜軸懸式第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架軸箱懸掛式橫向定位桿垂向吊桿垂向吊桿牽引拉桿第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架u直線電機懸掛在一系彈簧下，車輪和鋼軌受到的沖擊較大，輪軌磨損比較嚴重；u要保證直線電機的安裝不能妨礙輪對的微小徑向搖頭；u氣隙值較容易控制，且一系彈簧可以剛度較小，具有較好的舒適性。二者優(yōu)缺點第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架架懸式第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架架懸式第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架架懸式LIM迫導向轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架u直線電機懸掛在一系彈簧上面，彈簧有緩沖作用，輪軌磨耗不嚴重。u要求一系彈簧具有足夠的剛度維持氣隙穩(wěn)定，從而對舒適度產生影響。優(yōu)缺點第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架九、低地板轉向架九、低地板轉向架何謂低地板？何謂低地板？輕軌車輛發(fā)展所經歷的三個階段輕軌車輛發(fā)展所經歷的三個階段 高地板高地板中地板中地板低地板低地板低地板輕軌車輛是指地板面距軌面高度一般在350mm至400mm之間的軌道交通車輛第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架為什么要發(fā)展低地板？為什么要發(fā)展低地板？u上下車方便，強調乘客乘降的便捷性；上下車方便，強調乘客乘降的便捷性；第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架u 適應既有的地面線路及站臺設施適應既有的地面線路及站臺設施第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架u 站臺低站臺低,市容美觀市容美觀 第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架 低地板輕軌車輛的發(fā)展歷程低地板輕軌車輛的發(fā)展歷程 u第一代第一代低地板：分段式低地板，低地板部分一低地板：分段式低地板，低地板部分一般般1015%，最多小于，最多小于50%u第二代低地板：中間貫通式低地板第二代低地板：中間貫通式低地板,低地板部分低地板部分達到達到70%u第三代低地板第三代低地板:100%低地板低地板第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架如何實現(xiàn)低地板如何實現(xiàn)低地板?采用小直徑車輪采用小直徑車輪:地板面高度受車輪直徑影響。地板面高度受車輪直徑影響。拖車轉向架采用小輪徑剛性輪對轉向架。車輪的直徑在375 410 mm之間。小輪徑轉向架的結構尺寸和懸掛元件都比常規(guī)的轉向架小，通常只設置中央懸掛系統(tǒng)。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架小輪徑車輪轉向架小輪徑車輪轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架這種方法有以下幾個優(yōu)點：維持了傳統(tǒng)輪對的自導向特性，從理論的角度表明它有很強的自動對中性能；有效地減少了決定輪/軌垂向相互作用力的簧下質量；從而有效地降低了由轉向架和輪軌產生的振動和搖擺；小直徑輪對相對便宜；能夠制造一種迷你型傳統(tǒng)輪對拖車轉向架，其一系和二系懸掛與傳統(tǒng)轉向架相似。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架運用小輪對的缺點是：比傳統(tǒng)輪對更高的接觸面應力；在一段給定的距離中，小直徑輪對有更多的旋轉次數(shù)；還不能運用在動車上，因為直徑太小，不能在裝發(fā)電機，在上面裝變速箱也不可行。改善途徑：通過減少輪/軌動力學力來彌補由小直徑輪對增加的靜態(tài)接觸應力；在曲線通過時，更小的輪徑和更有力的導向能夠減少輪緣接觸和橫向滑動；在輪對中添加鋼鐵成分能夠提高它的磨損性能。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架Cityrunner動力轉向架動力轉向架小直徑車輪560mm；地板面高450mm；一系采用橡膠彈簧；二系采用鋼簧加垂向和橫向減振器；裝有車軸定位器；液壓制動加磁軌制動Z字形牽引拉桿第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架采用傳統(tǒng)輪對采用傳統(tǒng)輪對,實現(xiàn)分段式低地板實現(xiàn)分段式低地板第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架采用獨立旋轉車輪實現(xiàn)采用獨立旋轉車輪實現(xiàn)70%70%或或100%100%低地板低地板獨立旋轉車輪與傳統(tǒng)輪對輕軌車輛地板面高度對比獨立旋轉車輪與傳統(tǒng)輪對輕軌車輛地板面高度對比第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架u中間非動力轉向架采用獨立旋轉車輪的70%低地板車輛的基本結構a.b.c.第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架u動力轉向架為獨立旋轉車輪、100%低地板車輛的基本結構a.b.第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架l同一車軸上左右車輪可以相互各自獨同一車軸上左右車輪可以相互各自獨立地繞車軸旋轉的輪對稱為獨立旋轉立地繞車軸旋轉的輪對稱為獨立旋轉車輪；車輪；l基本原理就是將兩車輪通過軸承安裝基本原理就是將兩車輪通過軸承安裝在車軸上，使車輪能相對車軸轉動。在車軸上，使車輪能相對車軸轉動。獨立旋轉車輪基本原理第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架獨立旋轉車輪基本型式獨立旋轉車輪基本型式第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架 獨立旋轉車輪的最初研究背景獨立旋轉車輪的最初研究背景u列車高速化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)輪列車高速化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)輪對固有的缺陷逐漸暴露出來。傳對固有的缺陷逐漸暴露出來。傳統(tǒng)輪對轉向架在行使中將產生蛇統(tǒng)輪對轉向架在行使中將產生蛇行運動，磨耗和噪聲較大，不宜行運動，磨耗和噪聲較大，不宜用于高速鐵道車輛；用于高速鐵道車輛；u研究獨立旋轉車輪的最初目的就研究獨立旋轉車輪的最初目的就是為了實現(xiàn)無蛇行的高速運行，是為了實現(xiàn)無蛇行的高速運行，因其理論上不存在縱向蠕滑，徹因其理論上不存在縱向蠕滑，徹底消除了傳統(tǒng)輪對所具有的蛇行底消除了傳統(tǒng)輪對所具有的蛇行失穩(wěn)運動，這對高速機車車輛具失穩(wěn)運動，這對高速機車車輛具有極大的吸引力。有極大的吸引力。獨立旋轉車輪的特點獨立旋轉車輪的特點u優(yōu)點優(yōu)點1 1、可以大大降低車輛地板面高度；、可以大大降低車輛地板面高度；2 2、不產生蛇行失穩(wěn)運動，提高車輛的臨界速度。、不產生蛇行失穩(wěn)運動，提高車輛的臨界速度。u缺點缺點1 1、直線上不能對中；、直線上不能對中；2 2、曲線上不能導向；、曲線上不能導向；3 3、技術難度大，結構復雜，成本高、技術難度大，結構復雜，成本高 解決獨立旋轉車輪缺點的措施解決獨立旋轉車輪缺點的措施u采用專用的槽形鋼軌采用專用的槽形鋼軌u第三軌導向第三軌導向u特殊的踏面設計特殊的踏面設計u采用徑向調節(jié)措施采用徑向調節(jié)措施u采用車軸間耦合器采用車軸間耦合器l槽形軌道槽形軌道l第三軌導向第三軌導向l特殊踏面設計特殊踏面設計l采用車軸間耦合器采用車軸間耦合器不帶曲柄的獨立車輪轉向架 通常指采用兩對獨立車輪的走行裝置，獨立車輪分別支撐在短軸承載結構中，車輪兩側采用2個軸承與車軸連接。典型低地板轉向架典型低地板轉向架第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架該轉向架主要結構特點為：用小直徑彈性車輪，兩車輪間采用下凹形構架連接，無一系懸掛?？諝鈴椈勺湓诎夹螛嫾艿陌疾壑?，空氣彈簧上蓋朝下安裝，橡膠堆凸臺與車體關節(jié)部分相配合。為進一步降低地板面，搖枕采用板梁式扁平結構，且沿軌道方向縱向安裝，起支撐車廂質量和連接2個獨立車輪的作用。構架與搖枕間安裝水平油壓減振器，構架與車體間垂向油壓器采用18傾斜安裝，并用縱向牽引拉桿連接，以傳遞其牽引力和制動力。該轉向架的缺點是沒有一系懸掛，不能很好的減振。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架l帶曲柄的獨立車輪轉向架通常指采用兩對獨立車輪的走行裝置，獨立車輪分別支撐在曲柄連接中。車輪與車軸采用動配合，輪轂安裝滾動軸承。運動時，車輪繞軸旋轉，車軸則靜止不動。優(yōu)點：精確地固定車輪相鄰的尺寸；像傳統(tǒng)輪對一樣，允許在曲柄軸和拖車構架之間運用一系懸掛裝置；維持左右車輪的平行，如果一個車輪相切于軌道運行，另一個車輪與之匹配。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架一系采用橡膠彈簧；二系采用鋼彈簧加減振器；裝有車軸定位器；液壓制動。LF2000第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架Alstom Citadis轉向架轉向架一系采用鋼彈簧加減振器；二系采用橡膠彈簧加橫向減振器；裝有車軸定位器；液壓制動。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架西門子西門子Avanto S70轉向架轉向架一系采用橡膠彈簧；二系采用液壓簧加橫向減振器；裝有車軸定位器；液壓制動；雙牽引拉桿。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架Eurotram動力轉向架動力轉向架無搖枕結構；無一系簧；二系懸掛為空氣彈簧；地板面高289mm；磁軌制動；采用電控系統(tǒng)控制左右車輪轉速；雙拉桿牽引。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架Tram2000動力轉向架動力轉向架無搖枕結構；二系懸掛；磁軌制動；采用電控系統(tǒng)控制左右車輪轉速。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架BOMBADIER S1100無搖枕；一系橡膠簧；二系懸掛高圓簧加垂向橫向減振器；雙拉桿。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架Siemens公司的Combino系列動力轉向架 無搖枕結構；一系橡膠簧，二系懸掛為鋼彈簧；液壓制動加磁軌制動；采用電控系統(tǒng)控制左右車輪轉速；雙拉桿牽引；電機縱向驅動。第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架國內某低地板轉向架 內側軸箱懸掛，無搖枕結構；一系橡膠簧，二系懸掛為鋼彈簧；第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架大連低地板轉向架 第五章第五章 擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架擺式列車及城市軌道交通車輛轉向架轉向架