轨道交通车辆动力学基础(二)

《城市轨道交通车辆工程》复习提纲第一章城市轨道交通系统发展概述1.城市交通系统的分类，城市轨道交通系统的分类。

2.什么是城市轨道交通系统发展的四个阶段？3.城市轨道交通系统的总特点是什么？4.我国城市轨道交通系统发展存在的问题是什么？5.现代轻轨交通系统采用了哪些新技术（七个）？现代轻轨车辆采用了哪些新技术？6.各类轨道交通系统的特点比较。

7.请叙述城市轨道交通系统的选择原则和步骤。

8.请叙述城轨车辆的基本组成及各部分的作用。

9.城轨车辆的主要技术参数有哪些？10.什么是城轨车辆的轴列式？请解释轴列式B—2—B。

11.城轨车辆常用的制动形式有哪几种？12.什么是城轨车辆的定距和轴距？13.什么是城轨车辆限界？规定车辆限界的目的是什么？14.什么是城轨车辆限界的基本坐标系？什么是计算车辆？第二章城市轨道交通车辆的牵引计算1.什么是轮周牵引力？2.什么是粘着定律？什么是粘着系数和计算粘着系数？3.什么是基本阻力和附加阻力？4.如何计算城轨车辆的功率？第三章城市轨道交通车辆转向架1.转向架的任务是什么？转向架由哪几个部分组成及各部分的作用是什么？对转向架的主要技术要求是什么？2.北京地铁车辆（DK3型）转向架的特点是什么？其三个力（垂向力、横向力和纵向力）的传递过程如何？3.上海地铁车辆（SMC型）转向架的特点是什么？其三个力（垂向力、横向力和纵向力）的传递过程如何？4.典型低地板车辆转向架的特点是什么？其三个力（垂向力、横向力和纵向力）的传递过程如何？5.转向架构架的设计原则是什么？6.弹簧装置有哪些种类？减振器又有哪些种类？7.采用两系弹簧悬挂的作用是什么？8.弹簧装置的作用是什么？9.圆弹簧和橡胶弹簧的特点各是什么？圆弹簧和橡胶弹簧的刚度各与什么参数有关？10.空气弹簧的特点是什么？自由膜式空气弹簧又有什么特点？11.用双圈圆簧（甚至多圈圆簧）代替单圈圆簧的原则（或要求）是什么？如何计算？12.液压减振器的工作原理和特性是什么？它与圆弹簧共同工作时的特性又如何？13.如何调节液压减振器的工作特性？14.轴箱的作用是什么？在城轨车辆上通常有哪几种形式？15.在拉杆式定位和人字形橡胶定位轴箱中，三种力是如何传递的？16.拉杆式定位轴箱有哪些优点？人字形橡胶定位轴箱有哪些结构特点和优点？17.轮对有哪些部分组成？它的作用是什么？18.标准锥形踏面中的1:20和1:10斜面的作用各是什么？19.标准锥形踏面在使用过程中主要存在的问题是什么？如何解决？20.什么是磨耗型踏面？它有哪些优缺点？21.弹性车轮有什么特点？弹性车轮有哪几种结构形式？22.城轨车辆转向架驱动机构的作用是什么？主要有哪几种结构形式？23.牵引电动机横向布置——轴悬式驱动机构有哪些特点？请画出其工作原理图。

1轮轨系统是铁道车辆的核心内容2铁路列车的两种形式：机车和车辆组成，机车提供牵引动力；没有专门机车提供动力，车辆具有牵引力3簧上质量：将车体视为支撑于弹簧上的刚体（车体加载重）簧下质量：弹簧以下的质量，通常指轮对轴箱装置和大多数货车转向架侧架4车体沿坐标轴及绕3个坐标轴振动时，分别给予下列名称（1）伸缩振动：沿x轴方向作纵向振动（2）横摆振动：沿y轴方向作横向振动（3）浮沉振动：沿z轴方向作铅锤振动（4）侧滚振动：车体绕x轴作回转振动（5）点头振动：车体绕y轴作回转振动（6）摇头振动：车体绕z轴作回转振动垂直振动：浮沉和点头振动的组合发生在车体铅垂平面xoz内横向振动：摇头和滚摆振动的组合发生在水平平面xoy内纵向振动：伸缩运动沿车体纵向产生5轴重：车辆每一根轮轴能承受的允许静载（货车21t23t25t客车14t15t16t17t）轴距：同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离(客车/动车组2.5~2.7m,轻轨车辆轴距一般为2.0~2.3m,货车转向架为2.0m）车辆定距：同一车辆两转向架之间的纵向距离，车辆定距决定了车辆长度和载客量（客车/动车组25m，轻轨13m，货车9m）轴箱悬挂：将轴箱和构架在纵向、横向和垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动收到相互约束的装置。

一般包括轴箱定位装置和轴箱减振器中央悬挂：将车体和构架/侧架联结在一起的装置，具有衰减车辆系统同振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用轮对冲角：垂直于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角，其大小反映了车辆曲线通过能力大小以及难易程度曲线通过：车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统通过指标上，主要表现在车辆轮轨横向力，轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上6铁道车辆动力学性能一般由转向架性能决定转向架主要功能：（1）提高车辆运行的平稳性与安全性（2）支撑车体，承受并传递车体轮轨间的各种载力及作用力，并使轴重均匀分配（3）车体与转向架之间可以相对转动，便于通过曲线（4）缓和车辆与线路之间的作用，减小振动和冲击7研究车辆运动的目的：了解车辆各部分的位移以及车轮作用在轨道上的力；知道车辆的振动状态（自由振动和强迫振动）8车辆系统动力性能9铁路运输最基本要求：列车运行安全性（主要涉及车辆是否会脱轨和倾覆）车辆脱轨主要分为爬轨脱轨(随着车轮转动，车轮轮缘逐渐爬上轨头引起的脱轨最常见）、跳轨脱轨、掉道脱轨指标：脱轨系数轮重减载率，倾覆系数脱轨系数分为两类：（1）不考虑作用时间的脱轨系数，是将测量或计算得到的轮轨垂向力瞬间值作为轮重值而使用的脱轨系数；（2）考虑时间作用的脱轨系数：不考虑轮重测量或计算波形中产生的剧烈波动仅考虑较平缓部分的值作为轮重值轮缘角越大，脱轨系数临界值越大，摩擦系数越大，脱轨系数临界值越小(1)轮重较小时与其对应的横向力一般较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力测量误差影响较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难(2)垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨临界值；单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，增加脱轨的危险性(3)与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，不如说轮重减少的越多22为什么说轮对有摇头角时更容易产生两点接触？车当轮对摇头时,大半径车轮较早发生轮缘贴靠;轨底坡影响轮轨初始接触位置和轮轨接触角,从而对轮轨接触几何关系影响较大24轮轨接触几何参数：左右轮实际滚动半径r l,r r;左右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径r wl和r wr;左轨右轨在轮轨接触点处的轨头截面曲率r rl和r rr;左右轮在轮轨接触点的接触角；轮轨侧滚角；轮对中心上下位移25轮轨蠕滑：具有弹性的钢制车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的接触面间产生相对微小滑动26横向蠕滑力与纵向蠕滑率无关，纵向蠕滑力与横向蠕滑率无关27直行轮对自旋现象：车轮向左右方向移动时将产生左右滑动，一侧滚动圆半径变大，另一侧变小，半径大的车轮试图多走，但连接在同一根车轴上，半径较大的车轮向着被拉回的方向方向滑动，半径较小的车轮向行进方向滑动，同时车轮也绕着垂直轴作回转运动，该回转运动使接触面上产声回转滑动28车体和转向架垂直载荷：车辆自重，载重；横向载荷：风力，离心力；纵向载荷：牵引力，制动力车辆运行性能主要决定于悬挂装置以及各种拉杆、定位装置等结构形式的选择是否合理，设计参数选用是否恰当铁道客车车辆一般采用轴箱悬挂和中央悬挂。

城市轨道动力学知识点整理随着城市的发展和交通需求的增加，城市轨道交通成为越来越重要的交通方式。

为了确保城市轨道交通系统的安全和高效运行，掌握一些基本的城市轨道动力学知识是非常重要的。

本文将对一些常见的城市轨道动力学知识点进行整理，以帮助读者更好地了解和应用这些知识。

一、城市轨道交通系统概述城市轨道交通系统是一种基于铁道和电力的现代大众运输系统。

它包括地铁、轻轨和有轨电车等形式，使得城市居民能够方便快捷地出行。

城市轨道交通系统通常由车辆、轨道、供电系统和信号系统等组成。

二、列车的运行基本原理城市轨道交通的列车运行是基于电力驱动的。

列车通过电动机转动车轮推动列车前进。

电能来自供电系统，供电系统通过第三轨或者架空线将电能传送到列车上。

列车的速度通过控制电能的输入和输出来实现。

三、轨道的几何特性城市轨道交通系统的轨道通常是由钢轨组成的。

轨道的几何特性包括轨道的高度、曲线半径、纵向和横向坡度等。

这些特性对列车的运行速度、舒适性和安全性都有一定影响。

四、制动与牵引系统制动与牵引系统是城市轨道交通系统中至关重要的部分。

制动系统用于减速和停车，而牵引系统则用于提供动力。

制动与牵引系统的性能直接影响列车的加速度和制动距离，因此是确保列车运行安全的关键。

五、行车安全与信号系统行车安全是城市轨道交通系统中最重要的问题之一。

为了确保列车的安全运行，信号系统起着关键的作用。

信号系统通过控制信号灯和区段信号器，向车辆提供行车指令和信息。

同时，列车上的自动驾驶系统也能够保证列车的安全性。

六、轨道交通系统的运营与规划城市轨道交通系统的运营和规划需要综合考虑市场需求、运营成本和环境因素等。

轨道交通系统的运营管理包括车辆的维护保养、站点管理和乘客服务等。

同时，还需要进行系统的规划和设计，确保系统的扩建和改造能够满足未来的需求。

七、城市轨道交通的发展与挑战城市轨道交通系统在提供便利的同时也面临着一些挑战。

城市轨道交通的发展需要克服土地利用和资金等问题。

《城市轨道交通车辆基础》课程标准课程编号：062039使用专业：城市轨道交通运营管理课程类别：理论+实践修课方式：必修课教学时数：60一、课程定位和课程设计（一）课程定位本课程是城市轨道交通车辆专业的一门核心课程，是专业核心能力的支撑。

其前修课程是识图与制图、机械结构分析与设计等专业基础课程，是专业基础课程知识的具体应用及专业基础能力的进一步提升，同时了解车辆的整体结构，为后续的轨道车辆制动、轨道车辆检修、轨道车辆驾驶与管理等核心课程打下坚实的知识与能力基础。

通过本课程的学习，使学生具有一定的职业素养，为学生的职业综合能力形成奠定基础。

（二）课程设计理念1、以学生为中心，注重职业能力的培养；2、按照基于工作过程系统化进行课程的开发和设计；3、注重过程评价，促进学生的发展。

（H）课程设计思路本课程面向城市轨道交通运营及检修，根据生产、管理、服务第一线从事城轨车辆检修、驾驶、运用与管理工作的需要，以培养学生对城轨车辆结构分析能力为重点，在分析学习领域对应的典型工作任务所需知识、技能、素质的基础上，参照行业职业资格标准，确定教学内容，将相关的知识、技能、素质按照学生的认知规律，由易至难，由单一至复杂的用于各学习活动中，实现知识、技能、素质的同步提高。

二、课程目标（一）知识目标1、掌握城轨车辆的类型，理解车辆编号及车辆相关标识。

2、掌握车体结构及材料，了解铝合金车体的性能及轻量化结构特点。

3、掌握城市轨道车辆转向架的组成及结构，各结构部分的功能、特点。

4、掌握车门系统的组成、控制原理及控制过程。

5、掌握车辆连接装置的组成及结构特点，理解各部分之间的相互关系。

6、掌握受电弓的工作原理及控制方法。

7、掌握车辆制动原理及制动过程，理解基础制动装置组成、基本原理及各部件的作用。

8、掌握空调系统的组成，工作原理。

9、了解车辆动力系统的组成、动力学基本理论。

10、了解列车通信系统的组成及各部件的作用。

(二)能力目标1、能正确识别车辆类型，能比较不同车辆类型的性能及技术特点。

车辆动力学基础第一章1．车体在空间的位置由6个自由度的运动系统描述。

浮沉、摇头、点头、横摆、伸缩、侧滚2．轴重：铁道车辆的轴重是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。

3．轴距：是指同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离。

4．轴箱悬挂：是将轴箱和构架在纵向、横向以及垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动受到相互约束的装置。

5．中央悬挂：是将车体和构架/侧架联结在一起的装置，一般具有衰减车辆系统振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用。

6．曲线通过：曲线通过是指车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统指标上，主要表现为车辆轮轨横向力、轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上。

7．自由振动：是指在短时间内，由于某种瞬间或过渡性的外部干扰而产生的振动，其振动振幅如果逐渐变小，该系统将趋于稳定；相反，若振幅越来越大，则系统将不稳定。

第二章1．车辆的动力性能主要包括运行稳定性（安全性）、平稳性（舒适性）以及通过曲线能力等。

2．车辆脱轨根据过程不同大体可分为爬轨脱轨、跳轨脱轨、掉道脱轨。

3．目前我国车辆部门主要采用脱轨系数和轮重减载率两项指标。

4．当横向力作用时间t小于0.05s时，用0.04/t计算所得的值作为标准值。

5．不仅仅依靠脱轨系数来判断安全性的原因：（1）轮重较小时与其对应的横向力一般也较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力的测量误差的影响就较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难。

（2）垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨限界值；另一方面，单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重一般会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，从而加大了脱轨的危险性。

（3）根据多次线路试验来看，与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，还不如说轮重减少的越多越容易导致列车脱轨。

6．评价铁道车辆乘坐舒适性最直接的指标就是车体振动加速度。

第三章1．轮对的组成：轮对由一根车抽和两个相同的车轮组成。