軌道車輛結構與原理（簡體書）

《軌道車輛結構與原理》包括11章。第1章軌道交通概述，第2章城市軌道交通的基礎知識，第3章軌道車輛的基礎知識，第4章轉向架，第5章車體，第6章車鉤緩沖裝置，第8章軌道車輛電氣系統，第9章軌道車輛的檢修，第10章軌道車輛動力學基礎,第11章列車牽引計算。

孟亞東，男，副教授，天津職業技術師范大學,汽車與交通學院，碩士生導師。2010年1月畢業于北京交通大學載運工具運用工程專業，博士學位。主要研究領域：城市軌道交通，載運工具控制及光機電一體化技術，電液伺服系統,自動控制，機車電傳動。發表論文20余篇，主持完成多項省部級研究項目。

《軌道車輛結構與原理》全面介紹了軌道車輛的結構與原理，可作為普通本科院校車輛工程（軌道交通方向）專業（基礎）課的教材，也可以作為高職高專學校城市軌道交通相關專業的教材，同時還可以作為機車電工職業培訓教材。

第1章軌道交通概述

1．1引言

1．2軌道交通的基本概念

1．3軌道交通發展史上的重大事件

1．4軌道車輛的分類

1．5鐵路機車

1．5．1蒸汽機車

1．5．2內燃機車

1．5．3電力機車

1．6鐵道車輛

1．7動車組

思考題

第2章城市軌道交通的基礎知識

2．1城市軌道交通的優點與缺點

2．2城市軌道交通的分類

2．3地鐵

2．4輕軌

2．5單軌

2．6有軌電車

2．7市郊鐵路

2．8磁懸浮

2．9新交通系統

2．10城市軌道交通系統的比較

思考題

第3章軌道車輛的基礎知識

3．1引言

3．2列車編組

3．2．1概述

3.2.2城市軌道交通車輛的編組

3．2．3列車編組的發展趨勢

3．3軌道交通的限界

3．3．1限界的基本概念

3．3．2限界的相關知識

3．4軌道車輛的轉向架

3．5城市軌道交通車輛的參數與組成

3．5．1參數

3．5．2組成

3．5．3車體

3．5．4車輛內部設備

3．5．5轉向架

3．5．6車鉤緩沖裝置

3．5．7制動裝置

3．5．8受流裝置

3．5．9車輛電氣系統

3．5．10列車通號與信息系統

3.6典型城市軌道交通車輛

3.6.1概述

3.6.2車輛運行環境

3.6.3主要參數

3.6.4主要設備布置

3.6.5主要組成與特性

3.7典型鐵路電力機車和諧電力3型(HXD3)機車

3.7.1概述

3.7.2工作環境

3.7.3主要參數

3.7.4機車主要特點

3.7.5機車特性

3.7.6設備布置

3.7.7工作原理

3.8典型鐵路電力機車韶山8型(SS8)機車

3.8.1概述

3.8.2機車總體布置

3.8.3機車轉向架

3.8.4機車主電路

3.8.5機車輔助電路

3.8.6機車控制電路

3.8.7機車供電電路

3.8.8生產制造與應用

思考題

參考文獻

第4章轉向架

4.1轉向架概述

4.2轉向架的功能、組成與分類

4.2.1轉向架的功能與組成

4.2.2轉向架的分類

4.3兩種地鐵車輛轉向架

4.3.1SMC型地鐵車輛轉向架

4.3.2SDB80型地鐵車輛轉向架

4.4轉向架構架

4.5彈簧與減振器

4.5.1概述

4.5.2懸掛裝置中彈簧的作用

4.5.3螺旋彈簧

4.5.4橡膠彈簧

4.5.5空氣彈簧

4.5.6液壓減振器

4.5.7抗蛇行減振器

4.5.8摩擦減振器

4.6輪對軸箱及其與構架的連接

4.6.1輪對

4.6.2軸箱

4.6.3軸箱與構架的連接

4.7驅動裝置

4.7.1功能與分類

4.7.2牽引電機橫向布置的驅動裝置

4.7.3牽引電機縱向布置的驅動裝置

4.7.4牽引電機體懸式驅動裝置

4.8車體與轉向架的連接

4.8.1概述

4.8.2牽引裝置

4.8.3轉向架的特殊減振緩沖結構

4.8.4鉸接式轉向架的車體與轉向架間的連接

4.9制動裝置

4.9.1概述

4.9.2各種制動裝置

4.9.3制動倍率、傳動效率與車輛制動率

思考題

參考文獻

第5章車體及其內裝與設備

5．1概述

5.2車體的類型及特征

5.2.1城市軌道車輛車體的特征

5.2.2車體的主要技術指標

5.2.3軌道車輛車體的類型

5.3典型軌道車輛車體

5.3.1傳統軌道車輛車體

5.3.2國產幾種地鐵車輛車體

5.3.3輕量化車體

5.4車體內裝與設備

5.4.1車體內裝

5.4.2車內設備

思考題

參考文獻

第6章車鉤緩沖裝置

6.1車鉤緩沖裝置概述

6.1.1功能作用

6.1.2結構組成

6.1.3分類與特點

6.2結構與工作原理

6.2.1主要零件名稱與參數

6.2.2車鉤緩沖裝置的安裝

6.2.3車鉤緩沖裝置的縱向力傳遞路徑

6.2.4車鉤緩沖裝置的三態

6.3緩沖裝置

6.3.1緩沖裝置的類型與參數

6.3.2常用緩沖器

6.4其他裝置

6.4.1可壓潰變形管

6.4.2風管連接器

6.4.3電連接器

6.4.4半永久牽引桿

6.5各種全自動車鉤簡介

6.5.1柴田密接車鉤

6.5.2沙庫密接車鉤

6.5.3BSICOMPACT密接車鉤

思考題

參考文獻

第7章受流裝置

7.1引言

7.2單臂受電弓的結構組成與工作原理

7.2.1結構組成與典型部件

7.2.2工作原理

7.2.3常見技術參數

7.3DSA200型單臂受電弓

7.3.1主要結構

7.3.2工作原理

7.3.3技術參數

7.3.4維護與調整

思考題

參考文獻

第8章軌道車輛電傳動與電氣系統

8.1軌道車輛電傳動基礎知識

8.2軌道車輛電傳動系統的分類

8.2.1直直電傳動系統

8.2.2交直電傳動系統

8.2.3交直交電傳動系統

8.2.4直交電傳動系統

8.2.5交交電傳動系統

8.3電傳動系統的發展

8.4電力電子器件技術基礎

8.5軌道車輛電氣系統

8.5.1功能與組成

8.5.2驅動電機的調速控制

8.5.3牽引電器基礎知識

8.5.4和諧電力3型(HXD3)機車的電器

8.5.5韶山8型(SS8)機車的電器

8.5.6城市軌道交通車輛的電器

思考題

參考文獻

第9章軌道車輛的檢修

9.1引言

9.2電力機車的檢修

9.2.1電力機車的計劃預防修

9.2.2電力機車的大修過程

9.2.3電力機車的狀態修

9.3城市軌道交通車輛的檢修

9.3.1日常維修

9.3.2定修

9.3.3架修

9.3.4大修

9.4軌道車輛檢修總結

思考題

參考文獻

第10章軌道車輛動力學基礎

10.1概述

10.1.1軌道車輛振動的原因

10.1.2軌道車輛的振動形式

10.1.3軌道車輛動力學的研究內容

10.2軌道車輛的運行平穩性

10.2.1Sperling平穩性指標

10.2.2ISO指標

10.3軌道車輛運行穩定性

10.3.1蛇行運動

10.3.2脫軌

10.3.3車輛傾覆

10.4軌道車輛的曲線通過

10.4.1曲線加寬與輪對橫動量

10.4.2曲線的外軌超高與擺式列車

10.4.3曲線通過的舒適性與輪軌磨耗

10.5軌道車輛動力學的發展

思考題

參考文獻

第11章列車牽引計算

11.1列車牽引計算概述

11.1.1牽引計算對各種軌道交通的用途

11.1.2列車牽引計算規程

11.1.3牽引計算中的三大力

11.1.4輪軌間的摩擦與黏著

11.2牽引力

11.2.1牽引力的產生

11.2.2牽引力的計算公式

11.3阻力

11.3.1阻力的產生與分類

11.3.2阻力的計算

11.4制動力

11.4.1制動力的產生

11.4.2制動力的黏著限制

11.5牽引計算的成果

11.6牽引計算的發展

思考題

參考文獻

第1章軌道交通概述

1.1引言
“交通”一詞很早就出現了。據《管子·度地》，“山川涸落，天氣下，地氣上，萬物交通”。據東晉陶潛的《桃花源記》，“阡陌交通，雞犬相聞”。據康有為的《大同書》辛部第三章，“大同之世，全地皆為自治，全地一切大政皆人民公議，電話四達，處處交通”。現代，人們更廣泛地使用“交通運輸”這個詞匯，交通運輸是社會發展的基礎，是社會生產、流通、分配、消費以及人們工作、生活、交往、旅游的必要條件，可形象地比喻成一個國家、一個城市的血液循環系統。一般認為交通運輸涵蓋了旅客運輸、貨物運輸、語音傳遞、圖文傳遞等，在國民經濟中屬于第三產業。有的分類方法中將交通分為運輸和郵電兩個方面，運輸包括鐵路、公路、水路、航空、管道等五種方式，郵電包括郵政和電信。
1.2軌道交通的基本概念
交通運輸以及交通工具的發展歷史與人類社會的發展歷史相依相隨，其發展水平與社會和科學技術的發展水平高度一致，直接決定了人類活動范圍的大小。從運輸方式來看，鐵路、公路、水路、航空、管道等五種運輸方式中的鐵路是一個簡稱，它涵蓋了現有的普通鐵路、高速鐵路、城際鐵路、市郊鐵路、城市軌道交通等多種形式的軌道交通。 
軌道交通車輛的源動力為外部電源或內燃機(蒸汽機等其他原動機已經很少使用)，采取輪軌運行方式，即車輛導向由軌道與車輪配合共同完成，車輛本身不具備主動導向能力。隨著科學技術的發展，未來輪軌的結構形式可能發生多種變化，但輪軌導向這個特點在短期內不會發生變化，“軌道交通”這個詞能夠清晰表達這一技術特點。
城市軌道交通是城市公共交通的一種形式，城市公共交通包括城市道路交通、城市軌道交通、城市其他交通等，見圖1.1。城市交通與城市發展的關系在于交通工具的特性決定了居民的出行距離，居民的出行距離決定了市區發展的范圍。

圖1.1城市公共交通

1.3軌道交通發展史上的重大事件
19世紀初，倫敦是當時世界上發展速度最快的城市，市內最常用的交通工具仍是馬車，馬車在道路上的頻繁行駛給路面造成了很大負擔，又給行人帶來了安全隱患，為了保護路面，增加乘客人數，馬拉軌道車出現（見圖1.2）。由于城市人口的迅速膨脹，倫敦的街道變得擁擠不堪，以至于有時候坐馬車還不如直接走路來得快，有人就提出將鐵路建設到不影響城市地面建筑的地下隧道中，以便快速運輸大量乘客，這種地下鐵路交通的構思，即“地鐵”的雛形。

圖1.219世紀初的城市馬拉軌道交通

1843年英國人皮爾遜為倫敦市設計了世界上最早的城市地鐵系統，由于計劃投資巨大、施工條件限制等種種原因，10年后，英國議會才批準在法林頓和主教路之間修一條長不足6km的地鐵，開始施工時間為1853年。
1863年1月10日，倫敦地鐵正式開始運營，又稱為大都會地區鐵路，該條鐵路在帕丁頓(現在的帕丁頓站，Paddington)和臨時的法靈頓街站(Farringdon Street)(現在的法靈頓站西北)間運行，采用蒸汽機車牽引，當天就有4萬人成為首批乘客，見圖1.3、圖1.4。當時這條地鐵線路有7個車站，總長5.6km。

圖1.3世界上首條地鐵通車

圖1.4世界上首條地鐵的Baker Street車站

1890年12月18日倫敦建成一條5.2km地鐵線路，並首次采用電力牽引，見圖1.5。

圖1.5采用電力牽引的地鐵

亞洲最早的地鐵是日本東京在1927年12月開通的淺草—澀谷線，至今該條線路仍在使用，即銀座線，見圖1.6。

圖1.6日本東京銀座線——亞洲最早的地鐵

中國的第一條地鐵線——北京地鐵一期工程(現在的北京地鐵一號線的部分線路)于1965年7月1日開工，1969年10月1日通車試運行，線路長23.6km，采用明挖填埋法施工，從西山蘋果園到北京火車站，共有17座車站，它的主導思想是以戰備為主、兼顧城市交通。