轨道交通车辆基础知识(一)

1、轨道交通车辆基础知识（一）轨道交通车辆基础知识（一） 董英荣董英荣 2016.9.2 目目 录录 一一 轨道交通车辆技术参数轨道交通车辆技术参数 二二 车辆结构组成车辆结构组成 轨道交通车辆性能参数轨道交通车辆性能参数 （1）自重、载重及容积：自重为车辆）自重、载重及容积：自重为车辆整备状态下整备状态下的车辆本身结构及设备组成的的车辆本身结构及设备组成的 全部质量；载重即车辆允许的正常全部质量；载重即车辆允许的正常最大装载质量最大装载质量，均以，均以t为单位。容积以为单位。容积以m3为单为单 位。位。 （2）构造速度：指车辆设计时，按）构造速度：指车辆设计时，按安全及结构强度安全及结构强度等条

2、件所等条件所允许的车辆最高行允许的车辆最高行 驶速度驶速度，并要求，并要求连续以该速度运行时车辆具有足够良好的运行性能连续以该速度运行时车辆具有足够良好的运行性能。车辆实际。车辆实际 运行速度一般不允许超过构造速度。运行速度一般不允许超过构造速度。 （3）轴重：是指按车轴形式及在某个运行速度范围内该轴允许负担的并包括轮）轴重：是指按车轴形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。有关。 （4）轴配置或轴列式。用数字和字母表示的车辆走行部结构特点的

3、方式。）轴配置或轴列式。用数字和字母表示的车辆走行部结构特点的方式。 （5）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，）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要求规定。质量与车辆全长之比。城市轨道车辆该参数按设计要求规定。 轨道交通车辆性能参数轨道交通车辆性能参数 （6）通过最小曲线半径：）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、指配用某种形式转向架

4、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。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。底架或与车下其它悬挂物相碰。 （7）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）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。种形式。 （8）平均起动加速度；制动平均减速度。）平均起动加速度；制动平均减速度。 （9）每）每t自重功率指标，车辆功率与自重的比值，一般在

5、自重功率指标，车辆功率与自重的比值，一般在10kW/t15 kW/t。 （10）冲击率。）冲击率。 （11）座席数及每平方米地板面积站立人数。）座席数及每平方米地板面积站立人数。 （12）平稳性指标）平稳性指标 车辆的主要尺寸车辆的主要尺寸 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：项： （1）车辆最大宽度、最大高度：车辆最大宽度是指车体最宽部分的尺）车辆最大宽度、最大高度：车辆最大宽度是指车体最宽部分的尺 寸；车辆最大高度是指车辆顶部最高点离钢轨顶面之间的距离。这两个寸；车辆最大高度是指车辆顶部最高点离钢

6、轨顶面之间的距离。这两个 尺寸均须符合车辆限界的要求。尺寸均须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、）车体长、宽、高：又有车体外部与内部之别，但车体内部的长、 宽、高必需满足货物装载或旅客乘坐等要求。宽、高必需满足货物装载或旅客乘坐等要求。 （3）车辆定距）车辆定距 （4）固定轴距）固定轴距 （5）车钩高）车钩高 （6）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）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。它将受到两方面的制约，一是车辆本身某些结构高度竣后空车的数值。它将受到两方面的制约，一是车辆本身某些

7、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高为标准有关，例如上海地铁车辆地板高为1.13m，北京地铁车辆为，北京地铁车辆为1.053m。 车辆技术规格车辆技术规格 城市轨道车辆的技术规格：城市轨道车辆的技术规格： （1）地铁车辆）地铁车辆 地铁车辆的规格依据各城市的具体情况而不同。随着城市化进程的地铁车辆的规格依据各城市的具体情况而不同。随着城市化进程的 加快，城市人数量急剧增加，尤其是在亚洲地区，城市在建造地铁时，加快，城市人数量急剧增加，尤其是在亚洲地区，城市在建造地

8、铁时， 考虑到客运量需求，往往采用更宽、更长的车辆。地铁车辆主要技术规考虑到客运量需求，往往采用更宽、更长的车辆。地铁车辆主要技术规 格见表格见表1。 表表1 地铁车辆主要技术参数地铁车辆主要技术参数 车辆技术规格车辆技术规格 地铁车辆组成列车运行，为了使各种设备均匀分布，往往按设备配置地铁车辆组成列车运行，为了使各种设备均匀分布，往往按设备配置 的不同分为几种车型，组合在一起，依靠本单元的控制系统和驱动装置，的不同分为几种车型，组合在一起，依靠本单元的控制系统和驱动装置， 形成能独立运行的小车组。例如上海地铁车组由三种车组成，见图形成能独立运行的小车组。例如上海地铁车组由三种车组成，见图1。

9、 （ 3 5 5 0 ） A 车 T U m u m m e n d o o r n u m b e r s B 车 （ 3 5 5 0 ） C 车 图图1地铁列车的组成地铁列车的组成 车辆技术规格车辆技术规格 图图3中，中，A车（车（Tc车）是设有驾驶室的拖车车）是设有驾驶室的拖车、列车自动控制装置、静止逆、列车自动控制装置、静止逆 变器、空调装置、蓄电池箱。变器、空调装置、蓄电池箱。 B车（车（Mp车）是带受电弓的动车车）是带受电弓的动车，设有牵引电动机、牵引斩波器、，设有牵引电动机、牵引斩波器、 静止逆变器、空调装置。静止逆变器、空调装置。 C车（车（M车）是不带受电弓的动车车）是不带受

10、电弓的动车，设有牵引电动机、牵引斩波器、，设有牵引电动机、牵引斩波器、 静止逆变器、空调装置、空气压缩机。同分为几种车型，组合在一起，静止逆变器、空调装置、空气压缩机。同分为几种车型，组合在一起， 依靠本单元的控制系统和驱动装置，形成能独立运行的小车组。详细参依靠本单元的控制系统和驱动装置，形成能独立运行的小车组。详细参 数见课本表数见课本表2.1，21页页 T车车是不带司机室的拖车。是不带司机室的拖车。 （2）轻轨车辆）轻轨车辆 轻轨车辆有单节的四轴车、单铰接的六轴车和双铰接的八轴车，其轻轨车辆有单节的四轴车、单铰接的六轴车和双铰接的八轴车，其 主要技术规格见表主要技术规格见表2所示。所示。

11、 车辆技术规格车辆技术规格 表表2 轻轨车辆主要技术规格轻轨车辆主要技术规格 图图3 地铁列车的组成地铁列车的组成 车辆技术规格车辆技术规格 4轴车如图轴车如图4所示，其车辆长度一般不超过所示，其车辆长度一般不超过20m。为方便乘客上下车，每。为方便乘客上下车，每 侧至少设侧至少设3个车门，车门开度一般为个车门，车门开度一般为1300mm。四轴车有两个转向架，均。四轴车有两个转向架，均 装有电动机，称为动力转向架。每个动力转向架由单台或装有电动机，称为动力转向架。每个动力转向架由单台或2台电动机驱台电动机驱 动，电动机的总功率要求保证车辆每吨自重的功率指标达到动，电动机的总功率要求保证车辆每吨

12、自重的功率指标达到12kW左右。左右。 因为整个车辆的重量分布在所有驱动轴上，可以保证较好的动力性能和因为整个车辆的重量分布在所有驱动轴上，可以保证较好的动力性能和 爬坡能力。爬坡能力。 图图2 四轴轻轨车四轴轻轨车 车辆技术规格车辆技术规格 六轴铰接车如图六轴铰接车如图3所示，其车辆长度一般不超过所示，其车辆长度一般不超过25m，每侧至少有，每侧至少有4个车个车 门。六轴车有门。六轴车有3个转向架，如图个转向架，如图6所示，前后所示，前后2个为动力转向架，中间铰个为动力转向架，中间铰 接点的转向架不带动力，主要起承载的作用。六轴车的动力性能为接点的转向架不带动力，主要起承载的作用。六轴车的动

13、力性能为 11kW/t。 图图3六轴铰接车六轴铰接车 车辆技术规格车辆技术规格 六轴铰接车布置六轴铰接车布置 图图4 六轴铰接车布置六轴铰接车布置 车辆技术规格车辆技术规格 图图5 跨坐式独轨车辆跨坐式独轨车辆 （3）独轨车辆）独轨车辆 独轨列车一般为独轨列车一般为4辆固定编组，最多不超过辆固定编组，最多不超过6辆。其司机室设在列车的两端，辆。其司机室设在列车的两端， 设侧开门，并与乘客车厢隔开；乘客车厢两侧各设两个侧门，门宽设侧开门，并与乘客车厢隔开；乘客车厢两侧各设两个侧门，门宽1300mm；车；车 厢间设全贯通式通道；车的头部设有紧急出口门。厢间设全贯通式通道；车的头部设有紧急出口门。

14、日本跨坐式独轨车辆的基本车型见图日本跨坐式独轨车辆的基本车型见图7，其主要技术规格见表，其主要技术规格见表3所示。所示。 车辆技术规格车辆技术规格 表表3 跨坐式独轨车辆的主要技术规格跨坐式独轨车辆的主要技术规格 车辆技术规格车辆技术规格 （4）自动化导向交通车辆）自动化导向交通车辆 自动化导向交通是一种无人驾驶、全自动运行的轨道交通。自动化导向交通是一种无人驾驶、全自动运行的轨道交通。 具有代表性的自动化导向交通有法国的具有代表性的自动化导向交通有法国的VAL系统，加拿大的空中列系统，加拿大的空中列 车，日本的新交通系统，以及许多大型机场的穿梭交通。车，日本的新交通系统，以及许多大型机场的穿

15、梭交通。 法国的法国的VAL系统系统 里尔是法国北部的一个集合城市，有三个城镇组合而成，为里尔是法国北部的一个集合城市，有三个城镇组合而成，为 了将市中心区与附近的城镇和大学区连接起来，建造了一条自动了将市中心区与附近的城镇和大学区连接起来，建造了一条自动 化导向交通线。化导向交通线。 VAL系统车辆的走行轮为橡胶轮胎，并有水平导向轮，采用两系统车辆的走行轮为橡胶轮胎，并有水平导向轮，采用两 侧导向的方式；车辆具有较高的加速性能和较大的爬坡能力。侧导向的方式；车辆具有较高的加速性能和较大的爬坡能力。 列车的最小行车间隔可以达到列车的最小行车间隔可以达到60s，额定运送能力为单向每小，额定运送能

16、力为单向每小 时时7500人。必要时可以采取人。必要时可以采取2个单元组成列车，最大运送能力将超个单元组成列车，最大运送能力将超 过单向过单向2万人。万人。 车辆技术规格车辆技术规格 加拿大的空中列车加拿大的空中列车 加拿大温哥华的空中列车在加拿大温哥华的空中列车在VAL系统之后建成于系统之后建成于1986年，一期年，一期 工程总长工程总长21.4km，包括地面、地下河高架，其中高架，包括地面、地下河高架，其中高架16.6km，地，地 面面3.5km,地下地下1.5km,利用市中心已停止使用的铁路隧道，它设有利用市中心已停止使用的铁路隧道，它设有15 座车站。座车站。1995年延伸，总长达年延

17、伸，总长达29km，增加到，增加到20座车站，成为自动座车站，成为自动 化无人驾驶轨道交通的最长线路。化无人驾驶轨道交通的最长线路。 日本的新交通系统日本的新交通系统 日本将自动化导向交通列入新交通系统，用作特定地区的客日本将自动化导向交通列入新交通系统，用作特定地区的客 运交通。神户是日本最大的港口城市，它有运交通。神户是日本最大的港口城市，它有2个人工岛，其中港岛个人工岛，其中港岛 有有2万人口，修建了一条高架的自动化导向交通线，将港岛与市中万人口，修建了一条高架的自动化导向交通线，将港岛与市中 心的铁路车站连接起来。线路长心的铁路车站连接起来。线路长6.4km，最大坡度为，最大坡度为50

18、，最小曲，最小曲 线半径为线半径为30m.双线区段的轨道梁宽度为双线区段的轨道梁宽度为7.5m,单线区段为单线区段为4.25m。 全线共设全线共设9座高架车站，都是封闭型的，站台上装置屏蔽门。座高架车站，都是封闭型的，站台上装置屏蔽门。 车辆技术规格车辆技术规格 机场穿梭交通机场穿梭交通 大型国际机场占地非常大，而且有好几个候机楼。私人大型国际机场占地非常大，而且有好几个候机楼。私人 汽车的泊车区或租车点离候机楼很远。有的机场每年的航班汽车的泊车区或租车点离候机楼很远。有的机场每年的航班 有数十万次，每年的旅客超过有数十万次，每年的旅客超过1亿人次。有的乘客要在不同亿人次。有的乘客要在不同 的

19、候机楼转机，有的要泊车，有的要租车，有的要去大型交的候机楼转机，有的要泊车，有的要租车，有的要去大型交 通枢纽站在进入市区。机场职工也要在机场内来往。为了减通枢纽站在进入市区。机场职工也要在机场内来往。为了减 少汽车在机场内行驶造成大气污染，无人驾驶的自动化交通少汽车在机场内行驶造成大气污染，无人驾驶的自动化交通 愈来愈受到重视，它可以提供方便、舒适、高效的服务。这愈来愈受到重视，它可以提供方便、舒适、高效的服务。这 种穿梭交通可以种穿梭交通可以24h运转，按照固定的路线连续不断地运送运转，按照固定的路线连续不断地运送 旅客。线路的长短根据机场的布置和需求。旅客。线路的长短根据机场的布置和需求

20、。 车辆技术规格车辆技术规格 机场穿梭交通机场穿梭交通 大型国际机场占地非常大，而且有好几个候机楼。私人大型国际机场占地非常大，而且有好几个候机楼。私人 汽车的泊车区或租车点离候机楼很远。有的机场每年的航班汽车的泊车区或租车点离候机楼很远。有的机场每年的航班 有数十万次，每年的旅客超过有数十万次，每年的旅客超过1亿人次。有的乘客要在不同亿人次。有的乘客要在不同 的候机楼转机，有的要泊车，有的要租车，有的要去大型交的候机楼转机，有的要泊车，有的要租车，有的要去大型交 通枢纽站在进入市区。机场职工也要在机场内来往。为了减通枢纽站在进入市区。机场职工也要在机场内来往。为了减 少汽车在机场内行驶造成大

21、气污染，无人驾驶的自动化交通少汽车在机场内行驶造成大气污染，无人驾驶的自动化交通 愈来愈受到重视，它可以提供方便、舒适、高效的服务。这愈来愈受到重视，它可以提供方便、舒适、高效的服务。这 种穿梭交通可以种穿梭交通可以24h运转，按照固定的路线连续不断地运送运转，按照固定的路线连续不断地运送 旅客。线路的长短根据机场的布置和需求。旅客。线路的长短根据机场的布置和需求。 目目 录录 一一 轨道交通车辆技术参数轨道交通车辆技术参数 二二 车辆结构组成车辆结构组成 车辆结构 车辆结构 （一）、车体、车门一）、车体、车门 （二二）、转向架、转向架 （三三）、制动装置制动装置 （四四）、列车控制系统列车控

22、制系统 （五五）、乘客信息系统、乘客信息系统 车辆结构 既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，一般包括有底架、端墙、侧 墙及车顶、车窗、车门等。 （一）、车体（一）、车体 车辆结构 （一）、车体（一）、车体 车辆结构 （一）、车体（一）、车体 车辆结构 带司机室拖车（A型） 无司机室带受电弓的动车（B型） 无司机室不带受电弓的动车(C型) 6节编组其排列为ABCCBA 8节编组其排列为：ABCBCBCA A - B - C - C - B - A （一）、车体（一）、车体 车辆结构 1 1、城市轨道车辆车体特点：、城市轨道车辆车体特点： 有拖车、动车之分； 座位少

23、、车门开度大、服务设备简单； 质量的限制较为严格； 重量限制严格，要求轻量化； 防火及隔噪要求高； 外观造型美观，色彩新颖。 （一）、车体（一）、车体 有司机室车辆 驾驶室 车辆结构车辆结构 地铁和轻轨车辆的车门，按车门形式地铁和轻轨车辆的车门，按车门形式 可分为可分为 以下三种以下三种: 内藏门内藏门 外挂门外挂门 塞拉门塞拉门 车辆结构 问题的提出：问题的提出：较长轴距的轨道交通车辆仅在直线轨 道上行驶没有问题，但在曲线上就不容易处理了。 轨道车辆运行特点：轨道车辆运行特点： 行驶轨迹是“不自由 ”的、受约束的，在 特定的轨道中行驶。 （二）（二）、转向架、转向架 车辆结构车辆结构 把两个

24、或多个轮对用专门的构架（或侧架）连接，组成一把两个或多个轮对用专门的构架（或侧架）连接，组成一 个小车，称为转向架，车体座落在两个（或三个）转向架上。个小车，称为转向架，车体座落在两个（或三个）转向架上。 世界各国大多采用二轴车结构。由于要通过小半径曲线，世界各国大多采用二轴车结构。由于要通过小半径曲线， 二轴车的轴距不能太大，同时对车辆载重、长度和容积等均二轴车的轴距不能太大，同时对车辆载重、长度和容积等均 有限制。有限制。 转向架为车辆的一个独立部件，便于更换、制造和维修。转向架为车辆的一个独立部件，便于更换、制造和维修。 （二）（二）、转向架、转向架 车辆结构 转向架是支承车体并负担车辆

25、沿着轨道走行的转向架是支承车体并负担车辆沿着轨道走行的支承走行支承走行装装 置置(如图如图1)。为了便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘。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，转向架可以绕一中心轴相对车体转动。为了改善车或回转轴，转向架可以绕一中心轴相对车体转动。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震装置辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧减震装置 和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵引电机和减速机构，和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵引电机和减速机构， 以驱动车辆运行，这种转向架称为动力转向架。以驱动车辆运行，这种转向架称为动力转

26、向架。 转向架是车辆最重要的组成部件之一，它的结构是否合理转向架是车辆最重要的组成部件之一，它的结构是否合理 直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。 （二）（二）、转向架、转向架 车辆转向架 转向架 车辆结构 分类：分类：动车转向架和拖车转向架 CCCCHG/J 动车转向架动车转向架动车转向架动车转向架拖车转向架拖车转向架 主要作用：主要作用：支撑车体；相对车体可自由回转，使较长 的车辆能自由通过小半径曲线；悬浮和减振车体，提 高运行品质；加速和制动车辆。 （二）（二）、转向架、转向架 车辆结构车辆结构 转向架功能：转向架功能： 支撑车体、传递

27、载荷支撑车体、传递载荷 使车辆顺利通过曲线使车辆顺利通过曲线 传递牵引力和制动力传递牵引力和制动力 缓和振动和冲击，提高乘坐舒适性缓和振动和冲击，提高乘坐舒适性 （二）、转向架（二）、转向架 车辆结构车辆结构 （三）（三）、制动系统、制动系统 什么叫做制动？什么叫做制动？ 什么时候实施制动？什么时候实施制动？ 人为地使运动物体减速或阻止其加速叫做制动。 对于城市轨道车辆来说，为了使运行着的电动车组 能迅速地减速或停车，必须对它施行制动；为了防止 电动车组在下坡道上运行时由于电动车组的重力作用 导致电动车组速度增加，也需要对它施行制动；同时 为避免停放的车辆因重力作用或风力吹动而溜走，亦 需要对

28、它施行制动（称停放制动）。 车辆结构车辆结构 （三）、制动系统（三）、制动系统 为了保证汽车安全行驶，提高汽车的平均行驶为了保证汽车安全行驶，提高汽车的平均行驶 车速，以提高运输生产率，在各种汽车上都设有车速，以提高运输生产率，在各种汽车上都设有 专用制动机构。这样的一系列专门装置即称为制专用制动机构。这样的一系列专门装置即称为制 动系统。动系统。 汽车制动系统功用汽车制动系统功用 1）保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车）保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车 2）保证车辆可靠停放）保证车辆可靠停放 车辆结构车辆结构 （四）（四） 列车控制系统列车控制系统 列车运行控制系统定义：由列控中心、闭

29、塞设备、地面列车运行控制系统定义：由列控中心、闭塞设备、地面 信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用 于控制列车运行速度保证行车安全和提高运输能力的控制系于控制列车运行速度保证行车安全和提高运输能力的控制系 统。统。 功能：功能： 1.线路的空闲状态检测；线路的空闲状态检测； 2.列车完整性检测列车完整性检测 3.列车运行授权；列车运行授权； 4.指示列车安全运行速度；指示列车安全运行速度； 5.监控列车安全运行监控列车安全运行 列车控制系统列车控制系统硬件硬件 车辆结构车辆结构 列车控制系统在列车制动系统中的主要功能：列车控制系统在列车制动系统中的主要功能： （1 1）空气压缩机单元控制。压缩机的工作范围