1、西南交通大學 機械工程學院車輛工程專業 課程設計200km/h多功能客車總體設計年 級：2008級學 號：20081384姓 名：楊東曉專 業：車輛工程指導教師：楊美傳 胡洪斌 董鐵軍2012年3月鐵道車輛方向課程設計任務書設計題目：200km/h多功能客車總體設計（76）一、設計參數：1、構造速度：200km/h2、車型：25型3、用途：餐廳，酒吧、坐席合造車4、定員：不少于50人5、最小曲線半徑：正線2000m6、供電方式：集中供電7、限界：符合國家標準GB146.1-838、運行區間：北京以北二、設計內容： 本課程設計為車輛的總體設計，設計內容應包括：方案比較、車輛主要設備的設計與選擇、

2、相關參數計算與校核，具體內容如下：1、 車輛基本參數的選擇2、 車輛平面布置方案的比較和選擇3、 車體鋼結構和內裝設計4、 車鉤和緩沖器的選型設計5、 轉向架選型設計，制動系統的設計與計算6、 車輛設備（餐廳設備、供水系統、采暖、空調系統、電氣設備）的設計、計算和選擇三、設計要求：1、在指導教師的指導下，獨立完成設計任務2、完成計算機繪制車輛總圖零號圖一張（附手工繪制草圖）3、完成設計說明書一本（不少于30頁）四、參考資料：1、有關教材2、有關專業期刊，會議資料3、有關設計手冊200km/h多功能客車總體設計2008級車輛工程6班 楊東曉 20081384目錄摘要1一、車輛基本參數的選擇21.

3、1現有車體型號的比較與選擇21.2轉向架的比較與選擇31.3車輛基本參數選擇4二、車輛曲線通過及限界的校核52.1車輛在曲線上的靜偏移量的計算52.2車輛界限校核62.3最小曲線半徑的計算與校核8三、車輛平面布置方案的比較與選擇93.1國內外幾種餐車平面布置方案的比較93.2車輛平面布置方案的選擇12四、車體鋼結構與內裝設計13摘要：關鍵字：一、車輛基本參數的選擇1.1現有車體型號的比較與選擇根據鐵道車輛課程設計任務書（以下簡稱“任務書”）的要求，車體采用25型客車車體，而構造速度要求為200km/h。查閱25型客車的25A、25B、25G、25K、25T等幾種類別。其中，構造速度較高的兩種為

4、搭載209HS、206KP轉向架的25K型客車，以及搭載CW-200K、SW200K轉向架的25T型客車，這兩種車型的構造速度均為160km/h。而且此兩種車型均配有餐車，分別為和。兩車主要參數如表1所示.車輛型號構造速度160km/h160km/h定員4848車體材質耐候鋼耐候鋼車體主要尺寸(mm)車體長2550025500車輛定距1800018000車體外寬31053105車頂距軌面高44334433渡板距軌面高13331333鉤緩裝置車鉤型號15號高強度車鉤小間隙密接式車鉤緩沖器型號G1號G1號供電方式集中供電/AC380V集中供電/AC380V取暖方式電熱取暖鍋爐取暖給水裝置車下水箱/

5、1200L車下水箱/1200L風擋形式低噪聲耐磨風擋折疊風擋表1-1 和兩車主要參數由表1-1可見，和主要參數相同，均可作為本設計選用的基本車體。但是，查閱了由上海鐵路局滬南段提供的全路各局和的保有量，尤其是任務書中要求的北京以北地區的路局的保有量: 型餐車沈陽鐵路局和哈爾濱鐵路局共有34輛，而型餐車上述兩局共有10輛?？紤]到便于舊車改造、節約新造成本，決定選用型餐車作為此多功能客車車體。1.2轉向架的比較與選擇為了將原型餐車的構造速度由原來的160km/h提高至設計要求的200km/h，需要將餐車原有的209HS、206KP轉向架更換成200km/h的高速轉向架。我國現在常用的高速轉向架主要

6、有以下三種類型:長客廠的 CW-200 轉向架、四方廠的 SW-200、浦鎮廠的PW-200 轉向架。CW-200 轉向架是長客股份公司生產的一個用于200km/h的客車轉向架,采用無搖枕無搖動臺結構，構架為H型鋼板焊接結構，并裝有抗蛇形減振器,中央懸掛采用空氣彈簧,軸箱懸掛采用轉臂式定位,并安裝垂向減振器,基礎制動采用每軸兩個制動盤單元和電子防滑器。PW-200 轉向架是在 209HS 轉向架的基礎上重新研制的，它優化了一系和二系懸掛參數；采用了無磨耗的橡膠堆軸箱彈性定位裝置；采用高速輕型輪對；軸頸中心距改為 2000mm ；更換軸箱減振器安裝位置；裝用帶可調阻尼和彈性支承的空氣彈簧，采用兩

7、端為球鉸的縱向拉桿；裝用新型盤軸式基礎制動裝置；優化了結構設計。SW-200 轉向架結構與 SW-160 轉向架基本相同，為無搖動臺結構，轉向架構架為鑄鋼一體式結構，其改進如下：優化了一系、二系懸掛系數；采用軸盤式基礎制動裝置，適用于 200km/h 的高速列車。通過比較，CW-200轉向架具有轉向架采用無搖枕、無搖動臺結構，構架采用焊接結構構架，降低自重結構簡單，重量輕，符合高速化趨勢。自1998年經過北京雙層內燃動車組和廣深200km/h交流電動車組實際運用后，運行可靠性已經得到了肯定。而且經過數年的應用于改進，在第五次鐵路大提速中已經被廣泛應用。因此決定選用CW-200型轉向架。1.3車

8、輛基本參數選擇車輛基本參數參照型餐車和CW-200轉向架，如表1-2所示，具體項目將在下文進行說明、計算與校核。車體主要技術規 格參數名稱參數值車輛長度/mm26576車體長度/mm25500車輛定距/mm18000車輛寬度/mm3277車體寬度/mm3105車輛高度/mm4433車輛最大高度/mm4675地板面高/mm1333車鉤中心線高/mm車體內中心高/mm2460自重/t41（比原減輕3.8t左右）構造速度/（km/h）200軌距1435車輛限界GB146.1-83轉向架轉向架形式CW-200軸距/mm2500輪徑/mm915彈簧形式空氣彈簧構架型式焊接H型搖枕型式無搖枕、無搖動臺結構

9、承載型式空氣彈簧制動型式盤形制動通過最小曲線半徑/m正線145單車調行100表1-2 車輛基本參數二、 車輛曲線通過及限界的校核2.1車輛在曲線上的靜偏移量的計算對車輛在曲線上的靜偏移量進行校核時，有轉向架車輛和無轉向架車輛在原理上是相同的，本次設計的車輛為有轉向架的車輛，轉向架本身就是一個小的二軸車，因此轉向架心盤處也要向曲線內側偏移，如圖2-1所示。圖2-1 帶轉向架四軸車在曲線上的偏移狀況圖2-1中，為車輛定距，為轉向架軸距，為轉向架的中部偏移量，為曲線半徑。另設，為車體長，為不考慮轉向架的二軸車的端部偏移量，為帶有轉向架的四軸車的車體端部偏移量，為不考慮轉向架的二軸車的車體中部偏移量，

10、為帶有轉向架的四軸車的車體端部偏移量。由表1-2可知，上述車輛參數值如下：轉向架軸距，車體長度，車輛定距，另外，我國計算曲線半徑規定為。由于四軸車計算原理與二軸車相同，根據參考文獻【1】，轉向架中部偏移量為：由于，且，略去一些由于角度而引起的偏差，可得四軸車車體中部偏移量為：四軸車端部偏移量為：二者基本相等，滿足設計要求。2.2車輛界限校核機車車輛限界是一個和線路中心線垂直的極限橫斷面輪廓，機車車輛無論是空車或者重車，無論是具有最小標準公差的新車或者是具有最大標準公差和磨耗極限的舊車，當其停放在水平直線上且無側向傾斜及偏移時，除電力機車升起的受電弓外，其他任何部分均應容納在限界輪廓之內，不得超

11、越。任務書中要求，該車輛符合國家標準GB146.1-83。參考GB146.1-83，由于在計算曲線上的設計車輛的中部靜態偏移量和端部靜態偏移量分別小于計算車輛的中部靜態偏移量和端部靜態偏移量，所以可按車限1A（如圖2-2所示）的機車車輛上部界限和車限1A（如圖2-3所示）的機車車輛下部界限所示，進行極限輪廓校核。圖2-2 機車車輛上部界限GB146.1-83（車限1A）圖2-3 機車車輛下部界限GB146.1-83（車限1B）對比表1-2中，25型車的數據，整個車體在車限GB146.1-83內，具體車輛限界校核，參見本設計說明書所附的零號圖紙，圖號為：。2.3最小曲線半徑的計算與校核最小曲線半

12、徑是鐵路全線或某一路段內規定的圓曲線半徑的最小值。影響最小曲線半徑標準的因素可以歸納為以下五個方面：1、行車速度，2、設計線的運輸性質（客運、貨運、客貨共用線），3、運行安全，4、地形條件，5、經濟因素?？蛙嚨淖钚∏€半徑的計算主要考慮旅客乘坐的舒適度要求和輪軌磨耗均勻兩種條件。設旅客舒適條件要求的最小曲線半徑為，根據參考文獻【2】，曲線設置最大超高，且旅客列車以最高行車速度通過曲線時，所產生的欠超高不大于允許值，此時最小曲線半徑為：其中，為列車的最高行車速度；為最大超高，一般取值為150mm，單線鐵路上、下行列車速度相差懸殊時取125mm；為旅客所能承受的欠高允許值，一般取70mm，困難時取

13、90mm，既有線提速改造提速時可取110mm。設在客貨共用線上，旅客舒適度與內外軌均勻磨耗條件要求的最小曲線半徑為，根據參考文獻【2】，計算公式為：其中，為貨物列車的設計速度，與路段設計速度相對應，分別取80、70、60、50km/h。為貨物列車通過時允許的超高值，在鐵路線路設計規范（GB50090-99）中，一般地段取值為30mm，困難地段取50mm。綜上所述，將，代人，解得由于設計要求中，要求的車輛最小曲線半徑為2000m，大于線路最小曲線半徑，滿足要求。三、車輛平面布置方案的比較與選擇3.1國內外幾種餐車平面布置方案的比較餐車是為供旅客在旅行中用餐而編掛在列車中的一種車輛。我國列車在發展

14、過程中，25型客車20世紀90年代開始逐漸替代22型客車系列，用于干線長途列車和各大城市之間特快列車，成為中國鐵路客車的主型產品。25型客車在發展中，擁有多個系列，目前較為先進的是25K型列車和25T型客車。25型餐車的平面布置如圖3-1所示，是在總結和分析型餐車使用、檢修和制造方面的經驗基礎上進行設計的。餐室定員為48人，但餐桌之間的距離擴大為1800mm，并著重考慮了造型美觀、舒適方便；廚房布置基本上采用了的布置，保持了寬敞、適用等特點。全車由餐室、廚房、餐車主辦公席（可兼作小賣部）、走廊、儲藏室（大、小各一間）、配電室及手制動室組成。為提高餐車使用面積，車體兩端均不設通過臺，僅在二位端的

15、走廊和廚房內，各設一個裝貨的側門。圖3-1 25型餐車平面布置圖但是隨著我國鐵路的日益發展，供餐模式也發生著顯著的變化，原有的25型客車的餐車平面布置已經不能滿足現在鐵路供餐的需求，這種供餐方式的優點是飯菜可口，缺點是烹飪產生的油煙較多，客車內外有很多通路、噪聲大，供應效率低，成本高，已發生火災事故。新一代的高速列車運營線路貫穿我國各大城市，單程運營時間約為4.5h，由于運營時間較長，所以旅客對餐飲服務會有一定需求；但是又因為速度的提升，使得運營時間大大縮減，致使在餐飲服務上的需求有別于傳統的現場制作炒菜。隨著客車檔次與質量的不斷提高，餐車設備布局由燃煤爐灶到電氣化廚房、再到飛機的快餐廚房逐漸

16、演化。因此，著重查閱了有關CRH動車組餐車的平面布置情況。CRH1型動車組的餐車平面布置如圖3-2所示。該餐車主要提供快速食品及酒水、飲料等服務，餐車位于Tb車的B端，布置有6張餐桌和12個餐車沙發（共24個坐席），3個酒吧立桌、廚房制作間和儲藏間。另外布置有20個普通坐席，為餐廳、坐席合造車。圖3-2 CRH1型動車組餐車平面布置CRH2型動車組餐車也采用餐廳、坐席合造車，主要提供快餐盒飲品。餐車一段設有小賣部、立食桌和飲茶室（16個坐席），另有55個普通坐席。圖3-3 CRH2型動車組餐車平面布置3.2車輛平面布置方案的選擇綜合比較上述幾種現有車輛的餐車布置情況，按照任務書中的設計要求中，

17、車型使用25型客車，將其設計為餐廳、酒吧、坐席的合造車。由于列車時速為200km/h，旅客單程乘坐時間相對較短，同時考慮到節約能源、減少油煙、利于環境保護，減少火災隱患，提高效率，更加有效地利用車內空間，因此取消廚房設計，改為類似航空供餐方式，由地面提供成品、半成品，再有車載加熱設備加熱，供給旅客使用。這種設計及供餐方式已漸漸成為一種趨勢，在CRH系列動車組中取得了較好的效果。餐車的平面布置如圖3-4所示（詳細圖紙見本說明書所附零號圖紙，圖號為）。為了節約車內空間，僅單側設有通過臺。在車輛1位端，設有衛生間、洗漱間、列車長辦公席、雜物間、PLC電氣綜合控制柜、送餐小車?？繀^。二位端設有大走廊、吧臺。餐廳就餐區設有一個的立食桌，兩個橢圓形餐桌，配有13個座位，吧臺有5個座位，共18個座位。餐桌椅采用固定式，桌面貼防火板，周邊用PVC封邊。坐席區為“2+3”座椅安排方式，采用座椅，定員53人，若不設列車長辦公室，則定員增至59人。滿足定員要求。圖3-4 餐車平面布置吧臺區設有吧臺，內