版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
一、城市軌道交通的發(fā)展
學習領(lǐng)域一城市軌道交通概要城市軌道交通簡稱城軌交通
城市軌道交通是由地鐵、輕軌鐵路、獨軌鐵路、新交通系統(tǒng)及城市鐵路等組成,是近代高科技的產(chǎn)物,大多采用全封閉道路,立體交叉,自動信號控制和電動車組等高科技產(chǎn)品和手段,其行車密度大,旅行速度高,載客能力大,其疏通客流的能力與傳統(tǒng)的道路公共交通工具相比,具有無與倫比的優(yōu)越性。目前城軌交通主要有3種型式:地鐵、輕軌、獨軌。一、城市軌道交通的發(fā)展地鐵是地下鐵道交通的簡稱,它是一種在城市中修建的快速、大運量的軌道交通,通常以電力牽引,其單向高峰小時客運能力可達30000人次以上,它的線路通常設(shè)在地下隧道內(nèi),也有的在城市中心以外地區(qū)從地下轉(zhuǎn)到地面或高架橋上。
1863年英國倫敦建成了一條用蒸汽機車牽引的地鐵線路,開創(chuàng)了世界地鐵建設(shè)的先河。
(一)地鐵第一臺蒸汽機車:1829年喬治和羅伯特·史蒂文森父子設(shè)計并制造的多煙管道蒸汽機車
目前世界上一些著名的特大城市紐約、倫敦、巴黎、莫斯科、東京等,均已形成一定的城軌交通規(guī)模和網(wǎng)絡(luò),且以地鐵為主干,延伸到城市的各個方向。倫敦是個國際大都市,有700多萬人口,目前共建有1000km以上的軌道交通系統(tǒng),其中總長400km的地鐵每天運送乘客300萬人次。東京有1300萬人口,軌道交通系統(tǒng)有2000km以上,每天運送乘客3000萬人次,軌道交通運輸擔當了東京全部客運量的80%。1000萬人口的巴黎,軌道交通系統(tǒng)有1200km,軌道交通運輸占全部客運量的66%。
(一)地鐵
國外地鐵車輛巴黎戴高樂機場地鐵
國外地鐵車輛慕尼黑地鐵車輛斯德哥爾摩地鐵車輛
國內(nèi)地鐵車輛(北京地鐵)
國內(nèi)地鐵車輛(上海地鐵)
國內(nèi)地鐵車輛
(廣州地鐵)地鐵一號線地鐵二號線
國內(nèi)地鐵車輛
(深圳地鐵)
國內(nèi)地鐵車輛
(香港地鐵)地鐵有以下特征:(1)全部或大部分線路建于地面以下。(2)建設(shè)費用大、周期長、成本回收慢。(3)行車密度大、速度高。(4)客運量大。(5)地鐵列車的編組數(shù)決定于客運量和站臺的長度,一般為2輛~8輛。(6)地鐵車輛消音減振和防火均有嚴格要求,既安全,又舒適。(7)受電的制式主要有直流750V第三軌受電或直流1500V架空線受電弓受電。
(一)地鐵
城市輕軌交通是在老式的地面有軌電車的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它與一般的鐵路相比,其軌道和車輛都是輕型的,其運輸系統(tǒng)相對也比較簡單,較適宜于中等運量的城市客運交通。國外開發(fā)的城市輕軌交通系統(tǒng)主要有3種類型:舊車改進型,新線建設(shè)型,新交通系統(tǒng)型。
(二)輕軌
國外輕軌車輛英國輕軌車輛法國輕軌車輛國內(nèi)輕軌車輛(大連輕軌)國內(nèi)輕軌車輛(武漢輕軌)
輕軌有以下特征:
(1)它是以鋼輪和鋼軌為車輛提供走行的一種交通方式,車輛以電力提供牽引動力,可以采用直流、交流或線性電機驅(qū)動。(2)輕軌的建設(shè)費用比地鐵少,每公里線路造價僅為地鐵的1/5~1/2。(3)輕軌交通的每小時單向運輸能力一般為2萬人次~4萬人次,它介于地鐵和公共汽車之間,屬于中等運能的一種公共交通形式。(4)輕軌線路可以為地面、地下和高架混合型,一般與地面道路完全隔離,采用半封閉或全封閉專用車道。(5)輕軌車輛有單節(jié)4軸車,雙節(jié)單鉸6軸車和3節(jié)雙鉸8軸車等。(6)輕軌交通對車輛和線路的消音和減振有較高要求。(7)電壓制式以直流750V架空線(或第三軌)供電為主,也有部分采用直流1500V和直流600V供電。(8)輕軌車站分為地面、高架和地下三種形式。
(二)輕軌
獨軌交通的設(shè)想早在19世紀末已經(jīng)形成。1901年德國魯爾地區(qū)的三個工業(yè)城市之間,在險峻的烏珀河谷上空建成條快速交通線,車輛吊在架空的導軌下面,沿著導軌行駛,后來三市合并成為烏珀塔爾市,這個獨軌交通系統(tǒng)成為該市的一個標志。
(三)獨軌1901年德國的獨軌交通系統(tǒng)獨軌交通用作城市公共交通,開始進展比較緩慢。日本從德國引進專利,近30年開發(fā)了多種獨軌鐵路,在世界城軌交通中獨樹一幟。我國重慶市從日本引進的獨軌交通系統(tǒng)已經(jīng)開始運營。獨軌交通采用高架軌道結(jié)構(gòu),按結(jié)構(gòu)型式分為跨坐式和懸掛式兩種類型。前者車輛的走行裝置(轉(zhuǎn)向架)跨騎在走行軌道上,其車體重心處于走行軌道的上方。后者車體懸掛于可在軌道梁上行走的走行裝置的下面,其重心處于走行軌道梁的下方。
(三)獨軌
跨坐式獨軌車輛
懸掛式獨軌車輛
國外獨軌車輛美國獨軌車輛日本獨軌車輛國內(nèi)獨軌車輛(重慶獨軌)1、城市獨軌鐵路的優(yōu)點(1)獨軌鐵路線路占地小,可充分利用城市空間,適宜于在大城市的繁華中心區(qū)建線,對城市景觀及日照影響小。(2)獨軌線路構(gòu)造較簡單,建設(shè)費用低,為地鐵的1/3左右。(3)能實現(xiàn)大坡度和小曲線半徑運行,可繞行城市的建筑物。(4)一般采用輕型車輛,列車編組為4~6輛。(5)走行裝置采用空氣彈簧和橡膠輪結(jié)構(gòu),并采用電力驅(qū)動,故運行噪聲低,無廢氣,乘坐舒適。(6)獨軌鐵路架于空中,具有交通和旅游觀光的雙重作用。(7)跨座式軌道梁采用預應(yīng)力混凝土梁制成,懸掛式軌道梁一般為箱形斷面的鋼結(jié)構(gòu)。
(三)獨軌2、獨軌鐵路交通的缺點(1)能耗大。由于其走行裝置采用橡膠輪,它與混凝土軌面的滾動摩擦阻力比鋼輪鋼軌大,故其能耗比一般軌道交通約大40%,且有輕度的橡膠粉塵污染。(2)運能較小,一般每小時單向最大客運量為1萬人次~2萬人次。(3)獨軌線路不能與常規(guī)的地鐵、輕軌等接軌。(4)道岔結(jié)構(gòu)復雜、笨重、轉(zhuǎn)換時間較長,從而延長了列車折返時間。(5)列車運行至區(qū)間時發(fā)生事故,疏散和救援工作困難。
(三)獨軌
二、城市軌道交通發(fā)展的新趨勢
三、我國城市軌道交通發(fā)展概況
學習領(lǐng)域一城市軌道交通概要
(一)新交通系統(tǒng)
新交通系統(tǒng)是新開發(fā)的具有高速、準點、舒適和污染小的交通方式及其運行服務(wù)系統(tǒng)的總稱,一般泛指以無人駕駛的車廂在專用路權(quán)及自動化控制條件下運行的新型運輸系統(tǒng)。按行走方式分為:①自動化導軌交通系統(tǒng)。是導入計算機和全自動控制系統(tǒng)的雙軌鐵路、獨軌鐵路。屬中量輕軌輸送方式,適于承擔的運輸范圍介于公共汽車和市郊鐵路間;②新型無軌交通系統(tǒng)或復合交通系統(tǒng)。是以自動控制的新型無軌電車在導向槽中行駛的系統(tǒng);③步行者援助系統(tǒng)。由高速人行道、自動扶梯和小座艙組成,用于運送上下飛機的旅客和郵件;④公共汽車運營自動控制系統(tǒng)。是為適應(yīng)非大量的乘客需求,通過計算機系統(tǒng)收集信息、并將其組織起來開行無固定路線的小型公共汽車或公共汽車站間運行自動預報系統(tǒng)。
二、城市軌道交通發(fā)展的新趨勢
國外新交通系統(tǒng)(日本)
國外新交通系統(tǒng)
PersonalRapidTransit車輛
廣州市珠江新城旅客自動輸送系統(tǒng)在林和西正式開工,這是中國內(nèi)地首個無人駕駛的地下膠輪車運輸系統(tǒng),于2010年11月8日正式投入運營。該線路采用全自動無人駕駛的操作系統(tǒng),啟動、制動、??烤_到自動化水平,命令執(zhí)行相當迅速。
國內(nèi)新交通系統(tǒng)
線性電機車輛采用直線電機作為牽引動力,它改變傳統(tǒng)電機旋轉(zhuǎn)運動方式為直線運動方式,工作原理與一般的旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)電動機類似,可看成是將旋轉(zhuǎn)電機沿半徑方向剖開展平,定子部分沿縱向固定安裝于車輛底架下部或轉(zhuǎn)向架構(gòu)架下部,轉(zhuǎn)子部分展平變?yōu)橐粭l感應(yīng)軌,鋪設(shè)在兩走行軌之間,定子與轉(zhuǎn)子感應(yīng)軌之間保持8mm~10mm間隙。當通過交流電流時,由于磁場的相互作用產(chǎn)生推力,軌道車輛就是利用該力驅(qū)動車輛運行或使車輛制動,從而突破了長期以來依靠輪軌粘著作用傳遞牽引力的傳統(tǒng)技術(shù)。
(二)線性電機車輛
直線電機作用原理
1、車身降低導致隧道斷面面積減小,減低了地鐵投資成本。
直線電機車輛技術(shù)優(yōu)勢
2、非粘著驅(qū)動形式使加減速可靠、磨耗少,爬坡能力大大增強。
直線電機車輛技術(shù)優(yōu)勢
3、取消了齒輪傳動機構(gòu),曲線通過能力增加,并降低了噪音。
直線電機車輛技術(shù)優(yōu)勢
4、磨損部件少,車輛維護量降低,車輪壽命長。
直線電機車輛技術(shù)優(yōu)勢
國外直線電機車輛日本東京12號線直線電機車輛
國外直線電機車輛加拿大直線電機車輛
廣州地鐵四號線直線電機車輛
國內(nèi)直線電機車輛
(三)磁懸浮列車
磁懸浮列車是利用電磁鐵同性相斥、異性相吸的原理實現(xiàn)對列車的支撐、導向和牽引。磁懸浮列車與輪軌牽引列車的根本區(qū)別
支撐導向牽引輪軌牽引列車車輪落在鋼軌上,由鋼軌支撐列車的全部重量。利用鋼軌和輪緣進行導向。采用電力牽引提供牽引動力。
磁浮列車依靠車輛與軌道之間的電磁系統(tǒng)產(chǎn)生吸引力(或排斥力)將車輛托起,使列車懸浮于軌道之上。利用電磁力進行導向。由直線牽引電動機提供列車的推進動力。目前的懸浮技術(shù)主要包括磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、電懸浮、粒子束懸浮等,其中磁懸浮技術(shù)比較成熟。
磁懸浮技術(shù)主要由懸浮系統(tǒng)、推進系統(tǒng)和導向系統(tǒng)三大部分組成,這三部分的功能均由磁力來完成。
磁懸浮列車的懸浮、推進和導向原理
(三)磁懸浮列車
懸浮系統(tǒng):可以分為兩個方向,分別是德國的常導型和日本的超導型。從懸浮技術(shù)上講就是電磁懸浮系統(tǒng)和電力懸浮系統(tǒng)。電磁懸浮系統(tǒng)
電力懸浮系統(tǒng)
(三)磁懸浮列車
電磁懸浮系統(tǒng)是一種吸力懸浮系統(tǒng),是車輛上的電磁鐵和導軌相互吸引產(chǎn)生懸浮。常導磁懸浮列車工作時,首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導向電磁鐵的電磁吸力,與地面軌道兩側(cè)的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導向電磁鐵與軌道磁鐵的反作用下,使車輪與軌道保持一定的側(cè)向距離,實現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導向。此外由于懸浮和導向與列車運行速度無關(guān),即使在停車狀態(tài)下列車仍然可以進入懸浮狀態(tài)。
電力懸浮系統(tǒng)是運動的車輛上的磁鐵使導軌產(chǎn)生電流。由于車輛和導軌的縫隙減少時電磁斥力會增大,產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的車輛支撐和導向,這種車輛必須安裝類似車輪一樣的裝置對車輛的起飛和著陸進行有效支撐。
(三)磁懸浮列車
推進系統(tǒng):車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就是同步直線電動機的勵磁線圈,地面軌道內(nèi)側(cè)的三相移動磁場驅(qū)動繞組起到電樞的作用。當沿線布置的變電所向軌道內(nèi)側(cè)的驅(qū)動繞組提供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時,由于電磁感應(yīng)作用承載系統(tǒng)連同列車一起就像電機的轉(zhuǎn)子一樣被推動做直線運動。
導向系統(tǒng):導向系統(tǒng)是由一種側(cè)向力來保證懸浮的車輛能沿著導軌的方向運動。推進系統(tǒng)原理
(三)磁懸浮列車日本磁懸浮列車及導軌
國外磁懸浮列車
我國上海引進德國技術(shù)修建了一條常導磁懸浮列車商運示范線,于2002年12月31日進行首次試運行,該線西起上海地鐵2號線龍陽路站南側(cè),東到浦東國際機場一期航站樓東側(cè),正線全長29.863公里。
國內(nèi)磁懸浮列車利用安裝在列車兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的懸浮電磁鐵,和鋪設(shè)在軌道上的磁鐵,在磁場作用下產(chǎn)生的排斥力使車輛浮起來。
三、我國城市軌道交通發(fā)展概況
以前我國城市交通的技術(shù)水平一直較低,發(fā)展滯緩,設(shè)施落后。80年以后,我國用于城市道路建設(shè)的資金比例增加,道路交通設(shè)施建設(shè)的速度有所加快。根據(jù)城市經(jīng)濟與社會發(fā)展客觀需求及國外城市交通發(fā)展的經(jīng)驗,在我國大中城市發(fā)展大、中客運量的軌道交通系統(tǒng)已是刻不容緩。60年代我國北京、天津開始修建地鐵,數(shù)量不多,北京地鐵一期工程長23.6km,于69年10月1日建成通車,二期工程線路長19.9km,于84年9月建成通車,二條線路總長43.5km,日均客運量達135萬人次以上。天津地鐵南北線長7.4km,于84年12月3日通車,日均客運量約3萬人次。
我國城市軌道交通發(fā)展迅速,前景廣闊,城市軌道交通建設(shè)將在我國中心城市全面展開,北京、上海、廣州、深圳、武漢等城市相繼開展了新一輪的地鐵建設(shè)高潮。河南省鄭州市軌道交通網(wǎng)的建設(shè)項目也已經(jīng)立項,近期規(guī)劃了4條線,總長149公里,已于2008年開工。同時還規(guī)劃建設(shè)有鄭州——洛陽、鄭州——開封等地的城際快速軌道交通網(wǎng)。目前廣州地鐵已開通了1、2、3、4、5/6/7/8號線,總長255公里。按照《廣州市城市總體規(guī)劃(2001—2010)》規(guī)劃,由地鐵、輕軌、市郊鐵路、城際快速軌道交通及其它有軌交通組成廣州城市軌道交通網(wǎng)線網(wǎng)總長717公里,于2010年,廣州已建成9條線路
三、我國城市軌道交通發(fā)展概況
按照深圳地鐵建設(shè)規(guī)劃,在2010年之前,將建設(shè)1、4號線續(xù)建工程和新建2、3、11號線,總長124.776公里,目前已經(jīng)開通5條線,總長178公里。武漢市規(guī)劃將興建七條軌道交通線,軌道交通線路總長約212公里,設(shè)站170座左右,軌道交通將以地鐵為主,高架輕軌為輔。目前,武漢市軌道交通一號線一期工程——輕軌已在京漢大道上全面開通。
三、我國城市軌道交通發(fā)展概況近期我國城軌交通統(tǒng)計情況
牽引調(diào)速控制方式:VVVF可變電壓、可變頻率,也就是變頻調(diào)速系統(tǒng)。VVVF控制的逆變器連接電機,通過同時改變頻率和電壓,達到磁通恒定(可以用反電勢/頻率近似表征)和控制電機轉(zhuǎn)速(和頻率成正比)的目的,所以多應(yīng)用在變頻器中,屬于工業(yè)自動化領(lǐng)域。
結(jié)論
我國城市公共交通必將以軌道交通作為骨干,以其它交通方式為輔佐,形成一個包括地上、地面和地下多種交通模式的可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化公共交通體系,以促進我國城市發(fā)展的良性循環(huán)。因此,我國城市公共交通及其軌道交通的發(fā)展具有積極的戰(zhàn)略意義。
一、城軌交通車輛的類型、組成
二、城軌交通車輛的編組及標識
學習領(lǐng)域二城軌車輛基本知識
(一)車輛類型
為有利于我國城軌車輛制造、運營、維修的良性發(fā)展,車輛類型的規(guī)范化及主要技術(shù)規(guī)格的統(tǒng)一是十分必要的。建設(shè)部1999年頒布的《城市快速軌道交通工程項目建設(shè)標準》根據(jù)我國各城市對城軌車輛選型的不同要求和城軌車輛的發(fā)展現(xiàn)狀提出了A、B、C型車的概念,它主要是按車體寬度的不同進行分類。《地鐵車輛通用技術(shù)條件》中對用于地鐵運營車輛的技術(shù)規(guī)格也作出了相應(yīng)的具體規(guī)定。
一、城軌交通車輛的類型、組成
為了便于車輛的管理和維護,車輛提供商及運營公司對其車輛又進行了分類。上海地鐵車輛一、二號線的車輛分為三類,即:A、B、C類車(與上述按車體寬度分類A、B、C型車不同)。A類車:為拖車,一端設(shè)有駕駛室。B類車:為動車,車頂上裝有受電弓。C類車:為動車,車下裝有一套空氣壓縮機組,廣州地鐵一、二、三、四號線均采用此種分類方法。
一、城軌交通車輛的類型、組成(二)車輛組成
車輛總體
(二)車輛組成
1、車體車體分有司機室車體和無司機室車體兩種。它主要是容納乘客和司機駕駛的地方,又是安裝與連接其它設(shè)備和部件的基礎(chǔ)。近代城軌車輛車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)或輕金屬結(jié)構(gòu),以達到滿足強度、剛度要求的同時最大限度地減輕自重。它由車頂、底架、端墻、側(cè)墻、車窗、車門等組成。
(二)車輛組成
2、轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架安裝于車體與軌道之間,用來牽引和引導車輛沿軌道行駛,承受并傳遞車體與軌道之間的各種載荷并緩和其動力作用。一般由構(gòu)架、輪對軸箱裝置、彈簧懸掛裝置和制動裝置等組成,有動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架之分,動力轉(zhuǎn)向架裝有牽引電機及傳動裝置。
轉(zhuǎn)向架
(二)車輛組成
3、車輛連接裝置
包括車鉤緩沖裝置和貫通道,車鉤是連接車輛使其編組成列車,并傳遞縱向力的一套裝置。通常在車鉤的后部裝設(shè)緩沖裝置,在車鉤傳遞縱向力時緩和車輛之間的縱向沖擊。通過車鉤還可將車輛之間的電路和空氣管路進行連接。貫通道是車輛與車輛之間的客室連接通道。
車輛連接裝置
(二)車輛組成
4、制動裝置
制動裝置是保證列車運行安全所必不可少的裝置。不管是動車還是拖車都設(shè)有制動裝置,它可以保證運行中的列車按需要減速或在規(guī)定的距離內(nèi)停車。車輛制動裝置除常規(guī)的空氣制動裝置外,還有再生制動、電阻制動和磁軌制動等先進的裝置。
制動裝置
(二)車輛組成
5、受流裝置
從接觸網(wǎng)或?qū)щ娷墝㈦娏饕雱榆嚨难b置稱為受流裝置或受流器。受電弓受流器:屬上部受流,弓可升可降,形狀如,適用列車速度較高的干線電力機車上。上海、廣州等地鐵采用這種方式。
受流裝置
(二)車輛組成
6、車輛設(shè)備
車輛設(shè)備包括服務(wù)于乘客的設(shè)備和服務(wù)于車輛運行的設(shè)備。屬于前者的有:照明、廣播、通風、取暖、空調(diào)、坐椅、吊環(huán)、扶手等。服務(wù)于車輛運行的設(shè)備一般不占車內(nèi)空間,吊掛于車底的有:蓄電池箱、斬波器、逆變器、繼電器箱、主控制箱、接觸器箱、空氣壓縮機組和儲風缸等,安裝于車頂?shù)挠锌照{(diào)單元和受電弓等。
車輛設(shè)備
(二)車輛組成
7、車輛電氣系統(tǒng)
車輛電氣包括車輛上的各種電氣設(shè)備及其控制電路。按其作用和功能可分為主電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)和電子與控制電路系統(tǒng)3個部分。
二、城軌交通車輛的編組及標識
標識是指對車輛及其設(shè)備進行標記或編號。為了車輛運用和檢修等情況下管理和識別的方便,必須對車輛進行標識。
(一)列車編組城市軌道列車中,動車和拖車通過車鉤連接而成的一個相對固定的編組稱為一個(動力)單元,一列車可以由一個或幾個單元編組而成。我國地鐵列車編組形式為:六輛編組主要有“三動三拖”和“四動二拖”,四輛編組主要有“二動二拖”。
(一)列車編組廣州地鐵一號線每一列車由六節(jié)車輛組成,編組為:
-A*B*C=C*B*A-A車為拖車,一端設(shè)有駕駛室,車頂上裝有受電弓,車下裝有一套空氣壓縮機組。B車和C車均為動車,結(jié)構(gòu)基本相同。廣州地鐵二號線與一號線基本一樣,只是受電弓裝于B車車頂,而空氣壓縮機組裝于C車車底。上海地鐵一、二號線近期每一列車六輛組成,編組為:
-A=B*C=B*C=A-上海地鐵一、二號線遠期每一列車八輛組成,編組為:
-A=B*C=B*C=B*C=A-
“-”表示全自動車鉤;“=”表示半自動車鉤;“*”表示半永久車鉤。
(二)車輛編號
一般每節(jié)城軌車輛都有屬于自己的固定的編號,但各車輛制造商或運營商的編號方式不一樣。上海地鐵一、二號線車輛編號由五位數(shù)組成,采用YYCCT形式,其中YY為車輛出廠的年份,CC位出廠時這一年的同類型車輛的生產(chǎn)順序號,T為車輛類型代號,其中“1”為A車,“2”為B車,“3”為C車。例如“92082”為1992年出廠的第8輛車,其車輛類型為B車。目前上海地鐵列車的編組是固定的,編號后的車輛在列車中的編組位置相應(yīng)沒有變化。
(二)車輛編號廣州地鐵一、二、三號線車輛采用了一樣的編號形式,其車輛編碼包含信息有:車輛的所屬線路(一個字母或數(shù)字的位置)、車輛的類型(A,B,或C車)、生產(chǎn)順序號(同類型車輛的連續(xù)編號(2位數(shù)字),不同的車輛類型以新的順序開始編號。
43(三)車端、車側(cè)、車門、座位等的標識定義
1、車輛的車端、車側(cè)的定義
車端:每輛車的1位端按如下定義:A車1位端是帶有全自動車鉤的一端;B車1位端是與A車連接的一端;C車1位端是連接半永久牽引桿的一端。另一端就是2位端。
車側(cè):當觀察者面對車輛的1位端時,觀察者右側(cè)的一側(cè)就稱為該車輛的右側(cè),另一端就定為該車輛的左側(cè)。
C車B車A車駕駛方向
全自動車鉤半永久牽引桿半永久牽引桿半自動車鉤列車左側(cè)列車右側(cè)2位端2位端1位端1位端1位端車輛端部和側(cè)部及列車側(cè)部的標識列車左側(cè)2位端1位端1位端2位端2位端
2、列車車側(cè)的定義
列車的車側(cè)的定義與車輛的車側(cè)的定義是不同的。它是以司機為主體,司機坐于列車駕駛端座位上,司機的右側(cè)即為列車的右側(cè),左側(cè)為列車的左側(cè)。換句話說,是按列車的行駛的方向來定義的,這與公路上汽車按行駛方向定義左右側(cè)是相同的。(三)車端、車側(cè)、車門、座位等的標識定義
3、轉(zhuǎn)向架和軸的編號
每輛車的轉(zhuǎn)向架都分為轉(zhuǎn)向架1和轉(zhuǎn)向架2。轉(zhuǎn)向架1在車輛的1位端,轉(zhuǎn)向架2在車輛的2位端。每輛車的四根軸從1位端開始至2位端,依次連續(xù)編號軸1至軸4。
(三)車端、車側(cè)、車門、座位等的標識定義
4、車門和門頁的編號門頁的編號自1位端到2位端,沿著每輛車的左側(cè)為由小到大連續(xù)奇數(shù),即1、3、5、7、9、11…17、19;右側(cè)由小到大連續(xù)偶數(shù),即2、4、6、8、10、12…18、20。
車門編號由車門兩個門頁號碼合并而成:自1位端到2位端,左側(cè)車門編號為1/3、5/7、9/11……17/19,而右側(cè)車門的編號2/4、6/8、10/12……18/20。(三)車端、車側(cè)、車門、座位等的標識定義
5、座椅編號每輛車有8個座椅縱向排列在車輛內(nèi)部的兩側(cè)。自1位端到2位端,這些座椅的編號是從1到8,左側(cè)是奇數(shù),右側(cè)是偶數(shù)。
6、空調(diào)單元編號每輛車的車頂安裝有兩個空調(diào)單元。位于1位端的空調(diào)單元稱做空調(diào)單元I,位于2位端的空調(diào)單元稱做空調(diào)單元II。
7、其它編號與標記車窗、扶手、立柱、吊環(huán)、照明燈、指示燈、揚聲器等設(shè)備也采用同樣的編號方法。而車輛的重量、頂車位置、應(yīng)急設(shè)備位置等必須用相關(guān)符號或文字在規(guī)定位置作出明確的標記。(三)車端、車側(cè)、車門、座位等的標識定義
三、城市軌道交通車輛技術(shù)參數(shù)
學習領(lǐng)域二城軌車輛基本知識
(一)技術(shù)參數(shù)解析
車輛技術(shù)參數(shù)是概括地介紹車輛技術(shù)規(guī)格的某些指標,是從總體上表征車輛性能及結(jié)構(gòu)的一些參數(shù),一般可分為性能參數(shù)與主要尺寸兩大類。
三、城市軌道交通車輛技術(shù)參數(shù)
1、車輛性能參數(shù)
(1)自重、載重:自重指車輛整備狀態(tài)下的本身結(jié)構(gòu)及設(shè)備組成的全部質(zhì)量;載重指正常情況下車輛允許的最大裝載質(zhì)量。以噸(t)為單位。
(2)最高運行速度:指車輛設(shè)計時按照安全及結(jié)構(gòu)強度等條件所決定的車輛最高行駛速度;并要求連續(xù)以該速度運行時車輛具有足夠良好的運行性能。
(一)技術(shù)參數(shù)解析
(3)軸重:指按車軸型式及在某個運行速度范圍內(nèi),車軸允許負擔(包括輪對自身的質(zhì)量)的最大質(zhì)量。軸重的選擇與線路、橋梁及車輛走行部設(shè)計有關(guān)。
(4)通過最小曲線半徑:指配用某種型式轉(zhuǎn)向架的車輛在站場或廠、段內(nèi)調(diào)車時所能安全通過的最小曲線半徑。當車輛在此曲線區(qū)段上行駛時不得出現(xiàn)脫軌、傾覆等危及行車安全的事故,也不允許轉(zhuǎn)向架與車體底架或車下其它懸掛物相碰撞。(一)技術(shù)參數(shù)解析
(5)軸配置或軸列式:用數(shù)字或字母表示車輛走行部結(jié)構(gòu)特點的方式。例如4軸動車,兩臺動力轉(zhuǎn)向架,則軸配置記為B—B;6軸單鉸輕軌車輛的兩端為動力轉(zhuǎn)向架,中間為非動力鉸接轉(zhuǎn)向架,其軸配置記為B—2—B。
(6)制動形式:指車輛獲得制動力的方式,有摩擦制動、再生制動、電阻制動及磁軌制動等多種形式。
(一)技術(shù)參數(shù)解析
(7)起動平均加速度:指在平直線路上,列車載荷為額定定員,自牽引電動機取得電流開始,至起動過程結(jié)束(即轉(zhuǎn)入其自然特性時),該速度值被全過程經(jīng)歷的時間所除的商。
(8)制動平均減速度:指在平直線路上,列車載荷為額定定員,自制動指令發(fā)出至列車完全停止的全過程,相應(yīng)的制動初始速度(一般取最高運行速度)被全過程經(jīng)歷的時間所除得的商。
(一)技術(shù)參數(shù)解析
(9)沖擊率:由于工況改變引起的列車中各車輛所受到的縱向沖擊。在城軌車輛中,主要用于說明車輛本身電氣及制動控制系統(tǒng)所應(yīng)達到的沖動限制。
(10)列車平穩(wěn)性指標:車輛平穩(wěn)性是評定旅客舒適程度的主要依據(jù),反映了車輛振動對人體感受的影響。因此評定平穩(wěn)性的方法主要以人的感覺疲勞程度為依據(jù),通常以平穩(wěn)性指標表示。(一)技術(shù)參數(shù)解析
2、車輛的主要尺寸
(1)車輛長度:車輛處于自由狀態(tài),車鉤呈鎖閉狀態(tài)時,兩端車鉤連接面之間的距離。區(qū)別于車體長度的概念,車體長度指不包含牽引緩沖裝置或折棚的車體結(jié)構(gòu)的長度。
(2)車輛最大寬度:指車體橫斷面上最寬部分的尺寸。(一)技術(shù)參數(shù)解析
(3)最大高度:指車輛頂部最高點與鋼軌頂面之間的距離。通常須說明與最高點相關(guān)的結(jié)構(gòu),如有無空調(diào),受電弓的狀態(tài)等。
(4)車輛定距:同一車輛的兩轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)中心之間的距離。(5)固定軸距:同一轉(zhuǎn)向架的兩車軸中心線之間的距離。
(一)技術(shù)參數(shù)解析
(6)車鉤中心線距離鋼軌面高度:簡稱車鉤高,它是指車鉤連接面中點至軌面的高度。取新造或修竣后空車的數(shù)值。列車中各車輛的車鉤高基本一致,是保證車輛正確連掛、列車運行中正常傳遞牽引力及不會發(fā)生脫鉤事故所必需的。廣州、上海地鐵車輛為720mm,天津輕軌車輛和北京地鐵車輛為660mm。
(一)技術(shù)參數(shù)解析
(7)地板面高度:車輛地板面與鋼軌頂面之間的距離。地板面高度與車鉤高一樣,指新造或修竣后空車的數(shù)值。它將受到兩方面的制約,一是車輛本身某些結(jié)構(gòu)高度的限制,如車鉤高及轉(zhuǎn)向架下心盤面的高度;另一方面又與站臺高度的標準有關(guān),規(guī)定車輛地板面應(yīng)與站臺高度相協(xié)調(diào)。
(一)技術(shù)參數(shù)解析
車輛基本設(shè)計參數(shù)車輛的總體設(shè)計壽命為:30年;每輛車的平均軸重:≤16t;牽引電機額定功率:190kw;列車平穩(wěn)性指標:2.7;最高運行速度:80Km/h設(shè)計/結(jié)構(gòu)速度:90Km/h
(二)廣州地鐵一號線主要技術(shù)參數(shù)
車輛基本設(shè)計參數(shù)列車載客容量:
(二)廣州地鐵一號線主要技術(shù)參數(shù)
縮寫定義每車乘客數(shù)列車乘客數(shù)AW0無乘客(空載)00AW1座客載荷56336AW2定員載荷(6人/m2)3101860AW3超員載荷(9人/m2)4322592
車輛基本設(shè)計參數(shù)車輛重量:
(二)廣州地鐵一號線主要技術(shù)參數(shù)
定義乘客載荷(t)車輛重量列車重量(t)ABCABC空載AW0000333636220座客載荷AW13.363.363.3637.3641.3641.36240.16定員載荷AW218.6018.6018.6052.6056.6056.60331.60超員載荷AW325.9225.9225.9259.9263.9263.92375.52
車輛主要尺寸車輛長度:A車:24.4M;B、C車:22.8M列車長度:140M車輛寬度:3.0M車輛高度:3.8M車輛最高點(含排氣口):3860mm受電弓工作范圍:175
1600mm受電弓最大升起高度:1700mm
(二)廣州地鐵一號線主要技術(shù)參數(shù)
車輛主要尺寸
軌道至地板面高度(AW0):1130-5+15mm轉(zhuǎn)向架中心距:15.7M轉(zhuǎn)向架固定軸距:2500mm車門全開寬度:1400mm開、關(guān)門時間:3
0.5s開、關(guān)門調(diào)整范圍:1.5
4s貫通通道寬:1500mm窗寬度:1300mm
(二)廣州地鐵一號線主要技術(shù)參數(shù)
車輛主要尺寸
車鉤中心線距軌面距離:
720+8mm車輪直徑:新輪直徑:840mm半磨耗輪:805mm磨耗輪:770mm輪對內(nèi)側(cè)距(AW0):1353+3mm輪緣厚度:32mm
(二)廣州地鐵一號線主要技術(shù)參數(shù)
四、地鐵、輕軌道車輛限界
學習領(lǐng)域二城軌車輛基本知識
(一)車輛限界的概念
限界是限定車輛運行及軌道周圍構(gòu)筑物超越的輪廓線。限界分車輛限界、設(shè)備限界和建筑限界三種,是工程建設(shè)、管線和設(shè)備安裝位置等必須遵守的依據(jù)。規(guī)定限界的目的,主要是防止車輛在直線或曲線上運行時與各種建筑物及設(shè)備發(fā)生接觸,以保證車輛安全通行。四、地鐵、輕軌道車輛限界
車輛限界就是一個限制車輛橫斷面最大允許尺寸的輪廓圖形。無論空車或重車在直線地段運行時,所有突出和懸掛部分都應(yīng)容納在限界之內(nèi),因此車輛限界是車輛在正常運行狀態(tài)下形成的最大動態(tài)包絡(luò)線。
建筑限界和設(shè)備限界是建筑物或設(shè)備距軌道中心和軌面所允許的最小尺寸所形成的輪廓。
(一)車輛限界的概念
車輛限界與建筑和設(shè)備限界之間,必須留出一定的、為確保行車安全所需的空間,這個空間考慮了以下因素:
(1)車輛制造公差引起的上下、左右方向的偏移或傾斜;(2)車輛在名義載荷作用下彈簧受壓引起的下沉,以及彈簧由于性能上的誤差可能引起的超量偏移或傾斜;
(一)車輛限界的概念
(3)由于各部分磨耗或永久變形而造成的車輛下沉,特別是左右側(cè)不均勻磨耗或變形而引起的車輛傾斜與偏轉(zhuǎn);(4)由于輪軌之間以及車輛自身各部分存在的橫向間隙而造成車輛與線路間可能形成的偏移;(一)車輛限界的概念
(5)車輛在走行過程中因運動中力的作用而造成車輛相對線路的偏移。它包括曲線區(qū)段運行時實際速度與線路超高所要求的運行速度不一致而引起的車體傾斜;以及車輛在振動中也會產(chǎn)生上下、左右各個方向的位移;
(6)線路在列車反復作用下可能產(chǎn)生的變形,包括軌道產(chǎn)生的隨機不平順現(xiàn)象等。
(一)車輛限界的概念
有關(guān)限界的名詞術(shù)語如下:
1、基準坐標系基準坐標系是與線路的縱向中心線相垂直的平面內(nèi)的一個二維直角坐標,該坐標的第一坐標軸與兩根鋼軌在名義位置且無磨耗時的頂面相切,第二坐標軸垂直于前者,并與左右兩根鋼軌的名義位置等距離。
(一)車輛限界的概念
2、偏移及偏移量在基準坐標系內(nèi),車輛橫斷面上各點,因車輛本身原因或線路原因,在運行中離開原來在基準坐標系中所定義的設(shè)計位置稱為偏移,偏移以mm為單位稱為偏移量。在第一坐標方向的偏移為橫向偏移,在第二坐標方向的偏移稱為豎向偏移。(一)車輛限界的概念
3、曲線幾何偏移量車輛在曲線上運行時,線路中心線是曲線,車輛縱向中心線是直線,兩者不可能完全重合。車輛縱向中心線上各點在水平投影圖上偏移線路中心線的距離稱為曲線幾何偏移,簡稱曲線偏移。其中,車輛定距以內(nèi)的車輛縱向中心線上各點向曲線的內(nèi)側(cè)偏離稱為內(nèi)側(cè)偏移;車輛定距以外的車輛縱向中心線上各點,向曲線的外側(cè)偏離稱為外側(cè)偏移。據(jù)此,車輛在豎曲線上產(chǎn)生的曲線偏移也稱為豎曲線偏移。(一)車輛限界的概念4、計算車輛認定具有某一橫斷面輪廓尺寸和水平投影輪廓尺寸及認定結(jié)構(gòu)的車輛在地鐵及輕軌線路上運行,并使用該車輛作為確定車輛限界及設(shè)備限界尺寸的依據(jù),這個車輛稱為計算車輛。在地鐵及輕軌線路上實際運行的新車和舊車只要符合車輛限界及其納入限界的校核,就能通行無阻,不必與計算車輛取得一致。(一)車輛限界的概念
1、地鐵車輛限界地鐵車輛限界是基準坐標系中的一個輪廓線,是車輛在正常運行狀態(tài)下形成的最大動態(tài)包絡(luò)線。車輛及軌道線路各尺寸在具有最不利公差及磨耗時(包括兩次維修期間所發(fā)生的尺寸偏差)、車輛在運動中處于最不利位置、涉及了由各要素引起的車輛各部位的統(tǒng)計最大偏移后均應(yīng)容納在輪廓內(nèi)。(二)地鐵限界(二)地鐵限界《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了鋼軌鋼輪、標準軌距系列的地鐵限界,包括車輛限界。直線地段車輛限界分為隧道內(nèi)車輛限界和高架或地面線車輛限界,后者應(yīng)在前者的基礎(chǔ)上,另加當?shù)刈畲箫L荷載引起的橫向和豎向偏移量。受電弓或受流器限界是車輛限界的組成部分。
(二)地鐵限界
2、地鐵設(shè)備限界地鐵設(shè)備限界是基準坐標系中位于車輛限界外的一個輪廓線,是用以限制設(shè)備安裝的控制線。除另有規(guī)定外,建筑物及地面固定設(shè)備的任一部分,即使涉及了它們的剛性和柔性運動在內(nèi),均不得向內(nèi)侵入此限界,接觸軌限界屬于設(shè)備限界的輔助限界。(二)地鐵限界
設(shè)備限界和車輛限界之間留有一定的間隙,這個間隙主要作為未涉及因素的安全留量,按照限界制定時的規(guī)定某些偏移量計入此間隙。計算車輛曲線上和豎曲線上的曲線偏移也計入這個間隙內(nèi),因此,設(shè)備限界在水平曲線上需要加寬,在豎曲線上需要加高。(二)地鐵限界3、地鐵建筑限界地鐵建筑限界是基準坐標系中位于設(shè)備限界以外的一個輪廓線,是在設(shè)備限界基礎(chǔ)上,考慮了設(shè)備和管線安裝尺寸之后的最小有效斷面。它規(guī)定了地下鐵道隧道的形狀、尺寸、位置,地下車站及站臺位置以及地面建筑物(包括接觸網(wǎng)支柱、聲屏障和站臺屏蔽門等)的位置,涉及施工誤差、測量誤差及結(jié)構(gòu)永久變形在內(nèi),任何永久性建筑物均不得向內(nèi)侵入此限界。(二)地鐵限界1、車輛輪廓限界車輛輪廓限界應(yīng)根據(jù)車體橫斷面和車輛下部設(shè)備外輪廓各點所規(guī)定的縱橫坐標值。2、車輛接近限界車輛接近限界是以輕軌6軸單鉸車輛樣車的構(gòu)造和有關(guān)的參數(shù)為依據(jù),考慮到車輛彈簧撓度和各項間隙、誤差、磨耗等技術(shù)參數(shù)的影響,對車輛在運行中可能出現(xiàn)的各種工況所產(chǎn)生的橫向偏移量和垂直偏移量進行分析計算,所得出的各點X、Y坐標值。(三)輕軌限界一、車體的作用與分類、基本特征與結(jié)構(gòu)
二、鋁合金車體
學習領(lǐng)域三城軌車輛車體結(jié)構(gòu)(一)車體的作用與分類
車體是容納乘客和司機駕駛的部分,又是安裝和連接其他設(shè)備及組件的基礎(chǔ)。
按照車體所使用材料可分為碳素鋼車體、鋁合金車體和不銹鋼車體三種,目前主要使用鋁合金和不銹鋼。按照車體結(jié)構(gòu)有無司機室可分為帶司機室車體和無司機室車體兩種。按照車體尺寸分為A型車車體、B型車車體和C型車車體。按照車體結(jié)構(gòu)工藝不同可分為一體化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。一、車體的作用與分類、基本特征與結(jié)構(gòu)(二)車體的基本特征與結(jié)構(gòu)
1、車體的基本特征(1)一般為電動車組,有單節(jié)、雙節(jié)、三節(jié)式等,有頭車和中間車,以及動車與拖車之分,車體結(jié)構(gòu)有其多樣性。(2)座位少、車門數(shù)量多開度大,內(nèi)部服務(wù)設(shè)備較簡單;
(3)重量的限制較嚴格,軸重小,以降低線路工程投資;(4)為使車體輕量化,對于車體承載結(jié)構(gòu)一般采用大型中空截面擠壓鋁型材、高強度復合材料或不銹鋼。(5)對車體防火性能要求高,采用防火設(shè)計和阻燃處理;(6)對車輛隔音和減噪有嚴格要求,降低噪音對乘客和沿線居民影響;(7)車輛外觀造型和色彩具有美化和與城市景觀相協(xié)調(diào)要求。
2、車體的結(jié)構(gòu)形式
按照車體結(jié)構(gòu)承受載荷的方式不同,車體可分為底架承載結(jié)構(gòu)、側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)和整體承載結(jié)構(gòu)三類。鋼制車體整體承載結(jié)構(gòu)
(二)車體的基本特征與結(jié)構(gòu)
3、車體的基本結(jié)構(gòu)
車體是由若干縱向、橫向梁和立柱組成的鋼骨架,再安裝內(nèi)飾板、外蒙皮、地板、頂板及隔熱、隔音材料、車窗、車門及采光設(shè)施等組成。一般包括:底架、端墻、側(cè)墻、車頂、車窗、車門、貫通道和車內(nèi)設(shè)施等部分。1―緩沖梁(端梁);2―枕梁;3―小橫梁;4―大橫梁;5―中梁;6―側(cè)梁;7―門柱;8―側(cè)立柱;9―上側(cè)梁;10―角柱;11―車頂彎梁;12―頂端彎梁;13―端立柱;14―端斜撐。
(二)車體的基本特征與結(jié)構(gòu)
4、車體結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)(上海地鐵一、二號線車輛)兩端車鉤連接中心線長度:有司機室:24140mm無司機室:22800mm車體最大寬度:3000mm車頂中心線距軌面高度:3800mm客室地板面距軌面高度:1130mm(1500mm)車門高:1800mm(1860mm)車門寬:1300mm(1400mm)兩轉(zhuǎn)向架中心距(定距):15700mm
(二)車體的基本特征與結(jié)構(gòu)
二、鋁合金車體
鋁合金車體是一種輕型整體承載結(jié)構(gòu),主體材料是鋁合金型材,通常采用模塊化結(jié)構(gòu)或全焊接組裝,是一種新型的車體結(jié)構(gòu)。
(一)鋁合金材料特性
1、質(zhì)輕且柔軟。2、強度好。3、耐蝕性能好。4、加工性能好。5、易于再生。
1、能大幅度降低車輛自重,碳素鋼車體、不銹鋼車體、鋁合金車體的重量之比約為10:8:6。2、具有較小的密度及楊氏模量,鋁合金對沖擊載荷有較高能量吸收能力,可降低振動和噪聲。3、可運用大型中空擠壓型材進行氣密性設(shè)計,提高車輛密封性能,提高乘坐舒適性。4、采用大型中空擠壓型材制造的板塊式結(jié)構(gòu),可減少連接件的數(shù)量和重量。5、減少維修費用,延長使用壽命。
(二)鋁合金車體的特點
(三)鋁合金車體架車1、整車架起(帶轉(zhuǎn)向架)頂車點號為:3、4、5、62、無轉(zhuǎn)向架架車頂車點號為:1、2、7、8
或1、2、5、6或3、4、7、8或3、4、5、6
3、亦可用三點架車頂車點號可為:1、2、10或3、4、10或7、8、9或5、6、9鋁合金車輛架車位
(四)鋁合金車體結(jié)構(gòu)地鐵車輛鋁合金車體斷面
地鐵車輛鋁合金車體外形
1、車頂
車外頂板兩側(cè)小圓弧部分采用中空截面擠壓鋁型材,中部大圓弧部分為帶有縱向加強桿件的擠壓成型的車頂板??褪覂?nèi)頂板由三部分組成,中間為平板,平板兩側(cè)為多孔的通風口板。2、側(cè)墻、端墻車體的側(cè)墻左右各有五扇車門和四個車窗,被分隔成六塊帶窗框、窗下間壁、左右窗間壁或門間壁的分部件,各分部件亦為整體的擠壓鋁型材??褪覂?nèi)的側(cè)墻、端墻都是阻燃的密胺樹脂膠合板,具有隔熱保暖的功能。3、地板
直流傳動車的地板先在底板上縱向布置4mm厚的橡膠條,再鋪設(shè)16mm厚的多層夾板,用螺釘將多層夾板固定在底架上,然后在多層夾板上粘接2.5mm厚的灰色PVC材料地板。交流傳動車將多層夾板改換成表面很平坦的鋁合金輕型型材,然后在鋁型材表面直接粘貼PVC塑料地板,這就避免了塑料地板起泡的和脫落的弊病。
(四)鋁合金車體結(jié)構(gòu)
三、不銹鋼車體
四、車體的模塊化結(jié)構(gòu)
學習領(lǐng)域三城軌車輛車體結(jié)構(gòu)
三、不銹鋼車體
不銹鋼車體的制造始于美國,但使這項技術(shù)得到發(fā)展的是日本。日本從1950年開始,在車輛上采用不銹鋼材料,開始用量很少,只用于有室內(nèi)裝飾作用的管道等處。1958年,為使車體外表面不用涂漆,僅外墻板使用不銹鋼材料,稱為蒙皮不銹鋼車體,也叫半不銹鋼車體。日本于1978年開發(fā)出輕量化不銹鋼車輛,使車體鋼結(jié)構(gòu)重量降為碳素鋼車體的1/2,在節(jié)能和降低維修費用方面得到了肯定。我國于1987年開始在客車上使用不銹鋼材料,主要用于外墻板及易腐蝕的梁柱。1996年與韓國進行合作,開發(fā)了點焊結(jié)構(gòu)的不銹鋼車體。2002年制造完成的北京城軌兩列輕量化不銹鋼樣車。天津濱海輕軌車輛是我國首次大批量正式生產(chǎn)制造的輕量化結(jié)構(gòu)不銹鋼車輛。(一)不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)
不銹鋼車體呈鼓形,整車除底架端部采用碳鋼材料外,其余各部位均全部采用高強度不銹鋼材料。各零部件間用點焊連接,梁、柱間通過連接板相連接,各大部件間也是采用點焊連接。天津濱海軌道車輛的車體為不銹鋼車體,下面介紹一下各大部件的結(jié)構(gòu)特點。車體四分之一三維幾何模型
1、車頂車頂由波紋頂板、車頂彎梁、車頂邊梁、側(cè)頂板、空調(diào)機組平臺等幾部分組成。車頂采用波紋頂板無縱向梁結(jié)構(gòu),頂板間搭接焊縫連接,與車頂彎梁點焊在一起,機組平臺由縱梁、彎梁、頂板點焊組成部件,再與車頂通過點焊及塞焊組成一體。2、側(cè)墻選用塞拉門、連續(xù)窗結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)該要求,側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)部分采取特殊的方法,一扇連續(xù)窗全長4070mm,在此范圍內(nèi),鋼結(jié)構(gòu)必須便于車窗的安裝、固定,不得有任何與車窗相干涉的結(jié)構(gòu)。同時工藝性要好,結(jié)構(gòu)上必須可實現(xiàn)點焊。(一)不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)3、端墻板、梁點焊結(jié)構(gòu)。4、底架采用碳素鋼端底架與不銹鋼底架塞焊連接,主橫梁與邊梁利用過渡連接板實現(xiàn)點焊連接,底架邊梁采用4mm不銹鋼材料,以提高底架的整體強度和剛度。(一)不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)
1、不銹鋼材料的合理選擇根據(jù)城軌車輛的結(jié)構(gòu)特點、制造工藝以及使用境,同時考慮到制造成本,要求所使用的不銹鋼材料必須具有如下性能:(1)價格便宜,要求不銹鋼通用性高、容易購買。(2)耐腐蝕性好。(3)具有能滿足車輛的足夠的強度。(4)加工性好,在對其進行剪切、彎曲、拉延、焊接等加工時,不會產(chǎn)生缺陷。
(二)不銹鋼材料使用中應(yīng)注意的問題
2、不銹鋼材料的焊接
不銹鋼導熱系數(shù)是碳素鋼的1/3,而熱膨脹系數(shù)是碳素鋼的1.5倍,熱量輸入后散熱慢而變形大,不利于對構(gòu)件尺寸及形狀的控制,但由于不銹鋼材料的電阻較大,所以對不銹鋼材料的焊接一般都采用點焊。點焊的特點是對構(gòu)件的熱輸入量小,易實現(xiàn)自動控制,焊接時不需要技能很高的操作者也可以保證焊接質(zhì)量。不銹鋼車體在組合外板、梁、柱時為了減少熱量的輸入,采用點焊代替弧焊,梁、柱的結(jié)合部位采用連接板傳遞載荷。對于無法實現(xiàn)點焊的部位,可以采用塞焊來減小熱影響區(qū)。(二)不銹鋼材料使用中應(yīng)注意的問題
一體化結(jié)構(gòu):就車體結(jié)構(gòu)形式而言,幾十年來國內(nèi)外都是采用全組焊結(jié)構(gòu),即底架、側(cè)墻、車頂和端墻均為焊接而成,然后這四大部件組裝時也采用焊接工藝,這種車體結(jié)構(gòu)稱整體焊接結(jié)構(gòu),也稱為一體化結(jié)構(gòu)。
四、車體的模塊化結(jié)構(gòu)
模塊化結(jié)構(gòu):
模塊化車體結(jié)構(gòu)與整體焊接結(jié)構(gòu)車體相比,最顯著的特點就在于將模塊化的概念引入到車體設(shè)計、制造與生產(chǎn)管理的各個環(huán)節(jié)之中。整體焊接結(jié)構(gòu)車體是先制造車體結(jié)構(gòu)的車頂、側(cè)墻、底架、端墻、司機室等部件,然后進行整個車體總成焊接,車體總成后再進行內(nèi)裝、布管布線。模塊化車體設(shè)計是將整個車體分為若干個模塊,在每個模塊的制造過程中完成整車需要的內(nèi)裝、布管與布線的預組裝并解決相互之間的接口問題。各模塊完成后即可進行整車組裝。每一模塊的結(jié)構(gòu)部分本身采用焊接,而各模塊之間的總成采用機械連接。
四、車體的模塊化結(jié)構(gòu)1.底架模塊;2.側(cè)墻模塊;3.端部模塊;4.車頂模塊;5.牽引梁模塊;6.枕梁模塊。車體模塊組成車頂模塊組成1.頂板吊梁;2.頂板橫梁;3.空調(diào)風道;4.隔聲、隔熱材料;5.內(nèi)部裝飾;6.燈帶;7.出風口;8.頂板懸掛。
模塊化車體組成1.車頂模塊;2.螺栓;3.側(cè)墻模塊;4.底架模塊。
(一)模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點
1、在每個模塊的制造過程中均注意驗證其質(zhì)量。模塊制成后均須進行試驗,整車總裝后試驗比較簡單,整車質(zhì)量容易保證。
2、由于每個模塊的制造可以獨立進行,并解決了模塊之間的接口問題,因此,復雜的和技術(shù)難度大的模塊和部件可以由國外引進,其余模塊和部件在用戶本地生產(chǎn)。另外,對總裝生產(chǎn)線要求不高,這均有利于國產(chǎn)化的逐步實施。
3、可以改善勞動條件,降低施工難度,提高勞動效率,保證整車質(zhì)量。
4、可以減少工裝設(shè)備,簡化施工程序,降低生產(chǎn)成本。
5、在車輛檢修中,可采用更換模塊方式進行,方便維修。(二)模塊化結(jié)構(gòu)的缺點
從車體結(jié)構(gòu)局部來分析,存在如下缺點:模塊化結(jié)構(gòu)的個別部件(如司機室框架)有的采用了部分鋼材制造,各部件之間又采用了鋼制螺栓連接,所以車體自重要比全焊結(jié)構(gòu)稍重。
三、車體試驗及材料
學習領(lǐng)域三城軌車輛車體結(jié)構(gòu)三、車體試驗及材料
(一)試驗的目的、載荷及要求
1、試驗?zāi)康氖氰b定車體及其主要零部件的強度、剛度和穩(wěn)定性。
2、試驗加載應(yīng)最大限度地模擬試件實際運用時的受力狀態(tài)。
3、試驗載荷應(yīng)不小于基本作用載荷值,但鑒定標準仍按基本作用載荷換算。
4、試驗對象的制造質(zhì)量應(yīng)具有代表性。
車體結(jié)構(gòu)的強度須滿足極端條件下的動載荷、靜載荷以及沖擊載荷的要求;并在架車、起吊、救援、調(diào)車、連掛和多車編組回送作業(yè)時,車體結(jié)構(gòu)應(yīng)力不超過材料的許用應(yīng)力,不得產(chǎn)生永久變形及損壞;當超過最大載荷時,不得發(fā)生車體壓潰的現(xiàn)象;在使用壽命內(nèi),不得產(chǎn)生疲勞失效。
車體結(jié)構(gòu)的剛度應(yīng)在正常載荷和自然頻率下,車體的變形不超過運行條件所決定的極限值,應(yīng)能確保在各種載荷下車門運動不受阻。
(三)結(jié)構(gòu)強度試驗條件
1、靜強度設(shè)計及載荷要求
車體在承受各種最大垂直載荷的同時,沿車鉤安裝縱向水平方向施加1200KN的靜壓載荷,拉伸載荷850KN,車體應(yīng)力不超過設(shè)計許用應(yīng)力。
2、作用于車體的機械能量吸收要求
對于列車的縱向沖動,其能量應(yīng)優(yōu)先由車鉤及緩沖器系統(tǒng)起能量吸收作用。假設(shè)列車(AW0)與制動列車(AW0)相撞,當速度為8km/h時,車鉤及緩沖器系統(tǒng)可吸收產(chǎn)生的沖擊能量,并且任何部件不能損壞;當速度為15km/h時,車鉤及緩沖器系統(tǒng)可吸收產(chǎn)生的沖擊能量,除車體不能損壞外,同時應(yīng)滿足以下要求:(1)不得導致轉(zhuǎn)向架、車鉤與車體連接件、貫通道、設(shè)備柜及其支承等主要部件的損壞。(2)列車仍應(yīng)能通過自身的動力或是由另一機車牽引,順利通過區(qū)間和車輛段內(nèi)條件最不利的軌道,以到達維修地點。
(二)結(jié)構(gòu)強度試驗條件
3、設(shè)計壽命在正常運用條件下,預期運用至少30年,對車體結(jié)構(gòu)件無需重修或加固。30年后車輛重新裝配可進一步運用。
4、車體撓度要求要求在各種載荷下其撓度值須保證所有客室和司機室門操作自如。
5、車頂要求(1)車頂板在200cm2的面積上能承受1000N的垂直載荷。(2)車頂板能在間距為500mm的兩個400cm2面積上分別承受l000N的垂直載荷。(3)車頂結(jié)構(gòu)在承載空調(diào)單元部位必須加固,并保證空調(diào)排水通暢。
(二)結(jié)構(gòu)強度試驗條件
6、底架要求(1)底架可承受AW3的乘客載荷。(2)提供所有底架安裝設(shè)備的支撐。(3)設(shè)吊、架車支撐點。
7、設(shè)備支承及布置
設(shè)備布置要求:車輛電氣設(shè)備安裝在車體底架的設(shè)備箱或客室的電氣柜中,電氣設(shè)備的位置根據(jù)其電氣要求選定。設(shè)備箱的布置和設(shè)計應(yīng)考慮設(shè)備的尺寸、重心位置及車重的分配,應(yīng)提供重量計算。
(二)結(jié)構(gòu)強度試驗條件
(二)結(jié)構(gòu)強度試驗條件
8、車體與轉(zhuǎn)向架的連接車體與轉(zhuǎn)向架的連接部位在減速度為30m/s2作用力的作用下,不會發(fā)生永久變形。在減速度為50m/s2作用力的作用下,不被損壞。當車體吊起時,其連接應(yīng)能同時吊起轉(zhuǎn)向架。
9、架車支承在底架邊梁上靠近轉(zhuǎn)向架的位置設(shè)四個支撐點;在兩端的車鉤橫梁中央分別設(shè)1個架車支承點,作復軌用,在車鉤橫梁下方架車應(yīng)能抬起空載整車的一端;在車輛的四角處設(shè)四個起吊點,用于緊急情況下的架車。車體的垂向強度應(yīng)滿足在使用任何一對架車點架車時,不使車體任何部位發(fā)生屈服變形。
(二)結(jié)構(gòu)強度試驗條件
10、防爬裝置防爬裝置為可拆卸型,采用低合金高強度鋼制造,可承受100kN的任一方向垂向力與1000kN水平力的合力。在發(fā)生事故的情況下,兩列車相撞時車體上最先接觸的部位應(yīng)該是防爬裝置。在每個帶司機室的車前端設(shè)置防爬裝置。
11、應(yīng)力分析利用動態(tài)、靜態(tài)有限元分析法進行車體的設(shè)計,設(shè)計后進行試驗驗證,分析結(jié)果和有關(guān)性能,采用FEA系統(tǒng)對車體進行強度分析。
1、模擬運行條件試驗(垂向加載試驗)通過液壓油缸對車體施加靜載荷,用電阻式應(yīng)變儀測定應(yīng)力,測量出變形量確定垂向撓度。應(yīng)按照AW0及AW3載荷條件施加試驗作用力。
2、靜壓試驗(縱向加載試驗)靜壓(擠壓)試驗應(yīng)在首輛生產(chǎn)的A型車車體上進行,按照三種型式車輛中的最大重量(AW3)條件進行。試驗作用力約為1180kN,以水平方向作用在車鉤安裝座上。
(三)試驗內(nèi)容
3、沖擊試驗按A、B各型車不同的車重,以15km/h基準速度產(chǎn)生的力作計算機模擬沖擊試驗。
4、動態(tài)試驗及疲勞試驗按各型車不同的車重、載荷作計算機模擬動態(tài)試驗和疲勞試驗。設(shè)計方案需經(jīng)歷疲勞試驗,相當于30年的工作壽命。5、撓度測試在進行模擬運行條件試驗時,應(yīng)測量各項撓度,確定車體固有頻率。
(三)試驗內(nèi)容
6、模擬架車試驗(模擬AW0載荷)
①垂向架車試驗在靠近車鉤橫梁4個架車點位置,升起空車,測定底架應(yīng)力。
②對角架車試驗在靠近車鉤橫梁4個架車點位置升起車體后,下降一個支承點直至該點的垂向載荷為零,測出應(yīng)力、支承力和變形量。
③復軌試驗車體的一端支承在轉(zhuǎn)向架上,車體的另一端在車鉤梁中央的架車點位置處提升。
(三)試驗內(nèi)容
(四)城軌車輛材料及比較
1、車體輕量化一般普通碳素鋼車輛的車體自重達10t~13t,為了提高車體的耐腐蝕性,延長車體的使用壽命,現(xiàn)在多應(yīng)用的是耐候鋼材料,可使車體鋼結(jié)構(gòu)自重減輕10%~15%。采用半不銹鋼或全不銹鋼車體,在保證強度、剛度的前提下,通過調(diào)質(zhì)壓延而獲得高強度不銹鋼薄板,板厚可減小,同時提高了使用壽命。車體自重比碳素鋼可減輕約10%~20%。在鋁制車體結(jié)構(gòu)設(shè)計中,車體主要承載構(gòu)件一般采用大型中空截面的擠壓鋁型材,以提高構(gòu)件的剛度,充分發(fā)揮材料的承載能力,達到最大限度地減輕車體自重,與鋼制相比焊接工作量減少40%,制造工藝大為簡化,重量可減輕3t~5t。
(四)城軌車輛材料及比較
2、車體腐蝕狀況
(1)碳素鋼車體碳素鋼車體的雨檐周圍,門口及車窗周圍的立柱、墻板、地板等處容易被腐蝕,6年后要局部修補,10年后要部分改造,20年后要進行大的改造,30年后車輛基本上就要報廢了。
(2)鋁合金車體雨檐、門口、窗口周圍及底架端部、車體側(cè)面的焊接熱影響區(qū)處發(fā)生了腐蝕。但和碳素鋼車體相比較,腐蝕程度很輕,對車體的強度不會產(chǎn)生影響,只需對車輛進行定期維護。
(3)不銹鋼車體沒有必要對外板進行修補、涂裝,對梁柱也沒有必要進行修補,因此除了不需要車體維修費用外,還會減少由于維修而產(chǎn)生的煙霧、有機溶劑等在作業(yè)場所的散布,從而減少對相關(guān)電器設(shè)備的檢查、維修等其它作業(yè)量。
(四)城軌車輛材料及比較
(1)材料成本從材料來講,車體的成本:碳素鋼車體<不銹鋼車<鋁合金車。(2)加工成本車體的制造成本:碳素鋼車體制造成本最低,不銹鋼車體次之,鋁合金車體制造成本最高。鋁合金車體要比碳素鋼車體高出70%,不銹鋼車體要比碳素鋼車體高出14%。
(四)城軌車輛材料及比較
4、維修管理車體采用不銹鋼和鋁合金材料,主要是
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024年滬科新版選修1生物上冊階段測試試卷含答案
- 2025年人教五四新版八年級科學上冊月考試卷含答案
- 2024版智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)開發(fā)與實施合同
- 2025年粵教版九年級化學上冊月考試卷
- 2024年集裝箱運輸租賃合同
- 2025年度拖車服務(wù)合同正規(guī)范范文本(含拖車租賃保險維修保養(yǎng)服務(wù))3篇
- 2025年華東師大版七年級化學下冊階段測試試卷
- 二零二五年度物業(yè)服務(wù)合同:某住宅小區(qū)物業(yè)服務(wù)公司為實現(xiàn)高品質(zhì)住宅小區(qū)服務(wù)目標提升小區(qū)業(yè)主居住體驗2篇
- 2025年滬科版一年級語文下冊月考試卷
- 2025年度港口安全生產(chǎn)及環(huán)境保護責任協(xié)議3篇
- 近三年投標沒有發(fā)生過重大質(zhì)量安全事故的書面聲明范文
- 天然氣分子篩脫水裝置吸附計算書
- 《城市軌道交通工程盾構(gòu)吊裝技術(shù)規(guī)程》(征求意見稿)
- DL∕T 5776-2018 水平定向鉆敷設(shè)電力管線技術(shù)規(guī)定
- 【新教材】統(tǒng)編版(2024)七年級上冊語文期末復習課件129張
- 欽州市浦北縣2022-2023學年七年級上學期期末語文試題
- 2024年大學試題(宗教學)-佛教文化筆試考試歷年典型考題及考點含含答案
- 北航機械原理及設(shè)計課件
- (高清版)DZT 0432-2023 煤炭與煤層氣礦產(chǎn)綜合勘查規(guī)范
- 中國專利獎申報要點
- 2024年大學試題(宗教學)-佛教文化筆試歷年真題薈萃含答案
評論
0/150
提交評論