鐵道車輛工程授課教師:董鐵軍開課單位:機械工程學院導學內容：課程性質及內容先修課程教材及參考書目課時安排課程性質及內容課程性質:《鐵道車輛工程》是鐵道車輛專業學生的一門必修課程。通過本課程的學習，學生將掌握鐵道車輛的基本知識，鐵道車輛的結構及原理，為設計、維修鐵道車輛打下堅實的基礎。主要內容：我國主型客貨車輛的構造、作用、原理以及車輛總體設計。車輛系統動力學（選）先修課程《高等數學》《機械制圖》《理論力學》課時安排緒論1第一章鐵路車輛基本知識3第二章轉向架結構原理及基本部件12第三章貨車裝向架8第四章客車轉向架8第五章車端連接裝置3第六章貨車車體6第七章客車車體5第八章車輛總體設計3教材及參考書目教材：《車輛工程》嚴雋髦主編中國鐵道出版社參考書目：《25型客車及其新技術》陳偉主編中國鐵道出版社《鐵路貨車新技術》張澤偉主編中國鐵道出版社《鐵道車輛》雜志聯系方式E-mail：tjdong@緒論緒論主要內容：當前鐵路運輸對車輛的要求我國鐵路的發展概況和展望一、當前鐵路運輸對車輛的要求1、現狀鐵路運輸是我國主要的運輸方式，客貨運量占總運量的55%。與航空和高速公路相比具有運輸能力大、運輸成本低、能耗低、環境污染小。缺點是（貨運）運輸速度低，初期投資大。當前問題反映在：鐵路運輸能力不足，制約國民經濟發展。鐵路線路分布不均衡。2、提高運能措施增加新造線路，改造既有線路，鋪設復線增加機車車輛及各種先進的鐵路設施，發展高速、重載技術。3、鐵路運輸對車輛的要求客車：運行安全、方便、舒適、快捷

4.9萬輛，空調3.2萬輛 高速動車組貨車：根據所運貨物不同而有不同的結構專用貨車：方便通用貨車：通用性特種車輛：長大貨物二、我國鐵路發展概況

解放前，車輛種類雜，不能互換，性能差，檢修不方便。解放后非常重視車輛專業的發展和人才培養。1949年唐山鐵道學院開始培養車輛技術人才1950年籌建鐵道科學研究院1959年成立四方車輛研究所改造、擴建原有修理廠開始制造，逐步形成車輛制造、修理和養護的完整體系可以概括為下面四個階段：1949~1957年仿制階段1958~1977年獨立設計制造階段1978~至今車輛迅速發展階段展望鐵道車輛的未來1、1949~1957仿制階段1949年開始制造貨車1952年開始制造21型全鋼客車1954年確定四方機車車輛廠和齊齊哈爾車輛廠分別為客貨車設計主導廠1955~1958年設計制造了轉6和轉8形D軸三大件貨車轉向架及各種60t貨車1955年仿制22型客車2、1958~1977年獨立設計制造階段1958年四方機車車輛廠研制成功我國第一列雙層客車并配備了U型轉向架60年四方廠研制206型U型構架轉向架1974年浦鎮車輛廠研制成功209型D軸轉向架，被定為我國D軸客車主型轉向架1965年開始研制車長25.5m的25型客車3、1978~至今迅速發展階段

通過國家重大科技攻關項目和全鐵路科技發展規劃的實施，鐵道車輛得到了飛速發展。3.1貨車研制了C61,C63型專用運煤敞車及C64(k)通用敞車研制了新型棚車P64A及行包快運棚車P65各種專用車輛及70噸級通用貨車、80噸級專用運煤貨車及其它多種專用貨車研制了最高運行速度為120~160km的快運貨車，引進國外交叉支撐技術研制的轉K2型成為主型貨車轉向架3.2客車浦鎮車輛廠研制成功第二代雙層客車國家八五重點攻關項目三種時速160km的準高速客車投入使用1997年4月1日，第一次全國大面積提速，到2007年4月18日，第六次提速，覆蓋全國主要路網，干線時速最高達200~250km研制高速客車轉向架，如CW-200、SW-220、SW-300(最高實驗速度321.5km/h)2006年7月青藏鐵路高原客車200-250km/h動車組，300-350高速動車組380km/h動車組2009年鐵道統計公報(2010年3月25日)2009年12月26日開通運營的武漢至廣州客運專線，全長1068.6公里，是世界上里程最長的高速鐵路，最高時速達350公里既有線擴能改造效果顯著，既有線增建復線和電氣化改造全國鐵路機、客、貨車擁有量

指標 單位 數量 比上年±%

機車 臺 18922 2.6

客車 輛 49355 9.5

貨車 輛 603082 1.94、展望鐵道車輛的未來

我國鐵道車輛的發展方向應該是高速、重載以及客運專線建設，按計劃到2020年運營里程增至12萬公里，技術裝備達到當時世界發達水平。實現跨越式發展，引進世界先進技術建設客運專線實現客貨分運，提高運能繁忙干線建設客運專線，提高鐵路速度和服務質量貨車發展重載列車(>2萬噸)鐵路發展政策（至2010年）大批量時速200公里及以上動車組和大功率機車投入運用新造機車全部按交流傳動制造，機車技術實現升級換代載重70噸通用貨車、80噸運煤專用貨車和100噸礦石、鋼鐵專用貨車批量投入運用，加快推進80噸級通用車、專用車等新型貨車的技術升級通用貨車全部按時速120公里生產，既有貨車時速120公里提速改造全部完成《中長期鐵路網規劃（2008年調整）》2008年10月31日經國家批準正式頒布實施。調整方案將2020年全國鐵路營業里程規劃目標由10萬公里調整為12萬公里以上，主要繁忙干線實現客貨分線，基本形成布局合理、結構清晰、功能完善、銜接順暢的鐵路網絡，主要技術裝備達到或接近國際先進水平。擴大快速客運網絡建設煤炭運輸通道路網既有線改造第一章鐵道車輛基本知識主要內容：鐵道車輛的特點鐵道車輛的組成鐵道車輛的分類第一節鐵道車輛的特點、組成及分類一、鐵道車輛

廣義的說，鐵道車輛是指那種必須沿著專設的軌道運行的車輛，包括常見的輕軌車輛、有軌電車、地鐵車輛等。本課程主要論述在鐵路干線上運行的鐵道車輛，簡稱車輛。

鐵道車輛的車輪必須在專設的鋼軌上運行，這種特殊的輪軌關系是其最大的特征。并由此產生如下特點：自導向性低運行阻力成列運行嚴格的外形尺寸限制二、鐵道車輛的特點三、鐵道車輛的組成

現代鐵道車輛都可以概括為以下五個基本部分組成：車體走行部，又稱為轉向架制動裝置連接、緩沖裝置車輛內部設備四、車輛的分類

鐵道車輛由于運送對象不同或其它特殊需要，鐵道車輛常采用不同的外形和內部結構，因此用途成為車輛分類的依據。鐵道車輛可分為兩大類，每一大類中又按用途細分：客車貨車1、客車常見車種如下：硬座車、軟座車、硬臥車軟臥車、行李車、郵政車、餐車按運營性質和范圍分類：輕軌車輛及地鐵車輛市郊客車常速客車、準高速客車、高速客車2、貨車常見車種如下：敞車棚車平車冷藏車(保溫車)罐車主要內容：車輛代碼的組成及含義車輛上的各種標記如何確定車輛的方位第二節車輛代碼、標記及方位一、車輛代碼

為了對車輛識別與管理，特別是全國鐵路微機聯網的需要，必須對運用中的每一輛車進行編碼，且每一輛車的代碼是唯一的。代碼分車種、車型、車號三段。車種代碼原則上在該車漢語拼音名稱中選取一或二個大寫字母構成車型代碼必須與車種代碼連用，為區分同一種車中因結構、載重等的不同，一般用1~2個數字，必要時還可再加大寫拼音字母車號代碼為數字，按車種、車型不同，區分了車號范圍例如：C62BC：車種62：順序系列B：結構區別YZ25G345388YZ：車種25：車長系列G：結構區別車號自動識別系統（AEI）表1-1常見車輛車種編碼車種代碼車種代碼軟座車RZ敞車C硬座車YZ棚車P軟臥車RW平車N硬臥車YW罐車G餐車CA冷藏車B二、車輛標記

習慣上把車輛標記分為產權、制造、檢修及運用四類。（一）運用標記1、自重、載重及容積

自重為車輛自身的全部質量；載重即車輛允許的正常最大裝載質量，均以t為單位。貨車以及客車中的行李車、郵政車應注明載貨容積，說明載貨的最大容量。容積以m3為單位，并在括號內注明“內長X內寬X內高”，尺寸以m為單位。2、車輛全長及換長

車輛全長為該車兩端鉤舌內側面間的距離，以m為單位。

換長又稱為計算長度，說明折合成11m長的車輛時，相當于它的多少倍，以便在運營中計算列車的總長度。3、車輛定位標記以數字1或2標記，貨車涂在車體兩端下腳，客車涂在腳蹬外側面及車內兩端墻上部。4、表示車輛設備、用途及結構特點的各種標記MC表示可以參加國際聯運的客貨車表示禁止通過機械化駝峰調車場的貨車表示頂車作業的指定部位表示吊裝作業的指定部位5、客車車種漢字標記及定員標記為了便于旅客識別，在客車側墻上的車號前涂刷漢字車種名稱，如:

硬座車YG25Gxxxxxx在客車室內端墻上方特制標牌上標明車號及定員數，如：YZ25Gxxxxxx定員：118（二）產權標記國徽路徽路外廠礦自備車輛的產權標記配屬標記（三）檢修標記檢修標記是便于計劃預修制度執行與管理的標記，共兩種。它記載本次修理時間、類型及檢修責任單位并提醒下次修理在何時進行。1、定期修理標記分廠段修兩欄，如：2、提速客車的修理標記A1、A2、A3、A409.908.3成渝14.306.9柳廠段修標記廠修標記下次檢修日期本次檢修日期3、輔修及軸檢標記輔修周期六個月軸檢按軸承不同形式規定周期客車由于有配屬，不必涂刷，貨車必須涂刷輔修標記（四）其它標記制造標記紅旗列車標記3-159-15都三、車輛方位

為了方便在設計、制造、檢修、運用中確定同類型零、部件在車輛中的位置。車輛的方位一般以制動缸活塞桿推出的方向為第一位，相反的方向為第二位。有多個制動缸時，以手制動安裝的位置為第一位，如有困難可人為規定，例如：主要內容：限界的定義設置限界的意義制定限界的原則我國準軌機車車輛限界及其使用的方法第三節車輛限界一、設置限界的意義及制定原則（一）鐵路限界的定義鐵路限界由機車車輛限界和建筑限界兩者共同組成，均指在平直線路上兩者中心線重合時的一組尺寸約束所構成的極限輪廓。如圖所示：機車車輛限界建筑限界（二）設置限界的意義是鐵路安全行車的基本保障之一制定是否合理、先進關系到鐵路運輸總的經濟效益（三）制定限界的原則實際的車輛與靠近線路中心線的建筑物之間必須留足夠的空間，才能保障行車安全，這部分空間應包括：制造公差在載荷作用下彈簧壓縮及彈簧性能誤差零部件磨耗或永久變形（含左右側不均勻磨耗）輪軌之間以及車輛自身各部分存在橫向間隙車輛在運行中因力的作用造成車輛相對線路的偏移線路變形特殊貨物為應付可能出現的特殊情況（四）限界分類無偏移限界：考慮上述第1點內容時稱為無偏移限界。靜偏移限界：考慮上述第1-3點內容時稱為靜偏移限界。動偏移限界：考慮上述第1-5點內容時稱為動偏移限界。（五）比較無偏移限界空間利用率最低，制定容易動偏移限界最理想，但難以制定（六）我國準軌車限GB146.1-83橫向屬于無偏移限界垂向基本屬于靜偏移限界二、我國準軌機車車輛限界及使用方法（一）限界對垂向尺寸的制約我國目前實施的準軌機車車輛限界標準為GB146.1-83（<200km/h），分為上部限界、下部限界及貨車過駝峰的下部限界。新造車在空載狀態下按機車車輛上部限界，即車限-1A校核垂直面內的最大尺寸不通過自動化、機械化駝峰的一般車輛，按車限-1B校核通過駝峰的貨車，按車限-2校核（二）車輛在曲線上的靜偏移量如圖表示無轉向架的二軸車在曲線上的偏移狀況，假定輪對與鋼軌間無間隙，車體與輪對無相對運動。有幾何關系：

ΔCDB∽ΔCFB則(l/2)2=δ2(2R-δ2)由于δ2《2R，略去δ22項得：

δ2

=l2/8R(1-1)又由ΔMCO可得：MABDFOENLlδ１δ2C(L/2)2+(R-δ2)=δ2(R+δ1)2展開，略去δ12及δ22項并帶1-1得：

δ1

=(L2-l2)/8R(1-2)

對于車輛，為充分利用限界，希望：

δ1

=δ2

化簡后得：

(L/l)2=2，即L/l≈1.4上式說明車體長度與車輛定距之比1.4時利用限界較為合理。（三）車輛最大寬度的允許值車輛在曲線上將產生偏移量，為了保證建限與車限之間仍有足夠的安全行車所需空間，規定在曲線上自線路中心線至建限兩側輪廓線之間的距離將依據曲線半徑R及超高h分別予以擴大。由前面知道車輛中部及端部偏移量還和車輛本身得幾何尺寸L、l及b有關，在確定車輛最大允許制造寬度時，GB146.1-83為了計算方便，引入了“計算車輛”與“計算曲線”，計算車輛在計算曲線上的靜偏移量列在表1-2。計算曲線300m；計算車輛有兩種，第一種是通行全國準軌路網，第二種僅能通過符合GB146.2-83建筑限界的路網設計車輛在計算曲線上偏移量≤表中的值，則可按車限-1A的極限輪廓在計入制造公差后設計車寬；否則以中部及端部偏移量差值較大的作為削減設計車寬的值計算車輛種類車體長度L(m)車輛定距l(m)L/l在計算曲線的靜偏移量中部（mm)端部(mm)113.229.351.41436.4236.39226181.444135146.7表1-2計算車輛在計算曲線上的靜偏移量主要內容：車輛性能參數車輛尺寸參數第四節車輛主要技術參數一、車輛性能參數1、自重系數：運送每單位標記載重所需的自重，其數值為車輛自重與標記載重的比值。對貨車而言是重要的參數。例如，C64型敞車標記載重61t，自重22.5t，自重系數為0.37。2、比容系數：該參數是對一般貨車而言的，是設計容積與標記載重的比值。不同類型的貨車因裝載貨物種類不同，要求不同的比容系數。例如，P62棚車標記載重60t，設計容積120m3，比容系數為2m3/t。3、最高試驗速度：指車輛設計時，按安全及結構強度等條件所允許的車輛最高運行速度。4、最高運行速度：除滿足上述安全及結構強度等條件外，還必須滿足連續以該速度運行時車輛有足夠良好的運行性能。5、軸重：是指按車軸形式及在某個運行速度范圍內該軸允許負擔的并包括輪對自身在內的最大總質量。6、每延米軌道載重：是車輛設計中與橋梁、線路強度密切相關的一個指標，同時又是能否充分利用站線長度、提高運輸能力的一個指標。