现代载运工具的综合技术分析.docx

现代载运工具的综合技术分析12172030赵泽平摘 要：本文论述了轨道载运工具、道路载运工具、水上载运工具、空中载运工具四种主要载运工具的结构原理，从运用和管理的角度阐述了各种载运工具的技术优势，并且从现代社会交通需求出发，通过对各种载运工具的特点进行横向对比，论述了各种载运工具的技术发展趋势，并对现在载运工具综合运用的发展趋势进行了论述。通过对南京南站的认识，提出了一个能整体提高载运工具运输效率的载运工具配套设施的发展趋势。关键字：载运工具，运用，管理，综合分析正 文：1. 四种现代载运工具的结构原理1.1轨道载运工具轨道载运工具一般由机车和车辆组成，机车是铁路运输的基本动力，而车辆是运送旅客和货物的载体。机车分为电力机车和内燃机车，车辆是两种机车都可以通用的。1.1.1铁路车辆 铁路车辆的种类很多，但是他们的构造都是相似的。一般由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置五个基本部分组成。车体是输送旅客和货物的部分，一般和车底架构成一个整体。车底架是车体的基础，车底架由中梁、侧梁、枕梁、横梁及端梁组成，它承受车体和所装货物的重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。在列车运行时，它还承受机车牵引力和列车运行中所引起的各种冲击力。走行部的作用是引导车辆沿轨道运行，并把车辆的全部重量传给钢轨。它能保证车辆以最小的阻力在轨道上运行，传递牵引力和制动力，缓和来自线路的冲击。转向架是由两组轮对和轴箱油润装置、侧架、摇枕、弹簧减震装置、基础制动装置组成的。装相机啊能相对于车底架自由转动，缩短了车辆的固定轴距，便于车辆顺利通过曲线。车钩缓冲装置由车钩、缓冲器、钩尾框、从板等零件组成，车钩冲撞可以使机车和车辆或车辆之间实现连挂，并且传送牵引力和制动力，缓和列车运行或调车作业时所产生的冲击力。制动装置是利用外力迫使运行中的机车车辆减速或停车的一种设备，我国目前使用最广泛的是闸瓦摩擦式制动装置，由制动机和基础制动装置两部分构成。制动机直接受驾驶员操纵控制，并产生制动原力，基础制动装置可以传递制动原力，将该力扩大并均匀分配个各个闸瓦。1.1.2内燃机车内燃机车是以内燃机作为原动力的一种机车。铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机。由于柴油机的特性不能满足机车牵引特性的要求，所以在柴油机与机车动轮之间装有传动装置，柴油机的动力通过传动装置传递到动轮上去。内燃机车按传动方式的不同，可分为电力传动、液力传动两种类型。电力传动内燃机车由柴油机驱动主发电机发电后，向牵引电动机供电使其旋转，再通过牵引齿轮传动，驱动机车轮对旋转。内燃机车大致由柴油机、传动装置、走行部（包括车体、车架、转向架等）、辅助设备、制动装置和车钩缓冲装置等主要部分构成。柴油机通过把化学能转化为机械能，为机车提供动力。由于柴油机的外特性不符合牵引列车的要求，在内燃机车上，机车的动轮是不能由柴油机的曲柄直接驱动的。在柴油机和动轮之间，需要安装一套船速比可变的中间环节，即传动装置。现代机车走行部基本上都采用转向架的结构形式，内燃机车的转向架、车体、车底架、车钩缓冲装置与铁路车辆的相似，在铁路车辆部分已经进行了详细叙述。液力传动内燃机车，原动力也是柴油机，在柴油机与机车动轮之间，装有一套液力传动装置。液力传动内燃机车与电传动内燃机车相比，除传动装置不同外，其余部分都是相似的。1.1.3电力机车电力机车靠顶部升起的受电弓从接触网上取得电能后并转换成机械能来使机车运行的。电力机车主要有车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置以及一套电气设备组成的。除电气设备外，其余部分都与内燃机车相似，上文已经做过介绍。1.2道路交通工具汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。发动机是将汽车燃料的化学能转变成机械能的一个机器。大多数汽车采用往复活塞式内燃机。一般由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、启动系等部分组成。汽车底盘接受发动机的动力，将发动机的旋转运动转变成汽车的水平运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系、制动系四部分构成。传动系将发动机的动能传递到车轮上的全部动力传动装置，并实现动力的接通与切断、起步、变速、倒车等功能。行驶系是将汽车各总成、部件连接成一个整体，支撑整车，并将旋转运动的动力转变成汽车的直线运动，实现汽车的平顺行使，它由车架、车桥、车轮和悬架等部件组成。转向系是指用来控制汽车的行驶方向，由方向盘、转向器和转向传动机构组成。制动系是指用来使行驶中的汽车按照需要降低速度，停止行驶或在坡道上驻车，由控制部分、制动部分、制动器等部件组成。车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。电气设备用于汽车发动机的启动、点火、照明、灯光信号及仪表等监控装置。汽车的电器设备包括电源系统、启动系统、点火系统、照明装置、信号装置、仪表以及各种电器电子设备，这些设备都大大提高了汽车的安全性和各种性能。1.3水上载运工具船舶的总体大多由船体、船舶动力装置、船舶电气设备和船舶配套设备等组成。船体是指主甲板以下部分，它是一个直接承受静水压力、浮力、波压力、里、货载及本身重量等各种外力的空间结构。船体由钢板和骨架组成长箱形结构，整个船的主体可分为若干板架结构，各个板架互相连接互相支持，使整个主船构成坚固的空心的水密建筑物。（1）主船体。主船体是被外板和连续的上甲板全部包起来的水密结构，主船体的空间又被舱壁、甲板和平台分割成不同的舱室。船主体由首端、中部和尾端组成。（2）上层建筑。船舶主甲板以上，由一舷伸至另一舷的围壁建筑称为上层建筑，上层建筑位于水密的连续甲板以上，它包括船楼和甲板室。上层建筑作为驾驶室、工作室、船员和旅客的住室和生活用的舱室或安装船舶上某些设备之用。动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊、以及成员正常工作和生活所需的各类机械和设备。它主要是提供机械能、电能、热能、液体和气体的压力能，除保证船舶推进外，并满足整个船舶能量消耗的需要。船舶动力装置通常包括推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械和机舱自动化设备五个部分。（1）推进装置：主机运转，驱动传动设备和轴系，使螺旋桨旋转做功，产生推动力。（2）辅助装置：供应船上其他各种能量需要的装置和设备。（3）管路系统：连接各种机械设备并输送油、水、气等工作介质。（4）甲板机械：安装在甲板上可以使船舶实现一定功能的机械设备。（5）可以实现主机、辅机遥控、集控的设备。船舶设备主要包括舵设备、锚泊设备、系缆设备和救生设备等。（1）舵设备是控制船舶航行方向的装置，包括舵和操纵装置两部分。舵由舵叶和舵杆构成，舵叶是一块平板或流线型板，可绕竖轴转动，变换舵叶与船舶中线的平面所成的角度。舵杆用来转动舵叶，在驾驶室设有舵的操纵装置，通过传动机械转动舵杆，由指示器标示舵叶的位置。驾驶人员操纵舵轮或手柄，或由自动舵发出信号，通过传动装置带动舵机，由舵机带动舵的转动来控制船首方向，使船舶保持航向或回转。通常舵装在船尾螺旋桨后，远离船舶转动中心，使舵产生转船力臂最大，而且是螺旋桨排出的水流作用于舵上，增加舵效。（2）利用抓力或自重使船舶在水面固定位置的设备较锚泊设备，主要利用缆索，使船系于码头、岸边或浮筒上的设备叫做系缆设备。锚泊设备主要由锚、锚链、锚链筒、止链器、起锚机械、锚链管和锚链舱组成，系缆设备主要由船索、带缆桩、导缆装置、缆索卷车和绞缆机械组成，他们可以使船舶在水流、风力和波浪等外力作用下仍然能安全停泊而不产生严重的漂移现象。为了使船舶航行安全，增大船的续航时间和续航里程，保证船员和乘客的生活需要，船舶上一般会设有舱底水压排泄系统、压载系统、灭火系统、生活用水系统、通风系统、冷暖系统等船舶系统。1.4空中载运工具飞机由飞机机翼、副翼、机身、操纵系统、起落装置、燃油动力系统等部分构成。飞机机翼由骨架、蒙皮、接头等构成，在飞机飞行时产生升力，使飞机获得方向和横向操纵性和稳定性 （后掠机翼），在机翼上装有付翼、襟翼、缝翼、起落架，有的还装有发动机。机翼内部空间用来安装燃油箱及各种设备，在机翼下外挂发动机、副油箱、导弹、火箭等。飞机的尾翼是飞机重要的部件之一，由升降舵、方向舵、骨架、蒙皮、阻力板等结构构成。其主要功用是：保证飞机的纵向(俯仰)和方向(偏航)的平衡，并使飞机在纵向和方向两方面具有必要的稳定和操纵作用。一般的尾翼包括水平尾翼(简称“平尾”)和垂直尾翼(简称；垂尾)。前者由固定的水平安定面(有的可略微转动）和活动的升降舵组成。后者则内固定的垂直安定面和活动的方向舵组成。飞机副翼悬挂接头、操纵摇臂、配重、肋、蒙皮等结构构成。副翼可以辅助尾翼来帮飞机调整飞行姿势。飞机机身主要由各种梁构成的骨架、蒙皮等结构构成。飞机机身的功用主要是装载人员、货物、燃油、武器、各种装备和其他物资，它还可用于连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件，并把它们连接成为一个整体。飞机操作系统包括中央操作系统和传动系统。飞机操作系统可以通过飞行员使用操纵杆等来调节飞机飞行姿态，转弯，上升下降等。起落架是飞机的起落装置，供飞机在地面或水面起飞、着陆、滑行和停放，吸收着陆时的撞击和改善起落的性能。起落架分为构架式、支柱式和摇臂式。起落架一般由撑杆、减震支柱、机轮构成，机轮上装有刹车装置，可以在飞机降落时起到减速作用，可以缩短滑行距离。动力系统提供飞机前进所需要的动力，使飞机在飞行过程中保持足够的升力。飞机燃油系统主要有两种供油型式：一种是靠重力供油；另一种是靠油泵供油(压力供油)。燃油系统构造复杂，是飞机系统的一个十分重要的系统，一般燃油系统由燃油箱、加油分系统、供油分系统、通气分系统、油量指示设备和控制设备等组成。燃油系统是用来贮存燃油，根据需要向动力系统连续供给燃油的整套装置。2. 四种现代载运工具的技术优势2.1轨道载运工具的技术优势轨道载运工具是指通过铁路轨道运行的各种机车与车辆，铁路载运工具以铁路轨道行进导向，车辆通过带凸缘的钢轨内侧行驶，轨道起着支撑车辆和向导作用。铁路载运工具广泛的应用于城市间的长途客货运输，城市内和市郊的公共交通。他的结构和运行方式决定了他的技术优势，包括运输能力大，运营费用低；运行的计划性强，运输的准时性好；维护工作量小，耐久性高，安全性强；方便地实现背驮运输、集装箱运输及多式联运。2.2道路载运工具的技术优势汽车运输在所有运输方式中是影响面最为广泛的一种运输方式，其技术优势有，全程速度快，可实现门对门运输；运用灵活，可随时调拨，不受时间限制，且到处可停，富于弹性及适应性；受地形、气候限制小；总运量大。公路运输设备与其他运输方式相比，投资少、资金周转快、投资回收期短，且技术改造较容易，很好的满足了社会经济发展对运输的需要。2.3水上载运工具的技术优势水路运输在所有的运输方式中时最为便宜的运输工具，他具有他独有的技术优势。水上载运工具运输量大，能源消耗低，单位运输成本低，续航能力大。可以便宜地跨海或沿河远距离运输超重、超大的货物。2.4空中载运工具空中载运工具是四种常见载运工具中运行速度最快的，所以速度快是航空运输的最大的技术优势；并且，航空运输不受地形限制，机动性好，可以在两个地点间直线飞行，走最短距离；航空运输舒适安全，适用范围广，用途广。航空运输速度快，可以节省旅客大量时间，或者为货主加速资金周转。在客运和进出口贸易，尤其是贵重物品、精密仪器、鲜活物资运输等方面发挥着越来越大的作用。3. 四种现代载运工具的技术发展趋势3.1铁路列车的发展趋势随着人们对运输的速度、运量和舒适度的要求越来越高，现在铁路列车正向着高速化、高安全、大型化的方向发展。铁路速度的提升，加快了两地间人员的往来和货物的周转，使地理距离在时间上缩短了。铁路速度的提升拉动了内需，促使国家经济发展，使人们出行更加方便了。经济发展使客、货运输需求量越来越大。铁路列车运行时间间隔距离越来越少，高速及城市铁路上列车追踪的间隔时间短，一般为5分钟以下，因此，铁路信号设备和运行控制系统的可靠性必须更加重要。除了这些，在铁路的设计制造过程中也需要加入现代科技，使整个硬件设施更加完善，增强铁路运输的安全性。铁路重载运输得到了世界上越来越多国家的重视。重载运输能大大提高运输效率，节省单位运输成本，在远距离固定线路运送煤、铁等矿石资源中其优势尤为突出。载重的增加也带动了研发单位对增加发动机牵引力、增强车体结构强度、增强线路桥梁结构强度等方面的研发，成果对于所有的铁路机车车辆都有很重要的意义，所以重载运输已经成为当今世界铁路运输现代化发展的重要趋势。3.2道路载运工具的发展趋势现代汽车随着社会的不断进步而进步，其技术含量随着社会科学技术的不断提高而提高。未来的汽车将向智能化、安全化、环保化、信息化、轻量化等方向发展。智能化集中表现在汽车的自动控制能力、自动操纵能力和信息化程度的大大提高之上。如GPS系统、驾驶员分神监视系统、智能防碰撞系统、智能车速控制系统等，这些系统提高了汽车的使用性，是驾驶员在驾驶过程中更加轻松，方便。如今，汽车尾气污染已经相当严重，在城市中除了空气污染以外，汽车噪声也是主要污染之一。全球汽车每年所消耗的燃油也十分惊人，因此环保与节能一直受到人们的高度重视。行车的安全性是十分重要的，提高汽车行驶安全性一直是人们研究的重要课题。现在道路载运工具加强安全方面的做法是使用更先进的技术和设备来提高汽车的主动安全，设计更加坚固的车架和更加合理的车辆结构，加装安全设施来提高汽车的被动安全。随着节约资源的呼声越来越大，汽车的轻量化也逐渐成为汽车未来的发展趋势。汽车的轻量化是指在满足汽车使用功能的前提下，使汽车的质量轻，布置紧凑，汽车的面积利用率高，从而使汽车的体积小，对汽车的动力性、燃油经济性和行驶稳定性以及材料和能源的节约都有好处。研发轻质材料和优化汽车设计是使汽车轻量化程度提高的两个途径，这两个方面的进一步研究也是未来汽车发展趋势所需要的。如今这个多元化的社会，个性展露在各个方面，所以在不影响汽车安全和性能的前提上，汽车的个性化发展也将成为未来汽车发展的趋势。3.3水上载运工具的发展趋势水上载运工具担负着远洋和内河重物货运的重任，在沿海与内陆，大洲与大洲之间交流越来越密切，供需关系越来越紧张的情况下，水上载运工具正向着船舶大型化、船舶专业化、船舶高速化、船舶自动化和船舶绿色化的方向发展。使用更大型的船舶来进行运输，可以发挥大型船舶的规模效益、降低运输成本、提高竞争实力，船舶大型化是世界经济和贸易发展的必然结果，是航运市场在激烈的市场竞争中求生存、谋发展以及全对结构调整的必要手段，所以优化船队结构、增加大吨位船舶是水上载运工具的发展趋势。船舶的专业化是随着经济建设速度的不断加快、运输需求的迅速增长而逐渐发展起来的。传统货船的装卸搬运工艺已经不能满足运输需求，且装卸效率低、劳动强度大、船舶在港时间长、船舶周转速度低。船舶专业化的实现，扭转了上述被动的局面，改善了各种运输工具之间的换装作业，加速了货物的整个运输流程和船舶周转，固将成为水上载运工具的发展趋势。航速越高，在航线上需要配备的船舶数量就越少，就货主而言，则希望货物送达速度越快越好，所以，在保证安全和燃料经性的条件下，提高航速无疑是增加水运竞争力的一个有效途径。随着造船和航海技术及自动化技术的不断进步，船舶自动化程度越来越高。船舶的自动化可以使船舶自行寻找最佳航线、自动航行、定位和检测，可以通过网络自动把船舶位置、状态、控制、动力装置的各种参数经计算机分析调整后反馈给驾驶员或船舶公司，可以使驾驶员或船舶公司技术人员对船的状态有清楚的了解。设备故障可以以由此进行远程诊断、预测，节省了大量人力物力。所以自动化使船舶运行更加安全便捷，是船舶发展的一个趋势。21世纪是一个发展与环保的新世纪，船舶的增加、航区的扩大、航线的密集，不仅会促进生产力的增长，也必然会带来严重的环境污染问题。绿色船舶的研制与运行已经引起了世界上所有航运大国的关注。绿色船舶是一个整体的概念，贯穿于新船的设计与制造，营运船舶的航行、停泊、作业，旧船的改造和设备更新，甚至于船舶退役时的报废和拆解的全过程。这样的船舶概念才是真正的绿色船舶，是未来造船的趋势。3.4空中载运工具的发展趋势现代化飞机的驾驶舱将使用通信、导航、监视等方面的最新技术设备，系统各种显示和操纵装置都装在驾驶舱内，使飞行更有保证。空中载运工具现在朝着高载重、高速度、高安全保障、低能耗、低噪音、飞机检测自动化的趋势发展。提高载重和速度，无疑提高了飞机的运输效率，降低了单位运输成本，低能耗低噪音更符合当今节能减排以及降低污染的社会需要，飞机检测自动化可以进行一些常规检查，节省人力，缩短飞机起飞准备时间，随着航空器的不断更新，各种地面设备也在不断发展，机场设施运用高科技化的手段，安全得到更好的保证。4. 现代载运工具发展的综合分析随着科技的发展，现代载运工具的性能越来越强，用途越来越广，分类也慢慢变得模糊，逐渐形成了多功能载运工具，逐渐形成两栖甚至三栖载运工具，可以实现多种形式的运输任务，这也是未来载运工具的一个发展趋势。例如气垫船，是一种以空气在船只底部衬垫承托的交通工具。气垫通常是由持续不断供应的低压气体形成。气垫船除了在水上行走外，还可以在某些比较平滑的陆上地形行驶。气垫船就兼顾了道路载运工具的快速的特点和水上载运工具的运费低的特点，可以进行水陆两用运输。例如两栖飞机，是一种可以在水面和机场都可以停降的飞机，这无疑增大的飞机的使用范围。水陆空三栖汽车也在研发过程中，现在其概念车型已经可以使用，以后必然会成为汽车的发展方向。载运工具本身的发展是一方面，与载运工具相配合的载运工具的配套设施的发展也是促进现代交通运输效率的一个重要方面。现代载运工具的运用向着统一性发展，各种交通工具之间的关系