200kmh多功能客车总体设计

1、西南交通大学 机械工程学院车辆工程专业 课程设计200km/h多功能客车总体设计年 级：2008级学 号：20081384姓 名：杨东晓专 业：车辆工程指导教师：杨美传 胡洪斌 董铁军2012年3月铁道车辆方向课程设计任务书设计题目：200km/h多功能客车总体设计（76）一、设计参数：1、构造速度：200km/h2、车型：25型3、用途：餐厅，酒吧、坐席合造车4、定员：不少于50人5、最小曲线半径：正线2000m6、供电方式：集中供电7、限界：符合国家标准GB146.1-838、运行区间：北京以北二、设计内容： 本课程设计为车辆的总体设计，设计内容应包括：方案比较、车辆主要设备的设计与选择、

2、相关参数计算与校核，具体内容如下：1、 车辆基本参数的选择2、 车辆平面布置方案的比较和选择3、 车体钢结构和内装设计4、 车钩和缓冲器的选型设计5、 转向架选型设计，制动系统的设计与计算6、 车辆设备（餐厅设备、供水系统、采暖、空调系统、电气设备）的设计、计算和选择三、设计要求：1、在指导教师的指导下，独立完成设计任务2、完成计算机绘制车辆总图零号图一张（附手工绘制草图）3、完成设计说明书一本（不少于30页）四、参考资料：1、有关教材2、有关专业期刊，会议资料3、有关设计手册200km/h多功能客车总体设计2008级车辆工程6班 杨东晓 20081384目录摘要1一、车辆基本参数的选择21.

3、1现有车体型号的比较与选择21.2转向架的比较与选择31.3车辆基本参数选择4二、车辆曲线通过及限界的校核52.1车辆在曲线上的静偏移量的计算52.2车辆界限校核62.3最小曲线半径的计算与校核8三、车辆平面布置方案的比较与选择93.1国内外几种餐车平面布置方案的比较93.2车辆平面布置方案的选择12四、车体钢结构与内装设计13摘要：关键字：一、车辆基本参数的选择1.1现有车体型号的比较与选择根据铁道车辆课程设计任务书（以下简称“任务书”）的要求，车体采用25型客车车体，而构造速度要求为200km/h。查阅25型客车的25A、25B、25G、25K、25T等几种类别。其中，构造速度较高的两种为

4、搭载209HS、206KP转向架的25K型客车，以及搭载CW-200K、SW200K转向架的25T型客车，这两种车型的构造速度均为160km/h。而且此两种车型均配有餐车，分别为和。两车主要参数如表1所示.车辆型号构造速度160km/h160km/h定员4848车体材质耐候钢耐候钢车体主要尺寸(mm)车体长2550025500车辆定距1800018000车体外宽31053105车顶距轨面高44334433渡板距轨面高13331333钩缓装置车钩型号15号高强度车钩小间隙密接式车钩缓冲器型号G1号G1号供电方式集中供电/AC380V集中供电/AC380V取暖方式电热取暖锅炉取暖给水装置车下水箱/

5、1200L车下水箱/1200L风挡形式低噪声耐磨风挡折叠风挡表1-1 和两车主要参数由表1-1可见，和主要参数相同，均可作为本设计选用的基本车体。但是，查阅了由上海铁路局沪南段提供的全路各局和的保有量，尤其是任务书中要求的北京以北地区的路局的保有量: 型餐车沈阳铁路局和哈尔滨铁路局共有34辆，而型餐车上述两局共有10辆。考虑到便于旧车改造、节约新造成本，决定选用型餐车作为此多功能客车车体。1.2转向架的比较与选择为了将原型餐车的构造速度由原来的160km/h提高至设计要求的200km/h，需要将餐车原有的209HS、206KP转向架更换成200km/h的高速转向架。我国现在常用的高速转向架主要

6、有以下三种类型:长客厂的 CW-200 转向架、四方厂的 SW-200、浦镇厂的PW-200 转向架。CW-200 转向架是长客股份公司生产的一个用于200km/h的客车转向架,采用无摇枕无摇动台结构，构架为H型钢板焊接结构，并装有抗蛇形减振器,中央悬挂采用空气弹簧,轴箱悬挂采用转臂式定位,并安装垂向减振器,基础制动采用每轴两个制动盘单元和电子防滑器。PW-200 转向架是在 209HS 转向架的基础上重新研制的，它优化了一系和二系悬挂参数；采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置；采用高速轻型轮对；轴颈中心距改为 2000mm ；更换轴箱减振器安装位置；装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧，采用两

7、端为球铰的纵向拉杆；装用新型盘轴式基础制动装置；优化了结构设计。SW-200 转向架结构与 SW-160 转向架基本相同，为无摇动台结构，转向架构架为铸钢一体式结构，其改进如下：优化了一系、二系悬挂系数；采用轴盘式基础制动装置，适用于 200km/h 的高速列车。通过比较，CW-200转向架具有转向架采用无摇枕、无摇动台结构，构架采用焊接结构构架，降低自重结构简单，重量轻，符合高速化趋势。自1998年经过北京双层内燃动车组和广深200km/h交流电动车组实际运用后，运行可靠性已经得到了肯定。而且经过数年的应用于改进，在第五次铁路大提速中已经被广泛应用。因此决定选用CW-200型转向架。1.3车

8、辆基本参数选择车辆基本参数参照型餐车和CW-200转向架，如表1-2所示，具体项目将在下文进行说明、计算与校核。车体主要技术规 格参数名称参数值车辆长度/mm26576车体长度/mm25500车辆定距/mm18000车辆宽度/mm3277车体宽度/mm3105车辆高度/mm4433车辆最大高度/mm4675地板面高/mm1333车钩中心线高/mm车体内中心高/mm2460自重/t41（比原减轻3.8t左右）构造速度/（km/h）200轨距1435车辆限界GB146.1-83转向架转向架形式CW-200轴距/mm2500轮径/mm915弹簧形式空气弹簧构架型式焊接H型摇枕型式无摇枕、无摇动台结构

9、承载型式空气弹簧制动型式盘形制动通过最小曲线半径/m正线145单车调行100表1-2 车辆基本参数二、 车辆曲线通过及限界的校核2.1车辆在曲线上的静偏移量的计算对车辆在曲线上的静偏移量进行校核时，有转向架车辆和无转向架车辆在原理上是相同的，本次设计的车辆为有转向架的车辆，转向架本身就是一个小的二轴车，因此转向架心盘处也要向曲线内侧偏移，如图2-1所示。图2-1 带转向架四轴车在曲线上的偏移状况图2-1中，为车辆定距，为转向架轴距，为转向架的中部偏移量，为曲线半径。另设，为车体长，为不考虑转向架的二轴车的端部偏移量，为带有转向架的四轴车的车体端部偏移量，为不考虑转向架的二轴车的车体中部偏移量，

10、为带有转向架的四轴车的车体端部偏移量。由表1-2可知，上述车辆参数值如下：转向架轴距，车体长度，车辆定距，另外，我国计算曲线半径规定为。由于四轴车计算原理与二轴车相同，根据参考文献【1】，转向架中部偏移量为：由于，且，略去一些由于角度而引起的偏差，可得四轴车车体中部偏移量为：四轴车端部偏移量为：二者基本相等，满足设计要求。2.2车辆界限校核机车车辆限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓，机车车辆无论是空车或者重车，无论是具有最小标准公差的新车或者是具有最大标准公差和磨耗极限的旧车，当其停放在水平直线上且无侧向倾斜及偏移时，除电力机车升起的受电弓外，其他任何部分均应容纳在限界轮廓之内，不得超

11、越。任务书中要求，该车辆符合国家标准GB146.1-83。参考GB146.1-83，由于在计算曲线上的设计车辆的中部静态偏移量和端部静态偏移量分别小于计算车辆的中部静态偏移量和端部静态偏移量，所以可按车限1A（如图2-2所示）的机车车辆上部界限和车限1A（如图2-3所示）的机车车辆下部界限所示，进行极限轮廓校核。图2-2 机车车辆上部界限GB146.1-83（车限1A）图2-3 机车车辆下部界限GB146.1-83（车限1B）对比表1-2中，25型车的数据，整个车体在车限GB146.1-83内，具体车辆限界校核，参见本设计说明书所附的零号图纸，图号为：。2.3最小曲线半径的计算与校核最小曲线半

12、径是铁路全线或某一路段内规定的圆曲线半径的最小值。影响最小曲线半径标准的因素可以归纳为以下五个方面：1、行车速度，2、设计线的运输性质（客运、货运、客货共用线），3、运行安全，4、地形条件，5、经济因素。客车的最小曲线半径的计算主要考虑旅客乘坐的舒适度要求和轮轨磨耗均匀两种条件。设旅客舒适条件要求的最小曲线半径为，根据参考文献【2】，曲线设置最大超高，且旅客列车以最高行车速度通过曲线时，所产生的欠超高不大于允许值，此时最小曲线半径为：其中，为列车的最高行车速度；为最大超高，一般取值为150mm，单线铁路上、下行列车速度相差悬殊时取125mm；为旅客所能承受的欠高允许值，一般取70mm，困难时取

13、90mm，既有线提速改造提速时可取110mm。设在客货共用线上，旅客舒适度与内外轨均匀磨耗条件要求的最小曲线半径为，根据参考文献【2】，计算公式为：其中，为货物列车的设计速度，与路段设计速度相对应，分别取80、70、60、50km/h。为货物列车通过时允许的超高值，在铁路线路设计规范（GB50090-99）中，一般地段取值为30mm，困难地段取50mm。综上所述，将，代人，解得由于设计要求中，要求的车辆最小曲线半径为2000m，大于线路最小曲线半径，满足要求。三、车辆平面布置方案的比较与选择3.1国内外几种餐车平面布置方案的比较餐车是为供旅客在旅行中用餐而编挂在列车中的一种车辆。我国列车在发展

14、过程中，25型客车20世纪90年代开始逐渐替代22型客车系列，用于干线长途列车和各大城市之间特快列车，成为中国铁路客车的主型产品。25型客车在发展中，拥有多个系列，目前较为先进的是25K型列车和25T型客车。25型餐车的平面布置如图3-1所示，是在总结和分析型餐车使用、检修和制造方面的经验基础上进行设计的。餐室定员为48人，但餐桌之间的距离扩大为1800mm，并着重考虑了造型美观、舒适方便；厨房布置基本上采用了的布置，保持了宽敞、适用等特点。全车由餐室、厨房、餐车主办公席（可兼作小卖部）、走廊、储藏室（大、小各一间）、配电室及手制动室组成。为提高餐车使用面积，车体两端均不设通过台，仅在二位端的

15、走廊和厨房内，各设一个装货的侧门。图3-1 25型餐车平面布置图但是随着我国铁路的日益发展，供餐模式也发生着显著的变化，原有的25型客车的餐车平面布置已经不能满足现在铁路供餐的需求，这种供餐方式的优点是饭菜可口，缺点是烹饪产生的油烟较多，客车内外有很多通路、噪声大，供应效率低，成本高，已发生火灾事故。新一代的高速列车运营线路贯穿我国各大城市，单程运营时间约为4.5h，由于运营时间较长，所以旅客对餐饮服务会有一定需求；但是又因为速度的提升，使得运营时间大大缩减，致使在餐饮服务上的需求有别于传统的现场制作炒菜。随着客车档次与质量的不断提高，餐车设备布局由燃煤炉灶到电气化厨房、再到飞机的快餐厨房逐渐

16、演化。因此，着重查阅了有关CRH动车组餐车的平面布置情况。CRH1型动车组的餐车平面布置如图3-2所示。该餐车主要提供快速食品及酒水、饮料等服务，餐车位于Tb车的B端，布置有6张餐桌和12个餐车沙发（共24个坐席），3个酒吧立桌、厨房制作间和储藏间。另外布置有20个普通坐席，为餐厅、坐席合造车。图3-2 CRH1型动车组餐车平面布置CRH2型动车组餐车也采用餐厅、坐席合造车，主要提供快餐盒饮品。餐车一段设有小卖部、立食桌和饮茶室（16个坐席），另有55个普通坐席。图3-3 CRH2型动车组餐车平面布置3.2车辆平面布置方案的选择综合比较上述几种现有车辆的餐车布置情况，按照任务书中的设计要求中，

17、车型使用25型客车，将其设计为餐厅、酒吧、坐席的合造车。由于列车时速为200km/h，旅客单程乘坐时间相对较短，同时考虑到节约能源、减少油烟、利于环境保护，减少火灾隐患，提高效率，更加有效地利用车内空间，因此取消厨房设计，改为类似航空供餐方式，由地面提供成品、半成品，再有车载加热设备加热，供给旅客使用。这种设计及供餐方式已渐渐成为一种趋势，在CRH系列动车组中取得了较好的效果。餐车的平面布置如图3-4所示（详细图纸见本说明书所附零号图纸，图号为）。为了节约车内空间，仅单侧设有通过台。在车辆1位端，设有卫生间、洗漱间、列车长办公席、杂物间、PLC电气综合控制柜、送餐小车停靠区。二位端设有大走廊、吧台。餐厅就餐区设有一个的立食桌，两个椭圆形餐桌，配有13个座位，吧台有5个座位，共18个座位。餐桌椅采用固定式，桌面贴防火板，周边用PVC封边。坐席区为“2+3”座椅安排方式，采用座椅，定员53人，若不设列车长办公室，则定员增至59人。满足定员要求。图3-4 餐车平面布置吧台区设有吧台，内