铁路车辆的基本构造

第一节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。

一、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。

C 64 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。

P 62 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。

N 17 型平车（单位 mm ）X 6A 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。

D 9 型凹型车示意图D 17 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。

D 20 型钳夹式车示意图（单位 mm ）D 30 型双联平车示意图（单位 mm ）1 －转向架；2 －车底架；3 －转动鞍座；4 －卡带。

S11 型守车示意图1 －侧墙；2 －侧窗；3 －瞭望窗；4 －端墙；5 －紧急制动阀；6 －端窗。

G 17 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。

B 6 型加冰冷藏车（单位 mm ）1 －手制动机；2 －侧墙；3 －车顶；4 －车门；5 －检温装置；6 －冰箱；7 －地板；8 －离水格子； 9 －车顶走板； 10 －冰箱盖； 11 －排水阀盖； 12 －通风口盖。

B 19 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。

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。

二、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。

三、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。

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（下图）。

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。

（－）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。

轮对1 －车轮；2 －车轴。

车辆轴距A －车辆全长；B －全轴距；C －车辆定距；D －固定轴距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：（ 1 ）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；（ 2 ）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。

车辆全长：车辆两端的车钩在锁闭位置时，两端钩舌内侧间的距离，以米为单位。

全轴距：任何车辆最前位和最后位车轴中心线间的距离。

转向架固定轴距：同一转向架最前位车轴和最后位车轴中心线间的距离车辆定距：又称车辆销距，是车辆底架两心盘中心线之间的水平距离。

（二）轴箱油润装置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。

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。

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。

车辆热轴故障：热轴故障是车辆运用中的常见故障，也是严重威胁列车运行安全的故障。

车辆在线路上运行时，由于车轴既要承受载荷，又要不间断地旋转，因此轴颈与轴瓦之间，或轴承滚子与内、外圈之间必然会产生摩擦而导致车轴发热，使轴温升高。

若车轴温度达到一定程度后不再上升，而保持一定的正常温度，这是车辆运行时车轴正常发热所致，不属于热轴，一般称为运转热。

如果由于某种原因破坏了轴瓦与轴颈或滚子与内、外圈之间的润滑条件，或使它们处于不正常的位置或状态，致使车轴产生超过正常温度的高热，则称为热轴。

热轴故障发生后，若不及时发现、处理，轻则造成列车晚点，中途甩车；重则可能造成切轴（即轴颈断裂，因热轴故障引起的切轴称为热切），引起车辆脱轨及列车颠覆等重大事故。

目前使用第二代轴温监测系统来监测轴温。

（三）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。

侧架摇枕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。

四、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。

车钩缓冲装置1 －钩舌；2 －钩身；3 －钩尾；4 －钩尾销；5 －钩尾框；6 、 8 －从板；7 －缓冲器。

（一）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。

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。

1 、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。

2 、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。

3 、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。

（二）缓冲器为了缓和并减低车辆在连挂、起动、制动时等产生的冲击力，提高列车运行的平稳性，延长车辆使用寿命，在车钩的后面装有缓冲器。

缓冲器有摩擦式和摩擦橡胶式两种。

目前货车使用的缓冲器主要是 2 号、 G 2 号摩擦式缓冲器。

作用原理：当缓冲器受到来自前面或后面的冲击力时，缓冲器均被压缩，即弹簧盒盖向内移动，推动各环弹簧互相挤压。

由于环弹簧具有 V 形锥面，致使各外环弹簧被内环弹簧挤压胀大而受拉伸作用；各内环弹簧被外环弹簧挤压缩小而受压缩作用，内、外环弹簧因此储存了一部分能量。

同时，各内、外环弹簧的锥面之间，因互相滑动而产生摩擦，将一部分冲击动能转变为热能而消失。

当外力消除后，各外环弹簧自行收缩，各内环弹簧自行伸张，而恢复至原来状态。

在复原的过程中，内、外环弹簧锥面之间又产生反方向滑动摩擦，将储存的能量又大部分转变成图热能而消失，从而起到缓和、消减冲击的作用。