第四章车体结构与设备布置 1、简述车体的类型及组成 车体组成 车体是指转向架之上的车厢部分（也称上部结构）。它由司机室、车顶、侧壁、间壁、车架和排障器等部 分组成。 《)按用涂可分工业电力机车和王线运给大功率电力机车 (2)按承载方式分：(a)底架承载式车体（平车）(b)侧壁和底架共同承载式车体（散车）（©）整体承载 车体。（客车，罐车，桶车） 2、简述车体轻量化、防火、密封和隔声降噪的措施。 实现结构轻量化的主要途径有两个： (1)采用新材料， (2)合现优化结构设计 轨道车辆防火措施 (1)结构抗火：除按常温条件核算车体的强度和刚度外，还要按30©的条件核算强度和刚度，这样才能 够保证在失火初期各结构不变形，为旅客的疏散提供保证。 (2)隔断火源：车上使用的电气拒要用金属制作，远离热源和油箱：电缆中间要没有分线接头.并保留10% 的名用纶，经时执顺外要加防的在 (3)防止火灾蔓廷：车辆壁板中间要加0.5mm金属板：动车机房和客室间要设防火门：电缆穿过隔墙 处要加设热涨台 通风管道和暖 气管罩内壁。要用金属制作 (4)车门设计应有利于乘客的疏散：外端门应设计成手动、风动的横向拉门，侧门为自动外塞门.车上其 它各种门在发生火灾时都能手动打开，车门和车窗上的玻璃要设计成活动的。 (5)车辆难燃化：车辆难燃化是列车防火、灭火及旅客能否来得及琉散的关健，在设计车辆时.不同部位 应采用不同等级的防火材料来提高列车的防火性能。 (6)车内应设有灭 明设备：辅助照明灯由蓄电池供电，在列车停运时能供给辅助照灯工作】 2小时，机器间要装有温度传感器式的火情遥控探测装置，能随时反映工作间的温度情况。每节车厢要没有 有线电话或无线电话，当发生情况时能及时与司机通话 (7)加强车内的巡回检查，引导旅客安全疏散：做到火灾早期发现，早期扑救。引导旅客安全疏散。当列 车在碟道内发生火灾时，首先将着火车厢的客琉散到相邻车厢避难，再关闭车门、车窗等，列车可以连 鞋着着火车厢继续运行，拖出隧道灭火.当隧道内和列车有关设备损坏，列车难以继续运行停在隧道内时 根据通 设备和地形情况，将旅客硫散到较安全的地方。 车体的密封技术 1车体结构采用连续焊缝以消除焊接气啤：对不能施焊的部位，必须用密封胶密封 2.采用固定式车窗，车窗的组装工艺要保证瓷封的可靠性和耐久性，同时保证在压力波造成的气动载荷下 (我国“高速列车密封技术暂行规定"确定组成后的车窗应能承受士6000P1的气动我荷，)不会造成变形和破 3.侧门采用密封性能良好的塞拉门：头、尾的端门要采用可充压缩空气的橡胶条：通过台风挡采用橡胶大风 挡，并注意处理好渡板处的密封问题。 4空调环控设备设立压力控制：如在客室进排气风口安装压力保护阀，在排气风道中装设带节气阀的排风 机，安装压力保护通风机等，主要目的是既保证正常的通风换气又保证车内压力变化在限值之内。 5.厕所、洗验室的水不能采用直排式，而要通过密封装置排到车外：对直通车 下的管路和由孔应采取必 的密封措施， 6.车辆出厂前都要通过整车气密性、水密性试验。 隔声降噪技术
第四章 车体结构与设备布置 1、简述车体的类型及组成 车体组成： 车体是指转向架之上的车厢部分（ 也称上部结构）。它由司机室、车顶、侧壁、间壁、车架和排障器等部 分组成。 （1）按用途可分工业电力机车和干线运输大功率电力机车 （2）按承载方式分：（a）底架承载式车体（平车）（b）侧壁和底架共同承载式车体（敞车）（c）整体承载 车体。（客车，罐车，棚车） 2、简述车体轻量化、防火、密封和隔声降噪的措施。 实现结构轻量化的主要途径有两个： （1） 采用新材料， （2） 合理优化结构设计。 轨道车辆防火措施 （1）结构抗火：除按常温条件核算车体的强度和刚度外，还要按 350 c 的条件核算强度和刚度，这样才能 够保证在失火初期各结构不变形，为旅客的疏散提供保证。 （2）隔断火源：车上使用的电气拒要用金属制作，远离热源和油箱；电缆中间要没有分线接头．并保留 l0％ 的备用线，经过热源处要加防护套。 （3）防止火灾蔓延：车辆间壁板中间要加 0.5mm 金属板；动车机房和客室间要设防火门：电缆穿过隔墙 处要加设热涨管；通风管道和暖气管罩内壁．要用金属制作。 （4）车门设计应有利于乘客的疏散：外端门应设计成手动、风动的横向拉门，侧门为自动外塞门。车上其 它各种门在发生火灾时都能手动打开，车门和车窗上的玻璃要设计成活动的。 （5）车辆难燃化：车辆难燃化是列车防火、灭火及旅客能否来得及琉散的关键，在设计车辆时．不同部位 应采用不同等级的防火材料来提高列车的防火性能。 （6）车内应设有灭火相辅助照明设备：辅助照明灯由蓄电池供电，在列车停运时能供给辅助照灯工作 1— 2 小时。机器间要装有温度传感器式的火情遥控探测装置，能随时反映工作间的温度情况。每节车厢要没有 有线电话或无线电话，当发生情况时能及时与司机通话。 （7）加强车内的巡回检查，引导旅客安全疏散：做到火灾早期发现，早期扑救．引导旅客安全疏散。当列 车在隧道内发生火灾时，首先将着火车厢的旅客疏散到相邻车厢避难，再关闭车门、车窗等，列车可以连 挂着着火车厢继续运行，拖出隧道灭火。当隧道内和列车有关设备损坏，列车难以继续运行停在隧道内时， 应根据隧道中设备和地形情况，将旅客疏散到较安全的地方。 车体的密封技术 1.车体结构采用连续焊缝以消除焊接气隙；对不能施焊的部位，必须用密封胶密封。 2.采用固定式车窗，车窗的组装工艺要保证密封的可靠性和耐久性，同时保证在压力波造成的气动载荷下 (我国“高速列车密封技术暂行规定”确定组成后的车窗应能承受±6000Pa 的气动载荷，)不会造成变形和破 坏。 3.侧门采用密封性能良好的塞拉门；头、尾的端门要采用可充压缩空气的橡胶条；通过台风挡采用橡胶大风 挡，并注意处理好渡板处的密封问题。 4.空调环控设备设立压力控制：如在客室进排气风口安装压力保护阀，在排气风道中装设带节气阀的排风 机，安装压力保护通风机等，主要目的是既保证正常的通风换气又保证车内压力变化在限值之内。 5.厕所、洗脸室的水不能采用直排式，而要通过密封装置排到车外；对直通车下的管路和电缆孔应采取必要 的密封措施。 6.车辆出厂前都要通过整车气密性、水密性试验。 隔声降噪技术
B、削到噪声源发出噪声强度的措施 ①在车轮上安梦消音器和开发弹性左轮，可有效地隆低轮轨暖声】 ②车体外形设计成流线形，车体表面平整 光滑都有利于减小空气与车体的摩擦声 ③采用橡胶风挡，可诚小撞击声： ④在空调系统上安装清音器，降低牵引电机风扇的噪声、驱动装置等设备的振动噪声 C、提高车体隔声性能的措施 ①采用双尽墙结构，可增加隔声量4一5dB(A)。所谓双尽墙，就是指地板、侧墙、车顶等多尽结构，在尽 间采用橡胶垫隔开，一方面起隔振作用，同时使声波不能通过金属螺钉（声桥）传递，有效地提高了车体 的隔声性能 ②在车体金属（如地板）表面涂刷防振阻尼层，使钢结构的声频振动转化为热能消散，诚少了声波的辐射 和声波振动的传递，从而减少车内噪声： ③采用双层车窗，减少从侧面传入车内的噪声： ④车内洗用吸声效果好的高分子蜜合材料： ⑤提高车体气密性的措施， 可样可以起隔声作用 3、简述HXD1电力机车车体结构特点 主要特点： ①.底架采用了贯通式中央纵梁的框架结构，主要由前端牵引梁、后端牵引梁、边梁、中心纵梁、枕粱。 变压器染等组成 ②.HXD1型机车车体侧构采用了上顿斜网架式结构，侧构上弦梁部位设置了多个通风口，用于安装 单独通风冷却电气设备的通风过滤装置。侧构部焊接了Hcn安装轨，用于安装车体顶盖 ③.HXD1型机车车体隔墙因不承受较大的载荷，其骨架厚度设计较薄。隔墙的司机室侧设置了隔音 性能优良的减振复合隔音钢板，有效地隔离了机械间噪声对司机室的污染。 ④.后端墙不仅构成车体箱体结构的一个瑞面。还要考虑与另一节车相连、因此设计了后端墙门和通 道。后端墙上还设置了尾照灯、联挂风挡等。 . 车体顶盖设计成4个可拆卸的框架式活动小顶盖，通过H螺栓与侧墙和顶盖联结横梁上的 Halfen安装轨相连，其联结充分考虑了结构的防水性，设置了密封结构。 ©.机械间采用中央直通式走廊。 4简述机车上的主要设备组成及其作用 主要电气设备及其作用 ①.受电号 从接触网上接受电流 ②.主断路器：车上高压电路的总开关。 ③.变压器：将网压25kV转换成整流器侧1500V电压。 ④.牵引整流器：将单相交流电换成脉动直流电，并进行相控调压。 ⑤.牵引变流器：将单相交流电换成脉动直流电，经滤波后再逆变成交流电，并进行调压调须控制(VVVF)。 ,牵引电机 牵引工 时，把电能变为机械的 :制动工况时，把列车动能变为电能 接触器：控制大电流、高电压回路的通断开关。 ⑨。国流接地装置：网侧电路的节点，与钢轨形成电路连接 辅助装置的作用与组成 作用：辅助装置是保证动力设备（柴油机-发电机组/变压器）、传动装置、走行部、制动装置与电气控 制设各等正运转，以及乘务人员正工作条件的各项装置。 辅助装置组成： ①通风冷却系统：通过强迫风冷方式及时冷却动力系统、电气系统中的关键设备，保证机车正常运行。 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
B、 削弱噪声源发出噪声强度的措施 ①在车轮上安装消音器和开发弹性车轮，可有效地降低轮轨噪声； ②车体外形设计成流线形，车体表面平整、光滑都有利于减小空气与车体的摩擦声； ③采用橡胶风挡，可减小撞击声； ④在空调系统上安装消音器，降低牵引电机风扇的噪声、驱动装置等设备的振动噪声。 C、提高车体隔声性能的措施 ①采用双层墙结构，可增加隔声量 4－5 dB(A)。所谓双层墙，就是指地板、侧墙、车顶等多层结构，在层 间采用橡胶垫隔开，一方面起隔振作用，同时使声波不能通过金属螺钉（声桥）传递，有效地提高了车体 的隔声性能； ②在车体金属（如地板）表面涂刷防振阻尼层，使钢结构的声频振动转化为热能消散，减少了声波的辐射 和声波振动的传递，从而减少车内噪声； ③采用双层车窗，减少从侧面传入车内的噪声； ④车内选用吸声效果好的高分子聚合材料； ⑤提高车体气密性的措施，同样可以起隔声作用。 3、简述 HXD1 电力机车车体结构特点 主要特点： ①. 底架采用了贯通式中央纵梁的框架结构, 主要由前端牵引梁、后端牵引梁、边梁、中心纵梁、枕梁、 变压器梁等组成 ②. HXD1 型机车车体侧构采用了上倾斜网架式结构,侧构上弦梁部位设置了多个通风口, 用于安装 单独通风冷却电气设备的通风过滤装置。侧构顶部焊接了 Halfen 安装轨, 用于安装车体顶盖。 ③. HXD1 型机车车体隔墙因不承受较大的载荷, 其骨架厚度设计较薄。隔墙的司机室侧设置了隔音 性能优良的减振复合隔音钢板, 有效地隔离了机械间噪声对司机室的污染。 ④. 后端墙不仅构成车体箱体结构的一个端面, 还要考虑与另一节车相连, 因此设计了后端墙门和通 道。后端墙上还设置了尾照灯、联挂风挡等。 ⑤. 车体顶盖设计成 4 个可拆卸的框架式活动小顶盖, 通过 Halfen 螺栓与侧墙和顶盖联结横梁上的 Halfen 安装轨相连, 其联结充分考虑了结构的防水性, 设置了密封结构。 ⑥. 机械间采用中央直通式走廊。 4 简述机车上的主要设备组成及其作用 主要电气设备及其作用 ①. 受电弓：从接触网上接受电流。 ②. 主断路器：车上高压电路的总开关。 ③. 变压器：将网压 25kV 转换成整流器侧 1500V 电压。 ④. 牵引整流器：将单相交流电换成脉动直流电，并进行相控调压。 ⑤. 牵引变流器：将单相交流电换成脉动直流电，经滤波后再逆变成交流电，并进行调压调频控制（VVVF）。 ⑥. 平波电抗器：使脉动直流电相对平滑。 ⑦. 牵引电机：牵引工况时，把电能变为机械能；制动工况时，把列车动能变为电能。 ⑧. 接触器：控制大电流、高电压回路的通断开关。 ⑨. 回流接地装置：网侧电路的节点，与钢轨形成电路连接 辅助装置的作用与组成 I. 作用：辅助装置是保证动力设备（柴油机-发电机组/变压器）、传动装置、走行部、制动装置与电气控 制设备等正常运转，以及乘务人员正常工作条件的各项装置。 II. 辅助装置组成： ① 通风冷却系统：通过强迫风冷方式及时冷却动力系统、电气系统中的关键设备，保证机车正常运行。 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司机服务设施：空调、座椅、餐饮、卫生等设施。 、简述设备布置原则 )必须保证重量分配均匀。以利于牵引力的充分发挥 在设备布置时要进行重量分配计算：根据各种设各的位置、轻重、机车车体、转向架的支撑情况，按力距平 衡原理进行计算，计算结果要保证各转向架载荷前后左右相等，各轴重在规定的偏差之内。 )要充分满足设冬的安装、拆卸、检查和检修的方便」 司机室设备布置要求作业范围合适、操纵方便、视线合理，易于观察各种仪器、仪表和信号灯指示 应注意节约导线、电缆和压缩空气、冷却空气管路。 合理地布置电器线路的导线、电缆和空气管路，不仅可以节约大量材料、降低成本，还可使布置简捷、集 中，便于查找故障，减少空间占用和减少风阻。 d安全和舒适 要有必要的隔热、隔音设施。各机器间的设备要便于检查、维修和保养，要注意设备布置的规律化，便于 乘务员热记各设备的位置 对危及人身安全的电器设备，要有严格的安全联锁防护转置等。要留有必要的 乘务员的工作和生活空间 6、对比分析SS4G型机车与XD1型机车设备布置的特点。 SSAG ()除牵引电机外，所有的电气设备都布置在车体上，其中绝大部分在车体内，安全可靠，便于检查。 (2)机车为单节单端司机室，两节完全相同，单节机车分为5个室：司机室、1端电器室、变压器室、Ⅱ 端电器室、辅助室. (3)双边走廊，设备屏柜化、成套化。 (4)除轴流式通风机组外，其他设备为平面单层布置，设备拆装，互不影响。 (5)将噪声较大的劈相机、主压缩机安装在Ⅱ端辅助室，噪声大大低于SS1和SS3 I端电器室设备布量 号端子柜、 号硅机组、P℉C电容柜、8一号高压柜、9复轨器、10牵引通风机组、1.一号 压电器柜、12-制动电阻柜。 变压器室设备布置 机车主变压器、平波电抗署与油散热器、潜油泵和轴流式通风机：安装在副油箱上的阻容柜、安装在潜油 泵上方的空气干燥器、安装在主变压器盖上的电池组、P℉C开关柜和机车保护、测量和控制用的3种交 流电流互感 Ⅱ端电器室设备布置 上车项梯、二号硅机组、吓C电容柜、二号高压电器柜、制动电阻柜、二号低压电器柜、牵引通风机组， 辅助室设备布置 电子电顺柜、空气制动柜、磨相机、压缩机组、空气干燥器、启动电容柜等 车顶、车底布置 (1)车项设备布置 包括：受电弓、主断路器、避雷器、高压电流互感器、高压连接器、通风系统车顶出风百叶窗。 (2)车底设备布置 主要包括：主电路库用插座、辅助电路库用插座、控制电路作用插座、行灯插座、重联插座、蒸电池柜 总风缸、接地棒、熙明灯和标志灯等。 1、设备布置特点 ①.牵引通风机采用斜对称布置，便于均衡机车轴重
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 司机服务设施：空调、座椅、餐饮、卫生等设施。 5、简述设备布置原则 a) 必须保证重量分配均匀。以利于牵引力的充分发挥。 在设备布置时要进行重量分配计算:根据各种设备的位置、轻重、机车车体、转向架的支撑情况，按力距平 衡原理进行计算，计算结果要保证各转向架载荷前后左右相等，各轴重在规定的偏差之内。 b) 要充分满足设备的安装、拆卸、检查和检修的方便。 司机室设备布置要求作业范围合适、操纵方便、视线合理，易于观察各种仪器、仪表和信号灯指示。 c) 应注意节约导线、电缆和压缩空气、冷却空气管路。 合理地布置电器线路的导线、电缆和空气管路，不仅可以节约大量材料、降低成本，还可使布置简捷、集 中，便于查找故障，减少空间占用和减少风阻。 d) 安全和舒适 要有必要的隔热、隔音设施。各机器间的设备要便于检查、维修和保养，要注意设备布置的规律化，便于 乘务员熟记各设备的位置，对危及人身安全的电器设备，要有严格的安全联锁防护装置等。要留有必要的 乘务员的工作和生活空间。 6、对比分析 SS4G 型机车与 HXD1 型机车设备布置的特点。 SS4G （1）除牵引电机外，所有的电气设备都布置在车体上，其中绝大部分在车体内，安全可靠，便于检查。 （2）机车为单节单端司机室，两节完全相同，单节机车分为 5 个室：司机室、Ⅰ端电器室、变压器室、Ⅱ 端电器室、辅助室。 （3）双边走廊，设备屏柜化、成套化。 （4）除轴流式通风机组外，其他设备为平面单层布置，设备拆装，互不影响。 （5）将噪声较大的劈相机、主压缩机安装在Ⅱ端辅助室，噪声大大低于 SS1 和 SS3。 Ⅰ端电器室设备布置 6-一号端子柜、7-一号硅机组、PFC 电容柜、 8-一号高压柜、 9-复轨器、 10-牵引通风机组、11-一号低 压电器柜、12-制动电阻柜。 变压器室设备布置 机车主变压器、平波电抗器与油散热器、潜油泵和轴流式通风机；安装在副油箱上的阻容柜、安装在潜油 泵上方的空气干燥器、安装在主变压器盖上的蓄电池组、PFC 开关柜和机车保护、测量和控制用的 3 种交 流电流互感器。 Ⅱ端电器室设备布置 上车顶梯、二号硅机组、PFC 电容柜、二号高压电器柜、制动电阻柜、二号低压电器柜、牵引通风机组。 辅助室设备布置 电子电源柜、空气制动柜、劈相机、压缩机组、空气干燥器、启动电容柜等 车顶、车底布置 （1）车顶设备布置 包括：受电弓、主断路器、避雷器、高压电流互感器、高压连接器、通风系统车顶出风百叶窗。 （2）车底设备布置 主要包括：主电路库用插座、辅助电路库用插座、控制电路库用插座、行灯插座、重联插座、蓄电池柜、 总风缸、接地棒、照明灯和标志灯等。 HXD1 1、设备布置特点 ①. 牵引通风机采用斜对称布置，便于均衡机车轴重
②.机车的电气柜采取了适当集中、合理化布置的方式，例如：对于微机控制系统的核心u模块和司机 需要经常操作的一些开关、按钮等分刚设置在司机室内的两个后墙柜内。低压柜采取了功能化模块设 计，左边是与低压区相关的自动开关，均安装在柜门上，便于司机操作 右边为高压区，集中了辅 系统大部分高压设备，并根据防寒的要求设置了加热电阻。 ③.机车的主变压器、滤波电抗器置于同一油箱内，位于机车中部，下悬于底架下，以降低机车重心。 ④。蓄电池安装在主变压器的两侧，便于检修和维护 ③.机车采用先进的油水冷却设各来冷却变压器油和主变流，散热器采用共体分层模式，充分利用空间并 提高了冷知效率」 ©。机车机械间内布管和布线采用先进的预布式中央管挂和中央线槽方式，中央管挂和线槽安装在中央走 道下，美观且便于安装和组护。驱动系统的动力线则安装在走道两边的设备安装架内，使动力电缆与 控制及信号线有效地分离，以保证控制系统的可靠性， ⑦.机车通风系统为独立式通风系统，机车运行时机械问保持微正压工况，整车的通风可分为4个部分： 牵引电机通风系统：变压器、变流器冷却用油水冷却塔酒风系统：辅助变压器柜及车内通风系统：司 机室空调通风系统。4个通风系统相互独立，互不影响 国.机车上装备有卫生间、冰箱、微波炉、床等必要的生活设施
②. 机车的电气柜采取了适当集中、合理化布置的方式，例如：对于微机控制系统的核心 ccu 模块和司机 需要经常操作的一些开关、按钮等分剐设置在司机室内的两个后墙柜内。低压柜采取了功能化模块设 计，左边是与低压区相关的自动开关，均安装在柜门上，便于司机操作；右边为高压区，集中了辅助 系统大部分高压设备，并根据防寒的要求设置了加热电阻。 ③. 机车的主变压器、滤波电抗器置于同一油箱内，位于机车中部，下悬于底架下，以降低机车重心。 ④. 蓄电池安装在主变压器的两侧，便于检修和维护 ⑤. 机车采用先进的油水冷却设备来冷却变压器油和主变流，散热器采用共体分层模式，充分利用空间并 提高了冷却效率。 ⑥. 机车机械间内布管和布线采用先进的预布式中央管排和中央线槽方式，中央管排和线槽安装在中央走 道下，美观且便于安装和维护。驱动系统的动力线则安装在走道两边的设备安装架内，使动力电缆与 控制及信号线有效地分离，以保证控制系统的可靠性。 ⑦. 机车通风系统为独立式通风系统，机车运行时机械问保持微正压工况，整车的通风可分为 4 个部分： 牵引电机通风系统；变压器、变流器冷却用油水冷却塔通风系统；辅助变压器柜及车内通风系统；司 机室空调通风系统。4 个通风系统相互独立，互不影响。 ⑧. 机车上装备有卫生间、冰箱、微波炉、床等必要的生活设施