3 城市轨道交通车辆构成

1、1 城市轨道交通车辆 2 城市轨道交通车辆构成 o什么是车辆？（车辆的概念）什么是车辆？（车辆的概念） o车辆的构成车辆的构成 n城市轨道交通车辆作为城市公共交通的旅客运城市公共交通的旅客运 载工具载工具，不仅要保证车辆远行的安全安全、准点准点、 快速快速，而且要为乘客提供良好的服务条件，使 乘客乘车舒适舒适、方便方便，同时还考虑对城市的景 观和环境的影响。 3 城市轨道交通车辆构成 o车辆的构成车辆的构成 车体车体 车门车门 车钩缓冲装置车钩缓冲装置 转向架转向架 制动装置制动装置 受流装置受流装置 1.车辆电气系统车辆电气系统 4 3-1 车体 车体的特征车体的特征车体的材料车体的材料车体

2、的构成车体的构成 车体是容纳乘客和驾驶员的地方，同车体是容纳乘客和驾驶员的地方，同 时又是安装和连接其他设备及组件的时又是安装和连接其他设备及组件的 基础。基础。 车体 5 4-1 车体 o分有司机室车体和无司机室车体两种。 是容纳乘客和司机驾驶（对于有司机室的车 辆）的地方，是安装、连接其它设备和部件 的基础。 o城市轨道车辆车体均采用整体承载的钢结构 和轻金属结构，以达到在最轻的自重下满足 强度的要求。 6 7 有司机室车辆 8 1、车体的特征 由于服务于市内及近郊的公共交通，车体的外 观造型、色彩应协调于城市市容规划；车内座 位少、车门多且开度大。 对重量限制较为严格，以降低高架线路的工

3、程 投资。 车体采用轻量化设计。 车体的防火要求严格。 a)车体的隔音和减噪措施有严格要求。 3-1 车体 9 2、车体的材料 轨道交通车辆对于车体材料的要求包括： 具有一定的强度和刚度。 要耐腐蚀。 采用轻量化设计，能大大节约制造材料、降低牵引 力消耗和线路的损耗。 3-1 车体 10 o目前轨道交通车辆车体材料经历了由早期的碳素 钢发展到现在的不锈钢和铝合金。 碳素钢车体：自重1013t左右，总成本最高。 不锈钢车体：比碳素钢减轻12t，总成本最低。 铝合金车体：比碳素钢减轻35t，总成本较高。 3-1 车体 11 3、车体的构成 o车体是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的封 闭筒形结构

4、。 3-1 车体 12 3-1 车体 13 车体由哪几部分构成？ 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 3-1 车体 14 3.1 车体的构成底架底架 o车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁组 成。 o枕梁用于连接走行部，牵引梁设在底架的两端，用 来安装车钩缓冲装置。 1 1端梁；端梁；2 2、7 7枕梁；枕梁；3 3纵梁；纵梁；4 4侧梁；侧梁；5 5横梁；横梁；6 6中梁。中梁。 3-1 车体 15 城市轨道交通车辆构成 4、车体的承载方式 底架承载底架承载 整体承载整体承载 16 城市轨道交通车辆构成 5、车体的外形特点 矩形矩形 鼓形鼓形 17

5、 城市轨道交通车辆构成 18 城市轨道交通车辆构成 o车辆的构成车辆的构成 车体车体 车门车门 车钩缓冲装置车钩缓冲装置 转向架转向架 制动装置制动装置 受流装置受流装置 1.车辆电气系统车辆电气系统 19 城市轨道交通车辆构成 20 3-2 车门 o车门 车门的基本要求 车门的结构形式 车门的机械结构 车门的电气控制 21 3-2 车门 o3.2.1车门的基本要求 具有具有足够的数量足够的数量和有效长度；和有效长度； 车门要车门要均匀分布均匀分布，方便乘客上、下车；，方便乘客上、下车； 车门附近有车门附近有足够的空间足够的空间； 具有具有较高的工作可靠性较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。，

6、以确保乘客的安全。 22 3-2 车门 o3.2.2车门的结构形式 l按照驱动系统动力来源的不同，分为按照驱动系统动力来源的不同，分为电动式车门电动式车门和和 气动式车门气动式车门； l按照车门的运动轨迹以及与车体的安装方式，分为按照车门的运动轨迹以及与车体的安装方式，分为 内藏门内藏门、外挂门外挂门、塞拉门塞拉门和和外摆门外摆门。 23 3-2 车门 o车门内藏门 u车门开或关时，门叶在车辆端墙的车门开或关时，门叶在车辆端墙的外墙板与外墙板与 内饰板之间的夹层内饰板之间的夹层内移动。内移动。 u传动系统设于车厢内侧车门的顶部，装有导传动系统设于车厢内侧车门的顶部，装有导 轮的门叶可在导轨上移

7、动。轮的门叶可在导轨上移动。 24 3-2 车门 o车门外挂门 u外挂门与内藏门的主要区别在于外挂门与内藏门的主要区别在于门叶和悬挂机构始门叶和悬挂机构始 终位于侧墙的外侧终位于侧墙的外侧，车门传动机构原理与内藏门完，车门传动机构原理与内藏门完 全相同。全相同。 25 3-2 车门 o车门塞拉门 u塞拉门是车门在开启状态时，门叶贴靠在侧墙的外塞拉门是车门在开启状态时，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侧，车门在关闭状态时门叶外表面与车体外墙成一 平面。平面。 26 3-2 车门 o塞拉门优点 保持列车外形美观；保持列车外形美观； 减小空气阻力；减小空气阻力； 具有

8、良好车厢密封性能，具有良好车厢密封性能， 降低噪音。降低噪音。 27 3-2 车门 o车门外摆门 u开门时通过转轴和摆杆使门叶向外摆出并贴靠在车体的开门时通过转轴和摆杆使门叶向外摆出并贴靠在车体的 外墙板上，门关闭后门叶外表面与车体成一平面。外墙板上，门关闭后门叶外表面与车体成一平面。 u特点为在门开启的过程中，门叶需要较大的摆动空间。特点为在门开启的过程中，门叶需要较大的摆动空间。 28 3-2 车门 3.2.3车门的机械结构 气动内藏门 驱动气缸 门控电磁阀 机械传动系统 行程开关和门叶 29 3-2 车门 o1、 车门驱动气缸 p驱动气缸是车门系统的主要部件，是执行开关门动 作的执行元件

9、。 p其工作原理是：由压缩空气推动其活塞运动，再通 过机械传动系统将推力传递至门叶。 30 3-2 车门 o2、车门门控电磁阀 n门控电磁阀是由3个电磁阀、4个节流阀和2个快速 排气阀组成的集成阀。 n3个电磁阀分别控制开门、关门和解锁； n4个节流阀分别用于调节开门速度、关门速度、开 门和关门缓冲。 n2个快速排气阀的功能是：主气缸两端排气管中的 气体通过快速排气阀排向缸体外。 31 3-2 车门 o3、车门机械传动系统 o机械传动系统的作用是将驱动气缸活塞杆的 运动传递至两扇门叶，使车门动作。 o车门行程开关和门叶 o4个行程开关分别对门钩位置、关门行程、 门控切除及紧急手柄位置进行监控和

10、显示。 总结： 车门的开关动作是通过门控电磁阀控制车门的开关动作是通过门控电磁阀控制 压缩空气，然后再由压缩空气作用于驱动气压缩空气，然后再由压缩空气作用于驱动气 缸来实现的。缸来实现的。 32 3-2 车门 4、车门的电气控制 ATPATP 33 城市轨道交通车辆构成 o车辆的构成车辆的构成 车体车体 车门车门 车钩缓冲装置车钩缓冲装置 转向架转向架 制动装置制动装置 受流装置受流装置 车辆电气系统车辆电气系统 34 3-3车钩缓冲装置 车钩缓冲装置 l车钩缓冲装置是车辆最基本的部件，也是最重要的部 件之一。它包括车钩和缓冲器。 车钩用来连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离， 并且传递列车

11、的牵引力及制动力。 缓冲器用于列车运行或调车时缓和车辆之间所产生的 纵向力，同时减少列车的纵向动力作用。 35 36 3-3车钩缓冲装置 o车钩 车钩的分类 风管连接器 电气连接器 1.车钩对中装置 37 3-3车钩缓冲装置 1、车钩的分类 车钩 按车钩连接方法不同分 按车钩特点的不同分 自动车钩 非自动车钩 非刚性车钩 刚性车钩 38 3-3车钩缓冲装置 1）非自动车钩和自动车钩的不同点： 1非自动车钩解钩时，机械和气动部分可气动也可手 动操作完成，但不能在司机室集中控制； 2电气连接装置只能用于手动操作。 3在非自动车钩上设有贯通道支撑座。 39 3-3车钩缓冲装置 2）非刚性车钩和刚性车

12、钩 刚性车钩和非刚性车钩相比有如下优点： 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。 40 3-3车钩缓冲装置 2、附属装置 风管连接器风管连接器 电气连接器电气连接器 车钩对中装置车钩对中装置 附属装置风管连接器风管连接器 风管连接器是用来连接车辆间的气体管路。风管连接器是用来连接车辆间的气体管路。 连接风路有连接风路有制动主管制动主管、解钩风管解钩风管和和主风管主风管等。等。 41 3-3车钩缓冲装置 附属装置电气连接器电气连接器 电气连接器是通过悬吊装置与钩

13、体弹性相连。电气连接器是通过悬吊装置与钩体弹性相连。 42 3-3车钩缓冲装置 o附属装置车钩对中装置车钩对中装置 车钩对中装置的作用是使车钩缓冲装置和车体的车钩对中装置的作用是使车钩缓冲装置和车体的 中心线在同一平面内。中心线在同一平面内。 43 3-3车钩缓冲装置 3、车钩缓冲装置缓冲装置 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。 可再生缓冲器 不可再生缓冲器压溃管 列车相撞时，通过压溃管的变形来吸收冲击能量，压溃管属于 免维修部件。 44 3-3车钩缓冲装置 a）可再生缓冲器 环弹簧缓冲器 45 3-3车钩缓冲装置 o橡胶缓冲器

14、46 城市轨道交通车辆构成 o车辆的构成车辆的构成 车体车体 车门车门 车钩缓冲装置车钩缓冲装置 转向架（走行部分）转向架（走行部分） 制动装置制动装置 受流装置受流装置 1.车辆电气系统车辆电气系统 47 3-4 转向架（走行部分） 1、定义 o把二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（或三 个）转向架上。 o转向架为车辆的一个独立部件，便于转向架的互换、 制造和维修。 48 3-4 转向架（走行部分） 铁路与公路车辆走行部的区别：铁路与公路车辆走行部的区别： a.a.车体和底架与走行部可分离车体和底架与走行部可分离 b.b.车轴与车轮为一整体车轴

15、与车轮为一整体 转向架 o 转向架是支撑车体并负担车辆走行任务的部 分，它安装在车体与轨道之间。 49 转K1转向架三维图 50 3-4 转向架（走行部分） 转向架基本作用： 支承整个车体，引导其沿线路运行； 承受并传递车体与轨道之间的各载荷； 缓和车体与轨道之间的各作用力； 将车轮对的滚动转化为车体的平动； 提高车辆通过曲线的能力。 1.具有可靠的制动机构，使车辆具有良好的制 动效果。 51 对转向架的要求 o要求悬挂装置可以根据客流的变化调整其刚度， 以保证车辆客室地板面与站台面的高度相协调， 方便旅客的乘降； o转向架的结构便于弹簧减振装置的安装，以使 其具有良好的减振特性，缓和车辆和线

16、路之间 的相互作用，减小振动和冲击，提高车辆运行 的平稳性和安全性； o对动力转向架来说，要便于安装牵引电机和传 动装置，以提高驱动车辆的动力； o转向架是车辆的一个独立部件。 52 3-4 转向架（走行部分） 2、转向架分类 o城市轨道交通车辆采用的转向架一般有动 车转向架和拖车转向架两种。 o动车转向架和拖车转向架的基本机构相同， 主要区别在于驱动系统。 n动力转向架上安装了牵引电动机 n装有动力转向架的车辆称为动车 n装有非动力转向架的车辆称为拖车 53 3-4 转向架（走行部分） 3、转向架的组成 o构架 o轮对轴箱装置 o弹性悬挂装置 n一系悬挂装置：轮对与构架之间 n二系悬挂装置：

17、车体与构架之间 o制动装置 o牵引电机 o齿轮变速传动装置 54 转K1转向架爆炸图 55 转K2转向架爆炸图 56 3-4 转向架（走行部分） 1）转向架构架构架 构架是转向架的基 础，它把转向架的零部 件组成一个整体。 它不仅承受、传递 载荷和作用力，而且它 的结构、形状和尺寸都 应满足零部件组装的要 求。 57 1）构架 oa）构架作用 n构架或侧架是转向架的基础 n承受和传递各作用力及载荷 n满足各零部件的结构、形状及组装的要求 ob）对构架的要求 n部分尺寸精度要求高。使一些部件安装具有较高的定位 精度，如轮对定位，使转向架达到较高的运行性能 n便于各部件及附加装置的安装，包括轮对安

18、装、传动齿 轮装置的悬挂、牵引电机安装、制动系统的安装 n结构具有足够高的强度，承受并传递牵引力、制动力、 车体重量以及各种冲击、振动，保证列车运行安全。 58 构架结构组成及分类 o构架主要由左、右侧梁，一根或几根横梁及前 后端梁组焊而成。 n开口式构架：没有端梁的构架，亦称“H”型构架； n封闭式构架：有端梁的构架 o就制造工艺而言，转向架的构架主要有铸钢构 架和焊接构架两种； o按结构形式有：开口式、封闭式或H形，日字 形、目字形等。 o目前广州地铁均采用了“H”型压型钢板焊接构 架。 59 车辆构成转向架-轮对 o 转向架轮对轴箱装置轮对轴箱装置 轴箱与轴承装置轴箱与轴承装置是连接构架

19、和轮对的活动关节，是连接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直线运动。使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的直线运动。轮轮 对对沿钢轨的滚动同时，除承受车辆的重量外，还传沿钢轨的滚动同时，除承受车辆的重量外，还传 递轮轨之间的其他作用力，包括牵引力和制动力。递轮轨之间的其他作用力，包括牵引力和制动力。 60 轮对轴箱装置轮对 o轮对是由一根车轴和两个同型号车轮通过过盈配 合组装而成，地铁和轻轨车辆一般采用铸钢式整 体车轮。轮对组装过程通常采用冷压或热套的工 艺，使车轮与车辆牢固地结合在一起，使用过程 中不允许有松动现象。 o轮对的内侧距：是保证车辆运行安全的一个重要 参数。 n轮

20、对在钢轨上滚动时，轮对内侧应保证在最不利的条 件下，车轮踏面在钢轨上仍有足够的安全搭接量，不 致造成掉道，同时还应保证车辆在线路上运行时轮缘 与钢轨之间有一定的游隙。 61 轮对轴箱装置轮对（续） n轮缘与钢轨之间的游隙太小，可能造成轮缘 与钢轨的严重磨耗； n轮缘与钢轨之间的游隙太大，会使轮对蛇形 运动的振幅增大，影响车辆运行品质。 n轮对内测距有严格的规定，我国地铁车辆轮 对内侧距为13532mm。 62 3-4 转向架（走行部分） o 轮对轴箱装置轮对轮对 o轮对的作用：引导车辆沿钢轨运动，并且承受车辆引导车辆沿钢轨运动，并且承受车辆 与钢轨之间的载荷与钢轨之间的载荷。 o车轮由轴颈、轮

21、座和轴身组成。轴颈是安装轴承部 分；轮座是车轮安装位置；轴身是车轴整体。 63 对车辆轮对的要求 o在保证足够强和一定使用寿命的前提下，使其 重量最小，并具有一定弹性，以减少轮轨之间 的作用力； o应具备运行阻力小，耐磨性好的优点； o应能适应车辆直线运行，又能顺利通过曲线， 还用具备抵抗脱轨的安全性。 64 3-4 转向架（走行部分） o 轮对车轴车轴 o车轴功能：连接车轮和转向架构架；支撑转向架和车轴功能：连接车轮和转向架构架；支撑转向架和 车体；传递牵引力；传递制动力；承受车体重量。车体；传递牵引力；传递制动力；承受车体重量。 65 轮对车轮车轮 o我国城轨车辆普遍采用整体钢轮。我国城轨

22、车辆普遍采用整体钢轮。 o整体钢轮由踏面、轮缘、轮辋、辐板和轮毂组成。整体钢轮由踏面、轮缘、轮辋、辐板和轮毂组成。 踏面：车轮与钢轨的接触面；踏面一侧突出的圆弧部分 为轮缘，轮缘是保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨的重要 部分，轮辋是踏面下，车轮最外的一圈。轮毂是轮与轴 相互配合的地方；辐板是连接轮辋和轮毂的地方。 66 锥形踏面作用： o1 1）直线运行时，轮对能自动调中）直线运行时，轮对能自动调中。 o2 2）曲线运行时，能减少轮轨滑动。）曲线运行时，能减少轮轨滑动。 车辆在曲线车辆在曲线 上运行，由于离心力作用，轮对偏向外轨，锥形踏面使得上运行，由于离心力作用，轮对偏向外轨，锥形踏面使得 外轨

23、上滚动的车轮滚动圆直径较大，而沿内轨滚动的车轮外轨上滚动的车轮滚动圆直径较大，而沿内轨滚动的车轮 滚动圆直径较小，正好和曲线区间线路外轨长，内轨短相滚动圆直径较小，正好和曲线区间线路外轨长，内轨短相 适应，使轮对顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。适应，使轮对顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。 o3 3）踏面磨耗比较均匀踏面磨耗比较均匀。踏面与钢轨接触面的滚动直踏面与钢轨接触面的滚动直 径不同变化，致使钢轨的接触点也在不断变换位置，从而径不同变化，致使钢轨的接触点也在不断变换位置，从而 使踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。使踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。 o4 4）锥形踏面其各处直径不相同锥形踏

24、面其各处直径不相同。 67 车辆构成转向架-轴箱装置 轮对轴箱装置：轴承与轴箱的组合体称为轴箱装置。 轴箱装置的作用是： 1）连接轮对与转向架构架，支撑人字弹簧底部，支撑构架承受和传 递轮对与转向架之间的各种载荷，承受车体重力，传递牵引力、 制动力； 2）给轴承内外圈定位，保持轴颈和轴承的正常位置，保证车轴正常 安装位置； 3）将轮对的滚动转化为车体的直线运动； 4）保持轴承油脂，保证轴承良好的润滑性能，并具有良好密封性， 防止尘土、雨水等物侵入或油脂甩出，从而防止油脂润滑作用破 坏，避免燃轴事故。 68 3-4 转向架（走行部分） 69 3-4 转向架（走行部分） 车辆用轴承一般有滑动轴承和

25、滚动轴承两种。 70 车辆构成转向架弹性悬挂装置 o转向架弹性悬挂装置弹性悬挂装置 o 车辆在轨道上运行时，由于线路的不平顺、轨隙、 道岔、轨面的缺陷和磨耗以及车轮踏面的斜度、擦 伤和轮轴的偏心等原因，必将伴随产生复杂的振动 和冲击。 o为了减少线路不平顺和轮对车体的各种动态影响， 提高车辆运行的平稳性，保证旅客的舒适度，转向 架在轮对和构架之间以及构架和车体之间，设有弹 簧减振装置。也可称一系悬挂装置和二系悬挂装置。 71 3-4 转向架（走行部分） o转向架弹性悬挂装置组成弹性悬挂装置组成 1）一系悬挂装置（轴箱悬挂装置） 一系悬挂装置大多采用金属圆簧或圆锥叠 层橡胶弹簧（兼作轴箱定位），

26、保持转向架与 车体之间连接，安装在轮对与构架之间。 2）二系悬挂 二系悬架采用空气弹簧、轴向油压减震器 及叠层缓冲橡胶弹簧，保证轮对与构架之间连 接。安装在构架和车体之间。 3）抗侧滚扭杆 4）减振器 72 3-4 转向架（走行部分） o一系悬挂 安装在轮对轴 箱装置与构架之 间。 73 3-4 转向架（走行部分） o二系悬挂 安装在构架 与车体之间。 74 3-4 转向架（走行部分） o抗侧滚扭杆 75 3-4 转向架（走行部分） o转向架中央牵引装置中央牵引装置 主要由牵引电机、联轴器、齿轮箱、齿轮箱悬挂装置 以及动力轮对等组成。 基本作用：基本作用： u传递纵向的驱动力和制动力； u缓和

27、车体的纵向振动。 76 城市轨道交通车辆构成 o车辆的构成车辆的构成 车体车体 车门车门 车钩缓冲装置车钩缓冲装置 转向架转向架 制动装置制动装置 受流装置受流装置 车辆电气系统车辆电气系统 77 3-5 制动装置 制动装置 o为了让电动车组能以一定的速度运行，必须对 其施以牵引。 o同样为让运行的电动车组能迅速减速、停车， 必须也对其施以制动。 o制动功率要比驱动功率大510倍。 78 3-5 制动装置 1、地铁车辆制动的种类和特点 o按电动车组动能的转移方式可以分为两类： 摩擦制动方式 即动能通过摩擦转变为热能，然后消散于大气； 动力制动方式 即把动能通过发电机转化为电能，然后将电能从车上

28、转移 出去。 摩擦制动 动力制动 闸瓦（空气）制动 再生制动 电阻制动 79 摩擦制动 o常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动和盘形 制动，还有轨道电磁制动等方式。 n1）闸瓦制动，又称为踏面制动，是最常用的一 种制动方式。它是通过闸瓦压紧车轮的踏面产 生阻力实现制动。 n2） 盘形制动，制动缸通过制动夹钳，夹紧制 动盘，使闸片和制动盘间产生摩擦，把电动车 组的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片 散于大气。 80 闸瓦制动空气制动机 以压缩空气作为制动的动力，通过压缩空气的变 化来操纵制动力的大小。 空气制动机应当具备的功能：空气制动机应当具备的功能： 提供足够的制动力； 制动力均匀一致； 具有紧急制动的性能； a.列车在行驶途中发生分离时，能自动停车。 3-5 制动装置 81 空气制动机 空气制动机的部件， 一部分装在机车上，另 一部分装在车辆上。装 在机车上的有空气压缩 机、总风缸、制动阀等。 由空气压缩机产生的压