第三章 城市軌道交通車輛

1、第三章第三章 城市軌道交通車輛城市軌道交通車輛徐滿滿12交通工程本章內(nèi)容本章內(nèi)容l第一節(jié)、概述l第二節(jié)、車輛機(jī)械組成部分l第三節(jié)、車輛電氣組成部分1、一般車輛結(jié)構(gòu)、一般車輛結(jié)構(gòu)自行車自行車第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、軌道交通車輛的演變一般車輛結(jié)構(gòu)一般車輛結(jié)構(gòu)汽車汽車一般車輛構(gòu)造第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1、一般陸上車輛設(shè)計(jì)理念、一般陸上車輛設(shè)計(jì)理念l自行車、汽車等一般陸上交通工具均有一個(gè)基本骨架；車輪、動(dòng)力機(jī)械、制動(dòng)器、避震彈簧等均裝在骨架上；車廂或外殼再固定在這個(gè)骨架上。l一般陸上交通工具前輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)，駕駛者控制前輪讓車輛轉(zhuǎn)向或直行。l前后輪軸之間的距離較短，便于通過小半徑曲線，如果車廂較長(zhǎng)則采用

2、拖掛行駛。l一般陸上交通工具車軸固定，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；車軸和車架大梁之間采用彈簧（板簧）連接減少振動(dòng)。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述2、一般車輛結(jié)構(gòu)、一般車輛結(jié)構(gòu)軌道交通軌道交通l早期的火車車輛是從馬車演變而來(lái)的，當(dāng)載重加大，車輛長(zhǎng)度加長(zhǎng)，通過曲線半徑就受限制，車輛制造的理念開始改變。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述3、軌道交通車輛結(jié)構(gòu)重點(diǎn)、軌道交通車輛結(jié)構(gòu)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架l把兩個(gè)或多個(gè)輪對(duì)用專門的構(gòu)架（或側(cè)架）連接，組成一個(gè)小車，稱為轉(zhuǎn)向架，車體座落在兩個(gè)（或三個(gè)）轉(zhuǎn)向架上。l世界各國(guó)大多采用二軸車結(jié)構(gòu)。由于要通過小半徑曲線，二軸車的軸距不能太大，同時(shí)對(duì)車輛載重、長(zhǎng)度和容積等均有限制。l轉(zhuǎn)向架為車輛的一個(gè)獨(dú)立部件，

3、便于更換、制造和維修。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第一節(jié)第一節(jié) 概述概述二、城市軌道交通車輛的特殊要求二、城市軌道交通車輛的特殊要求 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、車輛的分類1、按牽引動(dòng)力配置分 動(dòng)車（Motor，用“M”表示）：車輛本身具有動(dòng)力裝置，有牽引和載客雙重功能。帶受流裝置動(dòng)車常用“M”表示，不帶受流裝置的動(dòng)車用M表示。 拖車（Train，用“T”表示）：本身不帶動(dòng)力裝置，需要?jiǎng)榆囃蟿?dòng)的車輛，僅有載客功能。設(shè)有司機(jī)室的拖車用Tc表示，帶受流裝置的拖車用“T”表示。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、車輛的分類2、按車體制作材料分、按車體制作材料分 普通碳素鋼車、耐后鋼車、鋁合金車和不銹鋼車。3、按受電方

4、式分、按受電方式分 受電弓和受流器受電車。4、按電壓等級(jí)分、按電壓等級(jí)分 DC750V和DC1500V5、按牽引控制系統(tǒng)分、按牽引控制系統(tǒng)分 直流變阻車、直流斬波調(diào)壓車、交流變壓變頻車和直線電機(jī)變頻變壓車。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述受電弓受流器三、車輛的分類6、按車輛規(guī)格分 A、B、C三類車型。區(qū)分的根本依據(jù)是車體寬度。 A型車車體基本寬度為3m； B型車車體基本寬度為2.8m； C型車車體基本寬度為2.6m.第一節(jié)第一節(jié) 概述概述四、車輛的特點(diǎn)（1）載客能力強(qiáng)。大型地鐵車輛可達(dá)350人/輛。（2）動(dòng)力性能好。速度快，加速能力強(qiáng)，制動(dòng)效果好。（3）安全可靠性高。（4）環(huán)境條件好。（5）靈活的牽引特

5、征?？筛鶕?jù)不同的線路特征，采用不同的牽引方式。（6）環(huán)保。污染小。（7）節(jié)能。車輛牽引動(dòng)力常采用電力牽引。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述五、軌道車輛的編組構(gòu)成五、軌道車輛的編組構(gòu)成l帶司機(jī)室拖車（A型） l無(wú)司機(jī)室?guī)茈姽膭?dòng)車（B型） l無(wú)司機(jī)室不帶受電弓的動(dòng)車(C型) l6節(jié)編組其排列為ABCCBA l8節(jié)編組其排列為：ABCBCBCA五、車輛選型的基本原則（1）以工程的主要技術(shù)條件為依據(jù)，滿足客運(yùn)量及行車組織的要求；（2）車型適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候條件；（3）選用先進(jìn)、成熟、安全、經(jīng)濟(jì)、可靠且維修方便的產(chǎn)品；（4）與城市景觀相協(xié)調(diào)；（5）堅(jiān)持車輛國(guó)產(chǎn)化的原則及有關(guān)政策。第一節(jié)概述第一節(jié)第一節(jié) 概述概

6、述六、車輛的主要技術(shù)參數(shù)（一）車輛性能參數(shù)（1）自重、載重、容積 （2）構(gòu)造速度 （3）軸重 （4）每延米載重 （5）通過最小曲線半徑 （6）軸配置或軸列數(shù) （7）最大起動(dòng)加速度、平均起動(dòng)加速度等六、車輛的主要技術(shù)參數(shù)（二）車輛的主要尺寸 （1）車輛最大寬度、最大高度 （2）車體長(zhǎng)、寬、高 （3）車鉤中心線距軌面高度 （4）地板地面高度 （5）車輛定距第一節(jié) 概 述七、車輛的組成1、車體2、轉(zhuǎn)向架3、車鉤緩沖裝置4、制動(dòng)裝置5、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)6、受流裝置7、車輛電氣牽引系統(tǒng)8、車輛內(nèi)部設(shè)備9、列車控制盒診斷系統(tǒng)10、乘客信息系統(tǒng)第一節(jié) 概 述第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成l車體l車

7、門l走行裝置（轉(zhuǎn)向架）l連接裝置（車鉤緩沖裝置）l制動(dòng)裝置l空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng) 車體分有司機(jī)室車體和無(wú)司機(jī)室車體兩種。l車體坐落在轉(zhuǎn)向架上。它除了載客之外幾乎所有的機(jī)械、電氣、電子等設(shè)備都安裝在車體的上部、下部及內(nèi)部。l車體一般由底架、側(cè)墻、車頂、端墻等組成。l車體要承受各種動(dòng)靜載荷、各種震動(dòng)，適應(yīng)列車的運(yùn)行速度； 還要有隔音、減振、隔熱、防火以及盡可能保證乘客安全的措施。l城市軌道車輛車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)和輕金屬結(jié)構(gòu)，以達(dá)到在最輕的自重下滿足強(qiáng)度的要求。一、車體一、車體第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成地鐵車體結(jié)構(gòu)地鐵車體結(jié)構(gòu)有司機(jī)室車輛有司機(jī)室車輛駕駛室駕駛室駕駛室城市軌道車輛車

8、體特點(diǎn)：城市軌道車輛車體特點(diǎn)： 有拖車、動(dòng)車之分； 座位少、車門開度大、服務(wù)設(shè)備簡(jiǎn)單； 重量限制嚴(yán)格，要求輕量化； 防火及隔噪要求高；一、車體一、車體第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成l包括客室車門、緊急疏散車門、司機(jī)室門以及司機(jī)室通道門。二、車門二、車門第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成三、轉(zhuǎn)向架三、轉(zhuǎn)向架第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成12轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架3、轉(zhuǎn)向架的組成、轉(zhuǎn)向架的組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成構(gòu)架輪對(duì)軸箱裝置彈簧減振裝置制動(dòng)裝置中央牽引裝置l構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，將車體和行走部件連成一體，它把轉(zhuǎn)向架的各個(gè)零部件組成一個(gè)整體。l構(gòu)

9、架支撐車體，實(shí)現(xiàn)列車的平移，傳遞列車的牽引力和制動(dòng)力。第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架（1）構(gòu)架）構(gòu)架(1)構(gòu)架構(gòu)架(1)構(gòu)架構(gòu)架構(gòu)架構(gòu)架(1)構(gòu)架構(gòu)架轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架（2）輪對(duì)）輪對(duì)第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成要求：具有足夠的強(qiáng)度，保證在允許的最高速度和最大荷載下安全運(yùn)行轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架（3）輪對(duì)軸箱裝置）輪對(duì)軸箱裝置第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成軸承軸箱軸承軸箱轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架(4)彈簧減振裝置彈簧減振裝置第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成(4)彈簧減振裝置彈簧減振裝置第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成(4)彈簧減振裝置彈簧減振

10、裝置第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成二系懸掛四、連接裝置（車鉤緩沖裝置）四、連接裝置（車鉤緩沖裝置）第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成l城市軌道車輛多輛編組，車輛之間設(shè)有連接裝置。l連接裝置由車鉤、緩沖器、電氣聯(lián)接及風(fēng)擋、渡板組成。l 車鉤及緩沖器的作用是連接車輛及減少車輛間的縱向沖撞。l為便于相鄰車輛間乘客的流動(dòng)、調(diào)節(jié)客室的疏密，現(xiàn)代車輛之間采用全貫通式，故設(shè)有風(fēng)擋及渡板。4-4 牽引緩沖連接裝置牽引緩沖連接裝置l為了讓電動(dòng)車組能以一定的速度運(yùn)行，必須對(duì)其施以牽引。l同樣為讓運(yùn)行的電動(dòng)車組能迅速減速、停車，必須也對(duì)其施以制動(dòng)。l制動(dòng)功率要比驅(qū)動(dòng)功率大510倍。五、制動(dòng)裝

11、置五、制動(dòng)裝置第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成1、制動(dòng)類型、制動(dòng)類型l按電動(dòng)車組動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式可以分為兩類： 摩擦制動(dòng)方式 即動(dòng)能通過摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后消散于大氣?l 動(dòng)力制動(dòng)方式 l即把動(dòng)能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能從車上轉(zhuǎn)移出去。第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成1、制動(dòng)類型、制動(dòng)類型摩擦制動(dòng)摩擦制動(dòng)l常用的摩擦制動(dòng)方式主要有閘瓦制動(dòng)和盤形制動(dòng)，還有軌道電磁制動(dòng)等方式。 （1）閘瓦制動(dòng)，又稱為踏面制動(dòng)，是最常用的一種制動(dòng)方式。 （2） 盤形制動(dòng)，制動(dòng)缸通過制動(dòng)夾鉗，夾緊制動(dòng)盤，使閘片和制動(dòng)盤間產(chǎn)生摩擦，把電動(dòng)車組的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑹崮芡ㄟ^制動(dòng)盤與閘片散于大氣

12、。第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成閘瓦制動(dòng)閘瓦制動(dòng)第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成閘瓦制動(dòng)閘瓦制動(dòng)盤形制動(dòng)盤形制動(dòng)盤形制動(dòng)盤形制動(dòng)第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成1、制動(dòng)類型、制動(dòng)類型動(dòng)力制動(dòng)動(dòng)力制動(dòng)l（1）電阻制動(dòng)。將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能加于電阻器中，使電阻器發(fā)熱，即電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電阻器上的熱能靠風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)而散于大氣中。電阻制動(dòng)一般能提供較穩(wěn)定的制動(dòng)力，但車輛底架下需要安裝體積較大的電阻箱。l（2）再生制動(dòng)。再生制動(dòng)是把電動(dòng)車組的動(dòng)能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能后，再使電能反饋回電網(wǎng)，進(jìn)行回收使用。l電氣制動(dòng)須與機(jī)械制動(dòng)相配合。電氣制動(dòng)須與機(jī)械制動(dòng)相配合。第二節(jié)、

13、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成風(fēng)源系統(tǒng)l城市軌道交通車輛的轉(zhuǎn)向架上的空氣彈簧、機(jī)械制動(dòng)、門的開閉等都需要壓縮空氣，所以必須有風(fēng)源系統(tǒng)。l風(fēng)源系統(tǒng)一般由電動(dòng)空氣壓縮機(jī)，除油、除濕裝置，散熱裝置，壓力控制裝置，管路等組成。六、其他機(jī)械設(shè)備六、其他機(jī)械設(shè)備第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成六、其他機(jī)械設(shè)備六、其他機(jī)械設(shè)備第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成第二節(jié)、車輛的機(jī)械組成通風(fēng)、采暖及空調(diào)l 城市軌道交通車輛因乘客擁擠、空氣污濁，必須設(shè)有通風(fēng)裝置，一般采用機(jī)械通風(fēng)。l在地面高架并運(yùn)行在較冷地區(qū)的車輛，設(shè)有電熱器，一般由供電線路直接供電。l為改善乘客的舒適度，現(xiàn)代城市軌道交通車輛一般設(shè)有空調(diào)裝置

14、。l車輛電氣系統(tǒng)包括車輛上的各種電氣設(shè)備及其控制電路。l按其作用和功能可分為3個(gè)部分：主電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)電子控制電路系統(tǒng)第三節(jié)、車輛的電氣組成第三節(jié)、車輛的電氣組成l主電路主電路由牽引電機(jī)及與其相關(guān)的電氣設(shè)備和連接導(dǎo)線組成由牽引電機(jī)及與其相關(guān)的電氣設(shè)備和連接導(dǎo)線組成，其作用是將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕v運(yùn)行所需的牽引力，其作用是將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕v運(yùn)行所需的牽引力，當(dāng)在電氣制動(dòng)時(shí)將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電制動(dòng)力，它是車輛當(dāng)在電氣制動(dòng)時(shí)將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電制動(dòng)力，它是車輛上的高電壓、大電流、大功率動(dòng)力回路。上的高電壓、大電流、大功率動(dòng)力回路。l輔助電路系統(tǒng)輔助電路系統(tǒng)為保證車輛正常運(yùn)行必須設(shè)置的輔助

15、設(shè)備（為保證車輛正常運(yùn)行必須設(shè)置的輔助設(shè)備（如供某些電器通風(fēng)、冷卻的通風(fēng)機(jī)、空氣氣壓縮機(jī)、空調(diào)如供某些電器通風(fēng)、冷卻的通風(fēng)機(jī)、空氣氣壓縮機(jī)、空調(diào)裝置、車輛照明等裝置、車輛照明等)所提供的輔助用電系統(tǒng)。所提供的輔助用電系統(tǒng)。l控制電路控制電路的作用是控制主電路和輔助電路各電器的工作，的作用是控制主電路和輔助電路各電器的工作，通過可機(jī)操縱主控制器和各按鈕使列車正常運(yùn)行或由列車通過可機(jī)操縱主控制器和各按鈕使列車正常運(yùn)行或由列車自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)控制運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)控制運(yùn)行。第三節(jié)、車輛的電氣組成第三節(jié)、車輛的電氣組成第三節(jié)、車輛的電氣組成第三節(jié)、車輛的電氣組成1、主電路、主電路l控制系統(tǒng)分為直流

16、控制系統(tǒng)和交流控制系統(tǒng)。l直流控制系統(tǒng)就是采用直流牽引電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。交流控制系統(tǒng)就是采用交流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。第三節(jié)、車輛的電氣組成第三節(jié)、車輛的電氣組成2、輔助電源l城市軌道交通車輛車上的直流、交流如照明、通風(fēng)、空調(diào)、控制等用電均由輔助電源供給。l輔助電源早期為電動(dòng)發(fā)電機(jī)組，現(xiàn)多采用逆變電源。l電動(dòng)發(fā)電機(jī)組就是將供電線路的直流電源經(jīng)過電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)組變成三相交流電源，供交流用電使用，經(jīng)過整流裝置供直流電源使用。l逆變電源就是將供電線路的直流電源經(jīng)過逆變器控制變成三相交流電源，供交流電源使用，經(jīng)整流裝置供直流電源使用。l城市軌道交通車輛裝有蓄電池。用作供控制電源和輔助電源停止工作后的應(yīng)急電源。第三節(jié)、車輛的電氣組成第三節(jié)、車輛的電氣組成3、自控、監(jiān)控系統(tǒng)l 現(xiàn)代城市軌道交通車輛設(shè)有自控及監(jiān)控系統(tǒng)。l 自控系統(tǒng)就是將城市行車指揮信息傳輸至車輛上的接收裝置，不但得到行車信號(hào)的顯示功能，更主要的是得到限速、加速，保持行車間隔的安全作用，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人工駕駛。l 監(jiān)控系統(tǒng)就是將列車及車輛的運(yùn)行狀態(tài)、主要機(jī)電設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行顯示及存儲(chǔ)。主要用途是保證行車