城市轨道交通车辆

城市轨道车辆交通工程教研室第一节城市轨道交通车辆概况城市轨道交通车辆尽管形式不同，均可由车体、转向架、制动装置、风源系统、电气控制、辅助电源、通风采暖及空调、内部设备、车辆连接装置、受流装置、照明、自控监控等系统组成。一、组成车体转向架车钩1车体车体是城市轨道交通车辆最重要的组成部件之一,座落在转向架上.它除了载客之外,几乎所有的机械、电气、电子等设备安装在车体的上部、下部及内部，驾驶室也设置在车体中。车体要有隔音、减振、隔热、防火以及尽可能保证乘客安全的措施。2转向架转向架是城市轨道交通车辆最重要的组成部件之一，是支撑车体并担负车辆沿轨道走行的支撑走行装置。转向架的结构及各部参数是否合理，直接影响车辆的运行品质，动力性能和行车安全。3制动系统城市轨道交通车辆必须安装制动系统。制动系统的作用就是根据需要使车辆按规定减速、停车。制动系统由制动控制系统和制动执行系统组成。制动系统分为摩擦制动、电气制动和磁轨制动等形式。摩擦制动又称机械制动，分为闸瓦制动和盘型制动。闸瓦制动又称为踏面制动，它是由闸瓦压紧车轮的踏面产生阻力实现制动。盘型制动就是在车轴上安装制动盘，闸片夹紧制动盘产生阻力实现制动。电气制动分为能耗制动和再生制动。能耗制动也称电阻制动，它是将列车的动能经牵引电机及控制转换为电能消耗在电阻上。再生制动就是将列车的动能经牵引电机及控制转换为电能反锁到供电线路上。电气制动须与机械制动相配合。磁轨制动是用电磁铁与钢轨间的作用力实施制动的。4风源系统城市轨道交通车辆的转向架上的空气弹簧，机械制动，门的开闭等都需要压缩空气，所以必须有风源系统。风源系统一般由电动空气压缩机，除油，除湿装置，散热装置，压力控制装置，管路等组成。5电气传动控制系统电气传动控制系统由电气控制系统及电气执行系统组成。电气传动控制由控制信号发生，控制信号传输的电子器件及控制电器组成。电气控制执行系统由牵引电动机组成。电气传动控制系统分为直流控制系统和交流控制系统。所谓直流控制系统就是采用直流牵引电动机的控制系统。所谓交流控制系统就是采用交流电动机的控制系统。6辅助电源城市轨道交通车辆车上的直流、交流如照明、通风、空调、控制等用电均由辅助电源供给。辅助电源早期为电动发电机组，现多采用逆变电源。电动发电机组就是将供电线路的直流电源经过电动发动机组变成三相交流电源，供交流用电使用，经过整流装置供直流电源使用。逆变电源就是将供电线路的直流电源经过逆变器控制变成三相交流电源，供交流电源使用，经整流装置供直流电源使用。城市轨道交通车辆装有蓄电池。7通风、采暖及空调城市轨道交通车辆乘客拥挤，必须设有通风装置，一般采用机械通风。在地面高架并运行在较冷地区的车辆，设有采暖，电热器，一般由供电线路直接供电。为改善乘客的舒适度，现代城市轨道交通车辆一般设有空调装置。8内装及设备内部装饰及设备是城市轨道交通车辆必不可少的。内部装饰及设备的要求是美观、舒适、实用、隔音、减振、安全、防火。内部装饰包括客室内部的墙板、顶板、地板及司机室布置等。设备包括车窗、车门及机构、座椅、扶手、吊环及乘客信息装置等。9车辆联结装置城市轨道车辆多辆编组，车辆之间设有联结装置。联结装置由车钩缓冲器、电气联结及风挡、渡板两部分组成。车钩及缓冲器的作用是联结车辆及减少车辆间的纵向冲撞。为便于相邻车辆间乘客的流动，调节客室的疏密，现代车辆之间采用全贯通式，设有风挡及渡板。10受流装置受流装置就是接受供电的装置。一般城市轨道交通车辆采用直流供电分750V和1500V两种。直流750V供电采用第三轨供电，在车辆的转向架上装有受流器。接触方式分为上部受流和下部受流。上部受流就是受流器的滑块与第三供电轨上部接触滑行。下部受流就是受流器的滑块与第三供电轨的下部接触。直流1500V供电采用架空线接触网式供电，车辆采用受电弓受流。有的轨道交通系统是三相交流供电，采用滑块受流。11照明城市轨道交通车辆的照明由前照灯司机室照明及客室照明组成。前照灯要能照射足够的距离，以保证行车安全。12自控、监控系统现代城市轨道交通车辆设有自动控制及监控系统。自控系统就是将城市行车指挥信息传输至车辆上的接收装置，不但得到行车信号的显示功能，更主要的是得到限速、加速，保持行车间隔的安全作用，可实现无人工驾驶。监控系统就是将列车及车辆的运行状态、主要机电设备的工作状态进行显示及存储。主要用途是保证行车安全及故障分析。较强的载客能力和疏散能力：地铁车辆载客近400人/辆，适应上下车频繁电力牵引，牵引特性好，编组性较好良好的动力性能：速度快，加减速度能力强，制动效果好。安全可靠性高：可靠性稳定性好，突变情况下适应性强。环境条件好：空调、座椅、扶手等设施，列车平稳性好。二、城市轨道交通车辆特点三、车辆的分类按牵引动力分：动车M（motor)拖车T(train)动车组按车辆规格分：重型车轻型车按车辆材料分：钢骨车铝合金车按车辆大小分：A:车体长22000mm，车体宽3000mm，车顶部距轨面高3800mm；B:长宽高=19000mm,2800mm,约3515mm；C:车宽为2600mm，长度和高度均不大于B型。四、主要技术参数车辆技术参数是概括地介绍车辆技术规格的某些指标，是从总体上表征车辆性能及结构的一些参数，一般分性能参数与主要尺寸两大类。车辆性能参数1.自重、载重及容积自重为车辆本身的全部质量；载重即车辆允许的正常最大装载质量，均以t为单位。容积以m3为单位2.构造速度指车辆设计时，按安全及结构强度等条件所允许的车辆最高行驶速度。车辆实际运行速度一般不允许超过构造速度。3.轴重是指按车轴型式及在某个运行速度范围内该轴允许负担的并包括轮对自身在内的最大总质量。轴重的选择与线路、桥梁及车辆走行部的设计标准有关。4.每延米轨道载重是车辆设计中与桥梁、线路强度密切相关的一个指标，同时又是能否充分利用站线长度、提高运输能力的一个指标，其数值是车辆总质量与车辆全长之比。城市轨道车辆该参数按设计任务书规定。5.通过最小曲线半径指配用某种型式转向架的车辆在站场或厂、段内调车时所能安全通过的最小曲线半径。当车辆在此曲线区段上行驶时不得出现脱轨、倾覆等危及行车安全的事故，也不允许转向架与车体底架或与车下其它悬挂物相碰。6.轴配置或轴列数例如4轴动车，设两台动力转向架，则轴配置记为B--B。6轴单铰轻轨车，两端为动力转向架，中间为非动力铰接转向架，其轴配置记为B--2--B。7.最大加速度平均起动加速度；最大制动减速度。8.每t自重功率指标一般在10kw～15kw。9.供电电压，最大网电流；牵引电机功率。10.制动形式有摩擦制动、再生制动、电阻制动以及磁轨制动等多种形式。车辆的主要尺寸除车辆全长、车辆定距及转向架固定轴距外尚有以下几项：1.车辆最大宽度、最大高度车辆最大宽度指车体最宽部分的尺寸；车辆最大高度指车辆顶部最高点离钢轨水平面之间的距离。这两个尺寸均需符合车辆限界的要求。2.车体长、宽、高又有车体外部与内部之别，但车体内部的长、宽、高必须满足货物装载或旅客乘坐等要求。车辆的主要尺寸3.车钩中心线距轨面高度（简称车钩高）它是指车钩钩舌外侧面的中心线至轨面的高度。列车中机车与各车辆的车钩高基木一致，是保证正常传递牵引力及列车运行时不会发生脱钩事故所必需的。我国铁路规定新造或修竣后的空车标准车钩高为880mm；其它国家由各自的历史条件决定了其使用的车钩高。如原苏联及欧洲各国的车钩高（或盘形缓冲器的中心线高）定为1060mm。城市轨道车辆的车钩高无统一的标准，上海地铁车辆定为720mm，北京地铁车辆为670mm。4.地板面高度地板面距轨面的高度与车钩高一样，均指新造或修理后空车的数值。它将受到两方面的制约，一是车辆本身某些结构高度的限制，如车钩高及转向架下心盘面的高度；另一方面又与站台高度的标准有关，例如上海地铁车辆地板面高为1.13m，北京地铁车辆为1.O53m。5.车辆定距：车辆两相邻转向架中心之间距离。DK2北京地下铁道电动客车主要技术参数轨距1435mm电压制及受电方式DC750V第三轨上部接触车钩高730mm车体尺寸长度宽度19520mm2650mm车顶高3509mm构造速度80km/h转向架型式自由膜式空气弹簧的无摇动台式转向架传动方式一级减速斜齿轮传动制动系统变阻制动加电空制动，手制动电气控制方式星形轮电空传动变阻控制通风方式自然通风定员264人（坐席56，站立208）自重约30.5t载重约10.8t五、城市轨道交通列车编组列车编组:车型、编组辆数、动拖比三个要素。车辆型式按大、中、小分A、B、C三种型式A为带驾驶室的拖车、B为不带驾驶室的动车，C为不带驾驶室的拖车，编组辆数、编组车辆动车与拖车比例。城市轨道交通的规模取决于高峰时刻小时客运量。而小时客运量取决于编组列车的载客量及行车间隔。从目前既有的城市交通系统来看，列车编组车辆数量，从1～10这十个整数中均有。横滨1000型列车编组说明：MC—带驾驶室的动车TC—带驾驶室的拖车Mt—动车（带电动发电机组，空压机组）广州地铁二号线，上海地铁一号线，南京地铁列车编组说明：TC—带驾驶室的拖车Mt—动车（带受电弓）M—动车大阪20系列车编组说明：M2EC—带驾驶室，电动发电机组的动车M1‘—动车,M1—动车天津地铁1号线列车编组大阪60系列车编组说明：M2EC—带驾驶室，逆变电源的动车北京复八线地铁列车编组第二节车体车体是乘客乘坐和司机驾驶车辆的场所，是车辆的上部结构。它支撑在转向架上，要保证旅客安全；车体底架下部及车顶上部要安装大量机电设备，构成车辆的主体。它要承受各种动静载荷、各种振动，适应100km/h左右速度运行；还要隔音，减震、隔热、防火，在事故状态下尽可能保证旅客安全。一般包括底架、车顶、侧墙（左、右侧各1）前后端墙等6大部件。其部件间的连结方式主要是手弧焊接、接触点焊、螺栓、铆钉连接等。车体材料使用的主要材料有碳钢（高耐候结构钢）、不锈钢、铝合金三大类。在这三类车体中，为了满足司机室前端艺术造型和功能要求，往往前端形状比较复杂，因此有的前端采用FRP（玻璃钢）整体糊制，再与车体的底架、侧墙、车顶固定，构成坚固的车体。耐候钢车体其板材、型钢要进行予处理，清除表面锈垢或氧化皮，预涂底漆；车体组焊后要及时修补预涂底漆；车体完工后再喷涂防锈底漆。耐候钢车体表面在底漆完工后要刮腻子、喷面漆；而不锈钢车体，铝合金车体表面是否油漆按需要来决定。无论是耐候钢车体、不锈钢车体、铝合金车体，车体内表面均应喷涂2～4mm厚的防震隔音阻尼涂层。DK2DK20底架车顶侧墙侧墙端墙端墙侧梁枕梁波纹地板拉门门框上侧墙横梁窗横梁窗立柱车顶纵梁车顶弯梁车体断面各种梁的断面形式底架车底架上铺设地板，可安装座椅等车底架设各种吊梁、吊卡、线槽、安装座，用来安装车钩缓冲、各种机电设备、制动设备等等。底架由中梁（牵引梁）、端梁、枕梁、侧梁、波纹地板组成。耐候钢底架为无中梁焊接结构。牵引梁由2根鱼腹型压型槽钢组成。枕梁分别由8mm厚的上盖板及10mm厚的下盖板组焊成箱型结构。根据历次枕梁下盖板与侧梁过渡结点应力超限的情况，枕梁下盖板与侧梁对接处加宽至1390mm。端梁、侧梁均为高150mm的带斜度的不等边槽钢。为了提高地板抗腐蚀性能，将波纹地板由过去的1.5mm厚耐候板改1.2mm厚的0Cr18Ni9不锈钢板，高度仍为13mm。两端平地板为2mm厚的耐候钢板。侧墙侧墙设窗口及旅客乘降门口侧墙板厚2mm，每一侧设4组拉门门框。门框分外门框及内门框。内外门框分别由两根槽型梁扣合而成。侧墙上侧梁和一种侧墙横梁为压型角钢。其余的侧墙横梁、窗立柱、窗口上下横梁均为帽型梁。端墙带驾驶室的车辆前端设司机了望窗口，后端设门口或贯通口非驾驶端端墙为平面结构。驾驶端为向上倾斜略显子弹头的曲面外形。端墙板厚2mm。非驾驶端端墙立柱为帽型梁，门口立柱为压型槽钢，角立柱为W型压型材。驾驶端端墙板分