车辆工程绪论课件

车辆工程工程绪论主要内容主要内容:1.课程的主要内容与学习的课程的主要内容与学习的目的目的2.基本基本概念概念3.我国铁道车辆发展我国铁道车辆发展概况概况 4.高速铁路高速铁路概况概况5.我国铁路运输我国铁路运输的发展方向的发展方向1.教学目的与教学目的与课程主要内容课程主要内容教学目的教学目的了解国内外铁道车辆的现状及发展概况；掌握了解国内外铁道车辆的现状及发展概况；掌握铁道车辆总体结构；初步掌握对铁道车辆运行性能铁道车辆总体结构；初步掌握对铁道车辆运行性能和结构强度分析的基本方法。和结构强度分析的基本方法。教材：教材：严严隽耄隽耄 主编主编，车辆工程车辆工程（第三版），（第三版），西南交通大学出版社，西南交通大学出版社，2008年年参考书：参考书：城市轨道交通车辆；动车组总体及转向架，动城市轨道交通车辆；动车组总体及转向架，动车组构造与原理；车组构造与原理；7070吨级货车新技术吨级货车新技术课程主要内容程主要内容:铁道车辆基本知识铁道车辆基本知识转向架转向架结构原理及基本部件（结构原理及基本部件（货车转向架、客车转货车转向架、客车转向架、摆式列车及城市轨道交通车辆转向架向架、摆式列车及城市轨道交通车辆转向架）铁道车辆的运行性能铁道车辆的运行性能车端连接装置车端连接装置货车车体、客车车体货车车体、客车车体车辆结构强度车辆结构强度车辆总体设计车辆总体设计2.基本概念基本概念 铁道车辆是铁道运输的运载旅客或货物的工具。铁路干线的铁道车辆地铁车辆、轻轨车辆、有轨电车、悬挂式和跨座式单轨车磁悬浮车厂矿、林区运行的铁道车辆、建筑工地及矿井中运送土石等的翻斗小车、工厂车间内运送物料的有轨车辆、旅游设施中的缆车铁道运输是指列车在钢轨上行驶的运输方式。客车客车25G型：型：最高运营速度，最高运营速度，120km/h25K型：型：最高运营速度，最高运营速度，140km/h25T型：型：最高运营速度，最高运营速度，160km/hCRH2：最高运营速度，最高运营速度，200km/h货车货车敞车棚车平车罐车武汉轻轨车武汉轻轨车天津地铁车天津地铁车重庆单轨车重庆单轨车悬垂式单轨车悬垂式单轨车有轨电车有轨电车列车（车辆）动车组（动车拖车）机车与车辆列车（机车车辆）动车组：动车组：由若干由若干动车动车和和拖车拖车组成，在正常使用寿命周期内始终以固定编组组成，在正常使用寿命周期内始终以固定编组运行的一组列车。运行的一组列车。机车：机车：仅提供牵引动力仅提供牵引动力车辆：车辆：装载旅客或货物，动车可提供牵引动力装载旅客或货物，动车可提供牵引动力CRH6型动车组型动车组 时时速速200200公公里里级级的的CRHCRH6A6A型型动动车车组组最最高高运运营营速速度度220220公公里里/小小时时、试试验验速速度度250250公公里里/小小时时，以以“大大站站停停”的的模模式式运运营营；而而时时速速160160公公里里的的CRHCRH6F6F型型动动车车组组最最高高运运营营速速度度160160公公里里/小小时时、试试验验速速度度180180公公里里/小小时时，以以“站站站站停停”模模式式运运营营。具具有有快快速速停停车车和和启启动动、大大载载客客容容量量的的特点。特点。时时速速200200公公里里级级别别的的CRHCRH6A6A车车型型定定员员载载客客量量586586人人（座座席席），超超员员载载客量客量15061506人。座位采用人。座位采用2+22+2布置。布置。时时速速160160公公里里级级别别的的CRHCRH6F6F车车型型定定员员载载客客量量达达15451545人人（包包括括座座席席及及站站席席，按按每每平平方方米米站站立立4 4人人计计算算），超超员员载载客客量量达达21102110人人（包包括括座座席席及及站站席席，按按每每平平方方米米站站立立6 6人人计计算算）。列列车车采采用用纵纵向向座座椅椅布布置置，格格局局与与地地铁铁车车厢厢类类似似；5 5号号车车厢厢设设残残疾疾人人乘乘坐坐空空间间，列列车车不不设设卫卫生生间。间。2015年3月1日起实施的城际铁路设计规范规定：城城际际铁铁路路是指专门服务于相相邻邻城城市市间间或或城城市市群群，旅客列车设设计计速速度度200公公里里/小小时及以下的时及以下的快速、便捷、的交通设施。城际铁路线路长度一般介于50公里-200公里之间；城际铁路车站间距一般为10公里-50公里。京津城铁等城际高速铁路从城铁领域划归到区域铁路领域。城际铁路2014年1月1日起实施的铁路安全管理条例（附则）规定：高速铁路是指设计开行时速250250公公里里以上（含预留），并且初期运营时速200200公里公里以上的客运列车专线铁路（简称客运专线或客专）。当前各国当前各国新建的高速铁路,大多把最高速度定位在250350km/h。高速铁路 3.我国铁道车辆发展概况我国铁道车辆发展概况铁路是我国的主要运输方式铁路是我国的主要运输方式铁道车辆是旅客和货物的直接载运工具铁道车辆是旅客和货物的直接载运工具1949-1957年仿制阶段年仿制阶段1958-1977年独立设计制造阶段年独立设计制造阶段1978-1996年较快发展时期年较快发展时期1997以后迅速发展时期以后迅速发展时期我国我国铁路六次大提速路六次大提速 1997年年4月月1日零日零时，中国，中国铁路第一次提速。提速列路第一次提速。提速列车最最高运行高运行时速达到了速达到了140公里；全国公里；全国铁路旅客列路旅客列车旅行速度由旅行速度由1993年的年的时速速48.1公里，提高到公里，提高到时速速54.9公里；首次开行公里；首次开行了了快速列快速列车和和夕夕发朝至朝至列列车。1998年年10月月1日零日零时，第二次提速。快速列，第二次提速。快速列车最高运行速最高运行速度达到了度达到了时速速160公里；全国公里；全国铁路旅客列路旅客列车平均旅行速度达平均旅行速度达到到时速速55.2公里，公里，直通快速直通快速、特快客特快客车平均平均时速达到速达到71.6公公里。里。2000年年10月月21日零日零时，第三次大面，第三次大面积提速在提速在陇海、海、兰新、新、京九、浙京九、浙赣线顺利利实施，初步形成了覆盖全国主要地区的施，初步形成了覆盖全国主要地区的“四四纵两横两横”提速网提速网络。全国。全国铁路旅客列路旅客列车平均平均时速达到速达到60.3公里。公里。特快旅客列特快旅客列车、快速旅客列快速旅客列车、普通旅客列普通旅客列车。2001年10月21日零时，第四次大面积提速调图开始实施，铁路提速延展里程达到13000公里公里，使提速网络覆盖全国大部分省区市。这次提速调图，全国铁路旅客列车平均旅行速度达到时速速61.6公里公里；进一步增开了特快列车，树立了夕发朝至列车等客货运输品牌的形象。2004年4月18日零时，第五次大提速开始实施。这次提速调图，几大干线的部分地段线路基本达到时速速200公里公里的要求；提速网络总里程16500多公里多公里；全国铁路旅客列车平均旅行速度达到时速速65.7公里公里。此外，在此次大提速中，全国共开行了19对直达特快列车，最高时速160km/h，进一步缩短了列车运行时间，从而提高运输效率。2007年4月18日零时，全国铁路第六次大提速正式开始。这次，除原有的列车大部分提高速度外，将新增“D”字头的动车组。北京、上海、广州等城市将开行“D”字头的动车组城际快车。乘坐“D”字头列车，将比原有班次更为快速的到达目的地。2007年年4月月18日，中国高速日，中国高速铁路路实施了第施了第6次大提速，最高运次大提速，最高运营时速首次达到速首次达到250公里；公里；2008年年8月月1日，京津城日，京津城际高速高速铁路开通运路开通运营，最高运行最高运行时速速350公里；公里；2009年年2月月26日，运日，运营里程达到里程达到1068公里的武广高公里的武广高铁投入运投入运营，最高运最高运营时速速350公里，平均旅速达到公里，平均旅速达到340公公里；里；2010年年9月月28日，沪杭高日，沪杭高铁试运行最高运行最高时速达到速达到416.6公里，更是公里，更是创下世界下世界铁路运路运营试验最高速。最高速。主型客主型客车2121型型2222型型2525型型2121型客型客车是中国中国铁路自行路自行设计生生产第一代主型第一代主型铁路路客客车，19531953年开始生年开始生产，19611961年停止生年停止生产。共生。共生产31103110辆。2121型客型客车车长21.9745m21.9745m，车宽3.0045m3.0045m，构造速度构造速度8080100km/h100km/h。2222型客型客车2222型客型客车是中国是中国铁路第二代主型路第二代主型铁路客路客车。19561956年开始年开始设计、试制，制，19591959年年生生产，19941994年停止生年停止生产。据。据统计至至19921992年年底共生底共生产了了约26,00026,000余余辆。2222型客型客车车体体长23.6m23.6m，车宽3.105m3.105m，构造速度，构造速度120km/h120km/h。YZYZ2222型硬座车型硬座车2525型客型客车2525型客型客车是中国是中国铁路第三代主型客路第三代主型客车。2525型客型客车是用于中国是用于中国铁路路车长25.525.5米的米的铁路客路客车。2525型客型客车有有为多个系列。多个系列。2020世世纪9090年代开始逐年代开始逐渐替代替代2222型客型客车系列，用于系列，用于干干线长途列途列车和各大城市之和各大城市之间特快列特快列车，成成为中国中国铁路客路客车的主型的主型产品。品。25B25B型客车型客车25G25G硬卧硬卧车：最高运最高运营速度，速度，120KM/H 最高最高试验速度，速度，140KM/H25Z软座二等座二等车：构造速度，：构造速度，160KM/H 25K25K硬座硬座车：构造速度：构造速度，160 KM/H25T25T软座座车：构造速度，：构造速度，180 KM/H由加拿大由加拿大庞巴迪公司提供技巴迪公司提供技术及授及授权BSP制造，制造，2002年起生年起生产。25T25T硬卧硬卧车由由长春春轨道客道客车、唐、唐山山轨道客道客车及及南京浦南京浦镇车辆厂按照厂按照BSP提提供的供的图纸制造，制造，2004年起生年起生产。25T25T硬卧硬卧车4.高速铁路概况高速铁路概况5.1世界常用世界常用铁路速度等路速度等级划分：划分：100120 km/h 为常速；常速；120160 km/h 为中速；中速；160200 km/h 为准高速准高速(或称快速或称快速)；200400 km/h 为高速；高速；400 km/h 以上以上为超高速。超高速。5.2高速高速铁路客运特点路客运特点(1)节约旅行旅行时间武广客运武广客运专线2009年年12月月26日正式运日正式运营，全，全长约1068.8公里，公里，3小小时16分。分。沪杭城沪杭城际高速高速铁路，路，2010年年10月月26日开始运行，日开始运行，设计时速速350公里公里/小小时，38分分钟。(2)安全和舒适安全和舒适1985年年联邦德国邦德国铁路、公路和民航运路、公路和民航运输的事故率（每百万的事故率（每百万人公里的人公里的伤亡人数）之比大致亡人数）之比大致为1:24:0.8。公路大。公路大轿车的事故率的事故率为铁路的路的2.5倍。倍。日本日本对20世世纪70年代以来所年代以来所发生的旅客生命生的旅客生命财产事故分析表事故分析表明，汽明，汽车事故是事故是铁路事故的路事故的1570倍，倍，飞机事故是机事故是铁路事故的路事故的63倍。倍。(3)准准时性性 1000km内乘坐高速列内乘坐高速列车比乘坐比乘坐飞机化机化时间少，高速列少，高速列车正点正点率高，日本平均率高，日本平均误点点0.8分。分。(4)能源消耗低能源消耗低(每人公里消耗能源比每人公里消耗能源比)高速高速铁路路 小汽小汽车 飞机机 15.795.25(5)占用土地少占用土地少一条双向四一条双向四车道高速公路占地面道高速公路占地面积是双是双线高速高速铁路的路的1.3倍倍1.6倍。倍。一个大型一个大型飞机机场占地面占地面积相当于相当于1000km双双线高速高速铁路。路。(6)运运输能力能力日本日本东海道新干海道新干线年运量年运量1.7亿人次，是航空人次，是航空10倍，高倍，高速公路速公路5倍，但运倍，但运输成本只是其成本只是其1/5及及2/5。(7)环境境污染染轻污染物排放量（染物排放量（g/人公里人公里)小汽小汽车高速列高速列车CO 9.300.06NOX1.700.43CH1.100.03 (8)效率和效益效率和效益 日本和法国的日本和法国的实践践证明，其直接投明，其直接投资收益都在收益都在12以上，以上，一般在一般在10年之内即可年之内即可还请全部全部贷款，其社会收益率也在款，其社会收益率也在20以上。以上。据日本据日本资料，旅客由于从既有料，旅客由于从既有线改乘新干改乘新干线高速列高速列车，每年可每年可节约旅行旅行时间3亿小小时，即每年，即每年节省的省的时间效益相当效益相当于当于当时修建修建东海道新干海道新干线所需的全部所需的全部费用。用。法国一条高速法国一条高速铁路的效益是一条路的效益是一条6车道高速公路的道高速公路的3倍多。倍多。5.3高速列高速列车我国高速列我国高速列车蓝箭箭”数量：数量：8列列八列八列“蓝箭箭”高速高速动车组经广深广深线运运营数年技数年技术已已经成熟。沈大成熟。沈大线(沈沈阳至大阳至大连)新新订了四列，了四列，经前任前任铁道部道部领导认可、并支付了可、并支付了预付款后，付款后，2003年被封停，价年被封停，价值数千万元的配套数千万元的配套进口部件口部件废弃在弃在库房，房，订单被取消。被取消。1999年年研制，研制，200kmh动力集中型高速列力集中型高速列车，与瑞典，与瑞典X2000车辆相近，最高相近，最高试验速度达到速度达到249kmh。“先锋号先锋号”数量：数量：1列列“先锋号先锋号”高速动车组作为国家重点科技攻关项目，不但完成了研制和运行考核，高速动车组作为国家重点科技攻关项目，不但完成了研制和运行考核，还按程序通过了国家验收。在有望小批量投产，供进一步提速运营时，被无限期封存。还按程序通过了国家验收。在有望小批量投产，供进一步提速运营时，被无限期封存。2001年研制，年研制，200kmh动力分散型高速列车，与日本新干线车辆相近，最高试验速动力分散型高速列车，与日本新干线车辆相近，最高试验速度达到度达到292kmh。“长白山白山”数量：数量：2列列“长白山白山”高速高速动车组2003年研制完成即被就年研制完成即被就地封存。地封存。2005年用来年用来进行了行了2次次“提速提速200公里公里/小小时综合合试验”(目的是考核新目的是考核新线路并非考核路并非考核车辆)，在成渝，在成渝线试验后即被封存。后即被封存。2003年研制，年研制，200kmh动力分散型力分散型高速列高速列车，与德国，与德国ICE3车辆相近，最高相近，最高试验速度达到速度达到224kmh。中中华之星之星“中中华之星之星”电动车组是中国自行是中国自行设计，拥有自主知有自主知识产权的高的高速速电力力动车组，是采用交流，是采用交流传动系系统、动力集中型力集中型电动车组。设计时速速为每小每小时270公里，公里，满座座载726名旅客。名旅客。2002年年11月月27日，日，“中中华之星之星”电动车组冲刺冲刺试验创造了最高速度每小造了最高速度每小时321.5公里的当公里的当时“中国中国铁路第一速路第一速”（该纪录直到直到CRH2在在2008年年4月月24日于京津客运日于京津客运专线上上进行行高速高速测试时才被打破）。才被打破）。“中中华之星之星”于于2005年年8月月1日正式投入服日正式投入服务，来往沈阳至山海，来往沈阳至山海关之关之间，运，运营临时准高速班次，配属沈阳准高速班次，配属沈阳铁路局。列路局。列车营运最高速度限运最高速度限制在制在160km/h。全程。全程400公里用公里用时3小小时。2006年年8月月2日，日，“中中华之星之星”完成了最后一次完成了最后一次营运任运任务，车辆已停已停驶。“奥星奥星”数量：数量：3台台“奥星奥星”高速电力机车，高速电力机车，2005年在完成年在完成100万公里运万公里运行考核后，既不允许继续使用，也不允许回厂拆解研究。行考核后，既不允许继续使用，也不允许回厂拆解研究。2001年研制，年研制，200kmh客运电力机车，功率客运电力机车，功率4800kW，最高试验速度达到，最高试验速度达到240kmh。“天梭天梭”数量：数量：1台台“天梭天梭”高速电力机车，运行了高速电力机车，运行了10万公里。万公里。2002年年研制，研制，200kmh客运电力机车，功率客运电力机车，功率4800kW。我国和我国和谐号号动车组CRH-中国高速中国高速铁路，英文全称路，英文全称（CHINARAILWAYHIGH-SPEED）目前）目前已知有已知有CRH1，CRH2，CRH3，CRH5。CRH1庞巴迪巴迪-四方生四方生产，原型是加拿大，原型是加拿大庞巴迪巴迪为瑞典瑞典AB提供的提供的Regina。200公里公里级别（营运速度运速度200KM/h，最高速度，最高速度250KM/h）。）。CRH2南南车四方（四方（联合日本川崎）生合日本川崎）生产。200公里公里级别（营运速度运速度200km/h，最高速度，最高速度250km/h），），CRH2已生已生产提速至提速至300km/h以上的以上的车型。型。CRH3型型动车组是中国北是中国北车唐山唐山轨道客道客车有限有限责任公司任公司联合德国西合德国西门子生子生产，原型，原型ICE3,300公里公里级别（营运速度运速度330KM/h，最高速度，最高速度380KM/h）。）。CRHCRH5 5北北车长春客春客车厂（厂（联合法国的阿合法国的阿尔斯通）斯通）生生产，原型阿，原型阿尔斯通斯通为芬芬兰国国铁提供的提供的SM3SM3型。型。200200公里公里级别（营运速度运速度200km/h200km/h，最高速度，最高速度250km/h250km/h）。）。国外高速列国外高速列车年份年份/年年国家国家车车 种种速度速度/(km/h)备备 注注1963日本日本新干线新干线256第一个发展高速铁路技术的国家，轮轨第一个发展高速铁路技术的国家，轮轨1965西德西德Class103机车机车200第二个发展高速铁路技术的国家，轮轨第二个发展高速铁路技术的国家，轮轨1972法国法国TGV001318第三个发展高速铁路技术的国家，轮轨第三个发展高速铁路技术的国家，轮轨各国典型试验速度各国典型试验速度 世界各国及地区高速铁路网世界各国及地区高速铁路网国家或国家或地区地区高速路网高速路网总长总长/km定期营运定期营运最高试验速度最高试验速度日本日本2 459300、275、260 km/h（轮轨）（轮轨）581 km/h（磁悬浮）（磁悬浮）443 km/h（轮轨）（轮轨）法国法国1 700320、300、280、210 km/h574.8 km/h德国德国1 290300、280、250、230km/h（轮轨）（轮轨）550 km/h（磁悬浮）（磁悬浮）406 km/h（轮轨）（轮轨）中国中国8 000（6 003）431 km/h（磁悬浮）（磁悬浮）350、300、250、200 km/h（轮轨）（轮轨）501 km/h（磁悬浮）（磁悬浮）486.1km/h（轮轨）（轮轨）日本最快新干日本最快新干线列列车2011年年3月月5日始日始发，“隼隼”号属于最新型号属于最新型E5型列型列车，在首都，在首都东京与北部京与北部城市青森之城市青森之间每天往返两班，在每天往返两班，在东京与北部城市京与北部城市仙台之仙台之间每天往返一班。每天往返一班。这种新型列种新型列车现阶段最段最高高时速速300公里。作公里。作为14年来首次在新干年来首次在新干线采用采用新型列新型列车的运的运营商，商，东日本日本铁路公司打算路公司打算2012年底将年底将“隼隼”号列号列车的最快运行的最快运行时速提高至速提高至320公里。公里。0系系,1964年，年，220km/h，东海道，山阳，东海道，山阳100系系,1985年，年，230km/h，东海道，山阳，东海道，山阳300300系，系，19921992年，年，270km/h270km/h，东海道，山阳，东海道，山阳500500，19971997年，年，300km/h300km/h，东海道，山阳，东海道，山阳700700，19991999年，年，285km/h285km/h，东海道，山阳，东海道，山阳法国的法国的AGV,2011年，年，360km/hTGV-ATGV-A，19891989年，年，300km/h300km/h，巴黎，巴黎大西洋，交流传动，大西洋，交流传动，19901990年，年，试验速度试验速度515.3km/h515.3km/h，第二代，第二代ICE3ICE3，20002000年，年，330km/h330km/h，科隆法兰克福，科隆法兰克福Talgo-350,2004Talgo-350,2004年投入运用，年投入运用，350km/h350km/h，马德里塞维利亚，被动式倾摆马德里塞维利亚，被动式倾摆5.当前铁路运输对车辆的要求当前铁路运输对车辆的要求 高速、重载高速、重载 提高其品质提高其品质 合理的配置、开发其品种合理的配置、开发其品种