李建国第5章城市轨道交通系统的构成车辆与车辆段

第5章城市轨道交通系统的构成——车辆与车辆段第5章城市轨道交通系统的构成——车辆与车辆段【学习目标】【教学建议】5.1城市轨道交通车辆的构成5.2城市轨道交通车辆的维修5.3城市轨道交通车辆段的构成与工作范围5.4城市轨道交通车辆段的主要设备【学习目标】1.能掌握城市轨道交通车辆的构成，以及各构成的结构特点和工作原理。2.能说出车辆计划维修中日检修程的相关内容。3.能熟悉车辆段的一般布局和工作范围，以及相关维修设备的使用。【教学建议】1.教学场地：在教室和车辆模拟实训室中进行，课后可实地参观。2.设备要求：至少具备动力和非动力转向架模型各1套，轮对装置模型1套，仿真车体1套，仿真车门装置1套，仿真驾驶员室1个，车钩缓冲装置模型1套，制动装置原理示教板1套，车辆段沙盘1个。3.课时要求：共6课时，其中课堂讲授4课时，模拟操作2课时。5.1城市轨道交通车辆的构成1.车体(1)车体的特征城市轨道交通车辆是大城市公共交通或近郊客运所选择的特殊运输工具，因而其车体具有独特的特征：①由于服务于市内及近郊的公共交通，车体的外观造型、色彩应协调于城市市容规划；车体内部布置是座位少、车门多且开度大，服务于乘客的设施较为简单。(2)车体的材料城市轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：①具有一定的强度和刚度。(3)车体的构成5.1城市轨道交通车辆的构成图5-1车体构成图(4)车体的承载方式车体的承载方式一般有底架承载和整体承载两种方式，5.1城市轨道交通车辆的构成地铁车辆的车体是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的筒形结构共同承载，即采用整体承载方式。(5)车体的外形特点车体断面形状一般为类似矩形，有的为类似鼓形。2.车门(1)车门的基本要求世界各国轨道交通车辆的车门结构和类型多种多样，但根据城市轨道交通的特点，车门应满足以下设计要求：①具有足够的数量和有效宽度;②车门要均匀分布，方便乘客上、下车;③车门附近有足够的空间;④具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。(2)车门的结构形式按照驱动系统动力来源的不同，地铁车辆的客室车门分为电动式车门和气动式车门。5.1城市轨道交通车辆的构成1)内藏嵌入式移门。2)外挂式移门。3)塞拉门。图5-2塞拉门5.1城市轨道交通车辆的构成4)外摆式车门。(3)车门的机械结构气动内藏嵌入式移门主要由驱动气缸、门控电磁阀、机械传动系统、行程开关和门叶等部分组成(见图5-3)。图5-3内藏嵌入式移门5.1城市轨道交通车辆的构成图5-4电动外挂式移门(4)车门的电气控制客室车门的开关是由驾驶员按动驾驶员室左、右侧墙上的开关门按钮来完成的，该按钮开关上带有指示灯，5.1城市轨道交通车辆的构成可显示车门开、关的状态。3.车钩缓冲装置(1)车钩1)车钩的分类。2)风管连接器。3)电气连接器。4)车钩对中装置。(2)缓冲装置缓冲装置可分为可再生缓冲器和不可再生缓冲器两种类型：可再生缓冲器有双作用环弹簧缓冲器、橡胶缓冲器、液压缓冲器和气液缓冲器等；压溃管是不可再生缓冲器。1)双作用环弹簧缓冲器由弹簧盒、弹簧前后座板、外弹簧、内弹簧、端盖盒牵引杆等组成(见图5-5)。5.1城市轨道交通车辆的构成图5-5双作用环弹簧缓冲器2)压溃管。4.转向架5.1城市轨道交通车辆的构成图5-6转向架(1)构架构架是转向架的基础，它把转向架的零部件组成一个整体，其作用有：承受、传递车体与轨道间的作用力；5.1城市轨道交通车辆的构成是转向架各组成部件的安装基础。(2)轮对轴箱装置轮对是由一根车轴和两个同型号车轮过盈配合组装(见图5-7)成的。图5-7轮对5.1城市轨道交通车辆的构成图5-8车轮1)车轴。2)车轮。5.1城市轨道交通车辆的构成3)轴箱装置。图5-9轴箱装置示意图5.1城市轨道交通车辆的构成图5-10层叠式橡胶弹簧定位5.1城市轨道交通车辆的构成图5-11导柱定位(3)弹性悬挂装置弹性悬挂装置安装在轮对轴箱装置与构架之间(一系悬挂)和构架与车体之间(二系悬挂)。5.1城市轨道交通车辆的构成图5-12弹性悬挂装置示意图1)一系悬挂。2)二系悬挂。5.1城市轨道交通车辆的构成图5-13空气弹簧悬挂系统原理3)抗侧滚扭杆。5.1城市轨道交通车辆的构成图5-14扭杆弹簧简图4)减振器。(4)中央牵引装置1)基本作用。5.1城市轨道交通车辆的构成图5-15中央牵引装置2)结构特点。5.制动装置5.1城市轨道交通车辆的构成(1)粘着制动以闸瓦制动为例，钢轨、车轮和闸瓦这三者之间有三种可供分析的状态：第一种是难以实现的理想的纯滚动状态；第二种是应极力避免的“滑行”状态；第三种是实际运用中的“粘着”状态。1)靠滚动着的车轮与钢轨接触点在接触瞬间的静摩擦阻力作为制动力，车轮沿钢轨边滚动边减速停止。2)而第二种情况正好与第一种情况相反，即在轮闸瓦之间为静摩擦，车轮钢轨之间为动摩擦。3)实际上，车轮在钢轨上滚动时，轮轨接触处既非静止，亦非滑动，而是以滚动为主，略带滑动，俗称“连滚带滑”。5.1城市轨道交通车辆的构成(2)地铁车辆制动的种类和特点地铁车辆必须适应地铁运行的特点，地铁线路的站间距一般都在1km左右，由于站间距离短，列车的调速及制动都比较频繁。(3)地铁车辆的制动方式地铁车辆的制动方式一般有再生制动、电阻制动和空气摩擦制动三种，它们分别为第一、第二和第三优先级制动，并且还采取了程序制动措施。(4)制动控制方式有轨交通车辆的控制方式有气控制气、电控制气和电—空控制等多种控制方式。1)气控制气。2)电控制气。3)电—空控制。5.1城市轨道交通车辆的构成(5)地铁列车制动系统目前，地铁列车一般采用模拟式电—空制动系统。图5-16列车气路示意图5.1城市轨道交通车辆的构成图5-17制动控制单元工作原理图(6)制动系统部件1)空气压缩机。5.1城市轨道交通车辆的构成2)控制单元。3)制动微机控制单元。4)防滑系统。5)单元制动机。5.2城市轨道交通车辆的维修1.转向架的日检检查(1)轮对的日检检查检查内容包括：检查车轴和踏面；检查车轮注油孔螺堵，应无丢失。(2)轴箱的日检检查检查内容包括：检查外盖螺栓及油脂与油脂渗漏情况，应无松动、无渗漏；检查轴箱止挡，应正常。(3)轴箱拉杆的日检检查主要检查拉杆、端部螺栓及开口销，要求无变形、无松动、无丢失。(4)构架的日检检查主要检查构架内外侧、牵引电机悬挂座和牵引拉杆座，要求无裂纹、无锈蚀、无冲击损伤，附件完好。(5)一系悬挂的日检检查主要检查橡胶件及簧座，应无明显裂纹、变形。5.2城市轨道交通车辆的维修(6)二系悬挂的日检检查主要检查空气簧及紧固件，要求无漏气、无松动。(7)中央牵引装置的日检检查检查内容主要包括：检查牵引拉杆及所有附件，应无松动，损坏；检查中心销槽形螺母及开口销；检查中心盘与中心销套筒之间的距离应在标准允许范围内；检查架车保护螺栓与下心盘上部的距离应在标准允许范围内；检查横向止挡缓冲橡胶，要求无缺损。(8)齿轮箱及其悬挂的日检检查检查内容主要包括：检查齿轮箱外观及其所有附件，要求无明显漏油、松动；检查齿轮箱与悬挂装置联接螺栓，要求防松标记无错位。(9)联轴节的日检检查主要检查联轴节，要求无损坏、无漏油、螺栓无松动。5.2城市轨道交通车辆的维修(10)抗侧滚扭杆的日检检查主要检查抗侧滚扭杆松紧螺套紧固螺母，要求防松标记无错位。(11)液压减振器的日检检查检查内容主要包括：检查紧固件及漏油情况，应无松动、无漏油；检查连接套筒，应无损坏。(12)高度调节阀的日检检查检查内容主要包括：检查高度调节阀，要求完好，无松动、无损伤；检查高度调节阀联动装置，要求完好、无损伤；检查高度调节杆应垂直，不准倾斜。2.车体的日检检查(1)客室车门的日检检查检查内容主要是：检查客室车门外观、橡胶件和紧急手柄，要求完好，无明显损坏；测试车门开关功能，各门动作应基本一致。5.2城市轨道交通车辆的维修(2)驾驶员室的日检检查检查驾驶员室遮阳帘、两侧刮雨器、左右滑动门及紧固件、通客室门及观察孔，要求功能正常、无损坏、无松动。(3)地铁车辆车载灭火器要求每日检查各灭火器是否在原位，外观是否完好，是否有效。(4)车钩的日检检查要求检查内容包括：检查全自动车钩钩头、橡胶托架、电缆和电缆夹、气管密封环、缓冲器标志环和各紧固件等，要求各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落；检查半自动车钩、橡胶托架、电缆和电缆夹、缓冲器标志环和各紧固件等，要求各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落；检查半永久车钩抱箍、橡胶托架、电缆和电缆夹和各紧固件等，要求各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落。5.2城市轨道交通车辆的维修3.空气气路及制动系统检查(1)对空压机单元及空气干燥器的日检检查检查空压机及空气干燥器外观、紧固件及工作状况，要求外观正常、紧固件无松动。(2)对各类气管及阀的日检检查检查各类气管，要求无明显泄漏；检查可见阀门，要求阀门位置正确。(3)对单元制动机的日检检查检查锁紧片、橡皮保护套、闸瓦卡簧及其各螺栓，要求无异常；检查闸瓦，要求闸瓦未磨耗到限，或更换闸瓦后检查其调整间隙。5.3城市轨道交通车辆段的构成与工作范围1.停车库图5-18停车库5.3城市轨道交通车辆段的构成与工作范围2.检修库(1)双周、双月检修库双周、双月检都要在库内对列车的走行部、车体及车顶设备进行检查。(2)定修库定修库和周、月检一样，线路采用架空形式，线路中间设置检修地沟，线路两侧设置三层检修场地。(3)架修、大修库架修、大修的布置应根据车辆检修工艺流程确定。3.办公生活设施4.车辆段的工作范围1)承担所辖线路沿线隧道、线路和桥梁等设施的检查、保养和维修工作。2)承担所辖线路车站建筑和地面建筑的保养和维修工作。5.3城市轨道交通车辆段的构成与工作范围3)承担所辖线路变电所、接触网、供电线路和设备的运行管理、检查、保养和维修工作。4)承担所辖线路各机电系统及设备的运行管理、检查、保养和维修工作。5)承担所辖线路通信、信号系统的运行管理、检查、保养和维修工作。6)承担所辖线路自动售检票系统和设备的运行管理、检查、保养和维修工作。7)承担所辖线路防灾报警系统、设备监控系统的检查、保养和维修工作。8)承担所辖线路运营、检修所需的各类材料、设备、备品配件的采购、储备、保管和发放工作。5.4城市轨道交通车辆段的主要设备1.不落轮镟床图5-19不落轮镟床5.4城市轨道交通车辆段的主要设备2.列车自动清洗机图5-20列车自动清洗机5.4城市轨道交通车辆段的主要设备3.地面式架车机4.地下式架车机5.空调悬臂吊6.轮对压装机1.操作练习1)在实训室中完成对模拟转向架结构的感性认识和对其作用的了解，并能比较熟练地进行拆装练习。2)能够在模拟驾驶室中熟练地进行模拟驾驶，并能正确应对一些常见事故的发生。2.书面练习1)简要回答城市轨道交通车辆的构成及各构成的作用。5.4城市轨道交通车辆段的主要设备2)简要回答城市轨道交通车辆系统中转向架各构件的作用及其工作原理。3)简要回答城市轨道交通车辆日检修程中的有关内容。1.教师的评价表格2.学员的评价5.4城市轨道交通车辆段的主要设备表格3.知识跟进1)考虑可以从车辆结构的哪些方面来提高轨道交通运营的安全性和效率？5.4城市轨道交通车辆段的主要设备2)转向架中哪些部件的工作状况对列车运行的平稳性和舒适性影响较大？