城市轨道交通车辆构造与运用PPT完整全套教学课件

城市轨道交通车辆

构造与运用项目一城市轨道交通车辆基基本认知全套PPT课件项目1城市轨道交通车辆基基本认知项目2车体车门结构及其操作项目3转向架认知项目4车辆连接装置认知项目5制动系统认知项目6空调系统认知项目7车辆运用管理规则认知项目8电客车驾驶员乘务作业认知项目9常见故障应急处理项目一城市轨道交通车辆基基本认知

【问题导入】

自1863年1月10日英国伦敦建成世界上第一条地下铁道以来，地下铁道已有140余年的发展历史。最初的地下铁道采用蒸汽机车牵引，直到1890年12月18日诞生了世界上第一条真正的电气化地下铁道线路后，地下铁道车辆技术开始了划时代的飞跃，电动地下铁道车辆也进入了不断发展的新时期。本章介绍城市轨道交通车辆基础知识及城市轨道交通车辆的现状与发展。【学习目标】1.知识目标城市轨道交通的概念及特点；城市轨道交通的分类；我国目前城市轨道交通发展概况；世界目前城市轨道交通发展新趋势；认识我国各城市地铁标识。2.技能目标熟练分析城市轨道交通的特点和类别形式；通过了解轨道交通的发展，掌握新型轨道交通在我国的应用前景；熟知各城市地铁标志。3.素质目标掌握城市轨道交通的基本概念及分类，能够分析城市轨道交通常见形式的特点。

第一节城市轨道交通车辆基础认知

一、城市轨道交通概况1.城市轨道交通的定义采用轨道进行承重和导向的车辆运输系统，设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路，具有车辆、线路、信号、车站、供电、控制中心和服务等设施，车辆以列车或单车形式，运送相当规模客流量的城市公共交通方式。城市轨道交通是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）又安全等特点，属绿色环保交通体系，特别适应于大中城市。

第一节城市轨道交通车辆基础认知2.城市轨道交通的主要类型按轨道空间位置划分，可分为三类：（1）地下铁路：位于地下隧道内的那部分铁路称为地下铁路。（2）地面铁路：位于地面的铁路称为地面铁路。（3）高架铁路：位于地面之上高架桥上的铁路称为高架铁路。

第一节城市轨道交通车辆基础认知2.城市轨道交通的主要类型按小时单向运能划分，可分为三类：（1）大运量城市轨道交通系统：高峰小时单向运输能力达到30000人以上。属于该种类型的主要有重型地铁、轻型地铁及低俗磁悬浮系统等。（2）中运量城市轨道交通系统：高峰小时单项运输能力为15000~30000人。属于该种类型的主要有微型地铁、高技术标准的轻轨和独轨铁路。（3）低运量城市轨道交通系统：高峰小时单向运输能力为5000~15000人。属于该种类型的主要有低技术标准的轻轨、自动导向交通系统和有轨电车。2.城市轨道交通的主要类型按轨道形式划分，可分为三类：（1）重轨铁路：大重量运行的轨道列车。国家标准的区际铁路（含高速铁路、重载铁路）、城际铁路、市域铁路，还有城市轨道交通中的地铁等都属于重轨铁路。（2）轻轨铁路：轻轨的机车重量和载客量要比一般列车小，所使用的铁轨质量轻，每米只有50kg，因此叫做“轻轨”（3）独轨铁路：由架空的单根轨道构成的铁路。主要结构是轨道梁，通常由钢或钢筋混凝土制成。独轨铁路车辆在轨道粟上运行，一般是铝合金制成，由电动机驱动。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知2.城市轨道交通的主要类型按支承导向制划分，可分为钢轮双轨系统、胶轮单轨系统和胶轮导轨系统。按路权专用程度划分，可分为线路全封闭型、线路板封闭型、线路不封闭型。按服务区域分类划分，可分为市郊铁路、市内铁路和区域快速铁路。各级线路相关技术特征见表1-1线路技术特征参数表

表1-1

线路运能分类ⅠⅡⅢⅣ高运量大运量中运量（钢轮钢轨）（钢轮钢轨/单轨）线路形式全封闭型部分平交道口列车最大长度/向运能/（万人次·h-1）4.5~72.5~51.5~31~2适用车型AB或LBB、C、LB及单轨C或D最高速度/（km·h-1）80~10060~80平均站间距/km1.2~20.8~1.5旅行速度/（km·h-1）35~4020~30使用城市城区人口规模/万人≥300≥1503、城市轨道交通的特点（1）运量大。现代化的轨道交通，由于列车行车时间间隔短，行车速度快，列车编组量数多而具有较大的运输能力，能够充分满足现代化城市客流的需要。（2）速度快。城市轨道交通由于在专用行车道上运行，不受其他交通工具的干扰，不产生线路堵塞现象，不受气候影响，并且列车采用了现金的电动车组动力牵引方式，地铁最高的运行速度可达到120km/h。（3）污染少、能耗低。城市轨道交通一般均采用电力牵引动力方式，列车由于以电为能源产生动力，废弃污染小，与公共电、汽车相比节省能源，运行费用低。（4）占地面积少。城市轨道交通一方面因采用了立交形式，从而大大减少了城市土地的占用；另一方面又因大运量集团化运输方式，使得乘客的交通行为人均所占的道路面积进一步减少。（5）舒适性好。与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在不受其他交通工具干扰的线路上，城市轨道车辆具有良好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备。第一节城市轨道交通车辆基础认知4、城市轨道交通的主要形式根据轨道交通系统基本技术特征的不同，城市轨道交通形式主要有地下铁道、有轨电车、轻轨铁路、市郊铁路、独轨系统、磁悬浮交通系统等。（1）地下铁道：地下铁道简称地铁，是一种在城市中修建的快速，大运量的轨道交通，通常以电力牵引，其单向高峰小时客运能力可到30000人次以上，线路通常设在地下隧道内。随着地下铁道的发展，也有的在城市中心以外的地区从地下转到地面或高架上，但城区内的线路还是以地下为主。第一节城市轨道交通车辆基础认知4、城市轨道交通的主要形式（2）有轨电车：有轨电车是一个由电力牵引、轮轨导向、单车或两辆铰接运行在城市路面线路上的低运量城市轨道交通系统。1881年有轨电车诞生在德国。其优点为：造价低，建设容易，在路面直接换乘，小单元频繁发车等。目前，有轨电车已经比较少见，多数被改良为轻轨系统。优点：建造成本低、建设难度低、安全系数高、环保系数高、可共同使用车道。缺点：行驶速度较慢、载客能力较小、架设电缆占道、低地台路面。第一节城市轨道交通车辆基础认知4、城市轨道交通的主要形式（3）轻轨铁路：轻轨铁路、简称轻铁或轻轨，是指采用轻型化轨道铺设的铁路，轨道总体重量比常规重轨要轻，故名轻轨。城市轻轨交通是在老式的地面有轨电车的基础上发展起来的。泛指高峰时单向客运量在1.5万~3万人次/h的中等容量轨道交通系统。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知（3）轻轨铁路优点：1)投资少，见效快(相对地铁而言)；2)车辆使用寿命长，维修费用低；3)噪声低，污染少；4)乘客上下车速度快(通常8s～20s)，车辆周转快；5)便于老人、幼儿和病残乘客上下车；6)车辆运行平稳，乘坐安全可靠、舒适；7)载客量大，客流疏散快；8)可在雨雪等恶劣气候条件以及坡度大、弯道小的线路上正常行驶；9)运营成本少，票价低，能够吸引乘客。第一节城市轨道交通车辆基础认知4、城市轨道交通的主要形式（4）市郊铁路：市郊铁路是指把城市市区与郊区，尤其是远郊区联系起来的城市轨道交通系统。市郊铁路一般和干线铁路设有联络线，设备与干线铁路相同，线路大多建在地面，部分建在地下或高架。因其车辆轴重较重和对轨道施加的载荷较重被称为重轨铁路；又因其服务对象以短途、通勤的旅客为主又被称为通勤铁路或月票铁路。现在其概念的范围也在扩大，包括了城际间直达的高速铁路，俗称“快轨”如北京至天津的“京津城际列车”4、城市轨道交通的主要形式（5）独轨系统：独轨交通也称作单轨交通，是车辆或列车在单一轨道梁上运行的城市客运交通系统。从构造形式上还可分为跨骑式独轨与悬挂式独轨两种（见图1-5、图1-6）。悬吊式独轨铁路的轨道梁，由一定跨距的钢支柱或钢筋混凝土支柱架在空中，车辆悬挂在轨道梁下运行，形成一个“T’字形；而跨座式独轨铁路的车辆则在轨道梁上运行。轨道梁一般是预应力混凝土箱形梁，在跨越河流和其他交通线路时，因梁的跨度大，有时也采用钢制的轨道梁。车辆装有动轮和导轮之分，动轮行走在轨道顶面，并承载车体；导轮行走在道粱的两侧面用于保持车体的稳定和导向。第一节城市轨道交通车辆基础认知图1-5跨座式独轨

图1-6悬挂式独轨第一节城市轨道交通车辆基础认知（5）独轨系统优点：1）占地面积小，对地理条件适应性强。独轨铁路仅在地面占用支柱基座的面积，就能在城市上空开辟一条新的交通线。它也可以利用城市现有道路的中央分隔带或河流上方的空间，架设空中轨道，而不必搬迁地面建筑，更不影响地下管线的原有走向。2)独轨铁路载客量大，运输能力强，每小时可运送乘客l万～2万人次。而且，独轨铁路建造费用低，施工比较简单，其建设费用仅为地铁的四分之一至三分之一，保养维修费用也较地铁和普通铁路低。3)独轨铁路爬坡能力强，能通过6%的坡道和100米的小半径曲线，还便于和旅游观光结合起来，使乘客可临窗饱览城市风光。第一节城市轨道交通车辆基础认知4、城市轨道交通的主要形式（6）磁悬浮系统

磁悬浮交通系统是指一种非粘着、用直线电机驱动列车运行的新型轨道交通系统。磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它的速度可达到500km/h以上，是当今世界最快的地面客运交通工具，具有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪声小、安全舒适、不燃油、污染少等优点。由于它采用高架方式，占用的耕地很少。4、城市轨道交通的主要形式（7）自动导向系统（AutomaticGuidewayTransit，AGT）

自动导向系统是一种通过非驱动的专用轨道引导列车运行的新型无人驾驶轨道交通系统。其轨道采用混凝土道床，车辆采用橡胶轮胎，有一组导向轮引导车辆运行，列车运行可自动控制，可实现无人驾驶，自动化程度较高。自动导向系统的组成：系统由全站仪、目标棱镜、倾斜仪、计算机组成。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知5、各种城市轨道交通形式的技术特征：各种城市轨道交通形式的技术特征（见表1.1）

地下铁道轻轨铁路有轨电车市郊铁路独轨铁道自动导向交通磁悬浮交通支承导向钢轮双轨钢轮双轨钢轮双轨钢轮双轨胶轮单轨胶轮导轨线性电机轨道/常导或超导运量等级大运量中运量小运量大运量中运量小运量中运量车厢编组数6~10节2~6节1节或铰接8~12节2~6节1~6节1~6节平均运行速度60~130km/h35~110km/h15~20km/h50~100km/h30~80km/h25~30km/h100~500km/h线路空间位置地下线路混合线路地面线路地面线路地面或高架线路地面或高架线路地面或高架线路路权形式全封闭半封闭/全封闭半封闭半封闭全封闭全封闭全封闭第一节城市轨道交通车辆基础认知二、城市轨道交通的发展1、世界城市轨道交通的发展历史世界城市轨道交通的发展经过了初始发展阶段、停滞萎缩阶段、重新发展阶段以及高速发展阶段四个阶段。

世界第一条地铁：伦敦地铁第一节城市轨道交通车辆基础认知1、世界城市轨道交通的发展历史

初始发展阶段（1863年~1924年）世界上第一条地铁线路于1863年1月19日英国伦敦建成通车，全长6.4km，采用蒸汽机牵引方式。1874年，英国伦敦首次采用盾构法施工，1890年，同是英国伦敦首次采用电力机车牵引方式。停滞萎缩阶段（1924年~1949年）二战以后，城市轨道交通的发展产生了停滞和萎缩，汽车工业的飞速发展影响了城市轨道交通的继续普及，而有部分城市，如东京、莫斯科、大阪开始发展城市轨道交通。重新发展阶段（1949年~1969年）汽车过渡增加造成了道路拥堵，空气、噪声污染，能源危机等问题，城市轨道交通重新得到重视，许多国家开始修建地铁，城市轨道交通的发展从欧美扩展到亚洲国家。高速发展阶段（1970年至今）城市化的趋势导致人口高度集中，要求城市轨道交通高速发展以适应客流需求。城市轨道交通本身具有大运量、高效率、节约土地资源的优势，于是，城市轨道交通在世界范围内开始普及。2、世界主要城市的轨道交通（1）莫斯科地铁全称为列宁莫斯科市地铁系统，被公认为世界上最漂亮的的地铁，按运营路线长度为第7大地铁系统，按年客流量为全球第四繁忙暨亚洲以外第一繁忙的地铁系统。运营里程为327.5公里，运行路线12条，车站196座，客流量日均约900万人次。（2）东京地铁早在1927年12月就开通了银座至浅草寺的路段，因而是亚洲最早有地铁的城市。拥有13条线路，220多座车站，线路总长312.6公里。其地铁总长度在世界上位居第三，但平均人流量是世界第一，为26.6亿。运营公司为东京地铁公司和都营地地铁公司。第一节城市轨道交通车辆基础认知2、世界主要城市的轨道交通（3）伦敦地铁是世界上最早的地铁系统，1863年1月10日通车。运营里程为404公里，运行路线11条，共有车站275座，客流量日均约295万人次，在伦敦市中心，地铁车辆大部分是在地下运行的，郊区部分则在地面运行。（4）纽约地铁是美国纽约市的城市轨道交通系统，全球历史最悠久的公共地下铁路系统之一共有472座车站，商业营运路线长度为396千米，虽其名为地铁，但约40%的路轨形式为地面或高架。纽约地铁一共有27条线，根据他们的颜色大致走向又分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑、灰、棕十种颜色纽约地铁是世界上最著名的十大地铁之一。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知3、我国城市轨道交通的发展历史我国地下铁道的产生与发展大致经历了起步阶段、开始建设阶段、建设高潮阶段和调整阶段四个阶段。1）起步阶段：从20世纪50年代，我国开始筹备地铁建设，规划了北京地铁网络。1965—1976年建设了背景地铁一期工程（54km）。2）开始建设阶段：20世纪80年代末至90年代初，由于城市规模限制及道路等基础设施比较薄弱，北京、上海、广州等特大城市的交通问题非常突出。3）建设高潮阶段：随着深圳、成都、南京、天津、武汉、郑州、无锡等地铁项目的建设，一批城市包括苏州、青岛、济南等开始建设轨道交通项目，并进行了大量的前期工作。4）调整阶段：从2013年省级政府获得轨道交通审批权以后，地铁热以无可阻挡的态势在全国各地蔓延。三、地铁基础知识认知1、定义地铁是铁路运输的一种形式，指在地下运行为主的城市轨道交通系统，即“地下铁道”或“地下铁”（Subway、tube、underground）的简称；许多此类系统为了配合修筑的环境，并考量建造及营运成本，可能会在城市中心以外地区转成地面或高架路段。地铁是涵盖了城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统（Metro），中国台湾地铁称之为“捷运”（Rapidtransit）。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知2、车型标准地铁车型是指地铁（城市轨道交通）所用车辆的型号。一般而言，世界各地地铁车型没有统一的标准，往往是按照某个地方的地铁所需量身定制，比如纽约地铁的A系统和B系统。在中国大陆，地铁车型往往被分为A、B、C三种型号以及L型。每种车型都带司机室和不带司机室、动车和拖车的区分。地铁系统的列车编组通常由4~8辆组成，列成长度为70~190m，要求线路有较长的站台相匹配，最高行车速度不应小于80km/h。2、车型标准A型车：车辆长度：21-24米、有效长度22.1米、车辆宽度：3米每辆最大载客量：310人、每辆列车通常一侧有五个门B型车：车辆长度：19-21米、有效长度19.8米、车辆宽度：2.8米、每辆最大载客量：240人、每辆车辆通常一侧有四个门C型车：车辆长度：15-19米、车辆宽度：2.6米、每辆最大载客量：210人、每辆车辆通常一侧有四个门L型车：L型车属于直线电机列车，不分尺寸和车辆定员以及每辆车辆的车门数。第一节城市轨道交通车辆基础认知2、车型标准第一节城市轨道交通车辆基础认知项目标准及特征车辆车型A型B型LB型车辆基本宽度3000mm2800mm2800mm车辆基本长度22.0m19.0m16.8m车辆最大轴重≤16t≤14t≤13t车辆编组4~8辆4~8辆4~8辆车辆长度100~190m80~160m70~140m线路类型、形式地下、高架及地面、全封闭型线路半径≥200m≥250m≥100m线路坡度≤35‰≤35‰≤60‰客运能力

4.5~7.0万人次/h2.5~5.0万人次/h2.5~4.0万人次/h供电电压及方式

DC1500V接触网供电DC1500V/750V接触网或三轨DC1500V/750V接触网或三轨平均运行速度

≥35km/h第一节城市轨道交通车辆基础认知3、主要功能

客运：绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。货运：美国的芝加哥曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦亦有专门运载邮件的地下铁路。人防：在战争（如第二次世界大战）时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。避寒：有些地方的地下铁路建筑在地下为的不单是避开地面的繁忙交通及房屋，还有为避免铁路系统受到户外的恶劣天气的破坏。摆设：城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。4、组成构件隧道：很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干线上的为小；所以一般而言地下铁路的列车体积一般比较小。动力：大部分的城市轨道系统都是使用动力分布式（即动车组列车），而不使用动力集中式。系统：部分较为先进的系统已开始引入列车自动操作系统。车辆：最初的城市轨道系统车辆是木制的，後来改为钢制以减少一旦发生火灾造成的危险。自1953年开通的多伦多的地下铁路，车辆开始再改良为铝制，有效减少维修成本和重量。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知5、供电方式架空电缆：架空接触网（又称接触网供电）供应电力，是电气化铁路常用的两种供电网路方式之一，也是无轨电车唯次一个的供电方式。在铁路和城市轨道交通系统中，架空接触网只有导线的一个电极，电力机车通过受电弓取电，再通过金属轮轨回流到电网中。在无轨电车等使用胶轮的系统中，架空接触网有一正一负两根互相平行的接触导线（简称触线），通过两个集电杆取电并形成通路。架空接触网的悬挂类型大致为三种：简单悬挂，链式悬挂，刚性悬挂。其中简单悬挂和链式悬挂都是弹性悬挂。相应的架空接触网也根据悬挂类型分别称为弹性接触网和刚性接触网。第一节城市轨道交通车辆基础认知6、运营方式城市轨道交通系统的运营方式主要分为3种。（1）由政府或自治团体来营运，被称为公营，在中国大陆较常见。（2）由民营企业营运，是为民营，在亚洲除中国外的国家较常见。（3）由公营团体出资，民营企业经营，在欧洲较常见。第一节城市轨道交通车辆基础认知7、区别轻轨

无论轻轨还是地铁，都可以建在地下、地面或架空路上。而对于钢轨重量，虽然地铁的轨重一般要大于轻轨，但为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修工作量，增大牵引供电回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都趋向选用重型钢轨。轻轨和地铁首先是运送能力的不同，用高峰小时单向最大客运量来表示，地铁的高峰小时单向最大客运量为3-7万人次，轻轨的高峰小时单向最大客运量为1-3万人次。其次，还表现车辆的轴重和尺寸的不同，地铁车的轴重普遍大于13吨，而轻轨车普遍小于13吨。地铁车宽度一般为2.8-3米，轻轨车宽度一般为2.3-2.6米。四、城市轨道交通车辆认知1、城轨车辆的组成城轨车辆由车体、转向架、车辆连接装置、制动装置、受流装置、车辆设备、车辆电气设备组成。（1）车体车体分有司机室车体和无司机室车体两种。它主要是容纳乘客和司机驾驶的地方，又是安装与连接其它设备和部件的基础。近代城轨车辆车体均采用整体承载的钢结构或轻金属结构，以达到满足强度、刚度要求的同时最大限度地减轻自重。它由车顶、底架、端墙、侧墙、车窗、车门等组成。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知1、城轨车辆的组成（2）转向架

转向架安装于车体与轨道之间，用来牵引和引导车辆沿轨道行驶，

承受并传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用。一般由构架、轮对轴箱装置、弹簧悬挂装置和制动装置等组成，有动力转向架和非动力转向架之分，动力转向架装有牵引电机及传动装置。（3）车辆连接装置包括车钩缓冲装置和贯通道，车钩是连接车辆使其编组成列车，并传递纵向力的一套装置。通常在车钩的后部装设缓冲装置，在车钩传递纵向力时缓和车辆之间的纵向冲击。通过车钩还可将车辆之间的电路和空气管路进行连接。贯通道是车辆与车辆之间的客室连接通道第一节城市轨道交通车辆基础认知1、城轨车辆的组成（4）制动装置

制动装置是保证列车运行安全所必不可少的装置。不管是动车还是拖车都设有制动装置，它可以保证运行中的列车按需要减速或在规定的距离内停车。车辆制动装置除常规的空气制动装置外，还有再生制动、电阻制动和磁轨制动等先进的装置。（5）受流装置从接触网或导电轨将电流引入动车的装置称为受流装置或受流器。受电弓受流器:属上部受流，弓可升可降，形状如▼，适用列车速度较高的干线电力机车上。上海、广州等地铁采用这种方式。第一节城市轨道交通车辆基础认知1、城轨车辆的组成（6）车辆设备车辆设备包括服务于乘客的设备和服务于车辆运行的设备。属于前者的有:照明、广播、通风、取暖、空调、坐椅、吊环、扶手等。服务于车辆运行的设备一般不占车内空间，吊挂于车底的有:蓄电池箱、斩波器、逆变器、继电器箱、主控制箱、接触器箱、空气压缩机组和储风缸等，安装于车顶的有空调单元和受电弓等（7）车辆电气系统车辆电气包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按其作用和功能可分为主电路系统、辅助电路系统和电子与控制电路系统3个部分。第一节城市轨道交通车辆基础认知2、城市轨道交通车辆的主要技术参数

（1）车辆的主要尺寸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与钢轨水平面之间的距离。

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。

3)车钩中心线距轨面高度：简称车钩高。

4)地板面高度：地板面距轨面的高度与车钩高一样，均指新造或修竣后空车的数值。

5)车辆定距：车辆两相邻转向架中心之间的距离第一节城市轨道交通车辆基础认知2、城市轨道交通车辆的主要技术参数

（2）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；载重为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要求设计的允许车辆最高行驶速度。

3)轴重：是指按车轴形式，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。第一节城市轨道交通车辆基础认知2、城市轨道交通车辆的主要技术参数

（2）车辆性能参数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。

5)通过最小曲线半径：指配用某种形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。

6)轴配置或轴列数：若是4轴动车，设两台动力转向架，则轴配置记为B—B；若是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—B2、城市轨道交通车辆的主要技术参数

（2）车辆性能参数7)最大起动加速度：列车以最大牵引力起动时列车的加速度。

8)平均起动加速度：列车以各级牵引力起动时列车的平均加速度。

9)最大制动减速度：列车以最大制动力制动时列车的减速度。

10)每吨自重功率指标：一般在10kW／t～15kW／t。

11)供电电压：一般采用DV1500V或DV750V。

12)最大网电流：指最大负荷时网侧电流，由牵引电动机功率决定。第一节城市轨道交通车辆基础认知第一节城市轨道交通车辆基础认知2、城市轨道交通车辆的主要技术参数

（2）车辆性能参数13)牵引电机功率多在180~300kW。

14)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。

15)座席数及每平方米地板面积站立人数地铁车辆由于其短途高流动性的运载特点，座席数较少，一般为55~65座，站立数一般250人，超载时乘客总数按7~9人/m2计算。第一节城市轨道交通车辆基础认知3、城轨交通车辆的编组及标识标识是指对车辆及其设备进行标记或编号。为了车辆运用和检修等情况下管理和识别的方便，必须对车辆进行标识。（1）列车编组(2)车端、车侧、车门、座位的标识定义

车辆的车端、车侧的定义:车端、车侧。列车的车侧的定义：列车的车侧的定义与车辆的车侧定义是不同的。城市轨道列车中，动车和拖车通过车钩连接而成的一个相对固定的编组称为一个(动力)单元，一列车可以由一个或几个单元编组而成。我国地铁列车编组形式为:六辆编组主要有“动三拖”和“四动二拖”，四辆编组主要有“力二拖”图1-1车端、车辆两侧及列车两侧的识别第一节城市轨道交通车辆基础知识车门的编号上海地铁车辆的客室车门是采用内藏式对开滑动门，车辆每侧设有五扇门，每扇门为两片门叶。

座椅编号座椅编号的方式与车门类同，在这里不再赘述，如图1-2所示。图1-2车门、座椅编号第一节城市轨道交通车辆基础知识第一节城市轨道交通车辆基础认知3、城轨交通车辆的编组及标识北京地铁列车目前有6节编组和8节编组两种。6号线和7、14号线列车为8节编组，其余线路列车均为6节编组。6节编组列车分“三动三拖”和“四动两拖”。8节编组列车一般为“六动两拖”4号线地铁列车编组方式为:

+Tc1-M1-M3-T3-M2-Tc2+(三动三拖)6号线地铁列车编组方式为:

+Tc-Mp1-M1-Mp3-M3-M2-Mp2-Tc+(六动两拖)M:动车T:拖车Tc:带司机室的拖车Mp:带受电弓的动车+:半自动密接式车钩:单元之间-：半永久棒式车钩:单元内部全自动车钩:车头第一节城市轨道交通车辆基础认知3、车门、座位等标识定义（1）车门和页门的编号门页的编号自1位端到2位端，沿着每辆车的左侧为由小到大连续奇数，即1、3、5、7、9、1.1..17、19;右侧由小到大连续偶数，即2、4、6、8、10、12..18、20。车门编号由车门两个门页号码合并而成:自1位端到2位端，左侧车门编号为1/3、5/7、91/......17/19，而右侧车门的编号2/4、6/8、10/1......18/20。

（2）座椅编号每辆车有8个座椅纵向排列在车辆内部的两侧。自1位端到2位端，这些座椅的编号是从1到8，左侧是奇数，右侧是偶数。第一节城市轨道交通车辆基础认知3、车门、座位等标识定义

（3）空调单元编号每辆车的车顶安装有两个空调单元。位于1位端的空调单元称做空调单元I，位于2位端的空调单元称做空调单元。

（4）其它编号与标记车窗、扶手、立柱、吊环、照明灯、指示灯、扬声器等设备也采用同样的编号方法。而车辆的重量、顶车位置、应急设备位置等必须用相关符号或文字在规定位置作出明确的标记。第一节城市轨道交通车辆基础认知五、标志概述1、标志标志是指带有文字或图形的视觉展示，用来传递信息或吸引注意力。标志可以给身处城市中各种场所里的人们指引和便利。对于任何城市或任何建筑而言，具有鲜明的优美的标志系统，是其形象和身份识别的重要组成部分，是城市和建筑设计人性化不可忽略的一部分，是城市和建筑向精细化发展的重要象征。五、标志概述2、标志的应用标志的应用极大地方便了人们的出行，不管你是开车还是步行，都有相应的标志在合适的位置给出明确的指引。当然，根据一个城市、一座建筑、一个旅游景点等对标志的应用或设置的不同，达到的效果也千差万别。总体来讲，目前在我国，标志的设计和应用还不够成熟、完善，重设计而轻标志、重建筑而轻导向的现象普遍存在。公共标志的不规范、不准确、随意性，给人们在城市的生活造成了诸多不便甚至尴尬。第一节城市轨道交通车辆基础认知五、标志概述3、城市轨道交通的识别城市轨道交通在最初习惯被称为地铁，常用称谓包括以下几种：Metro（巴黎、中国大陆地区）、MRT（新加坡、台北、高雄等）、MTR（香港）、Overground（特指地上轨道）、Railway（特指地上轨道）、Subway（美国及周边地区）、Underground（特指伦敦）。图3.1、图3.2、图3.3为一些地铁标识。第一节城市轨道交通车辆基础认知图3.1图3.2图3.3第一节城市轨道交通车辆基础认知五、标志概述4、各国城市轨道交通的LOGO各城市轨道交通企业的LOGO在为企业宣传服务的同时，也给市民乘坐轨道交通带来了方便，起到了导向标志的作用。“地铁”在全球大多数国家中都叫做“metros”，所以地铁的标志多少都和“metros”中的“m”有关。世界各国的地铁LOGO有各种各样的设计，大多数地铁都会把LOGO标志设置在车站入口，或者印在列车车厢、路线图和车票上。在一些国家或城市里，地铁LOGO代表着整个地铁系统；而在另一些国家或城市里，地铁LOGO只代表某一条地铁线路或者负责经营某一地铁线路的公司。第一节城市轨道交通车辆基础认知五、标志概述5、我国城市轨道交通的LOGO我国城市轨道交通建设起步较晚，在初期由于建设成本高、后期维护费用也巨大，只有少数几个城市建设了地铁。近年来，我国北京、上海等特大城市都在以超常规速度建设城市轨道交通。继北京、上海、广州、天津之后，深圳、武汉、长春、成都、大连、重庆等城市也相继拥有了城市轨道交通系统，轨道交通已经成为我国缓解大城市交通拥堵的重要手段。北京地铁LOGO香港地铁LOGO天津地铁LOGO上海地铁LOGO广州地铁LOGO深圳地铁LOGO南京地铁LOGO杭州地铁LOGO苏州地铁LOGO苏州地铁LOGO郑州铁路LOGO西安地铁LOGO城市轨道交通车辆发展概况一、国外城市轨道交通车辆概况

1.地铁车辆

1)提高车辆最高运行速度。

2)发展交流传动车辆。

3)发展不锈钢车和铝合金车。

4)发展空调车辆。

5)车辆的模块化设计和生产。

6)广泛采用微机控制与诊断和通信网络技术。

7)发展模拟式电气控制制动系统。第一节城市轨道交通车辆基础认知1)第一代低地板轻轨车的中间部分有一个低地板进口，低地板大约占车长的10%~15%;随后该车经过改进可得到占车长50%左右的低地板。

2)第二代低地板轻轨车辆有较长的低地板部分，约占整车的60%~70%，但车内还需要台阶向高地板区过渡。

3)第三代低地板轻轨车辆为全低地板式。

3.高架独轨车辆

二、我国城市轨道交通车辆概况

1.我国城市轨道交通车辆发展历程(1)北京城市轨道交通不锈钢地铁车北京轨道交通不锈钢地铁车是长春轨道客车股份有限公司近年来成功开发的新型地铁车辆，如图1-6所示。图1-6北京城市轨道交通不锈钢地铁车第一节城市轨道交通车辆基础认知(2)天津滨海不锈钢城轨车天津滨海110km/h不锈钢城轨车，是长春轨道客车股份有限公司为天津滨海线研制的一种整体承载筒形点焊结构的轻量化车辆，如图1-7所示，是国内首批不锈钢城轨客车，它创造了多项全国第一，填补了多项城轨车的技术空白。图1-7天津滨海不锈钢城轨车(3)武汉铝合金城轨车武汉城轨车是我国首次自主研发设计的B型铝合金车体结构城轨车辆，如图1-8所示。图1-8武汉铝合金城轨车(4)DLW系列轻轨电车DLW系列轻轨电车包括DL6W型现代轻轨电车和DL4W型仿古轻轨电车，由中国北车集团大连机车研究所与大连现代轨道交通公司联合研制，是大连市城市轨道交通线路改造配套的轻轨电车，如图1-9所示。图1-9大连DLW系列轻轨电车(5)高档次70％低地板轻轨车高档次70%低地板轻轨车由中国北车集团唐山机车车辆厂研制，该车是目前国内首辆与发达国家具有同等档次和水平的70％低地板轻轨车，如图1-10所示。图1-10高档次70%低地板轻轨车(6)大连城市快速轨道车辆城市快速轨道车辆由中国北车集团大连机车车辆有限公司研制，该车拥有完全自主知识产权，国产化率达70%以上，目前已经制造15列，在大连市区至金石滩快轨交通线投入运营。

(7)各大城市其他新型国产城轨车辆由南车集团四方机车车辆股份有限公司生产的北京地铁1号线新型地铁车辆在安全性能和人性化设计方面，较之此前在北京地铁1号线上运行的部分陈旧车型均有较大突破和改观，如图1-11所示。图1-11北京地铁1号线新型地铁车辆图1-12深圳地铁1号线国产车辆图1-13上海地铁新型车辆图1-14成都地铁1号线车辆2.我国城市轨道交通车辆发展的差距

(1)城市轨道交通车辆品种还不能满足城市轨道交通快速发展的需要目前我国百万人口以上大城市有36座，50～100万人口的城市有43座。

(2)交流传动车辆还不能满足城市轨道交通发展的需求在2003年8月经专家审定通过的《地铁车辆通用技术条件》(GB／T7928)中规定，今后我国新造地铁车辆全部采用交流传动车辆。(3)铝合金和不锈钢城轨车辆不能满足城市轨道交通发展的需要目前北京地铁、天津地铁和大连快轨的运营公司拥有车辆的车体材料全部采用普通钢和耐候钢。

(4)空调车辆还不能满足城市轨道交通发展的需求目前，北京和天津地铁大部分车辆都没有安装空调装置，上海地铁、广州地铁和大连快速轨道车辆装有空调。

(5)车辆的交流传动装置、制动装置、微机控制及诊断系统还没有完全实现国产化交流传动装置、制动装置、微机控制及诊断系统是城市轨道交通车辆的核心技术和关键部件。(6)城轨车辆制造质量和技术水平有待提高目前我国已经生产城轨车辆的工厂有长春轨道客车股份有限公司、中国南车集团南京浦镇车辆厂、南车株洲电力机车有限公司、南车四方机车车辆有限公司和中国北车集团大连机车车辆有限公司。

3.我国城市轨道交通车辆发展战略

(1)发展交流传动车辆，逐步取代直流传动车辆发展交流传动车辆是当今世界城市轨道车辆发展的方向。

(2)大力发展不锈钢车辆，适当发展铝合金车辆目前，我国的不锈钢新车价格便宜，是铝合金的70％左右。(3)发展空调车辆，取代机械通风车辆车辆空调装置是提高乘客舒适度的重要设备，是城轨车辆的发展方向。

(4)加快实现车辆交流传动系统、微机控制及诊断系统及制动系统的国产化步伐交流传动系统、微机控制及诊断系统、制动系统是城轨车辆的三大关键技术，长期依靠进口不是长久之计，应有自主的知识产权。

(5)发展低地板轻轨车辆用低地板轻轨车辆取代有轨电车低地板轻轨车辆已成为世界小城市轨道交通的发展方向，成为城市公共交通的一条亮丽的风景线。

【课后习题】1、什么是城市轨道交通？2、城市轨道交通的主要形式有哪些？3、世界城市轨道交通经历了哪些阶段？4、我国第一条地铁于何时何地建成通车？5、地铁一般有哪些车型？与轻轨有什么区别。城市轨道交通车辆

构造与运用项目二车体、车门结构及其操作【技能目标】

城市轨道交通车辆中，车体是一个重要的组成部分。那么车体有哪些种类，车体的结构又是怎样，有什么特点,通过这一章的学习，我们就能解决这些问题。项目二车体、车门结构及其操作【学习目标】1.掌握车体的作用与分类2.熟悉车体的结构形式3.掌握铝合金车体的结构和特点4.掌握不锈钢车体的结构和特点5.熟悉车体的模块化结构6.掌握车门的组成和控制原理【素质目标】1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及城市轨道交通车辆车体实训室中进行，课后可实地参观。2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一个，车辆车体的仿真模型一套或能放视频投影的设备及课件、视频介绍一套。

3.课时要求：课堂讲授6课时；模拟操作2课时。

任务一车体的作用与分类

车体是容纳乘客、司机的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础。一般车体由底架、侧墙（壁）、端墙（壁）、车顶及门、窗组成。车体应具有足够的强度以确保乘客安全，同时还应具有隔热、隔音性能，并须安装座椅、扶手和通风等设施。一、车体的组成车体承载结构：底架、侧墙、端墙、车顶等。车内设备：车门窗、空调、照明、通风、内装等。第一节概述二、车体的基本特征与结构

1.车体的基本特征1)城市轨道交通车辆一般为电动车组，有单节、双节、三节式等；有头车(即带有驾驶室的车辆)和中间车，以及动车与拖车之分，其车体结构也就有其多样性。

2)由于城市轨道交通车辆是服务于城市内的公共交通，乘客数量多，旅行时间短，上下车频繁，因此车内设置的座位数量少、车门数量多而且开度大，服务于乘客的车内设备简单。

3)对车辆的质量限制较为严格，特别是高架轻轨，要求列车质量轻、轴重小，以降低线路设施的工程投资。第一节概述4)为减轻列车自重，车辆必须轻量化，对于车体承载结构一般采用大型中空截面挤压铝型材、高强度复合材料或不锈钢等，采用整体承载筒形车体结构，车辆的其他辅助设施也尽量采用轻型材料和轻量化结构。

5)城市轨道交通车辆一般运营于城市人口稠密地区，并用于乘载旅客，所以对车辆的防火要求严格，特别是地铁车辆。

6)对车辆的隔音和降噪有严格要求，以最大限度降低噪声对乘客和沿线居民的影响。第一节概述7)城市轨道交通车辆主要用于城市内交通，所以车辆外观造型和色彩必须考虑城市文化、环境美化，与城市景观相协调。

三、车体的结构形式

(1)底架承载结构全部载荷由底架来承担的车体结构，称底架承载结构，也称自由承载结构。

(2)侧墙和底架共同承载结构由侧、端墙与底架共同承担载荷的车体结构，称侧墙和底架共同承载结构，也称侧墙承载结构。第一节概述(3)整体承载结构在板梁式侧、端墙上固接由金属板、金属梁组焊接而成的车顶，使车体的底架、侧墙、端墙、车顶连接成一个整体，成为开口或闭口箱形结构，此时车体各部分结构均参与承受载荷，因而称这种结构为整体承载结构，如图2-1所示。

第一节概述图2-1钢制车体整体承载结构第一节概述

第一节概述

关于钢结构的概念所谓钢结构是指由若干纵向、横向梁和立柱组成的钢骨架对车体钢结构的基本要求足够的强度足够的刚度避免与转向架共振图2-2车体的一般结构形式

1—缓冲梁(端梁)2—枕梁3—小横梁4—大横梁5—中梁

6—倒梁7—门柱8—侧立柱9—上侧梁10—角柱

11—车顶弯梁12—顶端弯梁13—端立柱14—端斜撑四.车体的基本结构第一节概述五、车体结构的基本参数

1.上海地铁1、2号线车辆车体规格表2-1上海地铁1、2号线车辆车体规格(单位：mm)第一节概述表2-2天津滨海轻轨车辆车体规格2.天津滨海轻轨车辆车体规格第一节概述一、铝合金材料特性

(1)质轻且柔软铝的密度为2.71g/cm2，约为钢密度(7.87g/cm2)的1/3，杨氏模量也约为钢的1/3。(2)强度好纯铝的抗拉强度约为80MN/m2，是低碳钢的1/5。

(3)耐蚀性能好铝合金的特性之一是接触空气时表面会形成一层致密的氧化膜，这层膜能防止腐蚀，所以耐蚀性能好。

任务二铝合金车体

(4)加工性能好车辆用型材挤压性能好，二次机加工、弯曲加工也较容易。

(5)易于再生铝的熔点低(660°C)，再生简单。表2-3车辆常用铝合金材料的特性及用途第二节铝合金车体

二、铝合金材料车体的特点

1)能大幅度降低车辆自重，在车辆长度相同的条件下，与碳素钢车体相比，铝合金车体的自重降低大约30％～35％，强度质量比约为碳素钢车体的2倍。

2)具有较小的密度及杨氏模量，所以铝合金对冲击载荷有较高能量吸收能力，可降低振动，减少噪声。

3)可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，提高车辆密封性能，提高乘坐舒适性。

4)采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，可减少连接件的数量和质量。第二节铝合金车体

5)减少维修费用，延长使用寿命。

三、铝合金车体形式

1.纯铝合金车体

2.混合结构铝合金车体

四、铝合金车体架车1)整车架起(带转向架)顶车点号为：3、4、5、6。2)无转向架架车的顶车点号可为：1、2、7、8或1、2、5、6或3、4、7、8或3、4、5、6；也可用三点架车，其顶点号为：1、2、10或3、4、10或7、8、9或5、6、9。第二节铝合金车体

图2-3上海地铁车辆(A型)架车点第二节铝合金车体

五、铝合金车体结构图2-4为上海地铁车辆铝合金车体的断面，其形状类似鼓形，这种外形可以使车辆在圆形隧道内获得最大截面积（或称之为充塞比），增大车内空间，另一方面有利于提高车辆在圆形隧道内的活塞效应，加强隧道的自然通风能力。它是由底板、侧墙、车顶、端墙等组成整体承载的薄壳型结构。图2-4上海地铁车辆铝合金车体的断面第二节铝合金车体

1.车顶车外顶板两侧圆弧部分采用形状复杂的中空截面挤压铝型材，中部大圆弧部分为带有纵向加强杆件的挤压成型的车顶板，其长度与车顶等长，车顶组装时仅留下几条与车顶等长的纵向长焊缝。客室内顶板有三部分组成，中间为平板，平板两侧为多空的通风口平板，最外侧为客室照明灯的灯箱，平板安装在悬挂的车顶吊架上。第二节铝合金车体

2.侧墙、端墙车体的侧墙，由于左右各有5扇车门和4和车窗，侧墙被分隔成6块带窗框、窗下间壁、左右窗间壁或门间壁的分部件，全车共12块，在组装时分别各自与底板、车顶拼接，各块分部件亦为整体的挤压铝型材。客室内的侧墙、端墙都采用阻燃的密胺树脂胶合板，由于在组装焊接的侧墙、端墙的铝合金材料的内侧涂抹阻尼浆并敷贴保湿材料，所以侧墙、端墙都具有隔热保暖的功能。第二节铝合金车体

3.地板客室地板，直流传动车与交流传动车的结构是不同的。直流传动车的地板是先在底板上纵向布置4mm厚的橡胶条，在铺设16mm后的多层夹板，用爆钉将多层夹板固定在底架上，然后在多层夹板上粘按25mm厚的灰色PVC材料地板，这是一种理想的具有耐磨、阻燃和防滑功能的地板面材料，因此当多层夹板一旦受潮，塑料地板就容易起泡，甚至脱落。交流传动车做了改进，将多层夹板改换成表面很平坦的铝合金轻型型材，然后在铝型材表面直接粘贴PVC塑料地板，这就避免了塑料地板起泡和脱落的弊病。第二节铝合金车体

六、铝合金材料使用中应注意的问题1.铝合金材料的合理选择1.使用铝合金材料的车体多为焊接结构。且在大气条件下工作。因此要求铝合金材料不仅应具有适当的强度和刚度。而且要求有良好的焊接性能。特别是焊缝性能要接近母材性能水平。大型挤压型材的车体建议选用下面的铝合金材料，受力结构件的材质应考虑选用6005A，主要是该种铝合金焊接后，焊缝强度恢复较大。板材建议采用5083（国内牌号为LF4）

第二节铝合金车体

六、铝合金材料使用中应注意的问题2.铝合金车体的组装车体基本由六大部件即地板、车顶、两个侧墙及两个端墙装配而成，而铝型材的边缘设有通长的成型槽，即可供组合整个车体用，当型材沿边缘连接时，能自动形成适宜的焊接坡。端墙完全采用板材，梁采用焊接结构，四角立柱及端顶弯梁采用弯曲型材，端顶横梁采用矩形铝合金型材器，外端板选厚5mm的铝合金，并考虑大小风挡结构的需要。底架各梁应设置座椅安装滑槽，侧门滑槽及底架吊挂滑槽，滑槽为T形。底架与转向架的连接件、车钩安装座使用铝合金锻件，锻件两种开口铝合金挤压型材，车顶上边梁与侧墙共用，并考虑边梁自带雨檐。组焊时，边梁焊在侧墙上，并由矩形横梁将两边梁连接，保证车顶有足够的刚度，车顶开口型材在总装时，红焊即可。第二节铝合金车体

第二节铝合金车体

书面练习1.简述车体的作用和分类。2.简述车体基本结构的组成。3.按车体承载特点分，车体结构形式有哪几类？各有什么特点？4.简述车体的基本结构。5.试述铝合金车体的结构组成和各组成部分的结构特点。6.画图说明铝合金车体的架车位置。任务三不锈钢车体图2-5天津滨海轻轨车辆车体模型第三节不锈钢车体一、不锈钢车体的结构1、车顶车顶由波纹顶板、车顶弯梁、车顶边粱、侧顶板、空调机组平台等几部分组成。车顶采用波纹顶板无纵向梁结构,顶板间搭接焊缝连接,与车顶弯梁点焊在一起,机组平台由纵梁、弯梁顶板点焊组成部件,再与车顶通过点焊及塞焊组成一体。

第三节不锈钢车体

2、侧墙选用塞拉门、连续窗结构。为适应该要求,侧墙钢结构部分采取特殊的方法,一扇连续窗全长4070m,在此范围内,钢结构必须便于车窗的安装、固定,不得有任何与车窗相干涉的结构。同时工艺性要好,结构上必须可实现点焊。3、端墙板、梁点焊结构。4、底架采用碳素钢端底架与不锈钢底架塞焊连接,主横梁与边梁利用过渡连接板实现点焊连接,底架边梁采用4mm不锈钢材料,以提高底架的整体强度和刚度。第三节不锈钢车体二、不锈钢材料使用中应注意的问题

1.不锈钢材料的合理选择

1)价格便宜、通用性高，容易购买。

2)耐腐蚀性好。

3)具有足够的强度。

4)加工性好，在对其进行剪切、弯曲、拉延、焊接等加工时，不会产生缺陷。第三节不锈钢车体①SUS301L-LT：不进行冷压加工，其特点是强度较低，与SUS304基本相同，多用于强度要求不高处，拉伸加工料件。

②SUS301L-DLT(1/4H)：其特点是压延加工度低，板的平面度在几种调质材料中最好，多用于外板。

③SUS301L-ST(1/2H)：其特点是具有较高强度，同时拉伸性良好。多用于车顶弯梁、侧立柱、端立柱等处。

④SUS301L-MT(3/4H)：其特点是强度很高，但不易进行弧焊加工，加热至600℃以上时，强度会大幅降低，系为冷弯型钢用料。第三节不锈钢车体⑤SUS301L-HT(H)：其特点是屈服强度和强度极限在几种调质材料中都是最大的，与MT相同，加热至600℃以上时，强度会大幅下降，多用于底架边梁、主横梁、侧立柱等对强度要求很高的部位。

2.不锈钢材料的焊接不锈钢车体在组合外板、梁、柱时为了减少热量的输入,采用点焊代替弧焊,梁、柱的结合部位采用连接板传递载荷。对于无法实现点焊的部位,可以采用塞焊来减小热影响区。

第三节不锈钢车体

一体化结构：就车体结构形式而言，几十年来国外都是采用全组焊结构，即底架、侧墙、车顶和端墙均为焊接而成，然后这四大部件组装时也采用焊接工艺，这种车体结构称整体焊接结构，也称为一体化结构。

图2-5天津滨海轻轨车辆车体模型任务四车体的模块化结构一、模块化结构的概念图2-6车体模块组成

1—底架模块2—侧墙模块3—端部模块4—车顶模块5—牵引梁模块6—整梁模块第四节车体的模块化结构图2-7车顶模块

1—顶板吊架2—顶板槽梁3—空调风道4—隔音、隔热材料5—内部装饰6—灯带7—出风口8—顶板悬挂二、车顶模块的组成：第四节车体的模块化结构图2-8模块化车体组成

1—车顶模块2—螺栓3—侧墙模块4—底架模块第四节车体的模块化结构（一）、模块化结构的优点

1)在每个模块的制造过程中均注意验证其质量。

2)由于每个模块的制造可以独立进行，并解决了模块之间的接口问题，因此，各模块和部件可以由不同的工厂同时生产。

3)可以改善劳动条件、降低施工难度、提高劳动效率、保证整车质量。

4)可以减少工装设备、简化施工程序、降低生产成本。

5)在车辆检修中，可采用更换模块的方式进行，方便维修。第四节车体的模块化结构（二）、模块化结构的缺点从车体结构局部来分析，存在如下缺点：模块化结构的个别部件（如司机室框架）有的采用了部分钢材制造，各部件之间又采用了钢制螺栓连接，所以车体自重要比全焊结构稍重。任务五车体材料1.车体轻量化一般普通碳素钢车辆的车体自重达10t～13t,为了提高车体的耐腐蚀性,延长车体的使用寿命,现在多应用的是耐候翎材料,可使车体钢结构自重减轻10%～15%。采用半不锈钢或全不锈钢车体,在保证强度、刚度的前提下,通过调质压延而获得高强度不锈钢薄板,板厚可减小,同时提高了使用寿命。车体自重比碳素钢可减轻约10%～20%在铝制车体结构设计中,车体主要承载构件一般采用大型中空截面的挤压铝型材,以提高构件的刚度,充分发挥材料的承载能力,达到最大限度地减轻车体自重,与钢制相比焊接工作量减少40%,制造工艺大为简化,重量可减轻3t～5t。

任务五车体材料

2、车体腐蚀状况(1)碳素钢车体以前的碳素钢车体，车体的雨檐周围、门口及车窗周围的立柱、墙板、地板等处容易被腐蚀，6年之后要进行局部修补，10年后要进行部分改造，20年后还要进行大的改造。(2)铝合金车体雨檐、门口、窗口周围及底架端部、车体侧面的焊接热影响区处发生了腐蚀。但和碳素钢车体相比较，腐蚀程度很轻，对车体的强度不会产生影响，只需对车辆进行定期维修。铝合金车体除了车钩部分及车体内的螺钉座使用碳素钢外，其他部位均为铝合金。(3)不锈钢车体没有必要对外板进行修补、涂装，对梁柱也没有必要进行修补，因此除了不需要车体维修费用外，还会减少由于维修而产生的烟雾、有机溶剂等在作业场所的散布，从而减少对相关电气设备的检查、维修等其他作业量，不锈钢车体具有耐腐蚀、免维修等特点。第五节车体材料3、制造成本

(1)材料成本：在分析碳素钢车、铝合金车、不锈钢车的经济性时，必须先确定各种车的样式。

(2)加工成本：在制造成本中，还要考虑加工因素的影响。

1)碳素钢车体：用CO2气体保护的弧焊和用焊条的弧焊。

2)铝合金车体：MIG焊和TIG焊。

3)不锈钢车体：点焊、MIG焊和TIG焊。

第五节车体材料

4.维修管理

车体采用不锈钢和铝合金材料,主要是为了提高车辆的耐腐蚀性和轻量化,还有使车辆的维修管理及运营更加合理化。过去30年的运营实际已经验证,不锈钢东体和铝合金车体基本是不用维修的,所以选用不锈钢和铝合金车体的车辆后期费用明显减少

第五节车体材料

5.运营总成本如将碳素钢车体制造成本定为1.0,则不锈钢车为1.14,铝合金车(不涂漆)为1.57,铝合金(涂漆)为1.66。但是由于碳素钢车体检査维修量大,其总成本明显增加,12年厂修时其总成本大幅上升,超过不锈钢车。20年时,再次大幅跃升,超出铝合金车。所以可以看出,最初的制造成本最低,但经过长年使用后,总成本变为最高。而不锈钢车维修量很少,所以最终总成本最低。

任务六车门

一般城市轨道交通车辆共有四种车门，即客室车门、司机室车门、紧急疏散门、司机室通道门。广州地铁一、二号线每辆车安装了10个客室车门（每侧五个），供乘客上下车使用。在A车司机室安装有两个司机室车门，1个紧急疏散门，1个司机室通道门，整列车共4个司机室车门，2个紧急疏散门，2个司机室通道门。第六节车门一、客室车门的基本要求1)要有足够的有效宽度。（一般为1300～1400mm）2)车门要均匀分布，以方便乘客上、下车。3)要有足够数量的车门，可使乘客上、下车时间满足地铁列车运行密度的要求。4)车门附近要有足够的空间，方便乘客上、下车时周转。5)要确保乘客的安全。6)要具有较高的可靠性。

第六节车门图2-9南京地铁1号线车门示意图1)客室门的位置及编号如图2-9所示。

2)客室门技术参数见表2-4。

2.驾驶室侧门第六节车门表2-4客室门技术参数表2-5驾驶室侧门技术参数第六节车门表2-6驾驶室隔间门技术参数3.驾驶室隔间门

第六节车门

二、客室车门的结构形式

内藏嵌入式车门

第六节车门

二、客室车门的结构形式

外挂式车门

第六节车门

二、客室车门的结构形式

塞拉门

第六节车门

1、按用途不同区分（1）紧急疏散门（逃生门）紧急疏散门为可伸缩的套节式踏级板，两侧设有扶手栏杆，中间铝合金踏板上涂有防滑漆，故乘客在上面行走时不会滑跌。其门锁在驾驶室内或室外都可开启，一旦门锁开启车门能自动倒向路基，并且还有缓冲器，不致使倒下的加速度过大，而使疏散门装置损坏。第六节车门图2-10逃生门

1—弹簧杆2—连杆3—安全疏散梯4—伸缩杆逃生门第六节车门表2-7逃生门技术参数（2）司机室车门在司机室两侧墙上各有一扇单叶的内藏式滑动移门,其结构与客室车门类似,只是没有气动装置,用人工开关,以供司机上下车。在司机室背墙中间有一通客室的通道门,是供司机走入客室的通道。它在客室一侧没有开门手把,乘客是不能开启这扇门的。但在其上方有一红色紧急拉手,其用途是当乘客发现司机因突发急病时,可用紧急手柄开启通道门对司机进行抢救。

第六节车门

第六节车门图2-11客室门的组成三、车门系统组成及重要部件介绍

1.客室门的组成(见图2-11)第六节车门(1)门叶和定位销每扇门叶是由两块铝合金板对折覆盖在一块铝合金挤压型材的框架上组成。

(2)支承杆支承杆通过一个能承载整个门机构重量的底板固定到车体上。

(3)滑车/托架滑车可以通过滚珠轴承在导杆上滑行，同时也将来自门机械装置的力传给门叶，反过来也一样。

(4)驱动电动机门的移动主要由一个带齿轮的电动机驱动。

(5)制动单元一个由自由轮和离合器组成的车门制动单元通过法兰连接在丝杠上。第六节车门(6)紧急解锁装置和外部紧急解锁装置为了能够在紧急情况下打开客室车门，在客室内每扇门的右侧内墙上装有一个紧急解锁装置，如图2-12所示。

(7)门切除装置在每一对门的一扇门叶上安装有门切除装置，可以机械地切除车门，在出现故障时，工作人员可以在车内或车外通过方孔钥匙切除车门，如图2-13所示。第六节车门图2-12紧急解锁装置

a)正常位b)解锁位第六节车门(8)上、下导轨上部导轨被安装在门头机构上，托架上的滚柱沿导轨滚动。

2.驾驶室侧门的组成图2-14驾驶室侧门的组成

1—铝制门板2—上部玻璃窗3—下部玻璃窗

4—门窗橡胶条5—防水橡胶条6—门框密封橡胶条

7—门锁装置8—上下铰链9—手动锁第六节车门3.逃生门的组成1)开门。

2)关门。

(3)警告灯/蜂鸣器在每扇客室车门的上方车体内外部各装设有一个警告灯，开关门时警告灯将会亮并闪烁。

(4)障碍物探测

1)关门防夹(关门时的障碍物探测)。

2)开门时障碍物探测。第六节车门(5)车门切除一旦运营中有车门开关故障时，驾驶员可以通过用方孔钥匙将故障车门切除(切除开关有方向性，车外切除应是逆时针，车内切除应是顺时针，否则会造成切除机构损坏)。

(6)主隔离开关在每扇门的驱机构上安装有一个主隔离开关。

(7)紧急解锁

1)在速度低于1.8km/h或3km/h时操作紧急解锁装置将导致：第六节车门①传给门控单元的信号将使门控单元切断其所有的门控功能；

②通过弓形钢缆手动解锁丝杠的制动装置，使车门处于解锁位；

③触发门驱动件上制动装置处的限位开关；

④将中断车门关闭和锁定环路；

⑤门控单元发出信号；

⑥门可以通过手动在开门和关门方向上移动。

2)当速度大于1.8km/h时操作紧急解锁装置将导致：第六节车门①产生一个持续1s8A的脉冲发给电动机(完全关门)，在这个短暂的脉冲之后，将会给电动机施加连续的大约为电动机正常工作电流的50%(1.5A)电流以使车门保持在关闭位。而且这个连续电流施加的时间不限；

②“紧急解锁”限位开关上的常闭触点断开，这时“门关闭和锁定回路”中断；

③如果乘客企图打开门，“门关闭并锁定”限位开关将监控到车门正在被打开，这将引起：

3)当速度大于5km/h时操作紧急解锁装置还将导致列车产生紧急制动。

第六节车门4.客室门的控制

(1)“零速”列车线只有当“零速”出现，即列车的运行速度小于1.8km/h(ATC设置)或3km/h(洗车模式)时，“开门”列车线才可能激活。

(2)开门/关门客室车门的开关是由车门控制单元(EDCU)根据列车控制(开门列车线、关门列车线、零速列车线)电平信号和车门驱动机构上的元件(限位开关、车门位置传感器)电平信号来控制的。表2-8客室车门的开关的电平信号【实践操作】

1.操作练习

1)根据本章所学知识，掌握车体试验的方法。

2)在课余时间，学习掌握车门的故障处理方法。

2.书面练习

1)简述车体的作用与分类。

2)简述车体基本结构的组成。

3)按车体承载特点分，车体结构形式有哪几类?各有什么特点?

4)简述车体的基本特征。5)试述铝合金车体的结构组成和各组成部分的结构特点。

6)画图说明铝合金车体的架车位置。

7)试述不锈钢车体的结构组成和各组成部分的结构特点。

8)试述不锈钢材料使用中应注意的问题。

9)什么是车体模块化结构?有何优缺点?

10)简述车体试验的目的、要求和内容。

3.知识跟进

1)从互联网上了解世界上各国城市轨道交通车辆车体技术发展的现状如何？2)从互联网上了解北京城市轨道交通车辆早期车体使用的技术有哪些？城市轨道交通车辆

构造与运用项目三转向架认知【问题导入】

车辆走行部分在车辆运行中起着非常重要的作用，其不仅承受了车体的载荷，而且传递纵向力、垂向力和横向力。转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和振动，为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧减振装置和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵引电动机和减速机构，将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传递给轮对，转化为列车前进的牵引力，以驱动车辆运行。我们这一章就是要学习这些知识。项目三转向架认知第三章转向架【学习目标】1.能掌握三向力(纵向力、垂向力、横向力)的传递路径。

2.能掌握转向架的结构、组成及分类。

3.能掌握滚动轴承的结构，能对轴箱温度过高的原因进行分析。4.能熟练掌握各种弹簧的结构。能画出轮箍的外形图并进行相关的标注；能理解轮对的装配、分解步骤。

4.能熟练使用测量轮对的专用工具对轮对进行测量，并根据测量数据判断处理。

5.能掌握油压减振器的工作原理、结构以及调整方法。

6能分析城市轨道交通车辆转向架结构；能对实际转向架进行分析与认知第三章转向架【教学建议】1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及转向架模型实训室中进行，课后可实地参观。

2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一个，动车、拖车转向架的仿真模型各一套，或能放视频投影的设备。

3.课时要求：课堂讲授16课时；模拟操作4课时；实际练习4课时。

第一节概述一、城市轨道交通车辆转向架主要类型城市轨道交通车辆转向架按照车辆类型分,有A型、B型、C型车转向架和单轨车辆转向架等，按转向架总体结构可分为有摇枕和无摇枕两种，按构架侧梁结构可分为轧型侧梁结构和钢板焊接侧梁结构，而按一系悬挂定位方式可分为锥形叠层橡胶弹簧定位、转臂式节点定位和人字形橡胶弹簧定位等3种。详见表1所示。第一节概述1、Bombardier（庞巴迪）公司生产的A型车转向架此种转向架运用在广州地铁2号线、深圳地铁1号线和上海地铁1号线北延伸线等A型地铁车辆上，上海地铁7.9号线以及深圳地铁1号线加车、深圳地铁2号线也均采用该转向架的派生产品。第一节概述图1所示为广州地铁2号线A型车转向架。该转向架为无摇枕结构，构架为H形钢板焊接结构，动车转向架构架和拖车转向架构架可以互换；一系悬挂为锥形金属橡胶弹箦定位，锥形弹簧与轴箱之间采用螺纹紧固，轴箱上安装提升止挡，该设计可使转向架安全通过不规则轨道，同时可以安全提升整个转向架；二系悬挂采用空气弹簧，每个转向架设2个垂向减振器、1个横向减振器和1套抗侧滚扭杆装置，抗侧滚扭杆置于构架侧梁外部，该设计可以有效的抑制车辆侧滚运动，提高乘坐舒适度；牵引装置为中心销和单个牵引拉杆机构；每个动车转向架设2个交流牵引电机，齿轮箱为一级减速，齿轮箱箱体为卧式水平分型面，便于检修；每个转向架设置4套踏面制动单元，其中2个制动单元带有停放制动装置。第一节概述第一节概述2、引进技术自主开发的B型车转向架北京地铁复八线转向架型号为CM-3型转向架，为长春轨道客车股份公司1995年引进韩国韩进重工技术消化吸收后，于1997年自主设计开发生产的新型地铁无摇枕转向架（见图2）。该转向架分为动车转向架和拖车转向架，构架为H形结构，侧梁采用轧型结构，横梁采用日本无缝钢管；一系悬挂采用锥形叠层橡胶弹簧定位；二系悬挂采用空气弹簧横向油压减振器、高度调整阀、压差阀等;中央牵引装置为牵引椽胶堆；基础制动装置采用杠杆或单侧闸瓦制动装置；动车转向架安装了日本东洋公司生产的交流牵引电动机，齿轮