《铁路运输系统》PPT课件.ppt

第四篇 铁路运输系统,第二章 铁路固定运输设备,第一节 铁路线路与轨道,一、铁路主要技术标准,铁路等级、正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线有效长度和闭塞类型,机车交路机车固定担当牵引任务的周转区段,共三级,1、线路等级,目前在我国，铁路等级除、级外又增加了“客运专线”等级，时速200至350km/h的铁路统称为客运专线，曲线半径一般在2200m以上。客运专线是以客运为主的快速铁路。 比如京津城际高速、京沪高速等都是客运专线。 而根据国际铁道联盟的定义：时速200km以上的铁路系统就是高速铁路。所以我国的客运专线就是高速铁路。,2、正线数目,二、铁路线路平、纵断面,1、线路平面,概念 组成：直线、曲线圆曲线、缓和曲线,要求,曲线半径舒适性、磨损、纵横滑移 标准半径,夹直线,最小长度：一级铁路80m(一般地段) 40m(困难地段) 二级铁路60m(一般地段) 30m(困难地段) 三级铁路 50m (一般地段) 25m(困难地段),缓和曲线螺旋线、三次、五次抛物线,2、线路纵断面,概念,组成坡段、竖曲线,限制坡度确定列车重量的最大坡度,牵引定数限制坡度确定的列车重量,加力牵引坡度,三、路基,四、轨道,1、轨道组成,作用：承载、导向,钢轨,作用承压、导向,要求刚硬性、柔韧性,材料碳、锰、硅合金钢,70kgm、60kg/m、50kgm,长12.5m，25m,轨距1435mm,结构,轨枕,作用承力、传力、固轨,木枕弹性好；形状简单，制造容易；重量轻，铺设、更换方便。它的主要缺点就是要消耗大量的木材，而且使用寿命较短。,钢筋混凝土轨枕使用寿命长、稳定性好、养护工作量小，加上材料来源较广，所以得到广泛采用，不仅可以节省大量木材，而且还有利于提高轨道的强度。,普通轨枕的一般长度是25 m,轨枕布置的密度，一般每公里15201840根,宽混凝土轨枕，它比钢筋混凝土轨枕薄、宽，而且在轨道上是连续铺设,联结零件,接头联结零件,联结时，两节钢轨之间应当预留适当的缝隙，叫做轨缝，这样，当温度发生变化时，钢轨就可以自由地伸缩,中间联接零件,钢筋混凝土轨枕用的中间联结零件有3种,扣板式,拱型弹片式,型弹条式,木枕扣件,道床,作用支承轨枕、固定轨枕的位置、缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击,碎石道床,整体道床,防爬设备,列车运行时，常常产生作用在钢轨上的纵向力，使钢轨作纵向移动，有时甚至带动轨枕移动，这种纵向移动，叫做爬行,防爬器,道岔,道岔是使机车车辆由从一股道转入另一股道的连接设备,转辙器：包括两根尖轨和两根基本轨，是引导机车车辆转线的部分,辙叉及护轨：包括辙叉心、两根翼轨和两根护轮轨。它的作用是保证车轮安全通过互相交叉的两根钢轨,连接部分：包括两根直轨和两根导曲线轨,道岔代号，代表了辙叉角（）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值，即,式中：N为道岔号。 显而易见，辙叉角越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。然而，道岔号数越大，道岔越长，其造价越高，占地越多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。,列车在车站内的调头,三角线 三角线是最简单的调头设备，造价低，作用可靠，维修容易，可是占地面积大，调头时间长。,转车盘,它是机车调头设备中最主要的一种。是由圆坑及机车可以通行的上承式或下承式的钢梁（在圆坑上铺设圆轨），并且在水平面上围绕梁的中心迴转360，在圆坑外的四周铺设若干条辐射状配线。当转车盘对准某一配线时，机车即可驶上转车盘，并可驶入任一配线上。上承式圆坑较深，下承式则较浅。,2、轨道类型,3、无缝线路,无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。它是当今轨道结构的一项重要新技术，世界各国竟相发展。,根据无缝线路受力原理，理论上讲无缝线路的轨条长度可以无限长。目前在普通无缝线路上，由于各种原因，轨条长度一般在1500m左右。,L=Lt,钢轨的线膨胀系数，取11.8106； L钢轨长度(mm)；,t轨温变化幅度(),根据虎克定律，温度应力t为 t=Et=EL/L=Et,式中 E钢的弹性模量，E=2.1105,t钢的温度应变(每一单位长度的伸长或缩短),将E、之值代入，则温度应力为 t2.110511.8106t2.5t 一根钢轨所受的温度力Pt为,Pt=tF=2.5tF (N),F钢轨断面积(mm2),温度力，仅与轨温变化幅度有关，而与钢轨本身长度无关,对于不同类型的钢轨，同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同,无缝线路的锁定轨温,在无缝线路上，两端要拧紧扣件，按设计增设防爬设备，使两端“固定”，所以也叫锁定线路。,锁定时的轨温称为锁定轨温,锁定轨温高了，冬天产生的温度拉力大，夏天产生的温度压力小,锁定轨温低了，冬天产生的温度拉力小，夏天产生的温度压力大,选定锁定轨温时，以冬季钢轨不折断，夏季不发生涨轨跑道为原则,例如，北京最高轨温626，最低轨温-228，中间轨温就是199，而设计锁定轨温一般采用24。,根据各个地区的轨温变化情况进行检算和调整。一般以稍高于本地区的中间轨温作为锁定轨温，比较适宜,无缝线路锁定后，当轨温发生变化时，在长轨条的中部因不能随轨温变化伸缩而在钢轨中积存巨大的温度力，与此同时，也存在着阻止轨道框架(钢轨轨枕钉连在一起，称为轨道框架)移动的纵向阻力。它包括接头阻力、扣件阻力及道床纵向阻力,温度力甲能由接头阻力平衡的温度力；温度力乙能由道床纵向阻力平衡的温度力,无缝线路稳定性,道床横向阻力,轨道框架刚度,第二节 铁路车站及枢纽,一、车站的分类,1、按技术作业性质分,中间站 区段站 编组站,2、按业务性质分,客运站 货运站 客货运站,3、按等级分,特等站 一至五级站,4、车站的线路种类,正线、到发线、调车线、牵出线、货物线 安全线、避难线、机车走行线、存车线、检修线,二、中间站,1、主要任务及作业内容,列车到发、通过、会让、越行 客货运业务,2、主要设备,客运设备、货运设备、站内线路、信号及通信设备,3、会让站和越行站,无货运业务,会让站单线铁路 越行站双线铁路,4、站界,单线铁路：进站信号机柱中心线之间,双线铁路：一端为进站信号机柱中心线 另一端为站界柱中心线,三、区段站,区间： 区段：,1、区段站设置位置,2、区段站的作业与设备,供应与整备机车、中转、解编（少量） 客货运、机车及车辆检修,客运设备、货运设备、运转设备、机务设备、车辆设备,3、区段站布置图,始发直达列车在一个车站装车后直接编组或在相邻几个车站装车后编组，通过一个及其以上编组站不进行改编作业的列车,技术直达列车在技术站编组，通过一个及其以上编组站不进行改编作业的列车,直通列车在技术站编组，通过一个及其以上区段站不进行改编作业的列车,货物列车的种类,区段列车在技术站编组，开行距离为一个区段，在中间站不进行摘挂车作业的列车,沿零摘挂列车在技术站(或中间站)编组，开行一个区段，但在中间站进行零担货物装卸和车辆摘挂作业的列车,小运转列车在枢纽或区段内几个车站间开行的列车,四、编组站,1、编组站及其主要任务,编组站大量解编作业，完善的调车设备， 列车工厂,主要任务解编，小运转列车，供应列车动力，整备检修机车，日常保养,2、编组站的分类,路网性编组站,区域性编组站,地方性编组站,3、编组站的作业与设备,作业改编（到达、解体、编组、出发） 无调中转（换挂机车、列车技术检修） 货物作业（比改编增加送车、装卸、取车） 机车整备和检修、车辆检修,设备调车设备、行车设备、机务设备（机务段）、车辆设备（车辆段、列检所、站修所）,4、编组站布置图,编组站形式：单向编组站一套调车设备 双向编组站两套调车设备,横列式、纵列式、混合式,级纵向排列的车场数 场全站的主要车场总数,调车驼峰,平面牵出线。设在平道上，调车时，车辆溜放的动力是靠调车机车的推力。牵出线设于调车场尾部，适合于车列的编组作业,驼峰像骆驼的峰背而得名。调车时，车辆溜放的动力以其本身的重力为主，调车机车的推力为辅。驼峰一般 设在调车场头部，适合于车列的解体作业,推送部分：是指经驼峰解体的车列其第一钩车位于峰顶时车列全长所在的线路范围。设置这一部分的目的是为了使车辆得到必要的位能，并使车钩压紧，便于摘钩,溜放部分：由峰顶至调车场头部各股道警标后约100m（大能力驼峰）或50m（中、小能力驼峰）处的线路范围,峰顶平台：推送部分与溜放部分的连接处，设有一段平坦地段，叫做峰顶平台,五、铁路枢纽,设在网点或网端，各种线路、专业车站、服务设备组成的技术设备总称,第三节 铁路信号与通讯,一、信号,种类：视觉信号、听觉信号 固定信号、移动信号,固定信号机,进站信号机 出站信号机 通过信号机 调车信号机 驼峰信号机,二、闭塞设备,闭塞设备，用来保证列车在区间运行安全，并提高区间通过能力,为了防止同向列车在区间内尾追，或对向列车在单线区间内对撞，区间两端车站值班员在向区间发车前，必须办理行车联络手续，叫行车闭塞,用来办理行车闭塞的设备叫闭塞设备,半自动闭塞,采用半自动闭塞时，以出站信号机或通过信号机的进路显示作为列车占用区间的凭证,这种闭塞制度既需要人工操纵，出站信号机又具有自动恢复定位的特性,工作过程,甲站开放出站信号机,列车出站，出站信号机自动关闭，乙站铃响，灯都由绿变红，手柄恢复定位，并用电话通知乙站,乙站开放进站信号机,列车进入乙站轨道电路区段时，进站信号机自动恢复定位,乙站拔出闭塞按钮，表示灯即熄灭，乙站闭塞设备复原。甲站铃响，闭塞设备复原,自动闭塞,是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种闭塞方式。闭塞分区(其长度一般为12001 300m)，每个分区的起点设置一个通过信号机进行防护。闭塞分区内装有轨道电路，因而能够正确反映列车的运行情况，并及时传给通过信号机显示出来，向接近它的列车指示运行条件,每一闭塞分区构成一个独立的轨道电路,1号通过信号机亮红灯，表示该分区有列车占用，续行列车应在该信号机前停车,3号信号机亮黄灯，表示它所防护的闭塞分区空闲，要求续行列车注意运行，前方只有一个闭塞分区空闲,5号通过信号机亮绿灯，前方有两个闭塞分区空闲，指示列车可按规定速度运行,第三章 铁路运输移动设备,第一节 铁路机车,一、机车分类,1、按原动力分：蒸汽机车、内燃机机车、电力机车,2、按运用分：客运机车、货运机车、调车机车,二、内燃机机车,1、构成,柴油机、传动装置、走行部、制动装置车体与车架、车钩缓冲装置、辅助设备,2、类型,电力传动内燃机车,液力传动内燃机车,DF8b内燃机车,3、基本结构原理,电力传动内燃机车,1 电阻制动装置 2 硅整流轨 3 牵引装置 4 走行部 5 启动变速箱 6励磁机 7 主发电机 8 柴油机 9燃油箱 10预热锅炉 11 静液压变速箱 12 电机悬挂系统 13冷却风扇 14 牵引电动机 15 基础制动装置 16 车钩缓冲装置,曲柄连杆机构、配气机构、供油系统 润滑系统、冷却系统、起动系统,柴油机,传动装置,直一直流电传动,交一直流电传动,交一直一交电传动,交一交流电传动,三、电力机车,1、电气化铁道的供电系统,1一发电厂；2一高压输电线；3一区域变电所；4一铁路牵引变电所；5一馈电线；6一接触网；7一钢轨；8一回流线；9一接地线；10一电力机车,2、电力机车,SS8电力机车,第二节 铁路车辆,一、类型,1、按用途分,客车、货车,2、客车类型,硬座车（YZ） 软座车（RZ） 硬卧车（YW）,软卧车（RW） 餐车（CA） 行李车（XL） 邮政车（UZ）,3、货车类型,棚车（P） 敞车（C） 平车（N） 罐车（G） 保温车（B）,4、按轴数分,四轴 六轴 多轴,二、基本构造,1、车体：车底架、侧墙、端墙、车顶,2、走行部（转向架）：轮对、侧架、轴箱 摇枕、心盘,3、车钩缓冲装置：车钩、缓冲器、钩尾筐、从板,4、制动装置：空气制动、电磁轨道制动、电磁涡流制动,5、内部设备,三、车辆标记,车辆标记分为运用、产权、制造、检修4类,1、运用标记,运用标记是铁路运输部门如何运用车辆的依据，有以下6种,1）车辆编码,车种、车型、车号,车种编码汉语拼音名称中关键的一个或两个大写字母表示，其中客车用2个(或3个)字母，货车用一个字母。,车型编码大写汉语拼音字母和数字混合表示,车号编码7位数字代码，因车种、车型不同，使用数字规定了区分范围，同种车辆的车号必须集中在规定的码域内，以便从车号编码上反映车辆的车种、车型。,2）自重、载重及容积,容积以m3为单位，并在括号内注明“内长内宽内高”，尺寸以m为单位,载重车辆允许的最大装载重量，以t为单位,自重车辆本身的全部重量，以t为单位，取小数一位，第二位四舍五入,3）车辆全长及换长,车辆全长车两端钩舌内侧间的距离，以m为单位,换长为了编组列车时统计工作的方便，将车辆全长 换算成辆数来表示的长度。换算时以30t棚车平均长度11m为计算标准,计算中保留一位小数，尾数四舍五入,4）车辆定位标记：分别表示车辆的第一位和第二位，以阿拉伯数字1和2表示。以制动缸活塞推出的方向为第一位，另一端为第二位。手制动机都安装在第一位。车辆的定位标记涂打在车上规定的部位。,制动缸,5）表示车辆设备、用途及结构特点的各种标记,可以参加国际联运的客货车,禁止通过机械化驼