动车组总体与转向架.ppt
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1、第一部分第一部分 动车组的概述动车组的概述第二部分第二部分 动车组总体及主要技术参数动车组总体及主要技术参数第三部分第三部分 动车组转向架动车组转向架第四部分第四部分 动车组其他部分动车组其他部分第一部分第一部分 动车组的概述动车组的概述一、高速铁路的历史沿革及发展一、高速铁路的历史沿革及发展二、动车组的概述二、动车组的概述三、动车组的发展现状三、动车组的发展现状四、本部分小结四、本部分小结一、高速铁路历史沿革及发展一、高速铁路历史沿革及发展1804年(R.Trevithick发明了具有实用意义的蒸汽机车“Peny Darran,实验不算完全成功,但奠定了基础;1825年9月25日,世界上第一
2、条商业化运营铁路在英国开通,具有标志性意义,开创可铁路运输发展的新纪元;1829年G.Stephenson发明了第一台多烟蒸汽机车”Rocket,是蒸汽机车的功率和效率有了极大的提高;自19世纪中后期开始,在全球范围内迅速发展,20世纪初世界铁路发展的巅峰期,客、货运周转量的60%以上均由铁路完成;进入20世纪30年代以后,世界交通进入多元化发展时期,铁路运输市场份额大幅度下降;80年代,铁路客、货周转量分别为1%和38%,世界铁路从巅峰步入低谷(提速成为最为急迫的问题);1964年10月1日,世界第一列高速列车在日本诞生,世界铁路从此开始步入高速时代;自20世纪80年代开始,随着环境保护意识
3、的提高以及能源问题日渐突出,世界各国相继新建或改建了高速铁路,促使各国和地区竞相采用各种先进技术,带动了技术的创新。二、动车组的概述二、动车组的概述1 1、高速铁路的主要技术特征:、高速铁路的主要技术特征:*高速铁路是当代高新技术的集成。(计算机、微电子技术、电力电子技术、现代控制技术、新型材料、高质量土建工程等多领域技术)*高速度是高速铁路技术的核心。*系统动力学与安全问题更加突出。(运行稳定性、脱轨安全性、结构可靠性、空气动力学问题以及噪声)*高速铁路具有良好的经济优势和社会效益。2 2、高速铁路客运特点、高速铁路客运特点*旅客旅行时间短*安全性和舒适度好*准时性*能源消耗低*占用土地少*
4、综合造价低*运输能力大*环境污染低*经济效益和社会效益好3 3、动力集中式和动力分散式高速动车组的比较、动力集中式和动力分散式高速动车组的比较比较比较项目项目动力集中式动力集中式动力分散式动力分散式结构结构将动力集中在列车两端的头车和头车邻近的车辆上,动力车之间为数量不等的拖车。将列车的动力分散置于各节车辆或者大部分车辆上,有若干动车和拖车组成一个单元,再由若干单元组成列车。优点优点制造维修费用低、客室舒适性好、适用不同路况能力强。载客量大、轮轨黏着状态易保证、运用灵活、易实现轻量化和低轴重、制动性能明显改善。缺点缺点运用灵活性差、载客量相对较少、轮轨动作用力大、黏着利用差、制动性能欠佳制造成
5、本和维修费用较大、车内噪声和振动较大。三、动车组的发展现状三、动车组的发展现状1 1、高速动车组的九大关键技术、高速动车组的九大关键技术*动车组总成(即系统集成);*牵引传动及其控制系统(牵引电流器、牵引电变压器、牵引电机、牵引传动控制等);*高速转向架(轻量化技术、悬挂技术、驱动技等);*高速制动技术(采用复合制动方式);*高速车体技术(轻量化、完善气动外形、车体封);*列车监控与诊断技术;*网络控制系统;*牵引变压器;牵引变流器;牵引电机;2 2、十项配套技术、十项配套技术*空调系统(空气清洁度、温度、湿度、流速及应急通风量)*集便系统*车门(侧拉门、内车门)*车窗*风挡*钩缓装置*受流装
6、置*辅助供电系统*车内装饰材料*座椅四、本部分小结四、本部分小结1 1、内容阐述:、内容阐述:*主要讲述了铁路运输的发展历史(大概经历了五个 阶段:萌芽发展巅峰低估再发展)。*讲述了高速铁路的基本特点及九大关键技术和十大 辅助技术。*铁路运输是一个速度不断提高;技术不断革新的发 展的过程;同时结合了各地区的差异性,从而具有 多元化的发展趋势。2 2、问题思考:、问题思考:*缓和曲线的特征?缓和曲线的特征?答:缓和曲线的特征有:连接直线和半径为R的圆曲线,其曲率半径由0至1/R逐渐变化;外轨超高,由直线上的0值逐渐增大到圆曲线超高度,与圆曲线超高相连;缓和曲线是一条曲率和超高不断变化的空间曲线。
7、缓和曲线坐标图如下:*什么是交什么是交-直传动系统?什么是交直传动系统?什么是交-直直-交传动系统?交传动系统?答:交-直传动系统是把直流电压转变为交流电压给牵引电机供电的传动系统;交-直-交传动系统是由主变流器内的整流器将交流电压变换成中间直流电压,给逆变器供电。逆变器将中间直流电压逆变成三相调频调幅电压,向牵引电机并联供电。*什么是弓什么是弓-网系统?网系统?答:弓-网系统是高速列车的动力来自于铁道边的高压电,而电力输送靠列车上的受电弓与电网接触,由受电弓和接触网组成的电力系统就叫弓网系统,这个系统也可以用来控制列车的行、停。第二部分第二部分 动车组总体及主要技术参数动车组总体及主要技术参
8、数一、动车组基本组成和分类二、动车组的主要技术参数三、动车组的黏着问题四、动车组的轻量化技术五、本部分小结一、动车组组成及基本分类一、动车组组成及基本分类1 1、分类、分类*按动力类型分:内燃机车组、电力动车组;*按动力配置分:动力集中式、动力分散式;2 2、基本组成、基本组成 车体、转向架、牵引传动及控制系统、制动装置、车端连接装置、受流装置、车辆内部设备、列车控制网络信息系统等。二、动车组的主要技术参数二、动车组的主要技术参数1 1、车辆性能参数、车辆性能参数*自重、载重、轴重和容积;*构造速度;*通过的最小曲线半径(脱轨、倾覆);*最大起动加速度、平均起动加速度、平均制动减速度;*最大供
9、电电压、最大网电流和牵引电机功率;*制动形式;*坐席数及单位地板面积站立人数。2 2、车辆主要尺寸、车辆主要尺寸*车辆外形尺寸(全长、最大宽度和最大高度等);*车体内部的长、宽、高;*车钩高(车钩中心线距轨面的高度);*地板面高度(地板面与轨面之间的距离);*车辆定距(相邻转向架中心距离);*转向架固定轴距。三、动车组黏着问题三、动车组黏着问题1 1、牵引力的产生、牵引力的产生 电动车组的能量传递过程,也就是动力牵引力产生过程,基本按照如下线路进行:接触网电能受电弓变压器传动装置牵引电动机牵引齿轮使动轮获得扭矩。2 2、牵引力的限制(黏着定律)、牵引力的限制(黏着定律)动车牵引力最大值在任何时
10、候都不得超过该动车各轮与钢轨间黏着力的最大总和-黏着定律。3 3、粘着系数、粘着系数 粘着系数是表征轮轨间黏着状态好坏的一个系数。其大小主要有车轮载荷、线路刚度、动车传动装置和行车部的结构、钢轨的材质及其表面状态和车速决定。4 4、动车组阻力、动车组阻力 阻力分为基本阻力和附加阻力。基本阻力在运行过程中,它由运动部件间的摩擦、振动以及运动中产生的空气阻力。四、动车组轻量化问题四、动车组轻量化问题1 1、轻量化的意义、轻量化的意义*减小列车阻力(动力分散式要求黏着较低)*节约能源*减少制动能耗*保护环境(减小噪声、振动、减小轮轨间的相互作用)2 2、轻量化的措施、轻量化的措施*车体铝合金化*采用
11、交流感应电动机驱动方式(小型化、取消电刷、采用再生制动而取消电阻器)*采用无摇枕式转向架*转向架轻量化(车轮小型化、车轴空心化、轴箱齿轮箱铝合金化。五、本部分小结五、本部分小结1 1、内容阐述:、内容阐述:本部分主要讲述了动车组的基本组成和相关技术数;分析了动车组的黏着问题以及影响黏着系数的素;动车组轻量化的意义及轻量化的相关措施。2 2、问题思考:、问题思考:*高速铁路与普通列车的区别高速铁路与普通列车的区别?答:答:高速铁路非常平顺,以保证行车安全和舒适性,高速铁路都是无缝钢轨。高速铁路的弯道少,弯道半径大,道岔都是可动心高速道岔。大量采用高架桥梁和隧道。来 保证平顺性和缩短距离。高速铁路
12、的接触网悬挂方式也与普通铁路不同,来保证高速动车组的接触稳定和耐久性。高速铁路的信号控制系统比普通铁路高级,因为发车密度大,车速快,安全性一定要高。*什么是作动器?什么是作动器?答:答:作动器是实施振动主动控制的关键部件,是主动控制系统的重要环节。作动器的作用是按照确定的控制规律对控制对象施加控制力。*铝蜂窝型车体有什么优缺点?铝蜂窝型车体有什么优缺点?答:答:防火:铝板为不燃材料;耐腐蚀:铝蜂窝板是表面经环氧氟碳处理,具有较强的耐腐蚀性。环保:蜂窝板属于纯铝立产品,不挥发任何对人体有害的气体,无放射性并可以完全回收利用。铝蜂窝板容易拆除组装,且不会拆坏板材。由于其重量轻、运输方便固可运到不同
13、的地方多次重复利用。这是其它隔断板材不能与之比拟的。第三部分第三部分 动车组转向架动车组转向架一、转向架的任务、作用和分类二、转向架的构架三、弹簧装置和减振器四、轮对轴箱装置五、驱动装置六、车体与转向架间的连接装置七、基础制动装置八、本部分小结一、转向架的任务、组成和分类一、转向架的任务、组成和分类1 1、根据经验,高速转速转向架的采用设计原则:、根据经验,高速转速转向架的采用设计原则:*采用高柔性的弹簧悬挂系统,以获得良好的振动性能;*采用高强度轻量化的转向架结构,以降低轮轨间动力作用;*采用能有效地抑制转向架蛇行运动;*驱动装置采用简单、实用、可靠、成熟结构,减小簧下质量和簧间质量,以改善
14、轮轨间的动作用力,提高运行稳定性;*基础制动装置采用复合制动系统。2 2、动车组转向架的任务、动车组转向架的任务*承载(传力)。承载(传力)。承载车架以上部分的重量。*驱动(或牵引,动力转向架)。驱动(或牵引,动力转向架)。保证必要黏着。*缓冲(或减振)。缓冲(或减振)。缓和线路不平顺对车辆的冲击,保证车辆具有良好的运行平稳性和稳定性。*导向(或转向)。导向(或转向)。保证轮轨在钢轨上对中运行,并使其顺利通过曲线。*制动。制动。产生制动力,使车辆减速或停车。3 3、转向架组成及各部分作用、转向架组成及各部分作用*车体:车体:提供乘坐空间+设备安装+纵向连接载;*转向架:转向架:承载+导向+转向
15、+减振+制动,动力转向架有驱动;*牵引传动及控制系统:牵引传动及控制系统:电能传递转换+驱动列车+控制运行;*制动装置:制动装置:产生制动力,使列车减速或停车;*车端连接装置车端连接装置:连接车辆成列+缓和纵向冲击+传递电力及信号;*受流装置:受流装置:将电流顺利导入动车;*车辆内部设备:车辆内部设备:保证舒适性及设备正常工作;*列车控制网络信息系统列车控制网络信息系统4 4、转向架的主要技术要求、转向架的主要技术要求*保证最佳的黏着条件;*良好的动力学性能;*重量轻、工艺简单;*良好的可接近性(易于接近、便于维修);*零部件标准化和统一化。5 5、转向架的分类、转向架的分类*按轴数分类:两轴
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