开题报告--跨座式单轨巡检车.doc

毕业设计（论文）开题报告题 目跨座式单轨巡检车 总 体 设 计 专 业 车辆工程 一、选题目的的理论价值和现实意义 做跨座式单轨巡检车总体设计，首先是对我们大学所学专业知识掌握情况的考察，通过完成这个项目，可以大大提升我们的查阅资料、数据分析和三维软件应用的能力。跨座式单轨交通是重庆主要的轨道交通方式，它的开通为老百姓出行提供了不少方便，有效地缓解了重庆公共交通严重拥挤的给市民所造成的不便，然而，巡检车的是运营列车能够畅通无阻的运行的有力保障，客运列车白天为市民服务，而巡检车则在其他客运列车回场后对轨道线路进行巡检，清除一切影响列车安全运行的障碍，因而使轨道交通的安全性、平稳性、准时性得到保证，另外，由于跨座式单轨交通是我国从日本引进的新技术，以往的大部分产品都是从日本进口，所以我们要在引进的基础上有所创新，应充分发挥我们的独立自主的创新能力，所以，跨座式单轨总体设计是跨座式单轨车辆技术国产化一个重要举措，也为车辆技术的进一步发展做出一定贡献。二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势由于跨座式单轨技术还未广泛推广，因而关于巡检车方面研究很少，所以在设计过程中很多参数与结构我们还需参考运营车辆。跨座式单轨车辆是跨骑于轨道梁上行驶的，车辆上部乘坐乘客的车厢与传统轨道交通车辆的构造基本相同，司机室位于列车两端，设侧开门，并与乘客车厢隔开，正面玻璃采用平面安全玻璃，保证正面采光，并设雨刮器。驾驶室的前部为司机操纵台，其中设有控制装置、制动装置、车内信号显示、速度指示仪等。由于车辆采用充气橡胶车轮，承载力受到制约，车体重量应尽量轻，故一般采用铝合金焊接结构。日本的跨座式单轨车辆采用的是两轴转向架，该转向架为钢板压制焊接无摇枕结构，每根轴上安装有两个承重的橡胶走行轮，日本的城市单轨车辆走行轮的直径为1006mm。在转向架上半部紧贴轨道梁的两侧安装有前后两对引导车辆行走方向的导向轮，而在转向架下半部中央同样紧贴轨道梁的两侧安装有一对保持车辆安全平稳运行的稳定轮，为了防止轮胎泄气或爆胎而影响行车安全，导向轮和稳定轮每一橡胶车轮处均附设了一个钢制辅助车轮。为了满足能在轨道梁上走行条件，跨座式单轨巡检车也将采用运营车辆走行部的结构形式，由于巡检车的主要任务是对线路进行巡查，它的外形尺寸要比运营车辆小很多。重庆在2005年开通了中国第一条跨座式单轨线路，但当时运营车辆完全从日本进口，经过接近十余年的潜心研究，目前重庆长客集团已经生产出了自主设计的单轨车辆，他们采用国产化铝合金车体，不管是列车外形还是车内装饰都与原装进口车辆不同，中国铁道研究院孙广合与重庆轨道公司吴晶等人联合，研制出了国产制动系统，国产制动系统的研制、装车、试验及运用考核表明，国产制动统性能稳定，各项技术指标均满足跨坐式单轨交通车辆的技术要求和运用要求，达到了国外产品同等水平，填补了国内跨坐式单轨交通车辆制动系统的空白。 跨座式单轨在重庆已经运行快十年时间，它的成功应用表明像重庆这样地势起伏的山城正需要跨座式单轨这样的公共交通方式，因而列车能安全运行的保障措施必的完善显得尤为重要，安全巡检车的研究势在必行。随着单轨技术的运用不断成熟，安全保障系统不断完善，我相信在不久的未来跨座式单轨交通系统会被广泛应用于城市公共交通。3、 研究重点跨座式单轨巡检车的主要工作是在非运营时间内对轨道线路进行安全巡检，因而对速度要求不是很高，在直线上的运行速度为40km/小时左右，工作时只需要搭载两名工作人员和一些常用工具，所以它具有外形尺寸很小、结构简单、整车总重小等特点，本课题的研究重点主要在一下几个方面：1. 结构设计，主要完成转向架和车体的设计，巡检车与运营车辆一样需要在混凝土轨道梁上运行，因而它的走行形式与运营车辆完全一样，只是在尺寸与结构上有所缩小，走行部由四个在轨道梁上滚动的走行轮完成驱动任务，夹在轨道上部两侧的导向轮进行导向，在轨道下部两侧布置确保巡检车运行平稳的稳定轮，对于车体则选用整体承载型式；2. 主要技术参数的确定，其中包括巡检车的轮廓尺寸、轴距、整车质量、最高车速、最大加速度及燃料经济性指标的确定；3. 总体布置，巡检车是在线路断电的情况下运行，需要配备一台发动机，为了使轴荷分布均匀，发动机与油箱考虑安装在两轴之间较低的位置。在巡检车车体内部两端应分别布置一个控制台，以实现双向走行功能，控制台与驾驶员座椅的布置应满足人机工程学要求，方便驾驶员的操纵，为了方便工作人员对轨道上障碍的清除，巡检车两端设置有车门，由于巡检车外形尺寸小、整车重量轻，因而任何一部分重量分布不均都会对其运行平稳性造成影响，所以车内座椅和操纵台都应尽量呈对称形式，在外观设计上既要满足良好的空气动力学性能，又要有符合时代特征的美感；4. 关键零部件的选取，为满足巡检车的轻量化设计要求，应选择小排量的轻型发动机，在满足一定承载能力的条件下要尽量选择尺寸小、重量轻的轮胎；5. 动力性计算，巡检车驱动原理一汽车完全一样，所以参考汽车动力性计算，根据不同工况算出巡检车的最高速度、最大加速度和最大爬坡度；6. 燃料经济性计算，需要计算出等速度、等加速等、等减速度、怠速停车和整个循环这五个工况下的百公里燃油消耗量；7. 操纵稳定性和安全性计算。根据设计要求，巡检车的总质量要小于500kg,其主要通过选择轻质材料和简单的结构来实现，并且要在减轻重量的同时保证一定的强度和刚度，本课题选用25mm2.5mm（外径壁厚）的钢管作为转向架构架和车体骨架材料，而驾驶室的壳体采用玻璃钢。4、 设计成果在设计的最后阶段总体设计的工作是在各部件的详细资料的基础上绘制车辆总图、编写设计说明书及其他有关技术文件。车辆总图应该反映出该车的结构特点、主要尺寸、及各大部件之间的位置安排、连接关系等。对于选型设计的不见，如车钩、缓冲器、制动装置等，应画出其结构特点及位置安排，以便与同类其他装置相区别；对于要具体设计的部件，如车体结构等，在设计的前两个阶段则应尽量详尽，以便及早发现问题并指导该部件的设计，如在总图中反映车体钢结构的梁、柱布置及截面尺寸等。说明文件应在有一定根据的设想基础上伦镇该方案既是现实可行的，在某些方面又是技术先进的，并且要对设计任务书提出的各项要求一一作出说明。 五、主要参考文献1赵洪伦，轨道车辆结构与设计M，北京：中国铁道出版社，20092 鲁放，韩宝明2011年中国城市轨道交通运营线路统计与分析J，都市快轨交通，2012，（1）3Dirk Thomas利用车体横向激励模拟侧风下的列车响应J，国外铁道车辆，2012，（5）4杜子学，李宁，陈帅跨坐式单轨车辆曲线通过性能仿真分析J，城市轨道交通研究，2012，（7）5杜尚，刘万强重庆单轨车辆用SYS450D型空气弹簧研制J，铁道车辆，2012，（4）6晏绍杰，张经华重庆跨坐式独轨列车走行轮状态分析系统研究J，城市轨道交通研究，2011（1）7张济民，周力，王永强，左建勇交叉杆结构的副构架式径向转向架动力学性能研究J，城市轨道交通研究，2011，（2）8林涛，李家启，陈宏跨座式单轨交通防雷效益评估J，城市轨道交通研究，2012，（5）9李源海，杨国纪城轨车辆浮置地板设计J，电力机车与城轨车辆，2011，（1）10林涛，李家启，陈宏跨坐式单轨交通防雷效益评估分析J，城市轨道交通研究，2012，（5）11皇甫小燕城市轨道交通车辆全寿命周期成本探讨J，城市轨道交通研究，2012（5）12贺观跨坐式独轨交通的特点及其局限性J，城市轨道交通研究，2011，（1）13杜子学，吕俊跨坐式单轨车辆头车车体的模态分析J，城市轨道交通研究，2011，（3）14边颜东，杨永平城市轨道交通可持续健康发展的关键问题J，都市快轨交通，2012，（2）15冯爱军，魏运轻轨交通系统在我国的应用前景J，都市快轨交通，2011，（6）16杨珂，于松伟，冯爱军，魏运轻轨车辆技术特征及其发展J，都市快轨交通，2011，（6）17王伯铭城市轨道交通车辆工程M，成都：西南交通大学出版社，2007，918刘阳春日本未来标准型通勤车辆J，国外铁道车辆，2011，（6）19吴新安，吴晶，张丽，韩晓辉，孙广合跨坐式单轨车辆国产制动系统研制与应用J，铁道机车车辆，2012，（4）20孟庆利，杨国纪城轨车辆司机室头罩的结构功能以及造型分析J，电力机车与城轨车辆，2011，（1）21王建兵城市轨道交通车辆车钩选型研究 J，城市轨道交通研究，2011，（4）22范忠胜，温志强，陈凯地铁列车过渡车钩功能改进及应用 J，铁道车辆，2012，（2）23刘宝林地铁车辆技术改造案例分析J，城市轨道交通研究，2010，（12）24严隽耄，车辆工程M，北京：中国铁道出版社，2003 25 Jrg ZehnderLight Weight Design for High Speed and MAGLEV Trains，CUSA，ATTIC 20011，pp37426 R. Lotz Railroad and rail transit noise sources ，JJournal of Sound and Vibration, Volume 51, Issue 3, 8 April 1977, Pages 319-33627Daniel J. Graham, Antonio Couto, William E. Adeney, Stephen GlaisterEconomies of scale and density in urban rail transport: effec