城市轨道交通车辆结构与设计作业

城市轨道交通车辆结构与设计作业城市轨道交通车辆结构与设计作业第一章2、试比较轨道交通运输与汽车运输的优缺点，并简述轨道交通的发展前景。

答（1）轨道交通的运输能力比汽车的运输能力大。

地铁或高架铁路每小时单向可运送5万~8万人次，明显优于汽车运输。

（2）轨道交通运输与汽车运输相比具有高速性和准时性的特点由于轨道交通系统有专用行驶轨道，在交通堵塞严重的大城市中，其平均运行速度明显高于一般公路的汽车，并具有良好的准时性和可靠性。

（3）与汽车运输相比轨道交通运输更加节省空间，能有效的利用土地。

由于公路交通不是导向式的，故与轨道交通相比，其占用面积大得多。

（4）轨道交通运输比汽车运输更加节约能源。

比较铁路、公共汽车和私家车等3种主要交通系统每一单位运输量的能源消耗可见：铁路约为公共汽车的3/5，私人用车的1/6。

（5）轨道交通运输比汽车运输的安全性更高。

（6）轨道交通运输与汽车运输相比产生的大气污染更少。

大城市中汽车造成的大气污染，已成为严重的城市问题。

与汽车相比，铁路的有害物质排出量少得多，是很绿色的交通工具（7）汽车运输相对轨道交通运输来说具有投资少的特点。

修改公路的材料和技术比较容易解决，易在全社会广泛发展。

（8）汽车运输与轨道交通运输相比，具有机动灵活，直达性等特点。

汽车运输，体型小，操作方便，又无需铁路那边专门的轨道，可以方便快捷的直达目的地。

轨道交通的发展前景：随着城市化建设步伐的加快，中心城市不断在向周边辐射，轨道交通建设的紧迫性也在增加。

根据国民经济和社会发展，城镇化进程加快的需要，城市及城际轨道交通在未来十几年将处于网络规模扩展，完善结构，提高质量，快速扩充运输能力，不断提高装备水平的大发展时期，发展前景十分广阔。

4、城市轨道交通有哪几种主要形式？他们各自有何基本特征？答：城市轨道交通按构造分为：铁路、地铁、有轨电车、轻轨、特殊形式的轨道交通（单轨、自动导向等）和磁悬浮等形式，其中自行导向、低运行阻力、采用编组、连挂组成列车成列运行和严格的车辆限界制约是它们共同的基本特征，除此之外各自的不同特征如下：铁路：主要是沟通城市边缘与远郊区的手段。

地铁：（1）城市中心地段大部分线路建于地面以下；（2）建设费用大、周期长、成本回收慢；（3）客运量大；（4）行车密度大、速度高；（5）地铁列车的编组数决定于客运量和站台的长度，一般为2辆-8辆；（6）地铁车辆的消音减振和防火均有严格要求，既安全、又舒适。

（7）受电的制式主要有直流750V第三轨受电或直流1500V架空线受电弓受电。

有轨电车：可以在路面上直接换乘、小单元频繁发车、造价低廉、节能无污染等特点。

轻轨：（1）车轮可用橡胶弹性技术，减少噪音(2)造价低为地铁的1/5——1/2（3）运输能力介于地铁和公共汽车之间，属于中等运能的一种公共交通形式。

（4）轻轨线路一般与地面道路完全隔离，采用半封闭或全封闭专用车道。

（5）轻轨车辆有单节4轴车，双节单铰6轴车和3节双铰8轴车等形式。

（6）轻轨交通对车辆和线路的消音和减振有较高要求。

（7）电压制式以直流750V，架空线（或第三轨）供电为主，也有部分采用直流1500V供电。

特殊形式的轨道交通：单轨：（1）占地少（2）建设周期短，造价低，运营费用低（3）安全舒适，不与其它交通干扰（4）噪声小（用橡胶轮胎时），环境污染小（5）无电磁波干扰，对居民区干扰少（6）爬坡能力大（可达10%）和曲线通过能力好；自动导向即AGT：（1）运输能力相对较小（2）建设成本较高（3）自动化程度高，可实现无人驾驶（4）导向机构相对简单，岔道时间短，便于维修磁悬浮列车：采用高架方式，土地占用很少、具有速度快、噪音小、安全舒适、不燃油、污染少等特点，有常导和超导之分。

第二章1、轨道车辆有何基本特点？其结构有哪些基本组成部分？答：轨道车辆的基本特点：（1）、自行导向（2）、低运行阻力（3）、编组、连挂组成列车成列运行（4）、严格的车辆界限基本组成部分：（1）车体（2）走行部（转向架）（3）制动装置（4）车钩缓冲连接装置 (5）车辆内部设备2、叙述动力集中型列车和与动力分散性列车的特点，为何近年来国际上新研发的高速列车多采用动车组形势？答：对于动力集中型的列车来说：（1）由于现有的机车和车辆的走行部结构的限制，其无法满足高速时的需要。

就是说，可以跑快，但跑快了就会出轨。

（2）动力集中型列车也有高速列车的，但整个动车组不可分解独立运行。

法国的TGV中，有一部分就是动力集中型,但其转向架采用铰接式连接，整个动车组不可分解独立运行。

（3）集中式的机车轴重较大，对线路的损伤也比较大，令基础设施维护费提高，运动中对钢轨的冲击也会增加，同样不利于高速行驶。

对于动力分散型的列车来说：（4）现有的动力分散型高速列车，车身的重量很小，利于起步加速。

（5）在加速时不易产生空转（车轮的牵引力大于轮轨间的粘着力，造成轮速异常上升），加速更稳定。

（6）因其产生动力的轮对相对较多，列车实施动力制动（再生制动）的轮对也多，增加了列车的安全性。

综上所述，近年来国际上新研发的高速列车多采用动车组形势。

3、试述车辆定距与转向架固定轴距的定义，其尺寸选取对车辆运行品质有何影响？答：车辆定距：指两相邻转向架中心之间的距离。

转向架固定轴距（轴距）：指单台转向架内部两轴之间的距离。

（地铁车辆的轴距≤2500mm，轻轨车辆的轴距≤1800~2100mm）.定距的大小可影响到车辆总长、质量和其能通过的最小曲线半径的大小，如定距过短会导致车厢长度不足、列车振动加大、高速运行性能恶化等问题，从而影响车辆运行品质。

轴距的大小可影响到列车能够通过最小半径曲线的难易程度，以及增加或者减少轮轨间的磨耗，从而会影响到车辆的高速行车安全，影响车辆运行品质。

4、轨道车辆为何要设置界限？机车车辆有哪几类界限？答：为防止车辆在直线或曲线上运行时与各种建筑物及设备发生接触，以保证行车绝对安全，所以要为轨道车辆设置界限。

机车车辆具有车辆限界，设备限界和建筑限界三大类，其中：车辆界限：也就是车辆横断面的最大尺寸（车辆轮廓尺寸+最大偏移量）。

设备限界：是指地面固定设备（例如信号装置等）的任何部分，即使计及了它们的刚性和柔性运动在内，均不得向内侵入此限界（车辆界限+安全余量）。

建筑限界：是指建筑物在线路横断面方向侵入线路的最小尺寸，也就是每一线路必须保有的最小空间的横断面（设备限界+沿线设备的安装空间）。

第三章1、转向架（走行部）的作用是什么？答：转向架位于车体与轨道之间，它是保证车辆运行品质和运行安全的关键部件，其主要功能是：（1）承载——承受车体的重量，并将其均匀地传递到轨道。

包括：车体、车架、动力装置和辅助装置等等，并使轴重均匀分配；（2）导引——导引车辆沿着轨道行驶，顺利地通过曲线和道岔。

（3）牵引（动力转向架）——产生足够的牵引力，使得车辆达到需要的运行速度。

（4）制动——产生足够的制动力，保证车辆在规定的制动距离内停车。

（5）缓冲——缓和线路不平顺对车辆的动力作用，保证车辆具有较好的运行平稳性和稳定性。

2、转向架主要有哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：转向架主要组成部分以及功能如下：(1）轮对——轮对直接向钢轨传递重量，通过轮轨间的粘着产生牵引力或制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移）。

(2）轴箱装置——轴箱是联系构架与轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能使轮对适应线路不平顺等条件，相对于构架上、下，左、右和前、后运动。

(3）一系弹性悬挂装置——用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，并保证车辆运行平稳性。

(4）构架——转向架的骨架，它将转向架的各个零、部件组成一个整体，并承受和传递各种力。

(5）基础制动装置——由制动缸传来的力，经杠杆机构（系统）增大若干倍以后传给闸瓦，使其压紧车轮（或制动盘），对车辆施行制动(6）二系悬挂装置（车体与转向架的连接装置）用以传递车体与转向架间的垂向力和水平力，使转向架在车辆通过曲线时能相对于车体回转，并进一步减缓车体与转向架间的冲击振动。

(7）牵引驱动装置（动力转向架）——将动力装置的扭矩最后有效地传递给车轮，驱动车轮旋转。

3、为什么轮胎式轨道交通车辆的转向架必须设置导向轮？而轮轨系统的则不需要？答：由于轮胎式轨道交通车辆不具有自导向性，所以必须设置导向轮。

对于轮轨系统，其在承受车体的载荷的同时由于踏面和轮缘的特殊设计，可保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨，即其具有自导向性。

4、简述DK3、SMC、车客车转向架的异同点。

5、简述CRH1、CRH2、CRH3、CRH5的转向架的异同。

型号组成部分CRH1 CRH2 CRH3 CRH5构架动车转向架为框形构架（端梁），拖车转向架为H形。

H形轴箱定位转臂式定位、轴箱弹簧、垂向液压减振器拉杆定位、轴箱弹簧，垂向液压减振器二系悬挂空气弹簧，抗侧滚扭杆，抗蛇形减振器，横向液压减振器，单拉杆牵引有摇枕装置，空气弹簧，横向减振器、抗蛇形减振器、抗侧滚扭杆，Z型双拉杆牵引上枕梁，空气弹簧，横向减振器、抗蛇形减振器、抗侧滚扭杆，Z型双拉杆牵引基础制动盘形制动（轴盘或轮盘）驱动装置架悬式的牵引电机和驱动装置辅助装置无踏面清扫装置和撒沙装置踏面清扫器撒沙装置撒沙装置型号组成部分DK3型SMC型长客车辆轴箱定位装置（不同）（一系悬挂）轴箱弹簧水平放置（只传递横向力）+金属橡胶弹性铰销定位——属转臂式轴箱定位采用八字形（人字形）橡胶定位（同时实现三个方向的弹性定位）采用圆锥层叠筒形橡胶结构（同时实现三个方向的弹性定位）摇枕弹簧装置（不同）（二系悬挂）上部通过心盘与车体相连——心盘承载，下部通过空气弹簧和纵向拉杆与构架相连橡胶空气弹簧直接与车体相连（起承载作用，但仅传递重量）；Z”字型牵引拉杆+中央牵引销连接装置传递纵向力和横向力，并实现车体相对于转向架的回转运动；抗侧滚扭杆弹簧配合空气弹簧来限制车体的过度侧滚。

橡胶空气弹簧直接与车体相连（起承载作用，但仅传递重量）；中央牵引销+弯型的单拉杆结构传递纵向力和横向力，并实现车体相对于转向架的回转运动；抗侧滚扭杆弹簧配合空气弹簧来限制车体的过度侧滚。

构架（不同）在水平面呈H形，属于H型构架，在侧面上呈U形（H形横梁和U形侧梁）H形横梁和导框形侧梁H形横梁和U形侧梁基础制动装置闸瓦制动驱动装置牵引电机通过齿轮传动装置将扭矩传递给轮对轴距2700mm 2500mm 2500mm 2700mm。