《城市轨道交通运营管理》-学习情境5 城市轨道交通车辆

学习情境5

城市轨道交通车辆学习内容1.掌握城市轨道交通车辆分类、选用要素；2.掌握城市轨道交通车辆选型的基本原则；3.了解列车编组知识；4.掌握城市轨道交通车辆机械系统的组成结构与工作原理；3.掌握城市轨道交通车辆电气系统组成结构与工作原理。车辆选型及技术参数确定线路技术标准的基础确定运营模式和维修方式的条件设备选型和设备规模的依据轨道交通车辆是城市轨道交通工程的最重要的设备，也是技术含量较高的机电设备。任务5.1认识城轨交通车辆对城轨交通车辆的特殊要求1容量大、安全、美观、节能2良好的动力性能：加速度3减少能耗、减少发热设备5乘客乘坐舒适性4车载通信、控制系统适应力强任务5.1认识城轨交通车辆载客能力强。大型地铁车辆可达350人/辆。动力性能好。速度快，加速能力强，制动效果好。安全可靠性高。环境条件好。灵活的牵引特征。可根据不同的线路特征，采用不同的牵引方式。（动力集中牵引、动力分散牵引）环保。污染小。节能。车辆牵引动力常采用电力牵引。特点任务5.1认识城轨交通车辆一、城轨交通车辆的类型1.分类方式：牵引动力配置动车（M）MOTER拖车（T）TRAIN车辆规格和驱动方式A型车、B型车、C型车D型车、L型车、单轨车辆车辆制作材料耐候钢车（碳素钢）不锈钢车铝合金车任务5.1认识城轨交通车辆一、城轨交通车辆的类型1.分类方式：电压等级直流750V直流1500V受电方式受电弓受电靴任务5.1认识城轨交通车辆拖车（T）TRAIN动车（M）MOTERT:地铁车辆拖车Tc：带司机室的拖车又称为A车。M是指不带受电弓，装有空气压缩机的动车，又称为C车。Mp:带受电弓的动车，又称为B车Mc：带司机室的动车Mcp：带受电弓和司机室的动车1）按牵引动力配置分类任务5.1认识城轨交通车辆2）按车辆规格分类A型车宽3.0m钢轮钢轨B型车宽2.8mC型车宽2.6mD型车低地板车辆L型车直线电机车辆单轨车辆黏着牵引系统非黏着牵引系统车辆的运动靠直线感应电机产生的电磁力推进，车轮仅起驱动作用，不受轮轨黏着因素的制约，车辆可以获得恒强的起动、加速、减速动力性能。任务5.1认识城轨交通车辆2）按车辆规格分类任务5.1认识城轨交通车辆二、城轨交通车辆的选用要素早期客流量小，车体尺寸较小。近期客流量不断增长，车体尺寸更大更长。任务5.1认识城轨交通车辆客流特点：上下班客流、车站和机场的集中到达客流、节假日及大型活动的集中客流。客流量：1～3万人次/小时采用轻轨交通车辆；3～7万人次/小时应选择地铁交通车辆。

旅行速度：；30-40km/h，轻轨、地铁交通车辆；50-60km/h，快速轨道交通车辆。线路条件：若由于地形限制，线路小半径、大坡度特别多，就要采用其他轨道交通车辆。二、城轨交通车辆的选用要素任务5.1认识城轨交通车辆二、城轨交通车辆的选用要素独轨交通任务5.1认识城轨交通车辆三、车辆选型的基本原则（1）以工程的主要技术条件（线路条件、供电电压）为依据，技术指标满足客运量及行车组织要求。（2）车辆应适应当地的环境和气候，考虑车辆降噪措施。（3）车辆的主要部件和涉笔应采用先进、成熟、安全、可靠且检修方便的产品。（4）在外形和色彩方面与城市环境统一和谐。（5）严格坚持车辆国产化的原则和有关政策。任务5.1认识城轨交通车辆四、城轨交通车辆编组

车辆在运营时一般采用动拖组合、固定编组的形式，也可以采用全动车形式的固定编组形式，形成电动列车组。每列车的首车和尾车必须带有司机室。列车编组主要考虑车辆形式、编组辆数及动拖比三个要素。

长春轻轨3号线轻轨列车编组任务5.1认识城轨交通车辆四、城轨交通车辆编组

武汉轻轨轻轨列车编组天津滨海快线列车编组任务5.1认识城轨交通车辆四、城轨交通车辆编组重庆单轨列车编组广州地铁2号线、上海地铁1号线地铁列车编组任务5.1认识城轨交通车辆当采用6节编组时，排列为：-Tc*Mp*M=M*Mp*Tc-，（ABCCBA）采用8节编组时，排列为：-Tc*Mp*M=*Mp*M=M*Mp*Tc-。(ABCBCCBA)城轨中可以采用全动车编组，摘编方便，编组灵活。“-”为自动车钩，“=”为半自动车钩，“*”为半永久牵引杆。四、城轨交通车辆编组任务5.1认识城轨交通车辆一、车体1.组成车辆车体车门车钩缓冲装置转向架制动装置底架侧墙车顶端墙任务5.2城市轨道交通车辆机械系统是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的封闭筒形结构。

是保证乘客安全的主要部件，也是减轻车辆自重的关键部件。一、车体1.组成任务5.2城市轨道交通车辆机械系统（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）底架主要由侧梁、端梁、牵引梁、枕梁、横梁等组成，主要作用体现在两个方面：一是承受车底上部载荷并传递给整个车体，二是承受各种原因引起的横向力和走行部传来的各种震动和冲击。牵引梁用语安装车辆的车钩及缓冲装置，将车辆连接组成列车，在车辆间传递牵引力及制动力。侧墙由上墙板、下墙板和窗间墙板组成。车顶由弯梁和圆弧形顶板组成。端墙由弯梁、车厢贯通道、立柱、墙板组成。车体内部设置照明、通信、空调、车门开闭装置、座椅、扶手或拉杆、拉手等。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2.材料碳素钢车自重11～13t不锈钢车自重比碳素钢车轻1～2t铝合金车自重比钢制车体减轻3～5t一、车体制造成本自重耐腐蚀性维修费用总成本碳素钢低大差高高不锈钢较高较小好较低低铝合金高小好低较低任务5.2城市轨道交通车辆机械系统3.车体制造工艺一、车体铆接焊接任务5.2城市轨道交通车辆机械系统4.车体承载方式整体承载底架承载一、车体任务5.2城市轨道交通车辆机械系统5.车体的防撞设计带驾驶室的拖车底架前段设有撞击能量耗散区带驾驶室的拖车前段安装防爬器一、车体任务5.2城市轨道交通车辆机械系统6.车窗①完全密封；②双层中空玻璃，具有隔热隔音效果；③连续式玻璃；连续式玻璃一、车体任务5.2城市轨道交通车辆机械系统7.驾驶室侧门；驾驶台；紧急疏散门；通道门电气控制柜一、车体任务5.2城市轨道交通车辆机械系统9.车体的外形特点

车体为封闭筒形结构，车体断面形状类似鼓形，为提高列车在圆隧道内的“活塞”效应。一、车体任务5.2城市轨道交通车辆机械系统一、车体车体外观、色彩协调与城市市容规划车体内部座位少、车门多，车门开度大车体采用轻量化设计，辅助设施尽量用轻型高科技新材料车体防火要求严格，要求采用防火、阻燃、低烟、低毒的材料具有隔音和减噪设施10.车体的特点任务5.2城市轨道交通车辆机械系统具有足够的数量和有效宽度具有较高的工作可靠性车门附近有足够的空间车门均匀分布，方便乘客上下车1.车门基本要求：二、车门任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2.车门分类：

按照动力形式内藏式移门电动车门气动车门按照车门运动轨迹及车体的安装方式外挂式移门塞拉门外摆式车门二、车门任务5.2城市轨道交通车辆机械系统内藏门：门扇在车辆端墙的外墙板与内饰板之间的夹层内移动①结构简单、可靠，占用车辆空间小；②对车辆与站台之间的距离要求低，有利于降低车站建设成本；③平移的动作轨具有较高的抗乘客挤压能力；④维护成本相对较低。二、车门任务5.2城市轨道交通车辆机械系统外挂门：与内藏门的主要区别在于门扇和悬挂机构设置在轨道车辆的车外侧，门扇通过移动机构挂在外部上导轨而得名①结构简单、可靠，占用车辆空间小；②密封性好，提高了乘客的舒适度；③最大限度保证乘客在拥挤的状态下实现正常开、关门功能；二、车门任务5.2城市轨道交通车辆机械系统塞拉门：车门在开启状态时，门叶贴靠在侧墙的外侧，车门在关闭状态时门叶外表面与车体外墙成一平面。①密封性良好，降低噪音，节约能耗；②有利于减少空气阻力；③外观平滑，整体和谐美观。二、车门任务5.2城市轨道交通车辆机械系统外摆门：车门在开启状态时，通过转轴或摆杆向外摆出并贴靠在车体的外墙板上，关闭后与车体成同一平面。需要较大的摆动空间二、车门任务5.2城市轨道交通车辆机械系统3.车门的驱动机构任务5.2城市轨道交通车辆机械系统1）支撑车体，承受并传递从车体至轮轨的各种载荷及作用力，使各轴重均匀分配；2）保证车体沿线路运动3）转向架相对车体可自由回转，减少运行阻力与噪声，提高运行速度；保证车辆顺利通过曲线。4）便于安装牵引制动装置，传递牵引力及制动力，满足运行要求；5）便于安装弹簧减振装置6）独立部件，方便拆卸维修三、转向架1.作用任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2.组成转向架一般分为动车转向架和拖车转向架转向架主要由构架、轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、支持车体装置、制动装置、牵引电机与齿轮箱传动装置构成三、转向架任务5.2城市轨道交通车辆机械系统任务5.2城市轨道交通车辆机械系统1）构架

是转向架的基础，把转向架各个零、部件组成一个整体。它不仅承受、传递各种载荷及作用力，而且它的结构、形状和尺寸都应该满足各零部件组装的要求。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2）轮对轴箱装置

轴承和轴箱装置是联系构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动。轮对沿钢轨的滚动，除传递车辆的重量外，还传递轮轨之间的各种作用力。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统3）弹性悬挂装置

为减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态的影响，转向架在轮对与构架或构架与车体之间，设有弹性悬挂装置。

前者称为轴箱悬挂装置，后者称摇枕（或中央）悬挂装置，也可称一系悬挂装置和二系悬挂装置。弹性悬挂装置包括弹簧、减振、定位装置。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统任务5.2城市轨道交通车辆机械系统任务5.2城市轨道交通车辆机械系统单元制动装置4）制动装置

为使运行中的车辆在规定的距离范围内停车，必须安装制动装置，其作用是传递和放大制动缸的制动力，使闸瓦与轮对之间的转向架内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力，产生制动效果。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统5）牵引电动机与齿轮箱传动装置

主要由牵引电机、联轴器、齿轮箱、齿轮箱悬挂装置及动力轮对组成。使牵引电机的扭矩转化为轮对或车轮上的转距，利用轮轨之间的粘着作用，驱动车辆沿着钢轨运行。能提供牵引力和制动力。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统固定在车体底架上，连接列车中的各车辆，实现车辆之间的机械、电气和气路的连接。传递车辆运行时产生的纵向力及冲击力。车钩缓冲器电路连接器气路连接器车钩缓冲装置四、车钩及缓冲装置任务5.2城市轨道交通车辆机械系统1）连接作用：使车辆和车辆能够联挂和解钩，并保持一定距离。2）牵引作用：把动车的牵引力传递给其它车辆。3）缓冲作用：缓和与衰减运行中由于牵引力的变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动。四、车钩及缓冲装置1.作用任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2.分类按照连接后垂向能否相对移动刚性车钩非刚性车钩非刚性车钩刚性车钩四、车钩及缓冲装置任务5.2城市轨道交通车辆机械系统1）连接间隙小，减少磨耗，降低了列车中的纵向力。2）改善了自动车钩零件的工作条件。3）减小了由于两边挂车钩相互冲击而产生的噪声。4）避免发生撞车事故时车辆爬到前一车辆上的危险。刚性车钩用于轻轨、地铁及高铁车辆。非刚性车钩主要用于铁路客车和货车。四、车钩及缓冲装置刚性车钩特点任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2.分类按车钩连接方法不同全自动车钩半自动车钩半永久车钩全自动车钩可以实现机械、气路和电路的完全自动连挂、解钩或人工解钩。全自动车钩位于A车的前端，一般用于列车与列车间的相互联挂，主要是为了方便故障列车的救援及库内调车。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统半自动车钩的机械和气路连接机构与作用原理基本与全自动车钩相同，可以实现自动连挂、解钩或人工结构，电路必须靠人工连挂和解钩，以方便检修作业。半自动车钩一般用于列车C-C车或B-C车之间的连接。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统半永久车钩的机械、气路和电路的连接和解钩都需要人工操作，一般只有在架修以上的作业时才进行分解。半永久车钩主要为了实现A-B车、B-C车能组成一个固定的单元。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统3.缓冲装置缓冲装置用以连接车钩与车体，吸收能量以缓和列车的纵向冲击，提高列车运行的平稳性和乘坐的舒适性。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统3.缓冲装置车钩能量吸收过程分为三级：第一级：当速度小于8Km/h时，缓冲器吸收全部能量，产生可恢复变形。第二级：当速度大于8Km/h而小于15Km/h时，压溃管吸收能量产生不可恢复变形。第三级：当速度大于15Km/h时全自动车钩的过载保护装置产生不可恢复变形，拉断联接螺栓，车辆前端的车钩被剪切掉（1100KN），使车辆前端产生可控制变形。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统五、制动装置摩擦制动电气制动闸瓦制动盘形制动磁轨制动1.分类再生制动电阻制动任务5.2城市轨道交通车辆机械系统闸瓦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。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统2.制动模式1.常用制动2.紧急制动3.快速制动4.驻车制动充分用电制动，摩擦制动补偿完全利用摩擦制动补偿电制动与摩擦制动配合同步进行防溜车任务5.2城市轨道交通车辆机械系统任务5.2城市轨道交通车辆机械系统六、空调通风装置空调通风系统主要由压缩机、蒸发机、冷凝器、冷凝风机等组成。任务5.2城市轨道交通车辆机械系统六、空调通风装置程度夏季温度/℃冬季温度/℃相对湿度/%新鲜空气流量/(m3/h)风速/(m/s)舒适22～2815～2130～70＞200～0.2适应27～430～1515～308～200.2～0.4有害＞43＜0＜15，＞70＜8＞0.4人体感到舒适的空气条件空气参数标准夏季冬季温度/℃24～28温度/℃相对湿度/%≤65相对湿度/%微风速/(m/s)0.15～0.25微风速/(m/s)新风量/[m3/(h·人)]≥10新风量/[m3/(h·人)]CO2体积分数/%≤0.15CO2体积分数/%含尘量/(mg/m3)≤1含尘量/(mg/m3)城市轨道交通车辆内空气参数标准任务5.2城市轨道交通车辆机械系统七、车辆贯通装置任务5.2城市轨道交通车辆机械系统七、车辆贯通装置1）车辆贯通装置使乘客可以在车厢之间流动，为提供乘客一个安全舒适的通道，从而使乘客均匀分布；2）通过车辆贯通装置可以实现车辆之间的柔性连接，可以让相邻的两个车厢相对运动，是车辆曲线通过时的关节部；3）车辆贯通装置具有良好的防雨、防风、防尘、隔音、隔热等功能。一、电气传动控制系统1.传动方式旋转电动机直线电动机直流牵引电动机交流牵引电动机（早期使用）（目前使用）任务5.3城市轨道交通车辆电气系统直流电动机优点：调速性能优越，变化范围大。缺点：结构复杂、体积大、价格高。交流电动机优点：结构简单、工作可靠，使用寿命长。体积小、重量轻、价格便宜。缺点：调速性能差，变化范围小。任务5.3城市轨道交通车辆电气系统一、电气传动控制系统2.传动控制技术变阻控制变压变频控制（VVVF）斩波调压控制（已淘汰）（用于直流牵引电动机作为动力的电动车辆上）任务5.3城市轨道交通车辆电气系统二、受流装置受电靴应用于第三轨方式供电的线路。受电弓应用于接触网供电的线路。任务5.3城市轨道交通车辆电气系统二、辅助供电系统辅助逆变器充电器蓄电池辅助供电系统城轨车辆上各辅助设施等交流负载供给电源。任务5.3城市轨道交通车辆电气系统二、辅助供电系统辅助供电系统分散供电集中供电任务5.3城市轨道交通车辆电气系统三、列车控制与管理系统（TCMS）四、乘客信息系统

现代城轨列车主要系统都采用微机进行自动控制。微机控制系统还有自我监控和诊断功能，能够对列车主要设备的运行状态和故障自动进行信息采集、记录和显示。城市轨道交通车辆乘客信息系统向乘客提供列车运行信息、安全信息和其它公共信息。乘客信息系统包括广播、列车运行线路电子显示图、LED显示器、VCD显示器，以及各种文字、图示固定信息。任务5.3城市轨道交通车辆电气系统五、照明系统任务5.3城市轨道交通车辆电气系统基地的功能车辆的检修功能设备维护功能列车救援功能一、基地的功能与基本形式车辆停放及日常保养材料供应功能拓展内容停车场停放、洗刷、清扫、列检、乘务工作；故障处理、救援工作；年检以下车辆日常检查维修。车辆段停车场作用外，还需承担车辆架的设置及大修；承担车辆部件的检测、修理。2.基地的形式一、基地的功能与基本形式拓展内容二、基地的检修标准按检修制度分预防性检修故障性检修按作业方式分现车修互换修按检修制式分厂修段修分修制厂修段修合修制计划修状态修均衡修拓展内容三、车辆的检修作业内容1.列检（外观检查，重点修理）2.月修（功能检查和必要试验，全面修理）3.定修（预防性维修，需要架车）4.架修（主要大型部件）5.厂修（全面恢复性修理）拓展内容谢