《车辆总体技术》PPT课件.ppt

,车辆总体技术介绍,动 车 族 谱,低地板,距离,速度,城际动车组,高速列车,地铁列车,市郊列车,城市轨道车辆的特点,经济的要求：交通 出行的要求：便捷 战略的要求：安全 环保的要求：洁净 能源的要求：节约 城市的要求：特色,城轨车辆的分类,（一）按载客能力分（单向通过能力）： 地铁（Metro）： 3 万5万 轻轨（Light Rail Vehicle）：2 万4万 低地板车（Low Floor Vehicle）2.5万 城际车（Intercity Car）：单车约70座，通常AW2为4人/平站席 AW3为6人/平站席 （二）按车型分（长 X 宽 X 高） A型： (2225) x （33.2）x 3.8 南京项目、上海项目 B型：（1922）x 2.8 x 3.8 杭州项目、苏州项目 C型： 19 x 2.6 x 3.8 辛闵线 （三）按列车编组分（典型）： 3车：M+T+M（ 2动1拖） 4车：T+M+M+T（ 1动1拖） 5车：M+T+M+T+M（3动2拖） 6车：T+M+M+M+M+T、 T+M+M+T+M+T（2动1拖或1动1拖） 8车： T+M+M+T+M+M+M+T （5动3拖）,地铁车辆的系统组成,车体结构（包括独立司机室结构） 车辆间联接（车钩、贯通道） 内装设备（座椅、扶手、屏风、设备柜） 转向架 车门（客室门、紧急疏散门、司机室侧门） 列车空调（制冷、采暖、通风） 列车牵引系统（包括电力制动） 列车驾驶控制（司机台设备） 列车风源及空气制动系统 列车网络系统（TIMS、TCMS） 辅助供电系统（静态逆变器、蓄电池） 主电路（集、配电） 信息显示系统（乘客信息、紧急通讯、对讲、OCC通讯、无线电、CCTV） ATC自动驾驶（ATO、ATP、ATS）,城轨车辆的核心,车体结构 牵引系统 制动系统 转向架 列车网络 EMC/EMI技术 RAMS管理,+Tc*Mp+Mp*Tc+，+半自动车钩；*半永久牵引杆；,轨距 : 1435 +6/-2 mm 曲线半径 : 正线 / 车场线 : 350 / 150 m 最大坡度 : 30 站台高度 : 1050+0/-10 mm 供电电压 : 架空接触网 1500 V直流 司机室 : 司机室在 Tc车,线路 / 运行数据,列车编组,主要技术参数,主要子系统,列车编组 : +Tc*Mp+Mp*Tc+ 列车单元 : +Tc*Mp+ 列车长度 : 80,000 mm 车辆长度 : 20,450 / 19,520 mm 两转向架间中心距 : 12,600 mm 外部最大宽度 : 2,800 mm 车辆高度（无受电弓、新轮） : 3,730 mm 地板面距轨面高度 : 1,100 mm 载客量 / 座位数 : 37人/TC车、42人/M车 总人数 (AW2状态，按6人/m2) : 958人/列 列车重量（空车） / 最大轴重 : TC车31t/M车33t/ 14t 最高运行速度 : 80 km/h 平均加速度 (0 40 km/h) : 0.83m/s2 常用制动平均减速度 : 1.0 m/s2 紧急制动平均减速度 : 1.2 m/s2 内部(80km/m)/ 外部噪音水平(60km/h) : 75dBA/80dBA 可靠性 MTBF (value per car) : 150小时,转向架 固定轴距 2,300 mm / 车轮直径 840 770 mm 通过中心销与车体连接 二系悬挂 : 采用空气弹簧 空气制动 压缩机：活塞式空气压缩机 基础制动：踏面制动 （50%制动单元具备停放制动功能） 牵引 VVVF逆变器 /IGBT/ 车控 三相鼠笼式异步交流牵引电机 190 kW 电制动：再生制动和电阻制动 车体 全焊接铝合金车体 / 纵向压缩力 950 kN/纵向拉伸力 640 kN 车门 电动赛拉门（每侧4个门、无刷电机） 车门净开度为 1,900 x 1,300 mm 贯通道 采用单体自支承隔音贯通道，净宽 1,300 mm 空调 制冷，全封闭卧式涡旋压缩机 TIMS MVB列车通信 PIS 广播、对讲、自动报站、动态地图、LED、LCD、CCTV 辅助 4台辅助逆变器 (Tc车SIV配置充电器),车辆系统构成： 车体结构； 转向架； 车钩； 贯通道； 车门； 空调系统； PIS系统； 牵引和电制动系统； 辅助系统； 空气制动系统； TIMS系统,车体结构的组成： 底架结构（TC/M） 侧墙结构（TC/M） 车顶结构（TC/M） 端墙结构（TC/M） 独立司机室（TC）,底架结构包括地板结构和牵枕缓结构。 地板结构为5块通长中空铝型材和2块边梁组焊而成，中空型材具有强度高、重量轻和隔音隔热的特点。 牵枕缓采用高强度铝合金焊接，能满足车辆压缩和拉伸强度需求，,车顶铝结构包括边梁、穹顶、空调井、受电弓平顶和内装支架，型材之间采用焊接连接。,侧墙是5个窗单元组成，每个单元为独立模块，车体总成时，在门角高应力区以高强度锻造铝合金加强，型材之间采用焊接连接。,端墙采用铝板和门边型材焊接组成，门边型材除了可增加端墙的整体强度和刚度外，还是端墙内装和贯通道的接口。,司机室为独立结构，与TC车客室采用螺栓连接。 司机室设置防爬器和碰撞变形区，满足车辆联挂和运行时的碰撞要求。 独立司机室结构除了能满足车辆碰撞损坏后的司机室更换，还能使司机室内部的装璜在独立台位进行，提高生产效率。,车体结构比较,车体结构分类： 按材料分：全铝合金杭州、苏州 钢铝混合上海、南京、深圳 不锈钢孟买、香港 碳 钢伊朗（ Esfahan、Shiraz、Tabriz ） 按连接方式分： 铆焊混接上海、南京、深圳 焊 接杭州、苏州、孟买、香港、伊朗,不锈钢车体和铝合金车体对比,不锈钢车体特点 强度高，刚度低 防腐耐腐能力强，表面不须油漆 重量较轻 工艺性不好（与碳钢车体比较） 制造成本较高 （材料、设备） 部件的自动化生产,铝合金车体特点 强度低，刚度低 防腐耐腐能力较强 重量很轻 工艺性不好（与碳钢车体比较） 制造成本高（主要为材料价格高) 易实现自动化生产 车下吊挂简单（边梁吊挂、底架纵向吊挂）,铆接车体和焊接车体对比,铆接车体特点 模块化程度高 容易实现内装及布线预装 可避免焊接热变 工艺性好 车体重量相对较大 车体密封性不好，不适用于高速车辆 ,焊接车体特点 车体结构可实现模块化生产 很难实现内装及布线预装 焊接变形 ，焊接后材料变化 工艺性不好（相对铆接） 车体重量较轻 密封性好，适用于高速车辆 ,车体结构组成,铆接铝合金车组成（南京、上海） 车顶：纵向型材连续焊接（车顶边梁、顶板） 侧墙：上下边梁与立柱、焊接框架结构与窗上下板铆接组成（上下边梁、立柱、窗上下板、门角） 底架：纵向型材连续焊接的地板与边梁铆接组成（地板、边梁、枕梁、车钩箱） 端墙：铝板与型材焊接组成 司机室：焊接钢部件，前端设计车变形吸能区域 各大模块之间采用铆接连接,焊接铝合金车组成（杭州、苏州） 车顶：纵向型材连续焊接（车顶边梁、顶板） 侧墙：无整个侧墙模块组件，只有侧墙窗间单元组成，车体总成时与车顶和底架的边梁分别焊接 底架：纵向型材连续焊接的地板与边梁焊接组成（地板、边梁、牵枕缓） 端墙：铝板与型材焊接组成 司机室：全铝焊接部件，前端设计车变形吸能区域 各大模块之间采用焊接连接,焊接不锈钢车组成（孟买、香港） 依然采用类似于焊接铝合金车体的技术，可模块化生产，车体主结构的梁、柱和连接件采用段焊或者环焊方式，外部蒙皮采用点焊连接 各大模块之间采用焊接连接,杭州1号线,北京4号线车体结构及附图,相关链接(请详细阅读),內顶（中顶板、侧顶板）、 空调散风口、照明灯带、 侧墙板、屏风、扶手杆、 座椅、电气柜、地板布,用于B型地铁的B23型转向架主体结构采用“Metropolis”系列转向架的成熟结构，并充分体现了模块化设计理念，可满足不同客户的特定需求，具有结构可靠、性能稳定、便于组装、使用与维修成本低等优点。,拖车转向架,动车转向架,系统构成： B23型转向架为无摇枕结构。 两种转向架均采用橡胶弹簧的轴箱定位装置、由箱形焊接结构的侧梁和横梁对接而成的焊接构架、大胶囊空气弹簧、牵引橡胶装置、自动高度调整阀、差压阀、横向及垂向油压减振器、单元踏面制动装置和轮对装置等。 动车转向架还有牵引电动机、齿轮传动装置、联轴节等，拖车则还有轮缘润滑装置、ATC天线装置等。,主要技术参数 轨距 1435 mm； 设计构造速度 140 km/h 最高运行速度 80-120 km/h； 固定轴距： 2300 mm； 车轮滚动圆直径： 新轮为840 mm，磨耗限度为770 mm。 轴重 14t17t； 机械寿命 30年,转向架可靠性 转向架关键部件均须进行有限元分析安全可靠，在设计、制造过程中运用RAMS控制手段进行全过程质量控制，增强产品的可靠性分析，在运用维护中有针对性进行定期检查维修。 全寿命周期成本 转向架设计在满足车辆技术条件的同时，也考虑到运营维护成本费用，尽量采用成熟可靠的结构、产品，在降低全寿命周期成本的同时减少产品寿命周期内的运营和维护费用。 转向架生产质量保证 转向架的生产过程中制定科学合理的产品质量控制方法，从原材料检验、构架焊接、机加工、油漆、组装、落成交车等方面制定了详细工艺标准和检验、试验细则，规范生产工艺程序，明确生产流程，保证产品质量的可追溯性。,半自动车钩由以下部件构成：330型机械钩头、气路接头、带压溃管的牵引杆、带EFG缓冲器的钩尾座、对中装置、过载保护装置、手动解钩装置、安装板等构成。设计可保证列车及单元之间的机械钩头自动联挂, 并吸收牵引和压缩力。 抗压强度 1250 kN 抗拉强度 850kN 水平摆动角度 30 垂向摆动角度 6,半永久牵引杆由安装于不同车上的两个半杆所构成，各由EFG缓冲器、压溃管/刚性杆、筒套卡环接口组件等构成。车钩间力的传递通过筒套卡环连接实现。两半杆分别为刚性连接杆和带压溃管的连接杆构成。 抗压强度 1250 kN 抗拉强度 850kN 水平摆动角度 30 垂向摆动角度 6,采用单体自支承贯通道连接相邻车辆， 满足乘客通过需求外，还具有良好的 隔音降噪性能。 贯通道基本参数 车间距 520 mm 净通过宽度 1300 mm 净通过高度 1900mm 风挡外宽 2090 mm，最宽2130mm 风挡外高 2313.5 mm 风挡总重量 223 kg 10%,车门采用双开电动塞拉门。 车门结构紧凑、重量轻；采用塞拉门结构可以保证很好的气密性，满足UIC660的规定；门板采用铝蜂窝夹层结构，玻璃采用中空玻璃，车门关闭时可以起到良好的隔音隔热作用。门的锁闭采用四点锁闭，除了门头机构的锁之外，还有压轮，摆臂，和门槛上的挡块都可以对门的振动起到稳定作用。,车门功能： 障碍物自动检测; 车门故障切除; 紧急解锁; 车门监控旁路; 零速保护; ,纵向导杆 Longitudinal guide bar,横向导杆 Lateral guide bar,携门架Doorleaf carrier,每个客室设置2台制冷量为35kW的空调机组，安装于车顶两端，每台机组总风量为4000 m3/h ，新风量为1300 m3/h 。采用隐蔽式安装结构，空调机组完全嵌入安装槽内，安装紧凑，提高了防水密封性能，改善了车体外观，同时解决了高度超车辆限界的问题。,预冷功能 预冷状态时，回风口全开，新风口全关，空调系统按全回风运行，以使车厢内的温度在AW0的承载条件下冷却，当车厢内温度达到设定值时自动切换到正常制冷状态；当车辆主控制器转到开车位置时，即使车厢内温度未达到设定值，空调系统也自动切换到正常制冷状态。 制冷功能 制冷状态下，新风、回风调节单元调节板自动开启到合适位置，新风与回风按额定 的比例混合。经过过滤器过滤和通过蒸发器完成制冷降温，然后，由蒸发送风风机将经过处理的空气经车顶风道送到车内，对车厢进行空气调节。 通风功能 通风状态下，新风、回风调节单元调节板自动开启到合适位置，新风与回风按额定的比例混合。经过过滤器过滤，然后由蒸发送风风机将经过处理的空气经车顶风道送到车内。 紧急通风功能 三相380V、50Hz交流电源供电发生故障时，紧急通风系统将自动启动，蒸发送风风机由蓄电池提供电源。回风口关闭，新风口全开，蒸发送风风机向客室和司机室内提供全新风。当空调交流电源恢复正常后，空调系统将自动恢复正常运行状态。,乘客信息系统（PIS）主要包含三部分： 1、乘客信息广播系统（PIS）； 2、乘客资讯系统（PNT）； 3、车载图像监控系统（CCTV）；,系统控制和处理机构由设置在司机室的广播控制单元（DACU）车、ATC柜内的PIS控制器(PCU)和位于各车厢的车厢控制单元（SCU）构成; 系统的功能执行机构由分布在客室的扬声器（LSP）、乘客报警装置（PEACU）、动态线路地图显示器（DMD）、客室信息显示器（PID）、目的地显示器（TDD）等设备完成。 乘务人员通过对司机室DACU的控制可实现人工播音、司机室对讲、与报警乘客进行紧急通话等各项功能的选择和操作； OCC对客室自动广播、数字化自动报站、运营信息显示、动态线路地图显示，车号显示等功能由控制机构自动处理完成。,PNT系统采用数字移动电视技术，系统通过车载接收天线接收来自电视台无线发射系统的射频信号，经解调、解码等处理，得到音视频信号并由分配网络送至终端LCD显示屏。 该系统不仅能接受数字电视信号并进行播放，同时也具有播放预存的图文资讯信息的功能。,车载视频监控系统采用数字视频解决方案，由车载摄像机、视频编码器、车载工业交换机、车载视频服务器等设备组成。 每个客室内都设置两个高清摄像机，实时拍摄客室画面通过交换机传送给车载视频服务器，视频服务器存储所有的记录图像。 通过设置在司机室的触摸监控屏访问视频服务器，乘务人员可实时的查看客室内的监控画面，当有客室发生紧急情况时，系统会有声光报警信号提示乘务人员，以提高事件的处理效率。,采用国际上先进、可靠、成熟的牵引电传动系统，能在特定的气候环境条件下稳定工作，同时列车性能满足正常运行和救援要求。 采用单臂轻型受电弓，可双向运行，在整个车辆速度范围内具有良好的动力学特性。牵引系统采用无速度传感器的矢量控制技术，技术十分成熟和稳定。列车控制采用完全冗余的MVB车辆总线的网络控制方式，具有足够的安全余量，不需设置紧急牵引列车线。 触网供电电网电压(以下简称网压)范围。 额定供电电压 DC 1500V 电压变化范围 DC 1000V1800V 电制动时最高电压 DC 1800V,牵引和电制动系统是车辆运行的动力来源和主要制动执行的关键核心部件。 系统配置： 牵引系统包括：受电弓、避雷器、主熔断器箱、高压箱、牵引变流器箱、滤波电抗器箱、制动电阻箱、牵引电机、接地回流装置。,电抗器,逆变器,编码器,主控器,牵引控制电子单元,电机,制动电阻器,受电弓,电涌放电器,主熔断器,VVVF功能： 把来自接触网的直流电源转换成3相交流电源，以便驱动牵引电动机 具有控制再生制动和电阻制动的功能 根据PWM需求，对IGBT进行开通和关断，产生牵引/制动需求电源 将扭矩控制器的频率和调制要求转换成IGBT输出的脉冲波形 监控风机冷却系统 对电机相电流进行监测 防空转、防滑功能 具有模式管理功能 有超速保护功能,辅助系统功能： 中压供电网络 中压负载分级 低压供电网络 低压负载分级 转换供电 辅助电器箱控制 蓄电池充电 ,辅助系统框图,空气制动系统采用车控设计模式，满足车辆运行时的制动要求，空气制动系统用于车辆常用制动的电制动补偿、紧急制动、停放制动。 系统构成： 制动控制器（与牵引控制器共用）； 制动微机控制单元（包括电空制动装置）； 风源系统和储风缸； 受电弓供风系统； 双针压力表； 汽笛及附件； 悬挂系统 基础制动装置（含停放制动及其手动缓解装置）； 滑