车辆工程

　　内容简介本书主要介绍我国铁路常见的、有代表性的主型客货车辆的构造、作用、原理、总体设计及车辆强度和动力学的基本原理。全书分：铁道车辆的特点；转向架结构原理及基本部件：客、货车转向架；动力学性能；车钩缓冲装置；客、货车车体；车辆强度计算；车辆总体设计等十章。本书是高等学校铁道车辆专业教材，也可供铁路中等专业学校师生及从事铁道车辆专业的工程技术人员学习参考。片断：绪论一、当前铁路运输对车辆的要求铁路是我国主要运输方式，在国民经济中起着非常重要的作用。铁路的客货运量占我国总运量约50％，是国民经济发展的先导。近年来，在改革开放政策的指导下，我国国民经济发展十分迅速，要求铁路运输能力与国民经济发展相适应。由于前一段时间忽视了铁路的提前投入，铁路运能的增加不能适应国民经济的发展，在这段时间里铁路运输成为制约国民经济发展的瓶颈。这个问题引起全国上下的关注，认识到铁路提前发展的重要性。现在中央决定加大基本设施建设力度，国家已对铁路有较大的投入以改变铁路落后状态。解决铁路运能的根本措施是增加新线，改造既有线路，铺设复线，增加机车车辆及各种先进的铁路设施，开行高速旅客列车和重载货物列车。铁路运输是一个系统工程，要提高铁路运能，必须加强铁路运输中每一个环节。每一个环节健全了，才能全面提高铁路的运输能力。铁路车辆是铁路运输中直接载运旅客和货物的工具，是铁路中的一个主要环节。完成铁路运输任务要求有足够数量、品种齐全、质量优异的车辆。铁路的运输任务包括运送旅客和货物两大类。运送旅客和运送货物对车辆的要求是不同的。运送旅客的客车要求运行平稳、乘坐舒适、旅行安全和方便，满足旅客在旅行生活中的各种要求。因此客车上要配备运行平稳的走行装置，车厢内应有舒适的座席和卧铺，明亮开阔的窗户，性能良好的通风装置、照明装置、加温、降温设施，解决饮水、膳食的设施，卫生设施以及行李设施。车厢内还应有便于旅客上下车和适当活动场所，根据不同要求还要装置广播、电视、通讯设备和安全检测装置。运送货物的车辆则应根据所运货物不同而有不同的结构。例如有些货物怕日晒雨淋，需要车辆有防雨防晒结构，有些货物需要保温或低温，有些货物是液体，有些货物是气体，有些货物是散粒或粉末，有时还要运输活家畜、活水产，铁路车辆应有相应的结构来满足这种运输要求。铁路还承担特大特重的货物运输，也应准备某些特种车辆来满足这类货物的运输。有些车辆要求通用性强，在结构上要考虑运送各种货物的可能性；有些车辆考虑卸货方便，设有自动卸货机构；有的车辆用翻车机卸货，车辆结构要适应翻车机的要求。由于运输的要求不同，所以旅客车辆有硬座、软座、硬卧、软卧、餐车、行李车、邮政车、发电车、公务车等；货车有平车、敞车、棚车、罐车、自翻车、漏斗车、保温车、家畜车等，品种、类型繁多。由于铁路车辆是编组成列运行，车辆与车辆之间装有车钩缓冲装置便于列车编组、分解和调移，另外每辆车上均有各自的制动停车装置，而制动缓解的操纵是在列车端部的机车上。因此车辆上的制动装置应能使整列车辆互相配合，动作一致。随着社会的进步，运输对车辆的要求越来越高，车辆上的各种装备也越来越多，因此车辆的自重也越来越大。在同样列车重量下所运的旅客和货物就越少，从而增加运输成本和制造成本。因此在车辆设计和制造时应采用新材料、新工艺、新结构来降低车辆自重。二、我国铁路车辆的发展概况和展望新中国成立以前，我国虽然已有铁路，但在线路上行驶的都是美、日、法、英、德、比等外国的车辆，没有中国自己制造的车辆。这些车辆包括客车130多种3987辆，货车500多种46487辆。它们的共同特点是种类杂，运行性能差，技术指标落后，安全性和舒适性差，零部件不能互换，检修不方便。新中国成立后，党和政府十分重视铁道车辆事业的发展和人才培养。1949年在唐山铁道学院开始培养车辆专业技术人才，以后其他各铁路高等院校也陆续设置车辆专业。1950年筹建铁道科学院，1959年成立四方车辆研究所。解放后对原有车辆修理工厂进行调整充实，技术改造和扩建的同时开始制造车辆。在铁道部成立了车辆局，各铁路局成立车辆处（科），建立车辆段，逐步形成我国完整的车辆制造、修理和养护体系。我国车辆的发展可以概括为以下几个阶段。1.1949～1957年仿制阶段1949年我国开始制造货车，首先仿制了C1型30t敞车，采用铆接钢底架，钢骨木板车体，转15型螺栓拱架结构转向架和滑动轴承轮对。1952年开始制造21型全钢客车，车体为钢结构，车长为21.97m。采用101型均衡梁式铸钢转向架。虽然这些车辆的结构不十分先进，但新中国开始了自己制造车辆的历史。1954年有计划地从全国各地抽调工程技术人员和熟练工人组成设计队伍和形成批量生产车辆的力量，并确定四方机车车辆厂和齐齐哈尔车辆厂分别为客车、货车设计主导厂，两厂率先成立了车辆设计科。1954、1955、1966年分别新建的长春客车厂，株洲车辆厂和眉山车辆厂成为专业客车货车的制造工厂。从此以后，我国制造的货车车型逐渐增加，先后制造了平车、棚车、各种用途的罐车、漏斗车、家畜车和保温车等，货车的吨位也逐渐由30t、40t增加到50t，同时也仿制三大件式铸钢货车转向架。我国自己制造的21型客车也逐渐配套，有硬席车、硬卧车、软席车、软卧车、餐车、行李车和邮政车等近3000辆。中华人民共和国成立后，由于资本主义国家对我国实行经济封锁，我们只能与前苏联进行各方面的技术交往，铁路车辆也从苏联引进技术。1955～1958年设计制造了转6型和转8型D轴三大件货车铸钢转向架及各种类型的60t货车。1955年仿照苏联全钢客车制造了车长为23.6m的22型客车，采用独立温水取暖，有一部分车辆采用大气压式蒸汽取暖，称为23型，两种客车的车体结构基本相似。曾经仿制苏联无导框式转向架成为我国的201系列的D轴转向架和仿制带螺旋弹簧和液压减振器的202型C轴转向架。202型客车转向架逐步改进，成为我国C轴客车主型转向架。2.1958～1977年独立设计制造阶段经过一段时间的仿制过程我国车辆工厂已经积累了相当丰富的经验，从各铁路院校中培养出的一批车辆高级专业人才也逐渐成长，我国车辆工业走上了一个新台阶。1958年四方机车车辆厂研制成功我国第一列双层客车并配备了U型转向架。这列客车先后在北京—天津，北京—沈阳，上海—杭州，杭州—金华之间运行历时23年。本书前言前言本教材是根据高等学校铁道车辆专业“车辆工程”课程教学大纲编写的。根据国家教委提出的“拓宽专业面、增强适用性”的要求，对铁道车辆专业课程的设置进行了必要的调整，减少了专业必修课的教学时数，增加了选修课，适当合并专业课课程。经铁道部教育司批准，将原来设置的车辆构造、车辆强度计算理论、车辆动力学三门课程中最基本的理论知识有机地合编在一起，作为车辆专业必修课程，而将一些专题研究的内容单独编写为选修课教材。合并后的教材定名为《车辆工程》，适用于120学时课堂教学和2周现场教学。铁道车辆车种繁多，结构各不相同，本着少而精、重点突出、举一反三的原则，着重介绍常见的有代表性的主型车辆，其他类型的车辆则通过归纳提炼，略作必要的阐述，以期达到启发性教学的目的。国家第七个、第八个五年计划期间是我国铁路大发展的时期，也是铁路车辆大发展的时机。为了适应铁路向重载、高速方向发展，已经和正在研制各种新型客车、大吨位货车及专用车辆，在这次编写过程中，已注意将这些新技术、新工艺、新材料、新结构收入书中，并得到充分的反映。同时，还积极介绍国外的先进技术及其发展动态。本书在编写过程中，还根据大学生初次接触专业，不习惯阅读复杂工程图的特点，配合工程图绘制了大量立体图，帮助学生理解内容和便于自学。本教材内容主要包括转向架结构原理及基本部件；货车和客车转向架；铁道车辆的运行性能；车钩缓冲装置；货车和客车的型式及结构；车辆强度计算及车辆总体设计等。本书由西南交通大学严隽耄主编，上海铁道学院成建民主审。参加编写工作的有；西南交通大学徐道玄（第一章、第十章）；北方交通大学郭继斌（第二章）；长沙铁道学院欧阳红（第三章）；兰州铁道学院高岳（第四章）；严隽耄（第五章）；上海铁道学院张振森（第六章）；西南交通大学苏宝瑛（第七章、第九章）；大连铁道学院任启麟（第八章）。编者1991年3月

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