1、軌道車輛走行部技術思考題第2章：鐵道線路基本知識n 1) 曲線半徑R=300m，超高h=120mm；要使準軌車輛以均衡速度通過該曲線，車速應為多少？如果準軌車輛是以70mm欠超高情況通過該曲線，請問車速是多少？如果準軌車輛以50mm過超高情況通過該曲線，請問車速是多少？ 提示： (V單位km/h; R單位m; h和dh單位mm) 解：a. 11.8*V12/300=120 V155.23 (km/h) b. 11.8*V22/300=120+70 V269.50 c. 11.8*V32/300=120-30 V347.83n 2) 我國的準軌客車轉向架能否通過歐洲的道岔？為什么？采取什么措施才

2、能使我國準軌客車轉向架既能通過中國道岔又能通過歐洲道岔？ 提示：中國查照間隔A=1391mm, 護背距離B=1348mm; 歐洲查照間隔A=1398mm, 護背距離B=1355mm; 假設中國準軌轉向架輪對內側距D=1353(-2,+2)mm，輪緣厚e=32mm (安全通過道岔條件：min(D)>=B, max (D+e) <=A )解：min (D)=1353-2=1351mm max (D+e)=1353+2+32=1387mm 我國的準軌客車轉向架不滿足安全通過歐洲道岔的條件 可滿足條件的輪對內側距為Dx=x(-2,+2), 為使其既能通過中國又能通過歐洲道岔， 應滿足： m

3、in (Dx)>=Bmax=1355 且 max (Dx+e)<=Amin=1391 可計算得Dx=1357(-2,+2)mm第3章 轉向架基本構造n 1) 車輪有哪幾部分組成？各有什么作用？答：a. 踏面踏面一般有一定斜度1.便于曲線通過2.可自動調中3.踏面磨耗沿寬度方向比較均勻b. 輪緣：保持車輛沿鋼軌運行，防止脫軌的重要部分。c. 輪輞：使踏面磨耗后再經過鏇修后可以形成新的踏面。（個人理解）d. 輻板：連接輪輞和輪轂e. 輪轂：輪與軸相互過盈配合的部分n 2) 空心車軸有何優缺點？答：a. 與實心車軸比，減輕質量20-40%b. 降低了簧下質量，從而減小輪軌動力作用c. 特

4、別適用于高速和重載車輛。d. 可采用超聲波探傷技術,便于檢測。n 3) 轉向架一系定位方式有哪些，各有什么優缺點？答：a. 固定定位：軸箱與側架為一體，無間隙，不能產生任何相對運動。b. 導框式：軸箱上有導槽，側架或構架上有導框。容許鉛垂方向有較大的相對位移，但前后、左右方向的相對位移僅能在容許的間隙范圍之內。c. 拉板式：利用拉板在縱、橫向的不同剛度來約束構架與軸箱的相對運動，以實現彈性定位；拉板上下彎曲剛度小，對軸箱與構架上下方向的相對位移約束很小。但附加重量大，組裝復雜，維護工作量大d. 拉桿式：彈性定位，實現縱、橫向剛度的完全耦合。拉桿允許軸箱與構架在上下方向有較大的相對位移。但附加質

5、量大，組裝復雜。e. 轉臂式：橡膠彈性節點容許較大的上下方向位移，橡膠件使軸箱縱向橫向剛度不同，以適應兩個方向的不同彈性定位剛度要求，結構簡單，無磨耗，能夠保持前后輪對的平行度，定位性能穩定。f. 彈簧橡膠定位：上下方向的剛度較小，容許位移大，縱、橫向剛度可調節以實現良好的彈性定位。但橡膠受環境影響明顯，特性參數不穩定，在使用一定時間后容易老化，性能難以保證，且即使新造橡膠堆，其性能離散性也較鋼彈簧大。g. 干摩擦導柱式：通過軸向橡膠墊產生不同方向的剪切變形，實現彈性定位作用，缺點在于定位套的耐磨性較差，運行一定時間后，容易造成車輛動力學性能惡化，同時實現縱橫向不同定位剛度也較困難。 h. 油

6、導筒式：導柱在導筒內上下移動時，油液可進出導柱的內腔，產生減振作用。 4) 轉向架二系懸掛方式有哪些，各有什么優缺點？1. 三大件懸掛：結構簡單，制造維護成本低，適應線路的能力強。2. 搖動臺懸掛：重量大、故障率高、維修量大。3. 無搖動臺懸掛：通過小半徑曲線時，不能滿足大位移要求。4. 無搖枕懸掛：部件少、質量輕、維護方便、動力學性能優異。第4章 轉向架懸掛元件n 1) 鋼簧加橡膠墊的優缺點？1. 減小橫向剛度2. 降低彈簧應力3. 隔離高頻振動4. 彈簧穩定性變差n 2) 橡膠簧的優缺點？答：優點：a. 利用橡膠的三維特性，承受多向載荷b. 避免磨耗，方便維修，成本低可減輕自重c. 有較高

7、內阻，高頻吸振及隔噪好d. 較大的彈性，良好的非線性特性缺點：a. 耐高溫、耐低溫、耐油性能差b. 性能離散度差c. 易老化，剛度特性發生變化n 3) 空簧的組成，作用原理？答：空氣彈簧主要由空氣彈簧本體、附加空氣室、高度控制閥、差壓閥等組成。空氣彈簧本體：橡膠空氣彈簧工作時，內腔充入壓縮空氣，形成一個壓縮空氣氣柱。隨著振動載荷量的增加，彈簧的高度降低，內腔容積減小，彈簧的剛度增加，內腔空氣柱的有效承載面積加大，此時彈簧的承載能力增加。當振動載荷量減小時，彈簧的高度升高，內腔容積增大，彈簧的剛度減小，內腔空氣柱的有效承載面積減小，此時彈簧的承載能力減小。這樣，空氣彈簧在有效的行程內，空氣彈簧的

8、高度、內腔容積、承載能力隨著振動載荷的遞增與減小發生了平穩的柔性傳遞、振幅與震動載荷的高效控制。還可以用增、減充氣量的方法，調整彈簧的剛度和承載力的大小，還可以附設輔助氣室，實現自控調節。高度控制閥：由于車體靜載荷的增加（或減小），空氣彈簧被壓縮（或伸長）使空氣彈簧高度降低（或增高）。隨之，車體距軌面高度發生變化，這樣高度控制機構使進、排氣機構工作，向空氣彈簧充氣（或排氣），當空氣彈簧內壓與所承受的靜載荷相平衡時，空氣彈簧恢復到原來高度，高度控制機構停止工作，進、排氣機構處于關閉狀態，充氣（或排氣）停止。差壓閥：當左右兩側空簧壓差小于某一定值時，左右兩個閥都處于關閉狀態，左右兩個空簧均不相通。

9、若左邊空簧壓力增高，并超過該定值時，即閥中下室空氣壓力大于上室空氣壓力，左閥的彈簧受壓縮，打開閥門，使空氣從左邊流向右邊，反之類似。n 4) 空簧兩點控制與四點控制的區別？1. 四點控制：具有抗側滾能力，為一種靜不定約束，容易引起車體過大偏載。2. 兩點控制：不具有抗側滾能力，需要加抗側滾扭桿，但不需要差壓閥，高度閥只要一套，動剛度小。n 5) 搖枕斜楔常摩擦與變摩擦的區別？常摩擦：減振彈簧不是支撐在側架上，而是支撐在搖枕上，減振彈簧的上部頂在斜鍥內部的空腔內，它的變形量始終維持為裝配時的預壓縮量而不發生變化，從而轉向架振動過程中摩擦阻力不隨轉向架的簧上載荷變化而維持為一個常數。變摩擦減振器：

10、車體重量通過搖枕作用于彈簧上，使彈簧壓縮，在車體作用力和彈簧反力的作用下，楔塊與搖枕之間、楔塊與側架立柱之間產生一定的壓力。而各摩擦面上的摩擦力與搖枕上的載荷有關，隨載荷增大而增大。n 6) 軸箱斜楔與利諾爾減振器的區別？軸箱斜楔減振器：依靠軸箱斜鍥與軸箱磨耗板之間的擠壓產生摩擦來減振，屬于常摩擦減振器。利諾爾減振器：產生穩定的橫向正壓力，軸箱與構架之間縱向無間隙，有利于提高轉向架穩定性，屬于變摩擦減振器。n 7) 抗蛇行減振器與旁承摩擦的區別？答：旁承支重方式具有結構簡單、成本低廉等優點，但其阻力特性不能同時使車輛蛇形運動穩定性和曲線通過性能都得到最適宜的摩擦阻力矩，只能以兼顧的觀點確定阻力

11、矩之值，載荷確定后，摩擦力矩基本為一常量；通常用在貨車轉向架和運行速度不太高（<160）的客車轉向架上。抗蛇行減振器雖然結構復雜、成本較高，但其阻力特性可以同時使車輛蛇形運動穩定性和曲線通過性能都得到適宜的阻力值，而且阻力與車輛垂向載荷無關，所以在高速客車轉向架上廣泛采用。第5章 鐵道車輛動力學基本知識n 1) 鐵道車輛車輪踏面和輪緣分別具有什么作用？答：踏面：車輛借助踏面能以任意速度通過直線和相應的曲線，錐形踏面起著復原機構的作用，可自動引起偏移并自動抵消偏移。踏面做成一定的錐度是為了便于通過曲線，起到差速器的作用；能夠自動對中；使踏面磨耗沿寬度方向比較均勻。輪緣：為使車輪不脫離軌道，

12、在車輪內側加上輪緣起保護安全的作用，除偶爾承受作用的橫向力外，不起更大的作用。）n 2) 已知: LM踏面的等效錐度為0.1; 滾動圓橫向跨距之半b=1.493/2=0.7465m; 車輪半徑為 0.840/2=0.42m; 輪軌間隙y=10mm; (y=0.01m).計算: 由輪對蛇行運動波長和90km/h速度下的蛇行頻率. 該車輪不碰輪緣能純滾通過的最小曲線半徑。提示(國際單位)：解：a. Lw= fw= b.R= 純滾線橫移量 y一定時 踏面斜度l越大，通過的曲線半徑R越小 第6章 貨車轉向架n 1）轉8A貨車轉向架的優缺點有那些？ 答：轉8A構架是由兩個獨立的側架和一個搖枕組成的三大件

13、轉向架。優點：自重輕、強度大、結構簡單、制造容易、檢修方便、重車動力性能較好 缺點：a. 彈簧靜撓度不大，空重車性能相差較大，空車差；（b. 無軸箱彈性懸掛，簧下質量過大，輪軌力大，軸承壽命低） c. 側架搖枕定位剛度不足，易產生菱形變位，臨界速度低 d. 減振裝置的斜楔不耐磨，減振性能不穩定。n 2）三大件轉向架的抗菱剛度如何定義？答：三大件轉向架的側架和搖枕配合比較松弛，容易產生菱形變位。在心盤上加垂向負荷，約束一個側架，用作動器推動另一個側架，測試出回轉角度對應的回轉力矩，回轉力矩除以回轉角就是抗菱剛度。n 3) 交叉拉桿轉向架如何提高三大件轉向架的動力學性能？(答：a. 在兩側架間安裝

14、彈性交叉拉桿，使兩側架間提供了彈性連接，車輛運行時，有效地阻止兩側架成菱形錯位，即阻止兩側架之間作縱向相對錯動。b. 在側架導框座與軸箱承載鞍之間加裝彈性橡膠墊，使輪對彈性定位，減小簧下質量，降低輪軌動作用力和磨耗，改善動力學性能)n 4）擺動式轉向架如何提高三大件轉向架的動力學性能？答：a. 具有擺式吊懸掛，增加橫向運動，小的橫向剛度；b. 增加了側滾控制特性，提高了車輛抗側滾的穩定性；c. 取消了搖枕擋，側向力由彈簧托板傳給側架，降低作用高度和傾覆力矩；d. 兩級長行程的枕簧，空重車特性好；e. 在重要部位加耐磨低合金鋼襯墊。n 5）發展高速貨車轉向架需要攻克那些核心技術？ 答：a. H型

15、焊接構架或增加三大件轉向架的抗菱剛度b. 徑向轉向架和擺式轉向架 c. 彈性常接觸旁承d. 增大彈簧靜撓度和采用兩級剛度彈簧 e徑向轉向架和擺式轉向架第7章 客車轉向架n 1）101轉向架的組成及優缺點？答：是21型客車使用的轉向架，構造速度為100km/h，采用鑄鋼H型構架，有搖動臺板簧結構，采用導框式定位裝置和雙側閘瓦基礎制動。由于結構復雜、笨重、運行性能差，已遭淘汰。n 2）202轉向架的組成及優缺點？答：202是用于22型客車的無導框C軸轉向架，構造速度為120km/h，采用鑄鋼H型構架，搖動臺式搖枕彈簧懸掛裝置，兩系圓彈簧加油壓減振器，導柱式軸箱定位裝置和吊掛式雙側閘瓦基礎制動裝置等

16、。n 3）206W轉向架的組成及優缺點？答：206W其構架，搖枕均為焊接結構，U 型側梁，采用干摩擦導柱式軸箱定位，一系增加垂向減振器，中央懸掛為無搖動臺高圓簧外側懸掛，踏面復合制動。 n 4）209PK轉向架的組成及優缺點？答：采用 H 型構架，導柱式軸箱定位裝置，搖動臺式搖枕彈簧懸掛裝置，長吊桿，構架外側懸掛，兩系空氣彈簧，搖枕彈簧帶油壓減振器，采用盤型制動和單元制動缸，取消踏面制動；設空重調整閥；采用空氣彈簧和高度調整閥；安裝抗側滾扭桿；保留搖動臺結構。 n 5）CW-2轉向架的組成及優缺點？答：構架、搖枕為焊接結構；裝有轉臂軸箱定位裝置和控制桿，軸箱懸掛設垂直油壓減振器；全旁承支重；中

17、央懸掛為帶有空氣彈簧的搖動臺結構；橫向油壓減振器，抗側滾扭桿；設帶橡膠套的中心銷軸牽引拉桿橫向擋；基礎制動裝置為單元盤型制動，設電子防滑器；廣泛采用橡膠元件，改善隔振、隔音性能，減小磨耗。n 6）SW-300轉向架的組成及優缺點？答：a. 轉向架采用無搖枕結構，結構簡單，重量輕，符合高速化趨勢；b. 采用焊接構架，并盡可能減小自重；c. 無磨耗單轉臂式軸箱定位，能夠合理匹配滿足性能要求的輪對縱向、橫向剛度；d. 輪對采用實心軸和輕型高速車輪，低錐度磨耗型踏面，整體式圓柱滾子軸承組；e. 中央懸掛采用“高工作高度大膠囊式”空氣彈簧，更有利于提高舒適性，但要求底架有足夠的空間；f. 牽引裝置采用Z

18、字形牽引拉桿；g. 軸箱構架間安裝垂向油壓減振器，使轉向架具有良好的橫向垂向性能，構架和車體間安裝垂向、橫向和抗蛇行減振器；h. 安裝抗側滾扭桿裝置，防止車體產生過大的側滾角；i. 采用單元盤形制動，設電子防滑器。n 7）高速轉向架的技術特征和發展趨勢？ 答：技術特征：1.減輕自重，尤其是簧下質量2.良好的橫向和垂向運行平穩性 3.抑制蛇形運動，保證高速運行穩定性 4.良好的制動裝置，保證行車安全 5.采用無磨耗零部件，保證運行性能和降低維修費用 6.良好的曲線通過性能發展趨勢：1. 輕量化：采用無搖枕、無搖動臺、無旁承的“三無結構”轉向架，采用新結構新材料,盡量減輕轉向架各部分重量,簡化結構

19、，采用空心車軸、鋁合金軸箱、鋁合金齒輪箱、輕型制動裝置，采用碳纖維增強塑料或玻璃纖維增強塑料構架，采用新型復合材料制動盤2. 主動控制：輪對主動導向，新型空氣彈簧系統在有源懸掛中的應用，主動、半主動懸掛。3. 車間連接：在車間安裝縱向、橫向和垂向減振器，這樣可減小車體的搖頭、側滾和垂向運動，改善動力學性能。第8章 動車組及其轉向架n 1）CRH1轉向架有何特點？v （答：與CRH2區別：有二系垂向減振器，有抗側滾扭桿；兩邊有端梁；彈性側擋在橫梁外側；單元式空氣制動，每臺動力轉向架有兩根動力軸，電機采用架懸方式。采用動力制動和空氣制動相結合的制動方式。n 2）CRH2轉向架有何特點？（答：（1）

20、采用無搖枕H形構架；（2）采用輕量、小型、簡潔的結構；（3）采用小輪徑（f860 mm）車輪以減少簧下重量；（4）采用空心車軸；（5）軸箱采用轉臂式定位，軸箱彈簧采用雙圈鋼圓簧；（6）二系采用空氣彈簧，構架設附加氣室；（7）采用抗蛇行減振器；（8）采用單拉桿式牽引裝置傳遞縱向力；（9）電機采用架懸結構；（10）采用撓性浮動齒式聯軸節；（11）基礎制動裝置采用液壓油缸卡鉗式盤型制動；（12）全部車輪裝設機械制動盤（輪盤）；（13）T轉向架車軸上裝有機械制動盤（軸盤）；（14）利用踏面清掃裝置改善輪軌間粘著狀態和降低運行噪聲。）n 3）CRH3轉向架有何特點？CRH3轉向架一系懸掛裝置采用轉臂式軸

21、箱定位方式，二系懸掛系統由鋁合金鑄造枕梁、空氣彈簧系統、抗側滾扭桿、二系橫向減振器 、雙抗蛇行減振器、防過充裝置、橫向檔和牽引拉桿等組成；傳動裝置由齒輪箱、聯軸器、安全裝置和彈性架懸式電機組成，轉向架與車體間采用Z型拉桿牽引裝置，傳遞牽引力和制動力；基礎制動動車采用輪裝制動盤，拖車采用軸裝制動盤。n 4）CRH5轉向架有何特點？答：驅動裝置采用牽引電機體懸式；軸箱采用上下雙拉桿定位結構單元式空氣盤形制動兩套抗側滾扭桿車體與轉向架采用Z字形牽引拉桿配合中央牽引銷傳遞縱向力）第9章 獨立輪對的導向問題n 1) 獨立輪對為什么可以降低城市輕軌低地板車輛的地板面高度？將車輪通過滾動軸承安裝在車軸上，使

22、車輪能相對車軸自由轉動，而車軸不必轉動，這樣車軸就可以做成下凹的曲軸形狀。n 2) 獨立輪對為什么導向性能差？答：獨立輪對由于不產生縱向蠕滑力，所以其導向性能差：a. 在直線上，獨立輪對一旦偏離軌道中心線后，不易回歸到軌道中央，容易貼靠軌道一側運行，易產生輪對偏磨b. 在曲線上，由于獨立輪對缺乏縱向蠕滑力形成的導向力矩，所以獨立輪對在曲線上不能自動趨向徑向位置，因而沖角交大，易發生輪緣貼靠。一方面會加重輪緣磨耗，另一方面脫軌的隱患增大。n 3) 解決獨立輪對導向性能的措施有那些？答：a. 槽形軌可提高抗脫軌安全性，在國外應用最普遍，可以簡化轉向架的設計；b. 第三軌或磁軌導向結構復雜，成本高，

23、不易通過道岔c. 輪緣潤滑一種輔助導向手段；d. 特殊踏面加大左右車輪踏面接觸角；e. 徑向調節措施技術含量高，設計難度也最大，但這是獨立輪對轉向架的發展方向。第10章 城市輕軌轉向架設計n 1) 以3車體的交接車輛為例，分析如何合理安裝設計固定鉸、轉動鉸和自由鉸?并說明原因。鉸接車鉤必須滿足以下要求：(1)必須保證各車體是靜定的；(2)鉸接車鉤應能承擔所需的垂向、縱向和橫向載荷；(3)鉸接車鉤應保證列車順利通過平面曲線和豎曲線(4)鉸接車鉤保證列車具有足夠的抗側滾能力。n 2) 龐巴迪、二次通和西門子降低底板面高度的措施有何不同？各自有何優缺點？ 答：龐巴迪：采用小直徑傳統輪對，左右車輪自然

24、同步旋轉 優點：有自動導向能力，技術較成熟 缺點：底板面高度不能低于400mm 二次通：采用獨立輪對，通過低橫軸機械連接左右車輪使其同步旋轉 優點：地板面可以降到很低，有一定導向能力 缺點：結構復雜 西門子：采用獨立輪對，通過電控系統控制左右車輪的轉速差到安全運行范圍 優點：結構簡單 缺點：導向能力較差（電耦合弱于機械耦合）1) 鐵道車輛車輪踏面和輪緣作用及設計原則；輪對蛇形運動波長計算公式；2) 二系旁承庫倫摩擦回轉力矩與抗蛇形減振器的區別；空簧的組成、特點和作用原理；3) 客車轉向架的組成和各部分的作用；貨車轉向架的特點及提高穩定性措施；有哪些措施可提高低地板獨立輪對轉向架的導向性能？1)

25、 作用踏面：車輛借助踏面能以任意速度通過直線和相應的曲線，錐形踏面起著復原機構的作用，可自動引起偏移并自動抵消偏移。踏面做成一定的錐度是為了便于通過曲線，起到差速器的作用；能夠自動對中；使踏面磨耗沿寬度方向比較均勻。輪緣：起保護安全的作用，偶爾承受作用的橫向力外，不起更大的作用。 設計原則踏面：A.不易引起蛇形運動，臨界速度高；B.能夠平穩地通過曲線； C.具有重力復原力，使輪對能夠自動對中；D.踏面及輪緣的磨耗少，磨耗后變形不大，切削加工時無益的消耗少； E.要防止脫軌，安全性高；F.與軌道接觸的應力應該小；輪緣：A使輪緣角越大越好不易爬軌；B減少車輪鏇修時（輪輞）的切削量；C降低輪對與軌道的沖角和提高通過道