车辆工程练习题

车辆工程练习题 第三版 兰州交通大学 严隽耄 傅茂海主编 李芾主审 车辆工程练习题 一 一 填空题 1 铁道车辆由 和 五大基本组成部分 车体 走行部 或转向架 制动装置 连接缓冲装置 车体内部设备 2 转向架按弹簧悬 挂装置分类可分为 和 两类 一系弹簧悬挂 二系弹簧悬挂 3 弹簧的主要特性包括 和 挠度 刚度 柔 度 4 209T 型客车转向架适用于时速 以下运行 采用 制动 120km h 双侧闸瓦 5 车钩具有 三种作用位置 即三态作用 闭锁 开锁 全开 6 车钩的破坏形式主要是 或 疲劳 脆性断裂 7 保温车的车体装有隔热材料 并且在车内设有冷却装置 加温装置 测温装置和通风装 置等 使其具有 和 三种性能 制冷 保温 加温 8 车辆代码分 三段 车种 车型 车号 9 影响轴承性能的主要因素有 和 轴承结构 轴承质量 润滑油 密封 工作环境 10 多卷弹簧完全代替单卷弹簧必须满足 三个条 件 弹簧指数相等 应力相等 各卷弹簧的挠度相等 11 减振器按结构特点可分为 和 摩擦减振器 油压减振器 12 我国货车上采用的车钩类型有 车钩 客车上采用 车钩 2 号 13 号 1 号 15 号 13 车体按承载特点可分为 和 三类 底架承载结 构 侧壁底架共同承载结构 整体承载结构 二 名词解释 1 额定动载荷 额定寿命为 100 万转时 轴承所能承受的负荷 2 额定寿命 一批同型号 同尺寸的轴承 在相同条件下转动时 其中 90 的轴承在疲劳剥离前能够达 到或超过的总转数 或在一定转速下的工作小时数 3 主载荷 车辆结构强度设计及试验需考虑十几种作用载荷 或力 的单独或联合作用 然而不管整 个车辆结构或其 组成零部件的强度 刚度或稳定性 总是主要取决于一个或几个作用载荷 或力 其余则 处于从属地位 我们把对强度 刚度或稳定性具有决定意义的载荷 或力 称为 主载荷 4 自重 载重 轴重 自重 车辆本身的全部质量 载重 车辆允许的正常最大装载质量 轴重 按车轴型式及在某个运行速度范围内该轴允许负担的并包括轮对自身在内的最大总 质量 5 柔度系数 车辆静止停留在超高为 h 的线路上 其车轮滚动平面 钢轨顶面 与水平面形成的角度为 由于超高 车体在簧上倾斜并与垂直于轨面的中心线形成一个角度 在略去弹簧的 不对称性和减振器的影响后来计算或测量 的比值称为车辆柔度系数 并用 s 表示 三 简答题 1 简述铁道车辆的基本特点 铁道车辆与其他车辆的最大不同点 在于这种车辆的轮子必须在专门为它铺设的钢轨上运 行 这种特殊的轮轨关系成了铁道车辆结构上的最大特征 并由此产生出许多其他的特点 自行导向 低运行阻力 成列运行 严格的外形尺寸限制 2 简述转向架的基本作用 增加车辆的载重 长度与容积 提高列车运行速度 通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动 支承车体 承受并传递 各种载荷及作用力 并使轴重均匀分配 保证车辆安全运行 能灵活地沿直线线路运行及 顺利地通过曲线 3 与货车转向架相比 客车转向架为了提高运行平稳性和提高运行速度 在结构上主要 采取哪些技术措施 为了改善车辆的垂向动力性能 客车转向架通常采用两系弹簧装置 在摇枕与构架之间设 有摇枕弹簧 在轴箱和构架之间设有轴箱弹簧 为了改善横向动力性能 设有横向弹性复原装置 在高速运行的客车转向架中采用各种形式的轴箱定位装置 以抑制转向架在线路上的蛇行 运动 基础制动装置一般采用双侧闸瓦踏面制动 以改善制动性能和车轴的受力状况 4 客车车辆上为什么要安装车钩复原装置 当车辆在曲线上运行时 车钩中心线与车体纵向中心线之间将产生一定偏角 由于客车车 体较长 在曲线上车钩的偏移量较大 如果车钩偏移后不能迅速地恢复到正常位置 势必 会增加车辆运行时的摆动量 而且还会造成车辆摘挂困难 因此 在客车上均装有车钩复 原装置 5 P64 型棚车结构上有哪些特点 P64 型 3 棚车是一种具有内衬的新型棚车 车体为全钢电焊结构 它由底架 侧墙 端梁 和车顶组成 底架中梁 枕梁 下侧梁 大横梁 小横梁 端梁和纵向梁组成 侧墙为板 柱式结构 由侧柱 侧墙板和侧门组成 端墙也是板柱式结构 由端力柱 端墙板和上端 梁组成 车顶由上侧梁和车顶板组成 6 长大货物车有哪些种 凹底平车为什么要做成 下凹形底架 长大货物车按其结构形式可分 长大平板车 凹底平车 落下孔车和钳夹车等 对于载重较大的车辆 由于车轴和转向架数量增多 这样就会使地板面抬得高 从而 影响装货物的净 空高度 因此可将底架中央的装货部分做成凹形以增大净空 7 车辆对轮对都有哪些要 求 应有足够的强度 以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行 应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下 使其重量最小 并具有一定弹性 以减少轮 轨之间的相互作用力 应具备阻力小和耐磨性好的优点 应能适应车辆直线运行 同时又能顺利通过曲线 还应具备必要的抵抗脱轨的安全性 8 简述转 8A 型转向架的结构组成 轮对轴承装置 采用标准 RD2 型滚动轴承 RD2 型车轴和整体辗钢车轮 构架 转 8A 型转向架的构架是由左右两个独立的侧架与一摇枕组成 采用导框式轴箱定 位 弹簧减振装置 采用一系中央悬挂 弹簧减振装置包括弹簧和减振器 基础制动装 置 采用单侧滑槽式弓形制动梁 9 铁路车钩缓冲装置由哪几个部分组成 它们各起什么作用 车钩缓冲装置由车钩 缓冲器 构尾框 从板等零件组成 车钩的作用是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂和传递牵引力及冲击力 并使 车辆之间保持一定的距离 缓冲器是用来缓和列车运行及调车作业时车辆之间的冲撞 吸收冲击动能 减小车辆相互 冲击时所产生的动力作用 从板和构尾框则起着传递纵向力 牵引力或冲击力 的作用 10 弹簧减振装置按主要作 用可分为哪几类 试举例说明 一类是主要起缓和冲动的弹簧装置 如中央及轴箱的螺旋圆弹簧 二类是主要起衰减 消 耗能量 振动的减振装置 如垂向 横向减振器 三类是主要起定位作用的定位装置 如轴箱轮对纵 横方向的弹性定位装置 摇动台的横 向缓冲器或纵向牵引拉杆 11 简述缓冲器的工作原理及分类 缓冲器的工作原理是借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力 同时在弹性元件变形过程中 利用摩擦和阻尼吸收冲击能量 根据缓冲器的结构特征和工作原理 一般可将缓冲器分为几种类型 弹簧式缓冲器 摩擦 式缓冲器 橡胶缓冲器 摩擦橡胶式缓冲器 粘弹性橡胶泥缓冲器 液压缓冲器及空气缓 冲器等 12 为什么有的罐车可以不设底架 罐车的车型虽然很多 但均为整体承载结构 大部分罐车的车体都是由罐体和底架两 大部分组成 由 于罐体是一个卧式整体桶形结构 具有较大的强度和刚度 罐体不但能承受所装物体的重 量 而且也可以承担作用在罐体的纵向力 因此 罐车的底架较其他种货车底架结构简单 甚至有的罐车取消了底架 称为无底架罐车 四 论述题一般转向架由哪几部分组成 它们都有什么作用 轮对轴箱装置 轮对传递车辆重量 传递轮轨之间的各种作用力 轴箱与轴承装置是联系 构架 或侧架 和轮对的活动关节 使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动 弹性悬挂装置 包括弹簧装置 减振装置和定位装置 可以减少线路不平顺和轮对运动对 车体的各种动态影响 构架或侧架 构架 侧架 是转向架的基础 它把转向架各零 部件组成一个整体 承受 传递各种作用力及载荷 基础制动装置 传递和放大制动缸的制动力 使车辆承受前进方向的阻力 产生制动效果 以使运行中的车辆能在规定的距离范围内停车 转向架支承车体的装置 安全可靠地支承车体 承载并传递各作用力 车辆工程练习题 二 1 铁道车辆的基本特点 自行导向 低运行阻力 成列运行 严格的外形尺寸限制 2 铁 道车辆的组成 车体 走行部 制动装置 连接和缓冲装置 车辆内部设备 3 车辆全长及换长 车辆全长为该车两端钩舌内侧面间的距离 以 M 为单位 换长等于全 长除以 11 保留一位小数 4 检修标记 定期修理标记 分段修 厂修 6 机车车辆界限是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓 7 车钩中心线距轨面距离 指车钩钩舌外侧面的中心线至轨面的距离 我国规定新造或修 竣后的空车标准车钩高为 880M 8 转向架的组成 轮对轴向装置 弹性悬挂装置 构架或侧架 基础制动装置 转向架支 承车体的装置 9 轴向定位方式 固定定位 导框式定位 干摩擦导柱式定位 油导筒式定位 拉板式定 位 拉杆式定位 转臂式定位 橡胶弹簧式定位 10 车体与转向架的承载方式 心盘集中承载 非心盘承载 心盘部分承载 11 车轴的组 成 轴颈 轮座 防尘板座 轴身 12 车轮 我国的车轮大都使用整体碾钢轮 它包括踏面 轮缘 轮辋 幅板 轮毂 13 车轮踏面 需要做成一定的斜度 的作用 便于通过曲线 可自动调中 踏面磨耗沿宽度 方向比较均匀 14 名义直径 钢轮在离轮缘内测 70mm 处测量所得的直径 该圆称为滚动圆 15 我国采 用辗刚整体轮和铸钢整体轮以及少量的轮箍轮 16 轴向装置的作用 将轮对和侧架连在一起 使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平 动 承受车辆的重量 传递各方向的作用力 保证良好的润滑性能 减少磨耗 降低运行 阻力 良好的密封性 防止尘土 雨水等物侵入及甩油 从而避免破坏油脂的润滑 甚至 发生燃轴事故 17 圆锥滚动轴承的组成 轴承 油封组成 前盖 防松片 通气栓 密封座 后挡 18 弹性悬挂元件的分类 第一类是主要起缓和冲动的弹簧装置 二类是主要起衰减振动的减 振装置 三类是主要起定位作用的定位装置 19 并联布置的弹簧系统的当量刚度等于各个弹簧的刚度的代数和 串联布置的弹簧系统的 总柔度等于各弹簧柔度的代数和 20 抗侧滚扭杆装置的组成 拉杆 扭杆 扭臂 支承座 21 为什么车轮踏面要有锥度 车轮踏面必须要有斜度 增大踏面斜度 可以通过较小的半 径曲线 为了使车辆顺利通过曲线 曲线区段 R 650m 时 的轨距要加宽 22 两级刚性弹簧组一般分为三种 a 空车时为内外簧串联承载 重车时为外簧承载 b 空 车时为外簧承载 重车时为内外簧并联承载 c 空车时为内外簧串连承载 重车时为内外 簧并联 23 空气弹簧装置系统的组成 空气弹簧本体 附加空气室 高度控制阀 差压阀 滤尘器 24 空气弹簧的分类 囊式 单曲 双曲 多曲 膜式 约束 自由 25 高度控制阀的 工作原理 由于车体静载荷的增加 减少 空气弹簧被压缩 伸长 使空气弹簧高度降低 增高 随之 车体距轨面高度发生改变 这样 高度控制机构使进 排气机构工作 向 空气弹簧充气 排气 当空气弹簧内压与所承受的静载荷相平衡时 空气弹簧恢复到原来 高度 高度控制机构停止工作 进 排气机构处于关闭状态 充气 排气 停止 26 截止频率 为保证在直线运行时 车辆在正常振动过程中 空气弹簧不发生充 排 气 作用 要求高度控制阀工作的频率必须低于车辆的垂直低主振频率 27 车辆上采用的减振器与弹簧一起构成弹簧减振装置 弹簧主要起缓冲作用 缓和来自轨 道的冲击和振动的激扰力 而减振器的作用是减少振动 28 减振器按结构特点分为 摩擦 减振器和油压减振器 29 楔块式变摩擦减振器的作用原理 在车辆振动过程中 摇枕和楔块由原来的实线位置移 到了虚线位置 这样 楔块与摇枕 楔块与侧架立柱磨耗板之间产生相对移动和摩擦 从 而使振动动能变为摩擦热能 实现减小车辆振动和冲击的目的 30 油压减振器的组成 活塞 进油阀 缸端密封 上下连接 油缸 储油筒 防尘罩等 减振器内部还有油液 活塞把油缸分为上下两个部分 摇枕振动时 与油缸之间产生上下 方的相对位移 31 抗蛇行油压减振器安装在车体与转向架之间 又可称为二系纵向油压减振器 一般情况 下 运行速度大于 160km h 的客车转向架均安装抗蛇行减振器 32 转向架的基本结构模式 三大件式 转 8A 转 8AG 转 8G 转 K1 转 K2 转 K4 转 K5 转 K6 焊接构架式 转 K3 33 转向架的侧架连接方式 交叉拉杆 转 8AG 转 8G 转 K1 转 K2 转 K4 转 K6 弹 簧托板 转 K4 转 K5 34 基础制动装置的作用是将制动缸的作用力放大后传给轮对 列车制动时 制动缸传至 转向架的作用力经转向架杠杆机构扩大的倍数 称之为转向架的制动倍率 用 n 转表示 35 转 K2 型转向架的组成 RD2 型轮对 圆锥滚子轴承 承载鞍 侧架 摇枕弹簧 减振 弹簧 斜楔 摇枕 下心盘 侧架下交叉支撑装置 双作用常接触弹性旁承 中拉杆式基 础制动装置 36 交叉支撑装置的组成 上交叉杆 下交叉杆 交叉杆下扣板 X 型弹性垫 U 型弹性垫 交叉杆上扣板 37 双作用常接触弹性旁承的组成 调整垫板 弹性旁承体 旁承磨耗板 垂直垫板 旁承 座 滚子 纵向垫板 38 空车情况下转向架与车体之间的回转力矩主要由旁承提供 重车情况转向架与车体之间 的回转力矩由旁承和心盘联合提供 39 转 K4 型转向架属于三大件式转向架 保留了三大件转向架均载性能好的优点 此外由 于它独特的侧架横向摆动方式 较之传统的三大件式转向架 其横向柔度和抗菱形刚度大 大增加 因此其运行速度大大提高 横向运行性能有较好的改善 40 根据摆动式转向架的结构特点 可以认为侧架上端铰接于承载鞍上 侧架下端铰接于弹 簧托板端部 形成一个矩形的摇动台 41 转 K3 型转向架的组成 H 型整体焊接构架 三级刚度轴箱弹簧悬挂装置 RD2 轮对 轴箱 轴承 常接触式弹簧旁承 基础制动装置 42 车辆通过曲线时 所有轮对都具有趋于曲线径向位置的能力的转向架 称为径向转向架 根据导向原理分为 自导向径向转向架和迫导向径向转向架 自导向径向转向架是依靠轮轨间的蠕滑力进行导向的 它利用进入曲线时轮轨间产生的蠕 滑力 通过转向架导向机构的作用使转向架的前 后轮对 自动 进入曲线的径向位置 迫导向径向转向架是利用进入曲线时车体与转向架构架之间的相对回转运动 通过专门的 导向机构使前 后轮对偏转 强迫轮对进入曲线后处于曲线径向位置 43 转 K7 型转向架的组成 轮对 副构架 摇枕 侧架 弹簧减振装置 常接触式弹性 旁承 基础制动装置 44 转 K7 型转向架是在三大件转向架的基础上将一个轮对的左右两个承载鞍相连 形成副 构架 再将前后两个副构架与交叉拉杆销接在一起 从而形成自导向机构 45 轴箱弹簧装 置的作用 a 连接作用 b 隔离和缓和振动和冲击 c 定位作用 46 摇动台式的摇枕弹簧装置 不但利用枕簧的作用可以第二次缓和来自轮对的垂向振动和 冲击 而且在横向由于摇动台吊杆的摆动使转向架具有横向复原作用 可以缓和来自水平 方向的振动和冲击 47 单元盘形制动装置与以往的杠杆式基础制动装置相比 不仅制动力较大 而且减少了 大量的销 套之间的磨耗 为检修运用带来方便 在基础制动装置中同样设有手动装置 209HS 型基础制动装置的制动力比较大 为了防止紧急制动时车轮抱死 通常在车轴端 部装有电子防滑器 48206KP 型转向架的轴箱定位采用了具有金属 橡胶弹性节点的单转臂式定位装置 定位 转臂一端通过弹性节点与构架上的定位转臂座相连 而另一端则用螺栓固定在轴箱体的承 载座上 定位弹性节点主要由弹性定位套 定位轴 金属套等组成 当轮对轴箱相对于构 架在纵 横向产生位移时 弹性定位套中的橡胶层发生变形 从而起到弹性定位作用 这 种定位结构的主要优点是无磨耗 而且能实现不同的纵向和横向定位刚度 从而得以有效 的抑制转向架的蛇形运动 49 CW 2 型转向架轮对轴箱弹簧装置的组成 轮对 轴箱体 弹性定位套 油压减振器 轴箱弹簧 50 SW 220K 型转向架的组成 无摇动台 无摇枕 单转臂无磨耗弹性轴箱定位 空气 弹簧 盘形制动 可适应各种 160km h 速度等级的客车 51 车端连接装置主要包括 车钩 缓冲器 风挡 车端阻尼装置 车端电气连接装置 按 照牵引连挂装置的连接方式 可分为 自动车钩和非自动车钩 非刚性车钩和刚性车钩 52 车钩缓冲装置由车钩 缓冲器 钩尾框 从板等零件组成 从而使车辆具有连接 牵引 和缓冲三种功能 53 当车辆受牵引力时 作用力的传递过程为 车钩 钩尾框 后从板 缓冲器 前从板 前从板座 牵引梁 当车辆受冲击时 作用力的传递过程为 车钩 前从板 缓冲器 后 从板 后从板座 牵引梁 54 车钩可分为钩头 钩身 钩尾三个部分 当这些零件处于不同位置时 可使车钩具有闭 锁 开锁 全开三种作用 俗称三态作用 55 车辆连挂后 两个车钩必须处于闭锁位置才能传递牵引力 56 对于高速列车 城市地铁和轻轨车辆的车钩缓冲装置常采用机械气路 电路均能同时实 现自动连接的密接式车钩 57 缓冲器 目前应用最广泛的为摩擦式缓冲器和摩擦橡胶式缓冲器 58 决定缓冲器特性的主要参数是 行程 最大作用力 容量 初压力 能量吸收率 59 货车车体的主要组成部分包括底架 侧壁 墙 端壁 墙 车顶 60 全部载荷均由底架来承担的车体结构称为底架承载结构或自由承载底架结构 61 该车 车体为全钢焊接结构 由底架 侧墙 端墙 车门等部件组成 62 25 型客车车体钢结构 由底架 侧墙 车顶和端墙等四部分焊接而成 32 车轮与钢轨接触面称为轮缘 33 车轮上一个突出的圆弧部分称为踏面 是保持车辆与钢轨运行 防止脱轨的重要部分 34 车轮踏面有斜度 各处直径不相同 按规定 钢轨在轮缘内侧 70mm 处测量所得的直径 为车轮名义直径 35 车轮踏面有斜度 各处直径不相同 按规定 钢轨在轮缘内侧 mm 处测量所得的 直径为车轮名义直径 A 50 B 60 C 70 D 80 36 目前我国铁道车辆主要采用辗钢整体轮和铸钢整体轮 37 车轮踏面必须有一定的斜度 增大踏面的斜度 可以通过较小的半径曲线 38 车轮 踏面必须有一定的斜度 减小踏面的斜度 可以通过较小的半径曲线 39 车辆轴箱装置由轴箱体 防尘挡圈 轴箱前盖和轴箱内其他零件组成 轴箱后盖 40 RC3 RD3 型车轴为发电机传动车轴 在车轴一端有发电机皮带轮安装轴 41 T 轴承系一个双列圆锥滚子轴承 滚子与轴承转动轴线成一定的倾角 只能承受轴向力 不能承受径向力 42 圆锥滚动轴承由轴承 油封组成 防松片 通气栓组成 前盖 43 影响轴承性能的主要因素有轴承结构 轴承质量 密封和工作环境 润滑油 44 弹簧减震装置按其主要作用不同可分为主要起缓和冲动的弹簧装置 主要起定位作用的定位装置 主要起衰减震动的减震 装置 45 弹簧的刚度越大柔度也越大 46 串联布置的弹簧系统的总柔度等于各弹簧柔度的代数和 47 并联布置的弹簧系统的 总柔度等于各弹簧柔度的代数和 48 在设计车辆悬挂装置中的弹簧时 为提高车辆运行平稳性 应尽量增大弹簧总刚度 49 为避免卷与卷之间发生卡住或簧组转动 要求双卷 或多卷 弹簧中紧挨着的两卷层弹 簧的螺旋方向不能一致 一个左旋 另一个右旋 50 一般只有在空 重车质量差别很小时 才适于采用两级刚度螺旋弹簧组 51 为什么 货车使用两级刚度弹簧 答 随着货车载重量增加 带来的问题是空 重车簧上质量相差悬殊 若仍采用一级刚度 的螺旋弹簧组 有可能使空车的弹簧静挠度过小 自振频率过高 其振动性能不良 采用 两级刚度的螺旋弹簧组 可使空车时因刚度小而有较大的弹簧静挠度 改善其运行品质 同时使轮重减载率减小 有利于防止脱轨的发生 在重车时选用刚度较大的第二级弹簧刚 度 可避免弹簧挠度过大而影响车钩高度 所以 采用两级刚度螺旋弹簧组时 可兼顾空 重车两种状态 选择适宜的弹性特性曲线 目前 两级刚度的螺旋弹簧组在国内 外货车 转向架中得到了应用 52 图示论述油压减振器的工作原理 答 活塞把油缸分成上下两部分 摇枕振动时 活塞杆随摇枕运动 与油缸之间产生上下 方向的相对位移 当活塞杆向上运动时 又称减振器为拉伸状态 油缸上部油液的压力增 大 这样 上下两部分油液的压差迫使上部部分油液经过心阀的节流孔流入油缸下部 油 液通过节流孔时产生阻力 该阻力的大小与油液的流速 节流孔的形状和空颈的大小有关 当活塞 杆向下运动时 受到活塞压力的下部油液通过心阀的节流孔流入油缸上部 也产生阻力 因此 在车辆振动时液压减振器起减振作用 设油缸直径为 D 活塞杆直径为 d 若活塞杆从初始位置 I 向下移动距离 S 后到达位置 II 这 样 油缸下部体积缩小 S