城市轨道交通车辆动力学(第六章车辆动力学)
地铁车辆动力学性能与轨道交通能耗分析
地铁车辆动力学性能与轨道交通能耗分析随着城市化进程的加快和人们对交通效率的需求不断增加，轨道交通系统在现代城市中扮演着不可或缺的角色。
作为一种快速、安全、环保的交通工具，地铁系统越来越受到人们的青睐。
然而，地铁系统的运营所需的能源消耗及其与车辆动力学性能之间的关系，却是一个需要深入研究的课题。
一、车辆动力学性能对能耗的影响地铁车辆的动力学性能对能耗有着直接的影响。
首先，车辆的驱动系统是决定能耗的主要因素之一。
传统的地铁系统采用电动机驱动，而现代的新能源地铁系统则采用了电池、超级电容器等新型动力系统。
这些新技术使得地铁车辆在启动、制动、加速等方面都具有更好的性能，从而降低了能耗。
其次，地铁车辆的重量也对能耗有着重要的影响。
地铁车辆通常由钢铁等材料构成，因此其重量较大。
重量越大，车辆在行驶过程中所需的能量就越大，从而增加了能耗。
因此，为了降低能耗，降低车辆的重量是一个可行的方案。
近年来，一些地铁系统开始采用轻量化的设计，例如使用铝合金材料制造车身，以降低车辆的整体重量。
另外，车辆的空气动力学性能也对能耗有着一定的影响。
车辆行驶时，会产生空气阻力，从而消耗更多的能量。
为了减少空气阻力，一些地铁车辆采用了流线型设计，通过减少车头和车身的阻力，降低了能耗。
二、轨道交通能耗的优化方案为了降低轨道交通系统的能耗，有几个关键的优化方案可以实施。
首先，采用新能源技术是降低地铁能耗的重要途径。
如前所述，新能源技术可以提供更高效的动力系统，降低车辆的能耗。
同时，新能源技术还有助于降低对传统能源的依赖，减少环境污染。
其次，合理设计地铁线路是另一个优化能耗的途径。
地铁线路的设计不仅要考虑乘客的出行需求，还要注重运营效率。
合理的线路设计可以减少车辆的起动和停车次数，降低能耗。
同时，合理的线路规划还可以缩短乘客的通勤时间，提升乘客的出行体验。
此外，车辆的维护和管理也对能耗有着重要的影响。
定期对车辆进行保养和维修，能够确保车辆的动力学性能处于最佳状态，从而降低能耗。
地铁车辆运动的轨道动力学行为分析
地铁车辆运动的轨道动力学行为分析地铁车辆作为空间中的一个物体，其运动受到轨道的限制和驱动力的影响，其动力学行为呈现出一定的规律和特点。
本文将对地铁车辆运动的轨道动力学行为进行分析。
首先，地铁车辆在轨道上的运动受到轨道限制。
地铁轨道是一条固定的轨道，车辆必须按照轨道的布置进行行驶。
在直线轨道上，地铁车辆沿轨道方向匀速行驶，而在曲线轨道上，地铁车辆需要受到向心力的作用，确保车辆能够顺利通过曲线。
此外，地铁轨道还具有特定的坡度和弯曲半径，对地铁车辆的运动也会产生影响。
因此，地铁车辆的运动具有一定的规律性和受限性。
其次，地铁车辆的运动还受到驱动力的影响。
地铁车辆通常采用电力驱动，通过电动机驱动车轮进行行驶。
电动机会向车轮施加一定的驱动力，推动地铁车辆沿轨道行驶。
驱动力的大小取决于电动机的功率以及轮轴的传动方式，通常通过调节电动机的输出功率来控制地铁车辆的速度。
由于驱动力的存在，地铁车辆可以在限制的轨道上进行灵活的加速和减速，确保乘客的舒适性和安全性。
此外，地铁车辆的运动还受到空气阻力和轨道摩擦力的影响。
当地铁车辆以一定速度行驶时，空气会对车辆产生阻力，阻碍车辆的前进。
同样，车轮与轨道之间的接触会产生摩擦力，这种摩擦力也会对车辆的运动产生影响。
为了减小这些阻力和摩擦力，地铁车辆通常采用减阻型设计和先进的轮轴技术，以提高车辆的运行效率。
除了受到上述因素的影响，地铁车辆的运动还受到乘客的分布和重心位置的影响。
由于地铁车辆是一个封闭的空间，乘客在车厢内的分布会对车辆的运动产生一定的影响。
当乘客集中在某一侧时，车辆的重心会发生变化，进而影响车辆的平衡和稳定性。
因此，地铁车辆需要在设计上充分考虑乘客的分布和重心位置，以确保车辆的运动安全和乘坐舒适。
总之，地铁车辆运动的轨道动力学行为具有一定的规律性和受限性。
地铁车辆受到轨道的限制，通过驱动力在轨道上行驶，同时受到空气阻力和轨道摩擦力的影响。
在车辆设计中，还需要考虑乘客的分布和重心位置，以保证运动的安全性和舒适性。
轨道车辆动力学
轨道车辆动力学基础
动力学和静力学的区别
定义：车辆动力学
二、车辆平稳性及评定标准 影响平稳性的原因： （1）人为的线路形状变化, 是由于地形或需要在 修筑铁路时设置的线路特殊形状, 如线路曲线, 道岔, 驼峰, 上下坡道等。 （2）另一种非人为线路形状变化是微观的经常 性的随机不平顺, 这是由于施工和维修中无法 避免的实际线路与理想线路之间的各种偏差。 偏差大小随线路等级和施工维修的标准而异, 这种偏差具有随机性质。
一、车辆安全性及评定标准 3. 措施 主动倾摆式转向架、抗侧滚扭杆、控制入 弯速度、定期线路检查等
二、车辆稳定性及评定标准 运动稳定性研究车辆在一定速度运行时各部 件的运动状态, 即判定车辆系统运动是否稳 定。车辆系统的蛇行运动是一种自激振动, 如自激振动过大会引起车辆剧烈的振动而 使车辆系统的动力性能恶化, 引起轮对与钢 轨间的撞击、车辆倾覆等重大事故
二、车辆稳定性及评定标准 随着车辆运行速度的提高, 急剧增加, 车辆系统失稳。车辆在正常运 行速度下要避免出现蛇行失稳现象，这就 要求车辆系统应具有高于其构造速度一定 裕量的蛇行失稳临界速度。
二、车辆稳定性及评定标准
平稳性指标
二、车辆平稳性及评定标准 定义： 车辆沿线路运行时, 由于线路存在不同的不 平顺, 轮轨之间相互作用力不断变化, 这些力 一方面使线路变形, 同时又激起车辆的振动, 衡量车辆的振动标准, 称为车辆运行平稳性。
二、车辆平稳性及评定标准
城市轨道动力学知识点整理
1轮轨系统是铁道车辆的核心内容2铁路列车的两种形式：机车和车辆组成，机车提供牵引动力；没有专门机车提供动力，车辆具有牵引力3簧上质量：将车体视为支撑于弹簧上的刚体（车体加载重）簧下质量：弹簧以下的质量，通常指轮对轴箱装置和大多数货车转向架侧架4车体沿坐标轴及绕3个坐标轴振动时，分别给予下列名称（1）伸缩振动：沿x轴方向作纵向振动（2）横摆振动：沿y轴方向作横向振动（3）浮沉振动：沿z轴方向作铅锤振动（4）侧滚振动：车体绕x轴作回转振动（5）点头振动：车体绕y轴作回转振动（6）摇头振动：车体绕z轴作回转振动垂直振动：浮沉和点头振动的组合发生在车体铅垂平面xoz内横向振动：摇头和滚摆振动的组合发生在水平平面xoy内纵向振动：伸缩运动沿车体纵向产生5轴重：车辆每一根轮轴能承受的允许静载（货车21t23t25t客车14t15t16t17t）轴距：同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离(客车/动车组2.5~2.7m,轻轨车辆轴距一般为2.0~2.3m,货车转向架为2.0m）车辆定距：同一车辆两转向架之间的纵向距离，车辆定距决定了车辆长度和载客量（客车/动车组25m，轻轨13m，货车9m）轴箱悬挂：将轴箱和构架在纵向、横向和垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动收到相互约束的装置。
一般包括轴箱定位装置和轴箱减振器中央悬挂：将车体和构架/侧架联结在一起的装置，具有衰减车辆系统同振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用轮对冲角：垂直于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角，其大小反映了车辆曲线通过能力大小以及难易程度曲线通过：车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统通过指标上，主要表现在车辆轮轨横向力，轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上6铁道车辆动力学性能一般由转向架性能决定转向架主要功能：（1）提高车辆运行的平稳性与安全性（2）支撑车体，承受并传递车体轮轨间的各种载力及作用力，并使轴重均匀分配（3）车体与转向架之间可以相对转动，便于通过曲线（4）缓和车辆与线路之间的作用，减小振动和冲击7研究车辆运动的目的：了解车辆各部分的位移以及车轮作用在轨道上的力；知道车辆的振动状态（自由振动和强迫振动）8车辆系统动力性能9铁路运输最基本要求：列车运行安全性（主要涉及车辆是否会脱轨和倾覆）车辆脱轨主要分为爬轨脱轨(随着车轮转动，车轮轮缘逐渐爬上轨头引起的脱轨最常见）、跳轨脱轨、掉道脱轨指标：脱轨系数轮重减载率，倾覆系数脱轨系数分为两类：（1）不考虑作用时间的脱轨系数，是将测量或计算得到的轮轨垂向力瞬间值作为轮重值而使用的脱轨系数；（2）考虑时间作用的脱轨系数：不考虑轮重测量或计算波形中产生的剧烈波动仅考虑较平缓部分的值作为轮重值轮缘角越大，脱轨系数临界值越大，摩擦系数越大，脱轨系数临界值越小(1)轮重较小时与其对应的横向力一般较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力测量误差影响较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难(2)垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨临界值；单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，增加脱轨的危险性(3)与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，不如说轮重减少的越多22为什么说轮对有摇头角时更容易产生两点接触？车当轮对摇头时,大半径车轮较早发生轮缘贴靠;轨底坡影响轮轨初始接触位置和轮轨接触角,从而对轮轨接触几何关系影响较大24轮轨接触几何参数：左右轮实际滚动半径r l,r r;左右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径r wl和r wr;左轨右轨在轮轨接触点处的轨头截面曲率r rl和r rr;左右轮在轮轨接触点的接触角；轮轨侧滚角；轮对中心上下位移25轮轨蠕滑：具有弹性的钢制车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的接触面间产生相对微小滑动26横向蠕滑力与纵向蠕滑率无关，纵向蠕滑力与横向蠕滑率无关27直行轮对自旋现象：车轮向左右方向移动时将产生左右滑动，一侧滚动圆半径变大，另一侧变小，半径大的车轮试图多走，但连接在同一根车轴上，半径较大的车轮向着被拉回的方向方向滑动，半径较小的车轮向行进方向滑动，同时车轮也绕着垂直轴作回转运动，该回转运动使接触面上产声回转滑动28车体和转向架垂直载荷：车辆自重，载重；横向载荷：风力，离心力；纵向载荷：牵引力，制动力车辆运行性能主要决定于悬挂装置以及各种拉杆、定位装置等结构形式的选择是否合理，设计参数选用是否恰当铁道客车车辆一般采用轴箱悬挂和中央悬挂。
轨道交通车辆动力学与运行安全
轨道交通车辆动力学与运行安全随着城市的不断发展和人们对交通出行的要求越来越高，轨道交通成为了人们生活中不可或缺的一部分。
轨道交通的高效性和安全性使得它成为了城市交通的重要组成部分。
然而，要保证轨道交通的安全运行，就需要对其车辆动力学有深入的了解与研究。
轨道交通车辆动力学主要研究车辆在运行过程中的动态特性和力学行为。
它涉及到多个方面的知识，如机械、电子、材料等。
在轨道交通的设计和运营中，车辆动力学问题的解决能够提高车辆的运行效率和安全性。
首先，车辆动力学可以帮助我们了解车辆的运行特性。
在轨道交通系统中，车辆的运行速度、加速度、刹车距离等都需要得到合理的控制，以保证乘客的舒适度和安全性。
通过对车辆动力学的研究，我们可以确定车辆的最佳设计参数，包括车辆的重量、制动系统的性能等。
其次，车辆动力学可以提高列车的能效。
随着能源的紧缺和环境问题的日益严重，轨道交通的能源利用效率也成为了一个重要的关注点。
通过对车辆动力学的研究，我们可以优化车辆的动力系统，提高能源的利用效率。
例如，通过降低制动能量的损失，可以将能量回馈到电网中，以供其他列车使用，这样既减少了能源的浪费，又提高了系统的整体效率。
再次，车辆动力学也可以提高轨道交通的安全性。
轨道交通系统通常需要应对各种意外情况，如制动失效、风压等。
通过对车辆动力学的研究，我们可以确保车辆在这些情况下的稳定性和安全性。
例如，在制动失效的情况下，可以通过调整车轮的压力来提高车轮与轨道的附着力，避免车辆的滑行。
除了以上的应用，车辆动力学还可以为轨道交通系统的运营管理提供支持。
通过对车辆的动态行为的监测和分析，我们可以及时发现车辆的故障或异常情况，进行相应的维修和保养，提高车辆的可靠性和使用寿命。
此外，车辆动力学还可以为轨道交通的智能化运营提供数据支持，包括列车的运行速度、行驶距离、载客量等，以便系统能够更好地进行调度和管理。
在轨道交通车辆动力学领域的研究中，也存在着一些挑战和问题。
城市轨道动力学知识点整理
1轮轨系统是铁道车辆的核心内容2铁路列车的两种形式：机车和车辆组成，机车提供牵引动力；没有专门机车提供动力，车辆具有牵引力3簧上质量：将车体视为支撑于弹簧上的刚体（车体加载重）簧下质量：弹簧以下的质量，通常指轮对轴箱装置和大多数货车转向架侧架4车体沿坐标轴及绕3个坐标轴振动时，分别给予下列名称（1）伸缩振动：沿x轴方向作纵向振动（2）横摆振动：沿y轴方向作横向振动（3）浮沉振动：沿z轴方向作铅锤振动（4）侧滚振动：车体绕x轴作回转振动（5）点头振动：车体绕y轴作回转振动（6）摇头振动：车体绕z轴作回转振动垂直振动：浮沉和点头振动的组合发生在车体铅垂平面xoz内横向振动：摇头和滚摆振动的组合发生在水平平面xoy内纵向振动：伸缩运动沿车体纵向产生5轴重：车辆每一根轮轴能承受的允许静载（货车21t23t25t客车14t15t16t17t）轴距：同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离(客车/动车组2.5~2.7m,轻轨车辆轴距一般为2.0~2.3m,货车转向架为2.0m）车辆定距：同一车辆两转向架之间的纵向距离，车辆定距决定了车辆长度和载客量（客车/动车组25m，轻轨13m，货车9m）轴箱悬挂：将轴箱和构架在纵向、横向和垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动收到相互约束的装置。
一般包括轴箱定位装置和轴箱减振器中央悬挂：将车体和构架/侧架联结在一起的装置，具有衰减车辆系统同振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用轮对冲角：垂直于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角，其大小反映了车辆曲线通过能力大小以及难易程度曲线通过：车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统通过指标上，主要表现在车辆轮轨横向力，轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上6铁道车辆动力学性能一般由转向架性能决定转向架主要功能：（1）提高车辆运行的平稳性与安全性（2）支撑车体，承受并传递车体轮轨间的各种载力及作用力，并使轴重均匀分配（3）车体与转向架之间可以相对转动，便于通过曲线（4）缓和车辆与线路之间的作用，减小振动和冲击7研究车辆运动的目的：了解车辆各部分的位移以及车轮作用在轨道上的力；知道车辆的振动状态（自由振动和强迫振动）8车辆系统动力性能9铁路运输最基本要求：列车运行安全性（主要涉及车辆是否会脱轨和倾覆）车辆脱轨主要分为爬轨脱轨(随着车轮转动，车轮轮缘逐渐爬上轨头引起的脱轨最常见）、跳轨脱轨、掉道脱轨指标：脱轨系数轮重减载率，倾覆系数脱轨系数分为两类：（1）不考虑作用时间的脱轨系数，是将测量或计算得到的轮轨垂向力瞬间值作为轮重值而使用的脱轨系数；（2）考虑时间作用的脱轨系数：不考虑轮重测量或计算波形中产生的剧烈波动仅考虑较平缓部分的值作为轮重值轮缘角越大，脱轨系数临界值越大，摩擦系数越大，脱轨系数临界值越小(1)轮重较小时与其对应的横向力一般较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力测量误差影响较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难(2)垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨临界值；单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，增加脱轨的危险性(3)与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，不如说轮重减少的越多22为什么说轮对有摇头角时更容易产生两点接触？车当轮对摇头时,大半径车轮较早发生轮缘贴靠;轨底坡影响轮轨初始接触位置和轮轨接触角,从而对轮轨接触几何关系影响较大24轮轨接触几何参数：左右轮实际滚动半径r l,r r;左右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径r wl和r wr;左轨右轨在轮轨接触点处的轨头截面曲率r rl和r rr;左右轮在轮轨接触点的接触角；轮轨侧滚角；轮对中心上下位移25轮轨蠕滑：具有弹性的钢制车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的接触面间产生相对微小滑动26横向蠕滑力与纵向蠕滑率无关，纵向蠕滑力与横向蠕滑率无关27直行轮对自旋现象：车轮向左右方向移动时将产生左右滑动，一侧滚动圆半径变大，另一侧变小，半径大的车轮试图多走，但连接在同一根车轴上，半径较大的车轮向着被拉回的方向方向滑动，半径较小的车轮向行进方向滑动，同时车轮也绕着垂直轴作回转运动，该回转运动使接触面上产声回转滑动28车体和转向架垂直载荷：车辆自重，载重；横向载荷：风力，离心力；纵向载荷：牵引力，制动力车辆运行性能主要决定于悬挂装置以及各种拉杆、定位装置等结构形式的选择是否合理，设计参数选用是否恰当铁道客车车辆一般采用轴箱悬挂和中央悬挂。
轨道车辆动力学
二、车辆稳定性及评定标准
平稳性指标
二、车辆平稳性及评定标准 定义： 车辆沿线路运行时, 由于线路存在不同的不 平顺, 轮轨之间相互作用力不断变化, 这些力 一方面使线路变形, 同时又激起车辆的振动, 衡量车辆的振动标准, 称为车辆运行平稳性。
二、车辆平稳性及评定标准 影响平稳性的原因： （1）人为的线路形状变化, 是由于地形或需要在 修筑铁路时设置的线路特殊形状, 如线路曲线, 道岔, 驼峰, 上下坡道等。 （2）另一种非人为线路形状变化是微观的经常 性的随机不平顺, 这是由于施工和维修中无法 避免的实际线路与理想线路之间的各种偏差。 偏差大小随线路等级和施工维修的标准而异, 这种偏差具有随机性质。
二、车辆平稳性及评定标准
振动加速度、 振动频率
二、车辆稳定性及评定标准 运动稳定性研究车辆在一定速度运行时各部 件的运动状态, 即判定车辆系统运动是否稳 定。车辆系统的蛇行运动是一种自激振动, 如自激振动过大会引起车辆剧烈的振动而 使车辆系统的动力性能恶化, 引起轮对与钢 轨间的撞击、车辆倾覆等重大事故
二、车辆稳定性及评定标准 随着车辆运行速度的提高, 车辆自激振动加剧, 当车辆运行速度达到某一值时车辆自激振 动急剧增加, 车辆系统失稳。车辆在正常运 行速度下要避免出现蛇行失稳现象，这就 要求车辆系统应具有高于其构造速度一定 裕量的蛇行失稳临界速度。
• 其中，其中：△P为轮重减载量
• P为增载和减载侧车轮的平均轮重
一、车辆安全性及评定标准 2.脱轨原因 曲线超高、三角坑、局部不平顺、重心过高、 风力过大等 ， 引起过大侧向力或轮重减载，造成出轨或倾 覆
一、车辆安全性及评定标准 3. 措施 主动倾摆式转向架、抗侧滚扭杆、控制入 弯速度、定期线路检查等
交通工程中的车辆动力学及控制研究
交通工程中的车辆动力学及控制研究交通工程是现代城市规划和建设的重要组成部分，其中，车辆动力学及控制研究是交通工程的核心之一。
在交通工程中，车辆动力学及控制研究主要关注的是车辆行驶过程中的动力学特性和控制方法。
一、车辆动力学研究车辆动力学是研究车辆行驶过程中的动力学特性的学科。
在车辆动力学研究中，常用的参数包括车速、加速度、制动力等，这些参数之间的关系能够描述车辆所产生的运动状态。
而车辆动力学研究的目标是建立车辆运动模型，掌握车辆运动规律，并根据车辆运动模型来制定相应的控制策略。
在车辆动力学研究中，最为常见的应用是车辆姿态控制。
车辆的姿态控制是指在车辆行驶过程中，对车辆的姿态进行控制，以保证车辆的稳定性、安全性和舒适性。
常用的车辆姿态控制策略主要包括前馈控制、反馈控制、模糊控制等。
二、车辆控制研究车辆控制研究是研究车辆驾驶员或自动驾驶系统对车辆的控制方法和策略的学科。
在车辆控制研究中，主要研究车辆的纵向控制和横向控制，其目的在于实现车辆的稳定、安全和可控性。
在车辆控制研究中，最常见的应用是制动系统和防滑系统的设计和控制。
制动系统能够对车辆进行制动并使车辆停下来，而防滑系统能够确保车辆行驶的稳定性和安全性。
此外，在车辆控制研究中，还有一些重要的技术如自适应巡航控制、车辆跟随技术等，这些技术的研究与应用都可以提高车辆的性能和行驶安全性。
三、车辆动力学及控制研究的未来发展随着汽车工业和交通工程的不断发展，车辆动力学及控制研究将会面临更加复杂的问题和挑战。
传统的车辆动力学及控制研究方法已经难以满足新的交通工程需求，因此需要不断开展新的研究，提高车辆的智能化水平和自主性。
未来的车辆动力学及控制研究将会优先发展自动驾驶技术。
自动驾驶技术的发展将会使车辆具有更高的自主性和安全性，减少交通事故风险，提升出行体验。
此外，新能源汽车的普及和推广也将会带来新的研究挑战。
对于这些新挑战，需要不断提高车辆智能化水平和控制系统的灵活性和可靠性。
《城市轨道交通车辆构造》课程标准
《城市轨道交通车辆构造》课程标准课程名称：城市轨道交通车辆构造课程类别：专业核心课程课程制定依据：《城市轨道交通车辆运用与检修专业人才培养方案》建议课时数：108学时适用专业：城市轨道交通车辆运用与检修专业一、课程性质与设计思路（一）课程性质本课程是中等职业学校“城市轨道交通车辆类”专业的一门专业核心课程，是本专业学生必修的基础课程。
（二）课程任务本课程的任务是使学生掌握城市轨道交通车辆构造基本知识和基本技能，懂得轨道车辆机械部分、电气部分、控制部分的作用与原理，掌握一般故障的处理方法与技能；培养学生分析问题和解决问题的能力，使其形成良好的学习习惯，具备继续学习专业技术的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。
（三）设计思路本课程的设计思路是根据生产、管理、服务第一线，从事城市轨道交通车辆检修、驾驶、运用与管理工作的需要，以培养学生对车辆结构分析能力为重点，在分析学习领域对应的典型工作任务所需知识、技能、素质的基础上，参照行业职业资格标准，确定教学内容。
将相关的知识、技能、素质按照学生的认知规律和职业成长规律，由易至难，由单一复杂的地用于各学习活动中，实现知识、技能、素质的同步提高。
二、课程目标通过本课程的学习，使学生具备以下知识-能力-素质。
（一）知识目标1.掌握轨道车辆类型、车辆组成、列车编组、车辆编号、车端、车侧、车门标识。
2.掌握转向架的作用、要求、分类和组成。
3.了解全自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆的作用及结构。
4.了解车门控制系统结构与原理。
5.了解制动方式、制动控制系统、城市轨道交通车辆制动系统的制动原理。
6.了解空压机、空调单元的结构与原理。
(二)技能目标1.能正确识别轨道车辆的类型、编组及标识。
2.能说清转向架结构组成，车辆连接装置的类型及结构。
3.能处理车门系统一般故障。
4.能对制动系统作维护和一般检修。
轨道交通列车动力学性能分析与优化设计
轨道交通列车动力学性能分析与优化设计随着城市化进程的不断加快，城市交通问题也日益凸显。
轨道交通作为一种快速、安全、环保的交通方式，已经成为了现代城市交通的重要组成部分。
轨道交通列车的动力学性能对于保证列车的安全、舒适、高效运行具有至关重要的作用。
因此，轨道交通列车动力学性能分析与优化设计也成为了轨道交通领域中的研究热点之一。
轨道交通列车动力学性能分析主要涉及列车的加速度、制动距离、牵引力等指标。
其中，加速度是评价列车运行效率的重要指标之一。
加速度的大小不仅影响列车的运行时间，还会对列车乘客的舒适度产生影响。
制动距离则是评价列车安全性能的重要指标之一。
在紧急制动情况下，制动距离越短，列车的安全性能就越高。
牵引力则是评价列车牵引能力的重要指标之一。
牵引力的大小不仅影响列车的运行速度，还会对列车的牵引能力产生影响。
为了提高轨道交通列车的动力学性能，优化设计是必不可少的环节。
优化设计主要涉及列车的结构设计、动力系统设计、控制系统设计等方面。
在结构设计方面，采用轻量化材料可以减轻列车自身重量，提高列车的加速度和牵引力；在动力系统设计方面，采用高效率电机可以提高列车的牵引力和运行效率；在控制系统设计方面，采用智能控制技术可以提高列车的运行精度和安全性能。
除了优化设计外，合理的运行管理也可以提高轨道交通列车的动力学性能。
运行管理主要涉及列车的调度、维护、保养等方面。
合理的调度可以避免列车拥堵和延误，提高列车的运行效率；定期维护和保养可以保证列车设备的正常运转，提高列车的安全性能。
总之，轨道交通列车动力学性能分析与优化设计是提高轨道交通运输效率和安全性能的重要手段。
未来随着科技的不断发展和创新，轨道交通列车动力学性能将会得到更加深入的研究和应用。
城市轨道动力学知识点整理
城市轨道动力学知识点整理随着城市的发展和交通需求的增加，城市轨道交通成为越来越重要的交通方式。
为了确保城市轨道交通系统的安全和高效运行，掌握一些基本的城市轨道动力学知识是非常重要的。
本文将对一些常见的城市轨道动力学知识点进行整理，以帮助读者更好地了解和应用这些知识。
一、城市轨道交通系统概述城市轨道交通系统是一种基于铁道和电力的现代大众运输系统。
它包括地铁、轻轨和有轨电车等形式，使得城市居民能够方便快捷地出行。
城市轨道交通系统通常由车辆、轨道、供电系统和信号系统等组成。
二、列车的运行基本原理城市轨道交通的列车运行是基于电力驱动的。
列车通过电动机转动车轮推动列车前进。
电能来自供电系统，供电系统通过第三轨或者架空线将电能传送到列车上。
列车的速度通过控制电能的输入和输出来实现。
三、轨道的几何特性城市轨道交通系统的轨道通常是由钢轨组成的。
轨道的几何特性包括轨道的高度、曲线半径、纵向和横向坡度等。
这些特性对列车的运行速度、舒适性和安全性都有一定影响。
四、制动与牵引系统制动与牵引系统是城市轨道交通系统中至关重要的部分。
制动系统用于减速和停车，而牵引系统则用于提供动力。
制动与牵引系统的性能直接影响列车的加速度和制动距离，因此是确保列车运行安全的关键。
五、行车安全与信号系统行车安全是城市轨道交通系统中最重要的问题之一。
为了确保列车的安全运行，信号系统起着关键的作用。
信号系统通过控制信号灯和区段信号器，向车辆提供行车指令和信息。
同时，列车上的自动驾驶系统也能够保证列车的安全性。
六、轨道交通系统的运营与规划城市轨道交通系统的运营和规划需要综合考虑市场需求、运营成本和环境因素等。
轨道交通系统的运营管理包括车辆的维护保养、站点管理和乘客服务等。
同时，还需要进行系统的规划和设计，确保系统的扩建和改造能够满足未来的需求。
七、城市轨道交通的发展与挑战城市轨道交通系统在提供便利的同时也面临着一些挑战。
城市轨道交通的发展需要克服土地利用和资金等问题。
轨道交通系统的动力学行为与优化
轨道交通系统的动力学行为与优化轨道交通系统是现代城市运输的重要组成部分，其动力学行为和优化问题一直是交通领域的研究热点。
本文从动力学行为和优化两个方面分析轨道交通系统的特点、挑战和解决方案。
一、轨道交通系统的动力学行为轨道交通系统的动力学行为是指该系统在运行过程中的力学特性和变化规律。
了解轨道交通系统的动力学行为对于开展系统设计、安全评估和运行优化具有重要意义。
1. 列车运行模型在轨道交通系统的动力学行为研究中，列车的运行模型是一个核心问题。
常见的列车运行模型包括连续模型和离散模型。
连续模型使用微分方程描述列车在轨道上的运动状态，适用于描述列车在直线段上的运行；离散模型则通过差分方程或迭代公式模拟列车在区段之间的运行，适用于曲线段和交汇区的研究。
2. 列车运行稳定性列车运行稳定性是指列车在运行过程中的稳定性和平稳性。
轨道交通系统中的列车通常需要保持稳定运行，以确保列车之间的安全距离和乘客的乘坐舒适性。
研究列车运行稳定性旨在找到合适的控制策略，以减少列车运行中的不稳定现象，如震荡、侧滑等。
3. 轨道与车辆的相互作用轨道和车辆之间的相互作用是轨道交通系统动力学行为的核心问题之一。
轨道的几何形状和材料特性会对列车的运行产生影响，而列车的运行状态和振动也会对轨道的破坏和损耗产生影响。
因此，研究轨道和车辆的相互作用是优化轨道交通系统运行的重要前提。
二、轨道交通系统的优化问题在轨道交通系统的运行中，优化问题旨在提高系统的效率、可靠性和安全性，以满足乘客的需求并减少环境负荷。
以下是轨道交通系统中常见的优化问题。
1. 列车调度优化列车调度优化是指在轨道交通系统中合理安排列车的发车和到达时间，以最大限度地提高系统的运输能力和效率。
在考虑列车之间的冲突和交通流量的前提下，通过优化列车的运行计划和速度控制策略，可以减少列车之间的等待时间和拥堵现象。
2. 路线选择优化对于轨道交通系统中的多条线路，乘客的路线选择决策会对系统的负载分布产生重要影响。
《城市轨道交通车辆》课程标准
《城市轨道交通车辆》课程标准课程代码 课程类型 课程学分 修读学期 合作开发企业 执笔人021******* 理实一体课程 4.5 学分 第 3 学期 长春轨道交通集团 张庆玲、吕娜课程类别 课程性质 课程学时 适用专业专业课程 必修课程 72 学时 城市轨道交通车辆审核人张庆玲1．课程定位与设计思路 1．1 课程定位 本课程是城市轨道交通车辆专业的一门核心课程，是本专业核心能力的支撑。
其前 修课程是识图与制图、机械结构分析与设计等专业基础课程，是专业基础课程知识的具 体应用及专业基础能力的进一步提升，同时为后续的轨道车辆制动、轨道车辆检修、轨 道车辆驾驶与管理等专业核心课程打下坚实的知识与能力基础。
通过本课程学习，使学 生具有一定的职业素养，为学生的职业综合能力形成奠定基础。
1．2 设计思路 本课程面向城市轨道交通运营及生产企业，根据生产、管理、服务第一线从事城轨 车辆检修、 驾驶、 运用与管理工作的需要， 以培养学生对城轨车辆结构分析能力为重点， 在分析学习领域对应的典型工作任务所需知识、技能、素质的基础上，参照行业职业资 格标准，确定教学内容。
将相关的知识、技能、素质按照学生的认知规律和职业成长规 律，由易至难，由单一复杂的地用于各学习活动中，实现知识、技能、素质的同步提高。
2．课程目标 2．1 能力目标 （1）能正确识别城轨车辆类型，能比较分析不同城轨车辆类型的性能和技术特点。
（2）能对已知列车判断列车编组和车辆编号情况，能对车端、车侧、车门和座位 等进行标识。
1（3）能对已知车辆判断车体和内装饰部件的材料使用状况，能正确对铝合金车体 架车位进行选择。
（4）能正确识别转向架各个部件的名称、具体位臵。
能对轮对尺寸进行测量，能 对车门气路图进行正确识图。
（5）能对客室车门进行功能试验。
（6）能对已知车辆连接装臵识别各个部件的名称、具体位臵，会对各类城轨车辆 车钩进行正确连接。
（7）能对已知车辆识别车辆设备的名称、具体位臵。
城市轨道交通车辆动力学(第六章车辆动力学)
3．重力角刚度C
同样在轮对摇头时，左右轮的接触点前后移动， 其左右横向分力产生了一个绕垂直轴的力矩、 其方向将使轮对继续扩大摇头角。 本质上是轮对重心下移，车辆系统的重力势能 释放，促使轮对继续运动。
由此产生的负力矩与摇头角△φ的比值称重力
角刚度Cg。 它是一个不利车辆蛇行稳定性的因素，但数值 较小。
由于粘滑区的存在，轮周上接触质点的 水平速度与轨头上对应质点相对轮心的 水平速度并不相同，存在着一个微小的 滑动，称为蠕滑(Creep)。
蠕滑产生的条件
轮轨是弹性体 车轮和钢轨之间有一定的正压力 车轮沿钢轨滚动
纵向蠕滑率γ
定义车轮的横向蠕滑率y为小的横向滑动 率，这也是一种蠕滑现象。
定义车轮的纵向蠕滑率γ为
车体的空间振动
二、激起车辆振动的线路原
轨道不平顺的4种类型 (a)高低不平顺； (b) 水平不平顺和轨距不平 顺； (c) 方向不平顺
轨道随机不平顺的表示
——50kg重钢轨的有缝轨道 ……50kg重钢轨的无缝轨道 轨道高低不平顺的功率谱密度函数示例
二、车辆的自激振动
在钢轮与钢轨的接触面或橡胶轮胎与导 向路面之间存在着切向力。 这种切向力称蠕滑力或粘滑力，它随车 轮与路面或轨面的相对位置及运动状态 而发生变化。 在一定条件下，这种切向力会激起车轮 乃至车辆发生剧烈振动，振动的原因是 自激性的。
新车与运用后的车辆的轮轨关系，悬挂 参数有所不同，其性能相应发生变化
因而不仅需要对新车平稳性或其他性能 提出要求，运用一段时期的车辆也必须 达到适当的平稳性指标。
要求在设计中采用的结构参数必须确保 在车辆整个运用期内有稳定而优良的动 力学性能
二、车辆运行安全性及评定
城轨动车组运行时，受到外界或内在因 素产生的各种作用，在最不利因素组合 下可能丧失车辆安全运行的基本条件， 从而造成轮轨分离，车辆脱轨或倾覆的 恶性事故。因而研究运行安全性及其评 定标准很重要。
轨道交通列车的车辆动力学与运行特性研究
轨道交通列车的车辆动力学与运行特性研究轨道交通列车的车辆动力学与运行特性是轨道交通系统设计与运行中非常重要的研究领域。
本文将探讨轨道交通列车的车辆动力学和运行特性，并分析其对轨道交通系统的影响。
一、轨道交通列车的车辆动力学轨道交通列车的车辆动力学是研究列车受力与运动的学科。
其主要内容包括列车的力学性质、运动规律以及与车辆动力学相关的工程应用。
在车辆动力学研究中，常用的模型有单刚体模型、多刚体模型以及系统动力学模型。
（1）单刚体模型单刚体模型是将列车整体视为一个刚体，主要考虑整车受力与运动的基本规律。
该模型的参数包括质量、惯性矩、受力点位置等。
通过分析受力平衡和力学平衡等原理，可以得到列车的动力学方程。
（2）多刚体模型多刚体模型考虑列车不同部分的相对运动和相互作用。
在实际运行中，轨道、车体、车轮等部分会存在相对位移和相对转动。
多刚体模型可以更准确地描述列车的动力学行为，对于轮轨接触力、车体横向稳定性等问题有重要作用。
（3）系统动力学模型系统动力学模型将列车和轨道系统作为一个整体来研究，考虑列车与轨道之间的相互作用。
该模型可以分析列车运行过程中的稳定性、安全性等问题，并为轨道交通系统的设计和运行提供理论依据。
二、轨道交通列车的运行特性轨道交通列车的运行特性与车辆动力学密切相关，主要包括列车的速度、加速度、运行稳定性以及列车运行对轨道的影响等方面。
（1）速度特性轨道交通列车的速度受限于多种因素，包括轨道条件、制动系统、动力系统等。
通过对速度特性的研究，可以确定列车的最高运行速度、限速区间以及车辆的设计参数等。
（2）加速度特性列车的加速度对于轨道交通系统的性能和乘客舒适度有着重要的影响。
合理设计列车的加速度特性可以提高运行效率，并保证列车运行的平稳性和安全性。
（3）运行稳定性轨道交通列车的运行稳定性是指列车在各种运行状态下的稳定性能。
包括车体侧倾、刮擦轨道、横向加速度等问题。
通过研究运行稳定性，可以提高列车运行的安全性和舒适性。
6.车辆2(新版)资料
第六节 转向架
轨道车辆行驶轨迹是“不自由”的、受约束的，在 特定的轨道中行驶。
较长轴距的轨道交通车辆在直线轨道上行驶没有问 题，但在曲线上就容易被卡或脱轨。
第六节 转向架
转向架的优点 1、顺利通过曲线 2、便于检修 3、便于制造大型车辆
第六节 转向架
二、转向架组成
➢构架 ➢轮对轴箱装置 ➢弹性悬挂装置 ➢牵引连接装置 ➢牵引传动装置 ➢基础制动装置
六、车钩缓冲装置
车辆编组成列运行必须借助于连接装置，即车钩。为了改善列车纵向 平稳性，一般在车钩的后部装设缓冲装置，以缓和列车冲动。
轨道交通车辆车钩分为全自动车钩、半自动车钩、半永久 式牵引杆三种类型。
全自动车钩可实现机械、气路、电器自动连接。 半自动车钩可实现机械、气路自动连挂。 半永久式牵引杆做为车辆与车辆连接的牵引杆，不具备自 动机械解钩功能。
控制电路包括：主电路控制、辅助电路控制、列 车照明控制、车钩监控、空调控制、车门控制、列车 运行自动控制。
第四节 车内设备监控系统
黑匣子
黑匣子（Black Box）用于事故调查和管理人员对司机 操作进行抽查。黑匣子分为信号、通信和自诊断三部分。
信号黑匣子主要记录列车的速度、驾驶模式、启动制动 时间等。
第四节 车内设备监控系统
由于没有黑匣子的数据，如下情况始终无法最后确定： 1、脱轨事故发生的准确时间。 2、脱轨时列车的速度。 3、列车离开Waterfall车站后，事故司机到底是如何驾驶列 车的。
第五节 车体及车钩缓冲装置
车体是容纳乘客和驾驶员的地方，也是承受和传递载荷、 安装传动机构、电气设备和内部设施的基础。 一、车体的特征 ➢座位少、车门开度大、服务设备简单； ➢对重量限制较为严格，以降低高架线路的工程投资； ➢车体采用轻量化设计； ➢防火及隔噪要求高；
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高速脱轨是由跳轨或蛇行失稳产生的 ，此时瞬时侧向力可 以很大，因此Q1/P1的临界值与出现峰值瞬时力的时间Δt成 反比。时间越短，允许的临界值可以大些。
2．轮重减载引起的脱轨条件
tan 2 2 P tan 1 1 P 1 1 tan1 1 2 tan 2
二、车辆的自激振动
在钢轮与钢轨的接触面或橡胶轮胎与导向路面之间存在着切向力。 这种切向力称蠕滑力或粘滑力，它随车轮与路面或轨面的相对位置及 运动状态而发生变化。 在一定条件下，这种切向力会激起车轮乃至车辆发生剧烈振动，振动 的原因是自激性的。
第二节 车辆运行平稳性及安全性的评定标准
车辆的动力学性能主要有
第一节 引起车辆振动的原因及基本振动型式
一、车辆振动的型式 伸缩：沿z轴的纵向振动 浮沉：沿z轴的上下振动 横摆：沿y轴的振动。 侧滚：在横断面内的转动 摇头：沿水平面的转动 点头：纵向立面中的转动 车体的横摆与侧滚形成了两个耦合振型：
绕车体重心上方某滚心运动的为上心滚摆； 绕车体重心下方某滚心运动的为下心滚摆。
摇头与滚摆属于横向振动范畴， 浮沉、点头为垂向运动范畴，
伸缩则为纵向振动。
车体的空间振动
二、激起车辆振动的线路原因
轨道不平顺的4种类型 (a)高低不平顺； (b)水平不平顺和轨距不平 顺； (c)方向不平顺
轨道随机不平顺的表示
——50kg重钢轨的有缝轨道 ……50kg重钢轨的无缝轨道
轨道高低不平顺的功率谱密度函数示例
车辆横向平稳性指标与振动加速度
我国铁路客车运行平稳性等级
平稳性等级
1级
评 定
优
平稳性指标
<2.5
2级
3级
良好
合格
2.5～2.75
2.75～3
欧洲与北美的平稳性评定标准
在新轮踏面、轨道满足UIC标准并处于良好维护状态的 条件下，
w≤2.5(垂直与横向)
平稳性的测点设置在心盘位的地板面上。
对车辆准正弦振动幅值。也有限制
第四节 车辆的蛇行运动稳定性
具有一定踏面形状的铁道车辆轮对，即使沿着平直轨道滚动，受到微 小激扰后就会产生一种振幅保持或继续增大直到轮缘受到约束的特有 运动。
此时轮对向前滚动，一面横向往消失而剧烈的蛇行运动不能收敛时， 则称为蛇行失稳。
轮对的蛇形运动轨迹
一、自由轮对的蛇行运动
简化假定：
刚体自由轮对沿平直轨道作等速运动。 轮对的运动属微幅振动，其轮轨接触几何，蠕滑率—力关系均为线性，纵横向蠕滑系数
式中：
R——车轮半径（mm） N——车轮上的轮重（t）
f 147 RN
4．粘着系数
当蠕滑率较大时，切向力增值的趋势变缓，最后切向力达到饱和值。
通常将极限状态下的最大纵向切向力与垂直轮载的比值称为粘着系数。
轮轨接触表面的状态决定了粘着能力。
干净的钢轮钢轨间的粘着系数可达0.6，但有油污后下降幅度很大。
近似相等。
轮对具有小锥角踏面、等效斜率λe较小，暂不计及重力刚度与角刚度的因素。 轮对横摆、摇头自由度为yw、ψw。不考虑侧滚惯性及旋转蠕滑影响。
运动微分方程
Fyl Fyr 0 Mw y Fxr b Fxl b 0 J wz
低速时的蛇行稳定
y 0 V V 0 y 0 br0
2．重力刚度Kg
假设轮轨接触面处摩擦因数为零，轮对横移后左 右车轮的接触角δ不等将引起法向力的水平分力也 不相等，由此产生的轮轨水平合力将迫使轮对中 心回到原来位置上去。 定义：
轮对横移时轮对中心升高，车辆增加的势能迫使轮对的复 位能力。
这是有利于提高轮对蛇行运动稳定性的因素。
3．重力角刚度Cg
P2 P1 D P2 P1
式中，P2——车辆外轨侧的垂直轮轨力； P1——车辆内轨侧的垂直轮轨力。
我国规定D=0.8为危险限度，允许倾覆系数应为D<0.8。
防止车辆倾覆的措施
加大车辆横向刚度或抗侧滚刚度，以减少重心偏移过大引起的簧上失 稳。
增大横向刚度会减小横向平稳性，
目前大多采用增加抗侧滚刚度的扭杆来减小侧滚角，提高抗倾覆能力
第六章 车辆动力学
车辆动力学
是对车辆与线路之间及车辆之间相互耦合作用的复杂
动力作用过程机理进行系统研究，并据此提出车辆及
列车关键结构和参数的一门学科。
主要研究的问题
研究和确定车辆在导向线路上安全和平稳运行的条件。 研究车辆结构、走行悬挂系统、牵引驱动装置、连接
与缓冲装置等机构的结构与参数。
研究车辆各部件的动载荷特征。
新车与运用后的车辆的轮轨关系，悬挂参数有所不同，其性能相应发 生变化 因而不仅需要对新车平稳性或其他性能提出要求，运用一段时期的车 辆也必须达到适当的平稳性指标。 要求在设计中采用的结构参数必须确保在车辆整个运用期内有稳定而 优良的动力学性能
二、车辆运行安全性及评定指标
城轨动车组运行时，受到外界或内在因素产生的各种作用，在最不利 因素组合下可能丧失车辆安全运行的基本条件，从而造成轮轨分离， 车辆脱轨或倾覆的恶性事故。因而研究运行安全性及其评定标准很重 要。
V 0 2 y 0 y y y br0
2
0 式中： V br0
高速时的蛇行稳定
2 2 2 4 f b0 2 f 4 f b 4 2 3 2 J wz M w J wz M wb 0 2 V r0 V
式为四次代数方程，有四个根λl、λ2、λ3、λ4。一般情况下四次方程无 通解，只能用数值方法求解。 解出方程式的根可能有三种情况，即实数、虚数和复数。
(a)磨耗前后的等效斜率变化；(b)磨耗前后的接触角变化
刚度计算
一般情况下采用锥形踏面的轮对的重力刚度与重力角刚度分别为：
We Kg y b
W为轮重，b为左右轮滚动圆间距之半。
Cg Wb 0
二、轮轨接触蠕滑关系
轮对在钢轨上运行时，一般承受垂直载荷和纵横切向载荷。 纵向载荷主要来自牵引及制动。稳态前进的非动力轮的车轮在不制动 时，其纵向切向力平衡轴承阻力和蛇行时的惯性力。 无论是动力轮对或从动轮对都存在着纵向切向力，它导致了轮轨纵向 相对运动的速度差。
根的性质与轮对运动的关系
第五节 车辆系统的振动
1．轮对脱轨条件及评定指标
Q1 tan1 1 P 1 1 tan1 1
车轮脱轨系数
Q1/P1=1.0为第一限度，希望不超过的允许限度 Q1/P1=1.2为第二限度。是安全限度。
新车不能超过第一限度
车辆脱轨的作用力关系
轮对脱轨条件
表示为：
H 2 P2 tan1 1 P 1 1 tan1 1
1．粘着区和滑动区
由于车轮和钢轨都是弹性体，滚动时轮轨间的切向力将在接触斑面上 形成两个性质不同的区域：粘着区和滑动区。
切向力小时主要为粘着区；随着切向力加大，滑动区扩大，粘着区缩小。
当切向力超过某一极限值时，只剩下滑动区，轮子在钢轨上开始明显滑动。
轮轨接触区表面受力情况
2．蠕滑与蠕滑率
由于粘滑区的存在，轮周上接触质点的水平速度与轨头上对应质点相 对轮心的水平速度并不相同 ，存在着一个微小的滑动，称为蠕滑 (Creep)。
平稳性 安全性 曲线通过性能。
一、车辆运行平稳性及评定标准
车辆平稳性是评定乘客舒适程度的主要依据，反映了车辆振动对人 体感受的影响。
j——振动加速度(cm/s )； f——振动频率(Hz)；
j W 0.89610 F( f ) f 2
3
F(f)——与频率有关的修正公式，反映人体对不同方向和频率振动 的敏感度。
同样在轮对摇头时，左右轮的接触点前后移动， 其左右横向分力产生了一个绕垂直轴的力矩、其 方向将使轮对继续扩大摇头角。 本质上是轮对重心下移，车辆系统的重力势能释 放，促使轮对继续运动。 由此产生的负力矩与摇头角△φ的比值称重力角刚 度Cg。
它是一个不利车辆蛇行稳定性的因素，但数值较 小。
磨件
轮轨是弹性体 车轮和钢轨之间有一定的正压力
车轮沿钢轨滚动
纵向蠕滑率γ
定义车轮的横向蠕滑率y为小的横向滑动率，这也是一种蠕滑现象。 定义车轮的纵向蠕滑率γ为
实际车辆前进速度 轮周名义速度 实际车辆前进速度
3、蠕滑力
纵向蠕滑力 横向蠕滑力 F11=-- f11×γ11 F22=--f22×γ22
a(mm)≤25/f2 (1Hz≤f≤10Hz) a(mm)≤250/f2(10Hz≤f≤50Hz)
国际标准化组织ISO2631标准 ISO标准评估振动对人体 影响时用疲劳时间T表示，从维持工作效能，健康和舒 适度出发相应提出3种限度：
工效下降限度， 承受限度 舒适度下降限度。
研究结果
这些限度是在对飞行员及汽车驾驶员进行大量测试研究后取得的。 人体对2Hz左右的水平振动很敏感，而对垂直振动4～8Hz最敏感。 在英法等欧洲国家也有取洛奇的疲劳时间评定法；在日本则采用等舒 适度曲线法评定平稳性。
第三节 车轮导轨接触及滚动理论
采用车轮支承、滚动是车辆获取导向、驱动或制 动力的主要方式。
轨道车辆中地铁、轻轨常采用钢轮钢轨方式，
独轨、新交通系统及部分地铁则采用充气轮胎走行在硬质 导向路面上。
车轮与导轨间的滚动接触关系决定了它们间的作 用力、变形和相对运动。因此滚动接触直接影响 城市轨道车辆的性能、安全、磨耗与使用寿命。
运用条件：
• 侧向力过大、车辆重心过高，在曲线上也会导致减载超限 • 装载偏重、空车弹簧静挠度过小均会引起轮重减载。
一般车辆低速由曲线进入直线时容易脱轨。风力过大有时 也是曲线脱轨的原因。
4．车辆倾覆安全性
当车辆弹簧柔性过大，重心过高时，在过大的离心力、 振动惯性力或风力组合作用下，整个车辆一侧车轮减载 过大而使车辆倾覆。 车辆在横向力作用下可能倾覆的程度用倾覆系数D来表示