第二章第二章 铁路机车车辆铁路机车车辆铁铁 路路 车车 辆辆2.1 铁 路 车 辆铁路车辆是铁路运输的重要设备，是用来运送旅客、装运货物或作其他特殊用途的运载工具。它一般没有动力装置，必须把车辆连挂成车列，由机车牵引才能沿线路运行。 2.1.1 铁路车辆的分类1)铁路车辆按用途可分为客车和货车两大类。全钢浴盆运煤专用敞车 RZ25DT型硬座客车 第二章第二章 铁路机车车辆铁路机车车辆运送旅客且供坐卧饮食等所用的车辆称为客车。常见的客车有硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李车、邮政车、试验车、公务车等数种。供运送货物、牲畜等所用的车辆称为货车。货车有平车、敞车、棚车、保温车、罐车、特种车等不同的类型。 GBN2) 按轴数分，车辆有四轴车、六轴车和多轴车。对于载重量较大的车辆做成六轴车或多轴车不仅受车辆强度限制,同时受每一车轴加在线路上的重量不超过线路强度所规定的吨数（称为“轴重”）的限制。我国轴重限制为23t25t。我国已淘汰二轴车。3) 按载重量分，货车有50吨、60吨、80吨、90吨和大型车等多种。2.1.2 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。车辆基本构造 1、车体；2、车底架；3、车钩缓冲装置；4、走行部；5、制动装置23451车辆的基本构造2.1.2.1 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。1) 通用货车包括平车（N）、敞车（C）、棚车（P）、保温车（B）、罐车（G）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。 2) 专用车有家畜车、水泥车、漏斗车、煤车、自翻车和集装箱专用平车等。3) 特种货车有长大平车、落下孔车、凹型车、钳夹车等。(6)特 种 车 辆 车 体 用于装运各种长大、重型货物，如大型机床、发电机、化工合成塔等。由于特种车辆的载重和自重较大，因此其轴数较多。特 种 车 辆 车 体D9型凹型车示意图 D17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。D20型钳夹式车示意图（单位mm） 客车车体用型钢焊成骨架，钢板做成薄壁简形结构，具有重量轻、刚度大的特点。车体两端有通过台和外端堵，用以保证旅客通行的安全，并起保温和隔音作用。车体内部一般设有座椅或卧铺、给水、照明、通风等生活必需的设施。2.客 车 车 体25G型客车车体25K型客车车体2.1.2.2 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，目的是增大强度，减少自 重及降低车辆重心。2.1.2.3 走 行 部 走行部作用是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。铁路车辆走行部采用转向架结构。1)什么是转向架? 由两组轮对和侧架、摇枕、弹簧减振装置、轴箱油润装置等组成一个能独立移动的台车，称为转向架。 图3-15 铸钢侧架式转向架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。2)走行部使用转向架的优点 （）使用转向架缩短了车辆的固定轴距，便于车辆 顺利地通过曲线。 （）转向架通过中心销和车底架相连接，便于车辆 检修。 （ ）便于制造大型车。 （）便于国境站车辆过轨作业）.货车转向架构造货车转向架构造图1轴箱装置；2轮对；3侧架；4弹簧减震装置； 5摇枕；6旁承；7下心盘。 货车转向架各部分的名称1-轮对；2-轴箱；3-摇枕弹簧；4-侧架；5-摇枕（1）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. 图3-17 轮对实物图 车轮与钢轨头部的接触面，称为踏面,踏面为园锥体。踏面做成一定的斜度（1/20）成园锥体的理由：A 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；B 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、减少对轨道冲击力、稳定性增大）；改变踏面形状：采用空心轴。车轮内侧缘凸起的部分叫轮缘。它的作用是引导车辆在钢轨上行驶,防止轮对脱轨，保证车辆在线路上安全运行。 轴箱油润装置的作用是1)将轮对和侧架联结在一起，保持轴颈与轴承的正常位置；2)将车辆的重量传给轮对；3)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；4)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。 （2）轴箱油润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。现在主要采用的是滚动轴承轴箱。图3-18 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。滑动轴承轴箱组成示意图 滚动轴承轴箱 1轴瓦； 2瓦垫； 3前油卷； 4后卷； 5中卷； 6轴箱体； 7防尘板。（3）侧架、摇枕及弹簧减振装置 侧 架 用整体铸造。摇枕具有箱形断面，并制成鱼腹形。作用是把轮对和轴箱、弹簧等组成的一个整体侧 架 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（轴箱）滚动轴承轴车轮钢轨。）.客车转向架 客车转向架采用二系(组)弹簧，其摇枕所承受的重量先要传给一系摇枕弹簧，再经摇枕吊、转向架构架传给二系弹簧后，再传给轴箱。采用二系式弹簧装置，进一步改进了转向架的减振性能。它具有较高的平稳性，更适合高速运行。 2.1.2.4 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。1.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。图3-21 车钩钩头 车钩组成部件 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处在锁闭位置，以保证列车运行时各车钩不能任意分离；摘解车辆时，车钩应处在开锁位置，以便使两连挂的车钩脱开；连挂车辆时，车钩应处在全开位置，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。A 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。B 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。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C 全开位置：即钩舌已经完全向外转开的位置。当两个车需要连挂时，其中一个车钩必须处在全开位置，与另一辆车钩碰撞后就可连挂。2.缓冲器 2号内外环缓冲器 内外环弹 簧受力示 意图 缓冲器1弹簧盒盖； 2弹簧盒；3开口内环弹簧；4小外环弹簧；5大外环弹簧；6内环弹簧； 7半环弹簧；8底板； 9角铁、螺栓。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、G2号内外环摩擦式缓冲器。内环外环作用原理：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热能而消失，从而起到缓和、消减冲击的作用。3.解钩装置摘挂车辆时，为了保证工作人员的人身安全以及工作上的方便，在车辆两端车钩的一侧，设有开启车钩的机构，称为解钩装置（又称提钩装置）。 提钩装置提钩杆2.1.2.5 制动装置 为了保证行车安全，满足运行的列车或移动的车辆减速和停车的要求，机车和车辆都必须装设制动装置。空气制动机应有的功能：1)足够的制动力；2)制动力均匀一致（四个轮子压力相同、同车辆制动力一致）；3)在长大下坡道，保持制动力不衰减；4)具有紧急制动能力；5)当列车在运行中分离时，应能自动制动停下。闸瓦摩擦式制动1转向架侧架；2闸瓦；3车轮；4钢轨。目前我国广泛使用闸瓦摩擦式制动装置，其制动方式如图所示，在闸瓦压力作用下，闸瓦压紧滚动的车轮踏面，与车轮踏面产生摩擦，从而将列车运动的动能转换为摩擦热能消散于大气，达到列车减速或停车的目的。车辆制动装置由制动机、基础制动装置和手制动机三部分组成。 自动空气制动机由制动机和基础制动装置两部分组成。产生制动原力的部分，称为制动机；将制动原力扩大并传递到闸瓦上的装置称为基础制动装置。制动机根据其动力和操纵控制的不同，又分为自动空气制动机、电空制动机和手制动机三种。(1) 自动空气制动机: 是以压缩空气为动力和操纵控制力的制动机，我国机车车辆上都装有自动空气制动机，作为列车制动用。(2) 电空制动机: 是以压缩空气为动力、用电控阀来操纵控制的制动机，其最大优点是全列车的空气制动机动作迅速、前后一致，减少列车纵向冲击。我国客车上使用。(3) 手制动机:是以人力为动力操纵控制的制动机。空气制动机的部件，一部分装在机车上，另一部分装在车辆上。装在机车上的有空气压缩机、总风缸、制动阀等。由空气压缩机产生的压缩空气贮存在总风缸内。列车中车辆的制动与缓解作用，由机车司机操纵制动阀来实现。1.空气制动机（1）空气制动机的组成制动阀压缩机总风缸机车部分副风缸制动缸三通阀GK型空气制动机1三通阀； 2缓解阀， 3副风缸； 4制动缸；5远心集尘器；6截断塞门； 7制动主管；8折角塞门；9连接器；10车长阀；11制动支管； 12软管；