动车组车辆构造与设计转向架零部件和车体 cad-cae设计精简
动车组车辆构造与设计车体结构与车内设备车体结构
一 车体轻量化 二 车辆防火与安全 三 车体的密封隔声技术
一 车体轻量化
1、车辆轻量化的意义 2、车辆轻量化的设计原则 3、轻量化车辆的关键技术 4、车体结构的轻量化技术 5、车内设备的轻量化技术
1、车辆轻量化的意义
1 可因减少材料消耗量而降低了制造成本； 2 可减少牵引动力的消耗．同时也减少制动时产生的热能和粉尘,还减缓了洞内温度的上升； 3 可减少对轨道线路的压力,从而减轻线路的损耗,降低线路的维修费用； 4 可以提高运行速度,缩短乘客的旅行时间．减小旅客的乘车疲劳。间接地提高人们的工作效率； 5 车辆轻量化,尤其是簧下质量的减轻,不仅减小轮轨间的作用力．而且减小了洞内噪声,减小环境污染。
2、车辆轻量化的设计原则
1 采用比强度高的材料作为车体结构的承载件。有效地利用材料的强度和刚度保证设计要求。 2 采用变截面的方法 改变结构截面形状 提高结构刚度。采用最少的材料获得最大的刚度和强度。 3 尽量减少独立部件的数量,使用长尺寸构件。这样可以减少焊缝数量,提高焊接自动化水平,保证焊接质量,提高车体结构的抗疲劳强度。 4 车辆轻量化设计必须满足技术条件的要求和使用性能。应减少制造和维修费用,降低生产成本。
车体车架是机车的骨架,它既是各种设备,如柴油机、变压器等的安装基础,又要传递各个方向的力。即：
2. 车体的重要性
车体是车辆结构的主体,是供旅客乘坐和司机驾驶的部分。 车体的强度、刚度,关系到运行安全可靠性和舒适性； 车体的防腐、耐腐能力、表面保护和装饰方法,关系到车辆的外观、寿命和检修制度； 车体的重量关系到能耗、加减速度、载客能力乃至列车编组形式 拖动比 ,所有这些都直接影响到运营质量和经济效益。
4. 车体类型
1 按材质分 2 按制造工艺分 3 按承载特点分 4 按结构形式分
动车组构造及设计(第2章转向架的基本结构与原理)PPT课件
3.缓冲（走行）—在机车运行中缓和线路对 机车的冲击，保证机车运行的平稳性。
4.导向—在钢轨的作用下，引导机车顺利的
通过曲线和道岔，保证机车曲线运行安全。
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转向架主要技术要求
1. 保证最佳粘着条件：轴重转移小，要求粘着重量利用率 不低于90%。
2. 良好动力性能：包括有良好的横向稳定性、运行平稳性 和曲线通过性能。簧下重量小，减小线路不平处冲击力， 合理的悬挂参数。
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※按车体与转向架之间传递载荷分类
心盘集中承载 非心盘承载 心盘部分承载
车体上的全部重量通过前后两个 上心盘分别传递给前后转向架的两个 下心盘
车体上的重量按一定 比例分配，分别传递给 心盘和旁承，使之共同 承载
车体上的全部重量通过中央弹簧悬 挂直接传递给转向架构架，或者通过 中央弹簧悬挂装置与构架之间装设的 旁承装置传递
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※按中央横向跨距分类
内侧悬挂－中央弹簧横向跨距小于构架两侧梁纵向中心线 距离；
外侧悬挂－中央弹簧横向跨距大于构架两侧梁纵向中心线 距离；
中心悬挂－中央弹簧横向跨距等于构架两侧梁纵向中心线 距离；
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※按中央横向跨距分类
摇枕弹簧横向跨距的大小对车体的倾覆稳定性影响显 著。
增大跨距可增加车体抗倾覆的复原力矩，提高车体在 弹簧上的稳定性。
转向架的作用 转向架的组成 转向架力的传递 转向架的分类
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1.转向架的作用
1.承重—承担机车上部的重量，簧悬挂装 置传递到钢轨上。
2.传力—产生牵引力和制动力，并把产生的 牵引力和制动力经牵引装置传递到车体底 架，最后传递到车钩，实现对列车的牵引 和制动，并传递离心力等横向力。
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3.转向架力的传递
动车组转向架
CRH2动车组基本结构特征
1.无摇枕H形构架之转向架。 2.采用轻量、小型、简洁的结构。 3.采用小轮径（直径860mm）的车轮以减少簧下重量。 4.采用内孔为直径60mm的空心车轴，该内孔同时有利对车轴进行超声波探 伤。 5.轴箱采用转臂式定位，轴箱弹簧采用双圈钢圆簧。 6.二系采用具有高度自动调节装置的空气弹簧，且其辅助风缸由无缝钢管制 成的横梁内腔承担。 7.采用抗蛇行减震器兼顾高速稳定性和曲线通过性能。 8.采用单拉杆式中央牵引装置传递纵向力。 9.动车转向架上装有轻型交流异步牵引电机。 10.采用挠性浮动齿式联轴式牵引电动机架悬式驱动装置。 11.基础制动装置采用液压油缸卡钳式盘形制动。 12.全部车轮装有机械制动盘（轮盘）。 13.拖车转向架车轴上装有机械制动盘（轴盘）。 14.利用踏面清扫装置改善轮轨之间运行噪声和黏着状态。
2. CRH2 动车组转向架简介
CRH2型转向架在原川崎重工生产的动车转向架 DT206和拖车转向架TR7004B基础上改进发展而 来，国产后型号分别为SKMB-200和SKTB-200 型转向架。动车组每节动车车厢下有两个动力转 向架，动力转向架由构架、轮对轴箱、牵引装置、 基础制动装置、二系悬挂装置、驱动装置等组成。 每台动力转向架有两根动力轴，电机采用架悬方 式，降低了簧下质量，改善了动力学性能。拖车 下是拖车转向架，与动车转向架组成结构基本一 致，但没有驱动装置。
转向架一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对轴箱装 置和基础制动装置等组成。而对于动力转向架还 设有驱动装置。
主要内容
动车组转向架的概述、发展概况、设计原 则、基本任务及主要技术特色 动车组转向架的组成及分类 几种典型的动车组转向架简介 动车组转向架的检修
动车组转向架概述
转向架是机车车辆最重要的组成部件之一，其结构是否 合理直接影响机车车辆的运行品质、动力性能和行车安 全。 高速列车在全世界各地的疾速奔驰，现代城轨车辆的飞 速发展，无一不与转向架技术的进步发展息息相关。可 以毫不夸张地说，转向架技术是“靠轮轨接触驱动运行 的现代机车车辆”得以生存发展的核心技术之一。
动车组概论动车组简介
• CRH2(四方)动车组。以E2-1000型动车组为 原型车，通过全面引进设计制造技术，由四方 股份公司在国内制造生产。
• CRH1(BSP)动车组。以Regina型动车组为原 型车，通过公司内部技术转移，由BSP公司在 国内制造生产。
三辆动车和一辆拖车组成一个动力单元
两辆动车和两辆拖车组成一个动力单元
正常状况下，两个牵引系统均工作，当一个 牵引系统发生故障时，可以自动切断故障源， 连续运行。
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CRH5动车组牵引系统 牵引电机
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• CRH2动车组牵引系统：动车组有两个相对独 立的主牵引系统，两辆动车组成一个动力单元， 正常状况下，两个牵引系统均工作，当一个牵 引系统发生故障时，可以自动切断故障源，连 续运行。
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• CRH1(BSP)动车组：动车组由8辆车组成，其 中5辆动车3辆拖车；首尾车辆设有司机室，可 双向驾驶。
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2．车辆尺寸
头车长度 中间车长度
总长 车体宽度 车体高
CRH5动车组 CRH2动车组 CRH1动车组
27.6
25.7
26.95
25
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26.6
211.5 3.2 4.27
CRH5动车组：每辆车车下有净水箱、污物箱、 蓄电池、充电机、制动装置和空气弹簧帮助气 室等，在1、2、4、7和8号车下有牵引和帮助 变流器、牵引电机，在3号和6号车下有牵引变 压器，在6号车下还有酒吧车冷藏柜压缩机。
CRH2动车组：每辆车下有空调机组、制动掌握 装置。在2、3、6和7号车下有牵引变流器， 在2号和6号车下有牵引变压器。在单号车下有 污物箱及水箱。
动车组车体结构简介
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计算机模拟撞击后车体图形
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2 CRH2车体结构介绍
车体断面构造图
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底架 底架组成包括：支持车体重量和转向架相接的枕 梁；传达前后方向力的侧梁、端梁、中梁；支持客室 设备和乘客等并吊装地板下机器的横梁。 枕梁对应于无摇枕转向架，采用厚壁中空型材构 成宽800MM、高200MM的箱形，具有抗扭和抗弯曲的高 度刚性。 横梁上面作为气密地板，使用由带加强肋的铝板 整体成型的大型型材，在前后位转向架之间作为地板 托和风道托有向上的加强肋结构，在车端部为确保风 道断面积用向下的加强肋结构，地板托和风道道均用 焊接。此外在厕所和洗面室下部考虑配管为无加强肋 的气密地板。
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为满足EN12663要 求的车体强度，车顶端 部设加强结构，它由横 梁、纵梁、盖板等构成， 材料为6082-T6。在横 梁下焊接内端墙，增加 整车刚度。 内端墙： 内端墙由门柱、墙 板、连接件组成。 它的作用是： 加强车体结构；安 装塞拉门机构。
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CRH5铝合金车体具有如下主要结构特点：
端部车结构
B-End
拖车结构
B-End
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车体结构
底架结构
包括两个纵向的边梁及与其相连的横梁、缓冲梁（与车钩相连接）和枕梁， 其下部适于安装底架设备。在车体枕梁之间的中间位置，底架和一些横向的Z形 梁相连。波纹底板通过点焊焊接在横梁的下缘上。每个车体枕梁包括两个加固的 表面以便和二系悬挂配合，二系悬挂安装在横向的箱形梁上，箱形梁上还装有不 同的支座，以安装车体和转向架之间的连接和减振装置。车体枕梁主要由低合金 高抗拉强度钢制成，再通过电弧焊焊接在底梁上。在车体的入口处可以安装一个 固定踏板，活动踏板的支座置于底梁下面。
动车组构造与设计第03章 典型转向架
（4）构架
无论是动力转向架还是非动力 转向架均采用由铸件和钢板组 装成传统的“H”型构架形式。 动力转向架构架和非动力转向 架构架可通过安装托架实现互 换性。转向架构架在焊接组装 后、进行退火处理。动力转向 架为两端带端梁的框形构架, 非动力转向架为H形构架。使 用的材料为钢板（EN 10025） 和铸件（ ISO 3755）。 如图2-74和图2-75所示，转向 架构架主要由侧梁组成、横梁 组成、纵向辅助梁、空气弹簧 支撑梁、定位臂和齿轮传动装 置座等组成。
兰州交通大学机电学院机车车辆系 商跃进
第三章 典型转向架
第1节 我国转向架的结构特点
第2节
第3节
国外动车组转向架的结构特点
其他类型的转向架
第1节 我国机车车辆转向架的结构特点
一、客车转向架的特点 二、CRH动车组转向架的特点 三、机车转向架的特点
一、我国客车转向架的特点
1、我国客车转向架的发展 2、我国客车转向架的技术参数
牵引装置 牵引电机
构架
基础制动装置
二系悬挂装置
轮对轴箱
(a) 动车转向架 (b) 拖车转向架 CRH1动车组转向架
（1）轮对
轮对为空心车轴，按照欧洲标准EN 13104 (动车)和EN 13103 (拖 车) 进行设计, 设有相应的轮座和制动盘座。带有拆卸用注油孔的整体 式车轮，车轮材质ER9，车轮寿命150万km，车轮内侧距1353mm。 动车制动盘为轮盘，每轮对2组；拖车为轴盘，每轮对3组。车轮踏面 采用LMA型踏面，动车车轮上安装制动盘，拖车车轮上不安装制动盘 （见图2-68）
2、转向架基本结构特征
• 采用无摇枕H形构架；采用轻量、小型、 简洁的结构；
• 采用空心车轴和小轮径（860mm）车 轮以减少簧下重量； 项目 设计最高速度 /km/h 营业最高速度 /km/h 额定轴重/kN 满员时最大轴重 (200%定员/kN) 编组能通过的最 小曲线半径/m 转向架转角/度 轴距/mm 规格 250 200 137.2（14t）
转向架的组成介绍
结语
谢谢大家！
转向架特点
运营速度高，适用于100km/h速度等级； 乘坐舒适,具有良好的运行性能； 转向架设计构造简洁，维修费用低； 易于组装和拆卸(分解)； 采用盘形制动，延长轮对使用寿命； 一系采用转臂轴箱定位，进步舒适性和平安性 小刚度、大柔度的空气弹簧可以保证高速舒适
性的需要
转向架俯视图
缓冲：缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆具有 良好的运行平稳性和稳定性。
导向〔或转向〕：保证轮对在钢轨上对中运行，并使 车辆顺利通过曲线。
制动：产生必要的制动力，以使车辆在规定的间隔 内 减速或停车。
驱动〔或牵引，仅动力转向架有〕：保证必要的轮轨 黏着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架、 车钩，牵引列车前进。。
耗型踏面。
轴箱装置
轴端主要由轴箱体、前盖 、 轴端压板、防尘挡圈和密封 垫等组成，圆柱滚子轴承安 装在轴箱内。轴箱根据所安 装的 设备不同而定义不同的名字， 如安装ATP测速电机的轴箱 叫 “测速轴端安装〞、安装防 滑测速装置的轴箱叫“防滑 轴端安装〞 等。每根轴都安有防滑装置。 轴箱轴承采用圆柱滚子轴承。
动车组转向架技术特色
无摇枕转向架 告诉稳定性和曲线性通过功能 轻量化构造 全部车轮装备有机械制动盘 全部车轮安装踏面清扫装置、电子防滑装置，
实现了降低形式噪音和进步黏着的目的。
分类
拉板式定位〔如日本的0系和100系动车组转 向架〕
拉杆式定位〔如CRG5型动车组转向架〕 转避式定位〔如CRH1、2、3型动车组转向架〕 人字形橡胶定位〔上海地铁车辆SMC用〕 导柱式定位
转向架的组成介绍
转向架的组成
转向架的任务〔作用〕 动车组转向架技术特色、特点 转向架构架及各部分作用
动车组车辆构造
动车组车辆构造一、车体车体是容纳旅客，装载行包、整备品等的部分。
车体主要由底架、侧墙、端墙及车顶组成。
其中，底架是车体的基础，由各种纵向梁、横向梁、辅助梁和底板等组成，承受着作用于车辆上的各种垂直载荷和水平载荷。
因此，车体应具有足够的强度和刚度，其结构形式应考虑车辆的用途，使之互相适应。
车体分为带司机室车体和不带司机室车体两种。
为使车体轻量化，高速动车组车体通常采用铝合金和不锈钢材料制造，从发展趋势看，铝合金将是今后动车组车体的主导材料。
车体由车顶设备、车端设备、车外侧设备及车下设备构成。
二、转向架转向架是车辆上能相对车体回转的一种走行装置。
它承受着车体的自重和载重，由机车牵引行驶在钢轨上。
动车组转向架上还装有牵引电机和减速机构，以驱动车辆运行。
转向架主要由构架、轮对、轴箱、弹簧减振装置、摇枕、基础制动装置、传动装置等部分组成。
转向架必须有足够的强度和良好的运行平稳性，以保证列车安全运行和满足旅客的舒适性要求。
转向架具有导向、承载、牵引、缓冲、制动等功能。
转向架是动车组的关键技术之一，是保证列车安全平稳运行的关键部件。
随着动车组速度的不断提高，对转向架性能的要求也越来越高。
同传统转向架相比，保持高速运行稳定性、充分利用轮轨之间的黏着和减轻轮轨相互作用力是动车组转向架特有的任务和技术关键。
三、制动装置动车组需要采用大功率盘形制动机，采用复合制动方式，即“空气盘形制动＋电气动力制动（再生制动）＋非黏着制动（涡流制动和磁轨制动）”，按速度控制制动力的大小以充分利用黏着，采用高性能的防滑装置及采用微机控制等。
1、尽可能缩短制动距离以保障列车安全。
2、保证高速制动时车轮不滑行。
3、司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列车自动控制的要求。
四、车端连接装置1.、密接式车钩及缓冲器（1）密接式车钩及缓冲器在车头罩内。
（2）车钩上方设置了电气连接器。
（3）密接式车钩带有空气管，固定在车体底架上。
（4）车钩分离时，通过车钩上的解钩气缸拉动解钩杆完成。
动车组车辆构造与设计第04章 车体结构与车内设备-车内设备
（2）交-直-交流电力牵引传动装置
受电弓→主断路器→主变压器→ 牵引变流器（整流、滤波、逆变） →交流牵引电动机→齿轮箱→机 车动轮
② 空气管路系统：由压缩机生产的压缩空气，通往各用风 处所，保证列车制动系统和各种风动装置的正常工作。
③ 辅助供电系统：为牵引电机以外的用电设备供电的系统。
④ 旅客服务设施：空调、座椅、餐饮、卫生等设施。
1、通风系统
1、通风系统组成 2、通风系统类型
（1）通风系统组成
通风冷却系统是专为 冷却牵引电动机和电器而 设置的。该系统组成:
①非稳压单相交流AC 100 V 系统。由辅助变压器将牵引变压器辅助绕组的AC 400 V 电压直接降压至AC 100 V，向答应电压波动范围较大的负载如电热水器等供电。
②稳压单相交流AC 100 V系统、稳压单相AC 220 V系统。该电源系统由辅助整流器 箱中的变压器实现降压和稳压，输出稳压单相交流AC 100 V、AC 220 V 电源，与辅 助绕组A C 4 0 0 V 电压实现电气隔离。稳压单相AC 100 V 向答应电压波动范围较小 的负载如空调控制、辅助制动、给水装置供电；稳压单相AC 220 V 向热水器控制、 自动售货机、插座等负载供电。
庞巴迪系高速动车组辅助供电系统设有回送模式，动车组过分相区无25 kV 电网电压时，通过再生制动方式，牵引电机作为发电机提供牵引所需的辅助 三相电源和蓄电池充电电源。
b. 新干线系高速动车组
牵引变压器的辅助绕组输出单相AC 400 V/50 Hz电源，可以直接给司机室空调、 客室空调、换气装置、辅助电源装置提供电源。辅助电源装置的辅助电源箱和辅助整 流器箱可以输出下述电压制式的电源：
CRH3型动车组转向架设计结构简介
CRH3型动车组转向架设计结构简介摘要：随着我国经济的迅猛发展、人民生活水平的稳步提高，铁路旅客列车高速化、智能化、安全化和舒适化成为未来发展的主要方向，CRH系列高速动车组应运而生。
CRH3型动车组作为CRH系列中速度快、安全性能好、智能化程度高、舒适度好等优点领跑中国高铁，转向架作为支承车体使之在轨道上运行的关键部件，其运行的安全性、平稳性和可靠性最为重要，关系着行车安全、速度、舒适度。
转向架的优化设计和制造质量是确保动车组安全运行的核心环节。
本文主要介绍了CRH3型动车组，动车典型转向架知识以及CRH3型动车组转向架的优化设计、安装等知识。
关键词：高铁；CRH3型动车组；转向架；安全出行引言CRH3型动车组以CRH系列动车组中速度快、安全性好、智能化高、舒适度好等优点领跑中国高铁。
转向架作为动车组的核心部件，在动车组安全、舒适、高速运行中发挥重要作用。
一、转向架结构原理及基本部件1.1 转向架基础知识1.11 转向架的作用支承车体并使之在轨道上运行的装置称为转向架，亦称走行部，它是动车组的关键部件。
1.承重—承担机车上部的重量，包括车体及安装在车体内的各种机械、电气设备的重量，并把这些重量经一系弹簧悬挂装置传递到钢轨上。
2.传力—产生牵引力和制动力，并把产生的牵引力和制动力经牵引装置传递到车体底架，最后传递到车钩，实现对列车的牵引和制动。
3.缓冲（走行）—在机车运行中缓和线路对机车的冲击，保证机车运行的平稳性。
4.导向—在钢轨的作用下，引导机车顺利地通过曲线和道岔，保证机车在曲线上安全运行。
1.12 转向架的组成基本组成及其功能：1.轮对：走行导向。
2.轴箱：降低摩擦阻力，化滚动为平动。
3.一系悬挂装置：用以固定轴距，保持轮对正确位置，安装轴承等。
缓冲轴箱以上部分的振动，以减轻运行中的动作用力。
4.构架：安装基础。
5.二系弹簧悬挂：也叫车体支承装置：是车体与转向架的连接装置。
6.基础制动装置：是制动机产生制动力的部分。