車輛總體技術(shù)

車輛總體技術(shù)第1頁/共51頁城市軌道車輛的特點經(jīng)濟的要求：交通出行的要求：便捷戰(zhàn)略的要求：安全環(huán)保的要求：潔凈能源的要求：節(jié)約城市的要求：特色第2頁/共51頁城軌車輛的分類（一）按載客能力分（單向通過能力）：地鐵（Metro）：3萬～5萬輕軌（LightRailVehicle）：2萬～4萬低地板車（LowFloorVehicle）＜2.5萬城際車（IntercityCar）：單車約70座，通常AW2為4人/平站席

AW3為6人/平站席（二）按車型分（長X寬X高）A型：(22~25)x（3~3.2）x3.8南京項目、上海項目……B型：（19~22）x2.8x3.8杭州項目、蘇州項目……C型：19x2.6x3.8辛閔線…………（三）按列車編組分（典型）：3車：M+T+M（2動1拖）4車：T+M+M+T（1動1拖）5車：M+T+M+T+M（3動2拖）6車：T+M+M+M+M+T、T+M+M+T+M+T（2動1拖或1動1拖）8車：T+M+M+T+M+M+M+T（5動3拖）第3頁/共51頁地鐵車輛的系統(tǒng)組成車體結(jié)構(gòu)（包括獨立司機室結(jié)構(gòu)）車輛間聯(lián)接（車鉤、貫通道）內(nèi)裝設(shè)備（座椅、扶手、屏風(fēng)、設(shè)備柜…）轉(zhuǎn)向架車門（客室門、緊急疏散門、司機室側(cè)門）列車空調(diào)（制冷、采暖、通風(fēng)）列車牽引系統(tǒng)（包括電力制動）列車駕駛控制（司機臺設(shè)備）列車風(fēng)源及空氣制動系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（TIMS、TCMS）輔助供電系統(tǒng)（靜態(tài)逆變器、蓄電池…）主電路（集、配電）信息顯示系統(tǒng)（乘客信息、緊急通訊、對講、OCC通訊、無線電、CCTV…）ATC自動駕駛（ATO、ATP、ATS）第4頁/共51頁城軌車輛的核心車體結(jié)構(gòu)牽引系統(tǒng)制動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向架列車網(wǎng)絡(luò)EMC/EMI技術(shù)RAMS管理第5頁/共51頁

技術(shù)方案蘇州1號線B型地鐵車輛基本技術(shù)參數(shù)+Tc*Mp+Mp*Tc+，+半自動車鉤；*半永久牽引桿；軌距 :1435+6/-2mm曲線半徑:正線/車場線 :350/150m最大坡度 :30‰站臺高度 :1050+0/-10mm供電電壓 :架空接觸網(wǎng)1500V直流司機室 :司機室在Tc車線路/運行數(shù)據(jù)列車編組主要技術(shù)參數(shù)主要子系統(tǒng)

列車編組 :+Tc*Mp+Mp*Tc+列車單元 :+Tc*Mp+列車長度 :80,000mm車輛長度 :20,450/19,520mm兩轉(zhuǎn)向架間中心距 :12,600mm外部最大寬度 :2,800mm車輛高度（無受電弓、新輪） :3,730mm地板面距軌面高度 :1,100mm載客量/座位數(shù) :37人/TC車、42人/M車

總?cè)藬?shù)(AW2狀態(tài)，按6人/m2) :958人/列列車重量（空車）/最大軸重 :TC車31t/M車33t/14t最高運行速度 :80km/h平均加速度(0–40km/h) :0.83m/s2常用制動平均減速度 :1.0m/s2緊急制動平均減速度 :1.2m/s2內(nèi)部(80km/m)/外部噪音水平(60km/h) :75dBA/80dBA可靠性MTBF(valuepercar) :150小時

轉(zhuǎn)向架 固定軸距2,300mm/車輪直徑840–770mm

通過中心銷與車體連接

二系懸掛:采用空氣彈簧空氣制動 壓縮機：活塞式空氣壓縮機基礎(chǔ)制動：踏面制動（50%制動單元具備停放制動功能）牽引 VVVF逆變器/IGBT/車控

三相鼠籠式異步交流牽引電機190kW

電制動：再生制動和電阻制動 車體 全焊接鋁合金車體/縱向壓縮力950kN/縱向拉伸力640kN車門 電動賽拉門（每側(cè)4個門、無刷電機）

車門凈開度為1,900x1,300mm貫通道 采用單體自支承隔音貫通道，凈寬1,300mm空調(diào) 制冷，全封閉臥式渦旋壓縮機TIMS MVB列車通信PIS 廣播、對講、自動報站、動態(tài)地圖、LED、LCD、CCTV輔助 4臺輔助逆變器(Tc車SIV配置充電器)第6頁/共51頁技術(shù)方案車輛系統(tǒng)構(gòu)成車輛系統(tǒng)構(gòu)成：車體結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)向架；車鉤；貫通道；車門；空調(diào)系統(tǒng)；PIS系統(tǒng)；牽引和電制動系統(tǒng)；輔助系統(tǒng)；空氣制動系統(tǒng)；TIMS系統(tǒng)第7頁/共51頁技術(shù)方案車體結(jié)構(gòu)車體結(jié)構(gòu)的組成：底架結(jié)構(gòu)（TC/M）側(cè)墻結(jié)構(gòu)（TC/M）車頂結(jié)構(gòu)（TC/M）端墻結(jié)構(gòu)（TC/M）獨立司機室（TC）第8頁/共51頁技術(shù)方案車體結(jié)構(gòu)底架結(jié)構(gòu)包括地板結(jié)構(gòu)和牽枕緩結(jié)構(gòu)。地板結(jié)構(gòu)為5塊通長中空鋁型材和2塊邊梁組焊而成，中空型材具有強度高、重量輕和隔音隔熱的特點。牽枕緩采用高強度鋁合金焊接，能滿足車輛壓縮和拉伸強度需求，第9頁/共51頁技術(shù)方案車體結(jié)構(gòu)車頂鋁結(jié)構(gòu)包括邊梁、穹頂、空調(diào)井、受電弓平頂和內(nèi)裝支架，型材之間采用焊接連接。第10頁/共51頁技術(shù)方案車體結(jié)構(gòu)側(cè)墻是5個窗單元組成，每個單元為獨立模塊，車體總成時，在門角高應(yīng)力區(qū)以高強度鍛造鋁合金加強，型材之間采用焊接連接。第11頁/共51頁技術(shù)方案車體結(jié)構(gòu)端墻采用鋁板和門邊型材焊接組成，門邊型材除了可增加端墻的整體強度和剛度外，還是端墻內(nèi)裝和貫通道的接口。第12頁/共51頁技術(shù)方案車體結(jié)構(gòu)司機室為獨立結(jié)構(gòu)，與TC車客室采用螺栓連接。司機室設(shè)置防爬器和碰撞變形區(qū)，滿足車輛聯(lián)掛和運行時的碰撞要求。獨立司機室結(jié)構(gòu)除了能滿足車輛碰撞損壞后的司機室更換，還能使司機室內(nèi)部的裝璜在獨立臺位進行，提高生產(chǎn)效率。第13頁/共51頁車體結(jié)構(gòu)比較車體結(jié)構(gòu)分類：按材料分：全鋁合金—杭州、蘇州…

鋼鋁混合—上海、南京、深圳…

不銹鋼—孟買、香港…

碳鋼—伊朗（Esfahan、Shiraz、Tabriz

）…按連接方式分：鉚焊混接—上海、南京、深圳

…

焊接—杭州、蘇州、孟買、香港、伊朗…

第14頁/共51頁不銹鋼車體和鋁合金車體對比不銹鋼車體特點強度高，剛度低防腐耐腐能力強，表面不須油漆重量較輕工藝性不好（與碳鋼車體比較）制造成本較高（材料、設(shè)備…）部件的自動化生產(chǎn)鋁合金車體特點強度低，剛度低防腐耐腐能力較強重量很輕工藝性不好（與碳鋼車體比較）制造成本高（主要為材料價格高)易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)車下吊掛簡單（邊梁吊掛、底架縱向吊掛）第15頁/共51頁鉚接車體和焊接車體對比鉚接車體特點模塊化程度高容易實現(xiàn)內(nèi)裝及布線預(yù)裝可避免焊接熱變工藝性好車體重量相對較大車體密封性不好，不適用于高速車輛……焊接車體特點車體結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)很難實現(xiàn)內(nèi)裝及布線預(yù)裝焊接變形，焊接后材料變化工藝性不好（相對鉚接）車體重量較輕密封性好，適用于高速車輛……第16頁/共51頁車體結(jié)構(gòu)組成鉚接鋁合金車組成（南京、上海…）車頂：縱向型材連續(xù)焊接（車頂邊梁、頂板）側(cè)墻：上下邊梁與立柱、焊接框架結(jié)構(gòu)與窗上下板鉚接組成（上下邊梁、立柱、窗上下板、門角…）底架：縱向型材連續(xù)焊接的地板與邊梁鉚接組成（地板、邊梁、枕梁、車鉤箱…）端墻：鋁板與型材焊接組成司機室：焊接鋼部件，前端設(shè)計車變形吸能區(qū)域各大模塊之間采用鉚接連接第17頁/共51頁焊接鋁合金車組成（杭州、蘇州…）車頂：縱向型材連續(xù)焊接（車頂邊梁、頂板）側(cè)墻：無整個側(cè)墻模塊組件，只有側(cè)墻窗間單元組成，車體總成時與車頂和底架的邊梁分別焊接底架：縱向型材連續(xù)焊接的地板與邊梁焊接組成（地板、邊梁、牽枕緩）端墻：鋁板與型材焊接組成司機室：全鋁焊接部件，前端設(shè)計車變形吸能區(qū)域各大模塊之間采用焊接連接第18頁/共51頁焊接不銹鋼車組成（孟買、香港…）依然采用類似于焊接鋁合金車體的技術(shù)，可模塊化生產(chǎn)，車體主結(jié)構(gòu)的梁、柱和連接件采用段焊或者環(huán)焊方式，外部蒙皮采用點焊連接各大模塊之間采用焊接連接杭州1號線北京4號線車體結(jié)構(gòu)及附圖相關(guān)鏈接(請詳細(xì)閱讀)第19頁/共51頁技術(shù)方案車體內(nèi)裝內(nèi)頂（中頂板、側(cè)頂板）、空調(diào)散風(fēng)口、照明燈帶、側(cè)墻板、屏風(fēng)、扶手桿、座椅、電氣柜、地板布…第20頁/共51頁技術(shù)方案車體內(nèi)裝第21頁/共51頁技術(shù)方案車體內(nèi)裝第22頁/共51頁技術(shù)方案轉(zhuǎn)向架用于B型地鐵的B23型轉(zhuǎn)向架主體結(jié)構(gòu)采用“Metropolis”系列轉(zhuǎn)向架的成熟結(jié)構(gòu)，并充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計理念，可滿足不同客戶的特定需求，具有結(jié)構(gòu)可靠、性能穩(wěn)定、便于組裝、使用與維修成本低等優(yōu)點。

拖車轉(zhuǎn)向架動車轉(zhuǎn)向架第23頁/共51頁技術(shù)方案轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)構(gòu)成：B23型轉(zhuǎn)向架為無搖枕結(jié)構(gòu)。兩種轉(zhuǎn)向架均采用橡膠彈簧的軸箱定位裝置、由箱形焊接結(jié)構(gòu)的側(cè)梁和橫梁對接而成的焊接構(gòu)架、大膠囊空氣彈簧、牽引橡膠裝置、自動高度調(diào)整閥、差壓閥、橫向及垂向油壓減振器、單元踏面制動裝置和輪對裝置等。動車轉(zhuǎn)向架還有牽引電動機、齒輪傳動裝置、聯(lián)軸節(jié)等，拖車則還有輪緣潤滑裝置、ATC天線裝置等。

第24頁/共51頁技術(shù)方案轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)軌距1435mm；設(shè)計構(gòu)造速度140km/h

最高運行速度80-120km/h；固定軸距：2300mm；車輪滾動圓直徑：新輪為840mm，磨耗限度為770mm。軸重14t—17t；機械壽命≥30年第25頁/共51頁技術(shù)方案轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架可靠性轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件均須進行有限元分析安全可靠，在設(shè)計、制造過程中運用RAMS控制手段進行全過程質(zhì)量控制，增強產(chǎn)品的可靠性分析，在運用維護中有針對性進行定期檢查維修。全壽命周期成本轉(zhuǎn)向架設(shè)計在滿足車輛技術(shù)條件的同時，也考慮到運營維護成本費用，盡量采用成熟可靠的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品，在降低全壽命周期成本的同時減少產(chǎn)品壽命周期內(nèi)的運營和維護費用。轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)質(zhì)量保證轉(zhuǎn)向架的生產(chǎn)過程中制定科學(xué)合理的產(chǎn)品質(zhì)量控制方法，從原材料檢驗、構(gòu)架焊接、機加工、油漆、組裝、落成交車等方面制定了詳細(xì)工藝標(biāo)準(zhǔn)和檢驗、試驗細(xì)則，規(guī)范生產(chǎn)工藝程序，明確生產(chǎn)流程，保證產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性。第26頁/共51頁技術(shù)方案車輛聯(lián)掛半自動車鉤由以下部件構(gòu)成：330型機械鉤頭、氣路接頭、帶壓潰管的牽引桿、帶EFG緩沖器的鉤尾座、對中裝置、過載保護裝置、手動解鉤裝置、安裝板等構(gòu)成。設(shè)計可保證列車及單元之間的機械鉤頭自動聯(lián)掛,并吸收牽引和壓縮力。抗壓強度1250kN抗拉強度850kN水平擺動角度

30垂向擺動角度

6第27頁/共51頁技術(shù)方案車輛聯(lián)掛半永久牽引桿由安裝于不同車上的兩個半桿所構(gòu)成，各由EFG緩沖器、壓潰管/剛性桿、筒套卡環(huán)接口組件等構(gòu)成。車鉤間力的傳遞通過筒套卡環(huán)連接實現(xiàn)。兩半桿分別為剛性連接桿和帶壓潰管的連接桿構(gòu)成?？箟簭姸?250kN抗拉強度850kN水平擺動角度

30垂向擺動角度

6第28頁/共51頁技術(shù)方案貫通道系統(tǒng)采用單體自支承貫通道連接相鄰車輛，滿足乘客通過需求外，還具有良好的隔音降噪性能。貫通道基本參數(shù)車間距 520mm凈通過寬度1300mm凈通過高度1900mm風(fēng)擋外寬 2090mm，最寬2130mm風(fēng)擋外高2313.5mm風(fēng)擋總重量223kg±10%第29頁/共51頁技術(shù)方案車門系統(tǒng)

車門采用雙開電動塞拉門。車門結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；采用塞拉門結(jié)構(gòu)可以保證很好的氣密性，滿足UIC660的規(guī)定；門板采用鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，玻璃采用中空玻璃，車門關(guān)閉時可以起到良好的隔音隔熱作用。門的鎖閉采用四點鎖閉，除了門頭機構(gòu)的鎖之外，還有壓輪，擺臂，和門檻上的擋塊都可以對門的振動起到穩(wěn)定作用。車門功能：障礙物自動檢測;車門故障切除;緊急解鎖;車門監(jiān)控旁路;零速保護;……第30頁/共51頁技術(shù)方案車門系統(tǒng)縱向?qū)ULongitudinalguidebar橫向?qū)ULateralguidebar攜門架Doorleafcarrier第31頁/共51頁技術(shù)方案空調(diào)系統(tǒng)每個客室設(shè)置2臺制冷量為35kW的空調(diào)機組，安裝于車頂兩端，每臺機組總風(fēng)量為4000m3/h，新風(fēng)量為1300m3/h。采用隱蔽式安裝結(jié)構(gòu)，空調(diào)機組完全嵌入安裝槽內(nèi)，安裝緊湊，提高了防水密封性能，改善了車體外觀，同時解決了高度超車輛限界的問題。第32頁/共51頁技術(shù)方案空調(diào)系統(tǒng)預(yù)冷功能預(yù)冷狀態(tài)時，回風(fēng)口全開，新風(fēng)口全關(guān)，空調(diào)系統(tǒng)按全回風(fēng)運行，以使車廂內(nèi)的溫度在AW0的承載條件下冷卻，當(dāng)車廂內(nèi)溫度達到設(shè)定值時自動切換到正常制冷狀態(tài)；當(dāng)車輛主控制器轉(zhuǎn)到開車位置時，即使車廂內(nèi)溫度未達到設(shè)定值，空調(diào)系統(tǒng)也自動切換到正常制冷狀態(tài)。制冷功能制冷狀態(tài)下，新風(fēng)、回風(fēng)調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)板自動開啟到合適位置，新風(fēng)與回風(fēng)按額定的比例混合。經(jīng)過過濾器過濾和通過蒸發(fā)器完成制冷降溫，然后，由蒸發(fā)送風(fēng)風(fēng)機將經(jīng)過處理的空氣經(jīng)車頂風(fēng)道送到車內(nèi)，對車廂進行空氣調(diào)節(jié)。通風(fēng)功能通風(fēng)狀態(tài)下，新風(fēng)、回風(fēng)調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)板自動開啟到合適位置，新風(fēng)與回風(fēng)按額定的比例混合。經(jīng)過過濾器過濾，然后由蒸發(fā)送風(fēng)風(fēng)機將經(jīng)過處理的空氣經(jīng)車頂風(fēng)道送到車內(nèi)。緊急通風(fēng)功能三相380V、50Hz交流電源供電發(fā)生故障時，緊急通風(fēng)系統(tǒng)將自動啟動，蒸發(fā)送風(fēng)風(fēng)機由蓄電池提供電源。回風(fēng)口關(guān)閉，新風(fēng)口全開，蒸發(fā)送風(fēng)風(fēng)機向客室和司機室內(nèi)提供全新風(fēng)。當(dāng)空調(diào)交流電源恢復(fù)正常后，空調(diào)系統(tǒng)將自動恢復(fù)正常運行狀態(tài)。第33頁/共51頁技術(shù)方案PIS系統(tǒng)乘客信息系統(tǒng)（PIS）主要包含三部分：

1、乘客信息廣播系統(tǒng)（PIS）；

2、乘客資訊系統(tǒng)（PNT）；3、車載圖像監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）；第34頁/共51頁技術(shù)方案PIS系統(tǒng)-PIS系統(tǒng)

系統(tǒng)控制和處理機構(gòu)由設(shè)置在司機室的廣播控制單元（DACU）車、ATC柜內(nèi)的PIS控制器(PCU)和位于各車廂的車廂控制單元（SCU）構(gòu)成;

系統(tǒng)的功能執(zhí)行機構(gòu)由分布在客室的揚聲器（LSP）、乘客報警裝置（PEACU）、動態(tài)線路地圖顯示器（DMD）、客室信息顯示器（PID）、目的地顯示器（TDD）等設(shè)備完成。乘務(wù)人員通過對司機室DACU的控制可實現(xiàn)人工播音、司機室對講、與報警乘客進行緊急通話等各項功能的選擇和操作；OCC對客室自動廣播、數(shù)字化自動報站、運營信息顯示、動態(tài)線路地圖顯示，車號顯示等功能由控制機構(gòu)自動處理完成。第35頁/共51頁技術(shù)方案PIS系統(tǒng)-PNT系統(tǒng)PNT系統(tǒng)采用數(shù)字移動電視技術(shù)，系統(tǒng)通過車載接收天線接收來自電視臺無線發(fā)射系統(tǒng)的射頻信號，經(jīng)解調(diào)、解碼等處理，得到音視頻信號并由分配網(wǎng)絡(luò)送至終端LCD顯示屏。該系統(tǒng)不僅能接受數(shù)字電視信號并進行播放，同時也具有播放預(yù)存的圖文資訊信息的功能。第36頁/共51頁技術(shù)方案PIS系統(tǒng)-CCTV系統(tǒng)車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字視頻解決方案，由車載攝像機、視頻編碼器、車載工業(yè)交換機、車載視頻服務(wù)器等設(shè)備組成。每個客室內(nèi)都設(shè)置兩個高清攝像機，實時拍攝客室畫面通過交換機傳送給車載視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器存儲所有的記錄圖像。通過設(shè)置在司機室的觸摸監(jiān)控屏訪問視頻服務(wù)器，乘務(wù)人員可實時的查看客室內(nèi)的監(jiān)控畫面，當(dāng)有客室發(fā)生緊急情況時，系統(tǒng)會有聲光報警信號提示乘務(wù)人員，以提高事件的處理效率。第37頁/共51頁技術(shù)方案牽引和電制動系統(tǒng)

采用國際上先進、可靠、成熟的牽引電傳動系統(tǒng)，能在特定的氣候環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，同時列車性能滿足正常運行和救援要求。采用單臂輕型受電弓，可雙向運行，在整個車輛速度范圍內(nèi)具有良好的動力學(xué)特性。牽引系統(tǒng)采用無速度傳感器的矢量控制技術(shù)，技術(shù)十分成熟和穩(wěn)定。列車控制采用完全冗余的MVB車輛總線的網(wǎng)絡(luò)控制方式，具有足夠的安全余量，不需設(shè)置緊急牽引列車線。觸網(wǎng)供電電網(wǎng)電壓(以下簡稱網(wǎng)壓)范圍。額定供電電壓DC1500V

電壓變化范圍DC1000V～1800V

電制動時最高電壓DC1800V第38頁/共51頁技術(shù)方案牽引和電制動系統(tǒng)牽引和電制動系統(tǒng)是車輛運行的動力來源和主要制動執(zhí)行的關(guān)鍵核心部件。系統(tǒng)配置：牽引系統(tǒng)包括：受電弓、避雷器、主熔斷器箱、高壓箱、牽引變流器箱、濾波電抗器箱、制動電阻箱、牽引電機、接地回流裝置。第39頁/共51頁技術(shù)方案牽引系統(tǒng)電抗器逆變器編碼器主控器牽引控制電子單元電機制動電阻器受電弓電涌放電器主熔斷器第40頁/共51頁技術(shù)方案牽引系統(tǒng)VVVF功能：把來自接觸網(wǎng)的直流電源轉(zhuǎn)換成3相交流電源，以便驅(qū)動牽引電動機具有控制再生制動和電阻制動的功能根據(jù)PWM需求，對IGBT進行開通和關(guān)斷，產(chǎn)生牽引/制動需求電源將扭矩控制器的頻率和調(diào)制要求轉(zhuǎn)換成IGBT輸出的脈沖波形監(jiān)控風(fēng)機冷卻系統(tǒng)對電機相電流進行監(jiān)測防空轉(zhuǎn)、防滑功能具有模式管理功能有超速保護功能第41頁/共51頁技術(shù)方案輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)功能：中壓供電網(wǎng)絡(luò)中壓負(fù)載分級低壓供電網(wǎng)絡(luò)低壓負(fù)載分級轉(zhuǎn)換供電輔助電器箱控制蓄電池充電……第42頁/共51頁技術(shù)方案輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)框圖第43頁/共51頁技術(shù)方案空氣制動系統(tǒng)空氣制動系統(tǒng)采用車控設(shè)計模式，滿足車輛運行時的制動要求，空氣制動系統(tǒng)用于車輛常用制動的電制動補償、緊急制動、停放制動。系統(tǒng)構(gòu)成：制動控制器（與牽引控制器共用）；制動微機控制單元（包括電－空制動裝置）；風(fēng)源系統(tǒng)和儲風(fēng)缸；受電弓供風(fēng)系統(tǒng)；雙針壓力表；汽笛及附件；懸掛系統(tǒng)基礎(chǔ)制動裝置（含停放制動及其手動緩解裝置）；滑行檢測及控制裝置；監(jiān)控終端裝置；車輛回送裝置。第44頁/共51頁技術(shù)方案