第二章城市轨道车辆

1、第二章 城市轨道交通车辆 主要内容主要内容城市轨道交通车辆编组城市轨道交通车辆编组城市轨道交通车辆机械城市轨道交通车辆机械城市轨道交通车辆的主要技术参数城市轨道交通车辆的主要技术参数城市轨道交通车辆的转向架和制动系统城市轨道交通车辆的转向架和制动系统 第一节第一节 城市轨道交通车辆概述城市轨道交通车辆概述2.1.1城市轨道交通车辆类型城市轨道交通车辆类型2.1.2城市轨道交通车辆编组方法及标识城市轨道交通车辆编组方法及标识2.1.3城市轨道车辆特点及组成城市轨道车辆特点及组成2.1.4城市轨道车辆技术参数城市轨道车辆技术参数2.1.5城市轨道车辆限界城市轨道车辆限界（见教材第106页）A型车：

2、车宽型车：车宽3米，车长米，车长22米左右（上海米左右（上海1、2、3号线号线等，广州地铁）；等，广州地铁）；B型车：车宽型车：车宽2.8米，车长米，车长20米左右（北京地铁）；米左右（北京地铁）；C型车：车宽型车：车宽2.6米，车长米，车长18米左右（上海米左右（上海5、6、8号号线）线） 宽度是区分车型的唯一标准（因为车辆一旦成型宽度是区分车型的唯一标准（因为车辆一旦成型其宽度就无法再改变！）其宽度就无法再改变！） 根据载客量的大小，地铁交通系统适用车辆类型为根据载客量的大小，地铁交通系统适用车辆类型为A型车和型车和B型车，轻轨交通系统适用车辆型车，轻轨交通系统适用车辆类型类型为为C型车。

3、型车。 2.1.1 城市轨道交通车辆类型城市轨道交通车辆类型u 按车辆宽度分类 2.1.1 城市轨道交通车辆类型城市轨道交通车辆类型u 按车辆的牵引控制系统划分按车辆的牵引控制系统划分 分为直流、交流变压变频车辆等。分为直流、交流变压变频车辆等。u 按车体材料划分按车体材料划分 分为不锈钢车、铝合金车和耐候钢车辆等。分为不锈钢车、铝合金车和耐候钢车辆等。u 按受电方式划分按受电方式划分 分为受电弓车、第三轨受流器车及受电弓加受流器分为受电弓车、第三轨受流器车及受电弓加受流器车辆等。车辆等。u按电压等级划分按电压等级划分 分为直流分为直流1500V和直流和直流750V。1、编组方法、编组方法 车

4、辆编组定义： 按照预期的目的，将各独立的车辆连接起来，成为一个运行体； 车辆编组需考虑的因素： 线路坡度、运营密度、站间距离、舒适度、安全可靠性、工程投资、客流大小等。 2.1.2 城市轨道交通车辆编组方法及标识城市轨道交通车辆编组方法及标识 拖车：无电机和传动装置的车辆 又分为无驾驶室（T或A）和有驾驶室（Tc或A ）两种情况。 动车：有电机和传动装置的车辆； 又分为无受电弓（M或C）、有受电弓（Mp或B）、有驾驶室（Mc）、有受电弓及驾驶室（Mcp）几种情况 。C: cabin（客舱）， P: pantograph（受电弓） 目前我们国家各个城市的地铁编组方法都不尽相同，但是具体编组方法都

5、采用动、拖车混编的方式。一般动、拖混编采用“四动加两拖”或“六动加两拖”的连接方式。 上海地铁： 6节编组其排列为:ABCCBA，也可以写为:TcMpMMMpTc。8节编组其排列为：ABCBCBCA，或 ABCBCCBA。 北京地铁：北京地铁：两车为一单元，使用时按2、4、6辆编挂组成列车组。目前，北京地铁的列车有带驾驶室的拖车（Tc1车、Tc2车）、不带驾驶室的拖车（T车）和不带驾驶室的动车（M车）三种车型，采用贯通式车厢，乘客可任意走动。一个动车和一个拖车为一个制动单元，使用时按2、4、6节进行编组。当采用6节编组时，排列为：Tc1M1M3T3M2Tc1。 天津车辆：天津车辆：在开通初期为

6、4节编组，采用“二动二拖”形式，编组为： McpTTMcp而远期为6节编组，采用“三动三拖”形式，编组为：McpTTMTMcp。例如: 车号 011751车辆线路号 (1)011751序列号 (175 234)车辆类型标识 (A=1, B=2, C=3)上海地铁一号线制定的车辆编号方法（原有上海地铁一号线制定的车辆编号方法（原有6节编组）节编组）011751011762011773011792011801011783列车的车辆编号实例:011811011822011833011852011861011843012291012302012313012332012341012323第一第一列车列车

7、第二列第二列第十列第十列2、编号、编号车辆标识定义采用DIN2500-德国工业标准 3、标识、标识（1）车辆的车端定义车辆的车端定义 A-车B-车C-车2位端1位端2位端1位端2位端1位端24,390 mm全车长22,800 mm全车长22,800 mm全车长驾驶员1, 2: 车辆端车辆右侧车辆左侧牵引方向21212121车辆右侧车辆左侧列车左侧列车右侧2112（2）车侧（车辆、列车）的定义车侧（车辆、列车）的定义 A车B车C车2位端1位端2位端1位端2位端1位端转向架转向架1C转向架转向架 2C4 3 轴轴 2 1 转向架转向架 1C转向架转向架 2C4 3 轴轴 2 1 转向架转向架 1G

8、/J转向架转向架 2H4 3 轴轴 2 1 C 动车转向架H 拖车转向架, 不带ATC装置和轮缘润滑G 拖车转向架带ATC装置J 拖车转向架带ATC装置和轮缘润滑 (前两列车)（3）转向架和轴的编号转向架和轴的编号 说明：自动列车控制装置（Automatic Train Control，简称ATC）1 - 20: 门编号1 - 8: 座椅编号1, 2: 车辆端牵引方向A-车B-车C-车157326841573268415732684列车右侧列车左侧212121（4）车门和门页的编号车门和门页的编号 （5）座椅编号座椅编号 B-车列车左侧列车右侧1位端2位端A/C 单元 IA/C 单元IIC-车

9、1位端2位端A/C 单元 IA/C单元II列车右侧牵引方向A-车A/C 单元IA/C 单元 II列车左侧列车右侧1位端2位端列车左侧（6）空调单元编号空调单元编号 A-车车B-车车, C-车车荧光灯荧光灯 36 W紧急照明紧急照明内部指示灯内部指示灯（7）其他编号与标记其他编号与标记 A-车车B-车车, C-车车显示器显示器扩音器扩音器列车无线电列车无线电下一停车站下一停车站英英/ 中中扩音器和显示器排列扩音器和显示器排列1、城市轨道车辆特点、城市轨道车辆特点 2.1.3 城市轨道车辆特点及组成城市轨道车辆特点及组成1）技术含量高，是城市轨道交通系统中最关键的设备；）技术含量高，是城市轨道交通

10、系统中最关键的设备； 2）其选型和技术参数不仅是界定线路技术标准的基础，）其选型和技术参数不仅是界定线路技术标准的基础，同时也是确定系统运营管理模式和维修方式的基本条件；同时也是确定系统运营管理模式和维修方式的基本条件； 3）结合各自城市的特点，满足城市交通容量大、安全、）结合各自城市的特点，满足城市交通容量大、安全、快速、舒适、美观、节能和环保的要求，并具有先进性、快速、舒适、美观、节能和环保的要求，并具有先进性、可靠性和实用性。可靠性和实用性。2、城市轨道车辆组成、城市轨道车辆组成 城市轨道车辆基本由车体、车门、车辆连接城市轨道车辆基本由车体、车门、车辆连接装置、车辆走行装置（转向架）、制

11、动系统、牵装置、车辆走行装置（转向架）、制动系统、牵引系统、辅助设备（包括辅助电源、通风和空调引系统、辅助设备（包括辅助电源、通风和空调设备、照明设备）和列车控制系统等组成。设备、照明设备）和列车控制系统等组成。 2.1.4 城市轨道车辆技术参数城市轨道车辆技术参数 车辆技术参数是概括的介绍车辆技术规车辆技术参数是概括的介绍车辆技术规格的某些指标，是从总体上表征车辆性能及格的某些指标，是从总体上表征车辆性能及结构的一些参数；结构的一些参数； 分类：性能参数、结构参数分类：性能参数、结构参数 2.1.4 城市轨道车辆技术参数城市轨道车辆技术参数 1、车辆性能参数、车辆性能参数车车辆辆性性能能参参

12、数数自重、载重自重、载重构造速度构造速度 轴重轴重 通过最小曲线半径通过最小曲线半径 轴配置或轴列数轴配置或轴列数 最大启动加速度，平均启动加速度，最大制动减速度最大启动加速度，平均启动加速度，最大制动减速度 冲击率（冲击率（m/s3） 列车平稳性指标列车平稳性指标 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 每延米轨道载重（车辆总质量与车辆全长之比）每延米轨道载重（车辆总质量与车辆全长之比）车辆性能参数 自重、载重：n自重车辆本身的重量，单位：吨（t）n载重车辆运行的正常最大装载质量，单位：吨（t） 车辆性能参数构造速度 指车辆设计时，按安全及结构强度等条件所允许的车辆

13、最高行驶速度，单位：km/h。列车纵向冲击率列车纵向加速度对时间的变化率，或者说是加速度对时间的导数，单位m/s3。它的大小与乘客的乘坐舒适度有关。车辆性能参数车辆性能参数轴重n指按车轴型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。n轴重的选择与线路、桥梁及车辆走行部的设计标准有关，我国地铁设计轴重1517t，轻轨1012t。 车辆性能参数车辆性能参数每延米轨道载重n是车辆总质量与车辆全长之比。n该指标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、提高运输通过能力的一个指标。按目前桥梁设计规范，车辆每延米轨道载重最大允许8t/m。车辆性

14、能参数车辆性能参数通过最小曲线半径n指配用某种型式的转向架的车辆在站场、厂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他悬挂物相碰撞。 车辆性能参数车辆性能参数对地铁车辆的轴配置或轴列数n指车辆所配转向架的动力轴或非动力轴配置情况。加速度n最大启动加速度，平均启动加速度，最大制动减速度。座席数，每平方米面积站立人数。 2.1.4 城市轨道车辆技术参数城市轨道车辆技术参数2、车辆的主要尺寸车辆的主要尺寸 车辆最大宽度车辆最大宽度车体长、宽、高车体长、宽、高 车钩高车钩高 地板面高度地板面高度 车辆定距（

15、转向架中心距）车辆定距（转向架中心距） 转向架固定轴距转向架固定轴距 车辆长度车辆长度 车辆高度车辆高度 车辆最大高度车辆最大高度车车辆辆主主要要尺尺寸寸车辆纵向尺寸参数车辆纵向尺寸参数转向架回转中心转向架回转中心车辆尺寸参数车辆尺寸参数车辆最大宽度、最大高度： n车辆最大宽度指车体最宽部分的尺寸 n车辆最大高度指车辆顶部最高点离钢轨水平面之间的距离 车体长、宽、高(车顶距轨面高度)车钩中心线距轨面高（车钩高）：车钩钩舌外侧面的中心线至轨面高度。n列车中机车与各车辆的车钩高保持一致，是保证正常传动牵引力及列车运行时不会发生脱轨事故的必需条件。n我国规定新造或修竣后的空车标准车钩高为880mm；

16、 车辆尺寸参数车辆尺寸参数地板面高度：n新造或修竣后的空车地板面距轨面高。车辆尺寸参数车辆尺寸参数 2.1.5 城市轨道车辆限界城市轨道车辆限界概念：概念：一个限制车辆横断面最大允许尺寸的轮廓图形，无论空车还是重车停在水平直线时，该车所有一切突出部分和悬挂部分，都应容纳在限界轮廓之内；规定限界的目的：规定限界的目的：防止车辆在直线和曲线运行时与各种建筑物及设备发生接触； 除车辆限界以外，还有设备接近限界和建筑限除车辆限界以外，还有设备接近限界和建筑限界。界。1、地铁限界地铁限界 车辆车辆限限界：界：在计及了由各要素引起的车辆各部位的统计最大位移后，所占据的空间均应容纳在该轮廓内。基准坐标系基准

17、坐标系设备设备限限界：界：建筑物及地面固定设备的任一部分，即使计及了它们的刚性和柔性运动在内，均不得向内侵入此界限。建筑建筑限限界：界：规定了地下隧道及其他建筑物的形状、位置，任何永久性建筑物均不得向内侵入此界限。间隙间隙1主要作为未计及因素的安全留量，按照界限制定时的某些规定偏移量也计入此间隙。间隙间隙2应能安排各种固定设备如电缆线、消防水管等。2、轻轨限界轻轨限界 车辆轮廓限界车辆轮廓限界：根据车体横断面和车辆下部设备外轮廓各点所规定的纵横坐标值； 基准坐标系车辆接近限界：车辆接近限界：考虑车辆各种技术参数的影响，对可能出现的各种工况进行分析计算，所得出的各点X、Y坐标值。车辆在最不利的公

18、差、磨耗情况下，并计及车辆在运行中最不利位置所引起的最大偏差，均应容纳在该轮廓范围内；设备接近限界：计及轨道的轨距等出现最大允许误差时引起车辆的附加偏移量，以及在设计、施工、运营中尚未预计到的因素在内的安全留量。建筑物及地面固定设备的任一部分，均不得向内侵入此界限。 第二节第二节 转向架转向架 2.2.1 转向架作用和组成转向架作用和组成2.2.2 构架构架2.2.3 轮对轴箱装置轮对轴箱装置2.2.4 弹性悬挂装置弹性悬挂装置2.2.5 转向架中央牵引连接装置转向架中央牵引连接装置2.2.6 动力转向架的传动系统动力转向架的传动系统2.1 转向架作用和组成转向架作用和组成 2.1.1 转向架

19、的作用及主要技术参数转向架的作用及主要技术参数 转转向向架架的的作作用用通过轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体沿线路运动的通过轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体沿线路运动的平动平动支撑车体，承受和传递各种载荷及作用力支撑车体，承受和传递各种载荷及作用力安装有弹簧减振装置，使车辆具有良好的动力性能和运行品质安装有弹簧减振装置，使车辆具有良好的动力性能和运行品质安装有制动装置、安装有制动装置、牵引电机和减速装置等车辆关键部件牵引电机和减速装置等车辆关键部件转向架是车辆转向架是车辆最重要最重要的组成部件之一，它的结构是否的组成部件之一，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

20、全。合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。采用转向架可增加车辆的载重、长度和体积采用转向架可增加车辆的载重、长度和体积 结构设计和制造要便于安装各类车辆关键部件结构设计和制造要便于安装各类车辆关键部件相对车体可自由回转相对车体可自由回转适应轮轨接触状态的变化，充分利用轮轨之间的粘着作用，适应轮轨接触状态的变化，充分利用轮轨之间的粘着作用，传递牵引力和制动力传递牵引力和制动力转转向向架架的的特特点点转向架主要技术参数转向架主要技术参数轨距轨距轮对内轮对内侧距侧距轴距轴距轴重轴重 车轮滚动车轮滚动圆直径圆直径（新轮）（新轮） 车轮滚动车轮滚动圆直径圆直径（全磨耗）（全磨耗）齿轮中齿轮中心

21、距心距齿轮传齿轮传动比动比1435mm1353mm2500mm16t840mm770mm355mm6.32作为一个独立部件，便于互换、制造和维修作为一个独立部件，便于互换、制造和维修轮对内侧距（影响安全的重要因素）：1、应保证在任何线路上运行时轮缘与钢轨之间有一定的间隙，以减少轮缘与钢轨的磨耗；2、应保证在最不利情况下，车轮踏面在钢轨上仍有足够的安全搭接量，不致造成脱轨；应保证安全通过道岔。 1）铁路：13533mm 2）地铁：13532mm车辆纵向尺寸参数车辆纵向尺寸参数转向架回转中心转向架回转中心两齿轮中心距传动比=从动轮齿数/主动轮齿数=主动轮转速/从动轮转速 转向架一般分为动力转向架和

22、非动力转向架，动力转向架和非动力转向架区别主要在于是否安装有牵在于是否安装有牵引电机和齿轮变速装置引电机和齿轮变速装置。 2.2.2 转向架的组成转向架的组成 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C-动车转向架 H-拖车转向架（不带ATC装置和轮缘润滑）G-拖车转向架（带ATC装置）J-拖车转向架(带ATC装置和轮缘润滑)转转向向架架的的组组成成构架构架弹性悬挂装置弹性悬挂装置 轮对轴箱装置轮对轴箱装置 牵引电机牵引电机齿轮变速传动装置齿轮变速传动装置 转向架支撑车体装置转向架支撑车体装置 基础制动装置基础制动装置 轴箱悬挂装置轴箱悬挂装置（安装于轮对与

23、构架之间，（安装于轮对与构架之间，一系弹簧悬挂装置）一系弹簧悬挂装置） 中央弹簧悬挂装置中央弹簧悬挂装置（安装于构架与车体之间，（安装于构架与车体之间，二系弹簧悬挂装置）二系弹簧悬挂装置） 二者同时存在于动车转向架上二者同时存在于动车转向架上 2.2.2 转向架的组成转向架的组成 各种转向架主要的区别在于：各种转向架主要的区别在于：所用车轴的类型和数目、轴箱定位的方式、弹簧装置的型式、载荷传递的方式,并以此对转向架进行分类。中央牵引连接装置中央牵引连接装置 轨道车辆的车轮和车轴是一个整体，底盘大架直接坐在轮外轴承上。机车轴承动车转向架动车转向架动车转向架动车转向架构架构架一系悬挂装置一系悬挂装

24、置二系悬挂装置二系悬挂装置轮对轮对齿轮变速齿轮变速传动装置传动装置 牵引电机牵引电机空气空气弹簧弹簧 中央牵引连接装置中央牵引连接装置 抗侧滚扭杆抗侧滚扭杆 轴箱轴箱轴箱轴箱拖车转向架拖车转向架ATC信号传感器信号传感器侧梁侧梁主横梁主横梁构架是转向架的基础，它把转向架的各个零、部件组成一个整体，承受、传递各种载荷及作用力。构构架架构架构架组成：由一根车轴和两个相同的车轮采用过盈配合结合到一起；作用： 1）承担车辆全部载荷，以及从车体和钢轨两方面传递的各种作用力； 2）引导车辆运行。2.2.3 轮对与轴箱装置轮对与轴箱装置1） 轮对轮对车辆轮对的要求：车辆轮对的要求：1、应有足够的强度，以保证

25、在容许的最高速度和最大载荷、应有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行；下安全运行；2、应能满足列车在正常及故障运行时制动热负荷的要求；、应能满足列车在正常及故障运行时制动热负荷的要求；应在保证足够强度和一定使用寿命的前提下，使其重量最应在保证足够强度和一定使用寿命的前提下，使其重量最小，并具有一定的弹性，以减小轮轨之间的相互作用力；小，并具有一定的弹性，以减小轮轨之间的相互作用力；3、应具备阻力小和耐磨性好的特点，这样减少对牵引动力、应具备阻力小和耐磨性好的特点，这样减少对牵引动力的要求并能提高车轮使用寿命；的要求并能提高车轮使用寿命；4、应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通

26、过曲线，还应、应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，还应具备必要的抗脱轨、抗倾覆等安全性的要求具备必要的抗脱轨、抗倾覆等安全性的要求 轮对内侧距（影响安全的重要因素）：1、应保证在任何线路上运行时轮缘与钢轨之间有一定的间隙，以减少轮缘与钢轨的磨耗；2、应保证在最不利情况下，车轮踏面在钢轨上仍有足够的安全搭接量，不致造成脱轨；应保证安全通过道岔。 1）铁路：13533mm 2）地铁：13532mm动车轮对动车轮对拖车轮对拖车轮对齿轮传动装置安装座2） 轴箱装置轴箱装置作用及要求：作用及要求： 1）将轮对和构架联系在一起，是一系悬挂装置定位基础； 2）使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿路线的平动

27、； 3）把各种载荷均匀传递给各轮对； 4）保证良好的润滑性能，减少磨耗，降低运行阻力； 5）良好的密封性，防止尘土、雨水等物侵入及甩油，从而避免破坏油脂的润滑； 6）轴箱可容纳接地装置，提供列车所有电气设备的接地保护和负极接地； 7）是速度信号的采集部位。2） 轴箱装置轴箱装置2.2.4 弹簧悬挂装置弹簧悬挂装置弹簧悬挂装置弹簧悬挂装置：车辆在轨道上运行时，由于线路：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。为了提

28、高车辆运将伴随产生复杂的振动和冲击。为了提高车辆运行的平稳性，保证旅客的舒适度，必须装有弹簧行的平稳性，保证旅客的舒适度，必须装有弹簧悬挂装置悬挂装置 。（1）车辆上安装的弹簧悬挂装置按其作用的不同，大体可分为三类： 第一类为主要起缓和冲击作用的缓冲装置，如空气弹簧和轴箱弹簧； 第二类是主要起衰减振动(消耗振动能量)作用的减振装置，如垂向、横向减振器； 第三类是主要起弹性约束作用的定位装置，如轴箱定位装置，心盘与构架之间的纵、横向缓冲止挡等。（2）按其安装位置的不同，弹簧悬挂装置又可分为两类：第一类为一系弹簧悬挂装置（简称一系悬挂），主要位于轮对和构架之间，如轴箱弹簧、一系垂向液压减振器；第二

29、类为二系弹簧系悬挂装置（简称二系悬挂），主要位于构架和车体之间，如空气弹簧、二系垂向液压减振器、二系横向液压减振器、抗侧滚扭杆、横向止挡等。车辆悬挂形式选择：车辆悬挂形式选择：1、一次减振悬挂：只选择一系悬挂装置或二系悬挂、一次减振悬挂：只选择一系悬挂装置或二系悬挂装置作为弹簧悬挂形式；装置作为弹簧悬挂形式；2、两次减振悬挂：为一系悬挂装置和二系悬挂装置、两次减振悬挂：为一系悬挂装置和二系悬挂装置的串联形式。（目前地铁、轻轨车辆多采用此种形的串联形式。（目前地铁、轻轨车辆多采用此种形式）式） 一一次减振次减振悬挂悬挂 两次减振两次减振悬挂悬挂一系悬挂装置一系悬挂装置一系悬挂装置主要功能：一系悬

30、挂装置主要功能：1、将轮对定位在构架上，连接轮对与构架（通过轴箱定位装置和轴箱弹簧实现）；2、传递牵引力和制动力 ；3、缓冲牵引力及制动力的冲击；4、支撑构架及车体重量 。一系悬挂装置组成：一系悬挂装置组成：轴箱弹簧（一系弹簧）、一系减振器一系一系弹簧弹簧一系减振器一系减振器作用：作用： 1）与弹簧一起构成弹簧减振装置（一系减振器和二系减振器）； 2）阻止振动，消耗振动能量； 3）变机械能为热能。分类：分类： 1）按阻力特性分为常阻力和变阻力； 2）按安装位置分为轴箱和中央减振器； 3）按减振方向分为垂向和横向减振器； 4）按结构特点分为摩擦和液压减振器。液压减振器。摩擦减震器和液压减振器的比

31、较工作原理优点缺点应用场合摩擦减振器机械摩擦结构简单，成本低，制造维修方便减振性能较差铁路货车液压减振器利用液体粘滞阻力所作的负功来吸收振动能量可自动调节振动性能结构复杂铁路客车，地铁一系垂向减振器二系垂向减振器二系横向减振器减振器在转向架上的一般布置形式减振器在转向架上的一般布置形式 2.4.2二系悬挂二系悬挂装置（中央悬挂装置）装置（中央悬挂装置）二系悬挂二系悬挂装置组成：装置组成：空气弹簧、二系垂向减振器、二系横向减振器、高度调节装置、横向止挡等；二系悬挂装置主要功能：二系悬挂装置主要功能：1、支撑车体重量；2、减小振动、避免共振，提高车辆的运行平稳性；3、通过高度阀调节确保车辆地板高度

32、。4、横向止挡装置限制二系悬挂装置横向变形，以免超出正常自由范围，其弹性阻尼元件用来减小横向冲击。二系悬挂装置二系悬挂装置空气弹簧空气弹簧空气弹簧主要功能：空气弹簧主要功能：支撑车体重量；减小振动、避免共振，提高车辆的运行平稳性；通过高度阀调节确保车辆地板高度。 空气弹簧可以显著改善车辆的动力性能和运行品质，近年来在地铁、轻轨和高速列车上获得了广泛应用。空气弹簧空气弹簧横向止档横向止档 横向止挡装置限制二系悬挂装置横向变形，以免超出正常自由范围，其弹性阻尼元件用来减小横向冲击；横向止挡位于牵引座两侧，设有自由间隙和弹性间隙。二系减振器二系减振器 二系垂向减振器与二系悬挂系统的空气二系垂向减振器

33、与二系悬挂系统的空气弹簧并行布置，用来提高运行质量；弹簧并行布置，用来提高运行质量； 二系横向减振器主要用于减少车体的横二系横向减振器主要用于减少车体的横向运动。向运动。 城市轨道车辆车体是直接坐落于空气弹簧上的，城市轨道车辆车体是直接坐落于空气弹簧上的，必须靠转向架牵引装置来传递纵向力和转向功能，所必须靠转向架牵引装置来传递纵向力和转向功能，所以要求牵引装置具备以下功能：以要求牵引装置具备以下功能：(1) 能够传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系能够传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系弹簧在垂向和横向上柔软地动作；弹簧在垂向和横向上柔软地动作；(2) 纵向具有适当的弹性以缓和由于转向架点

34、头、纵向具有适当的弹性以缓和由于转向架点头、车轮重量不平衡等引起的纵向振动；车轮重量不平衡等引起的纵向振动；(3) 结构上应便于车体与转向架的分离和连接；结构上应便于车体与转向架的分离和连接；2.2.5 转向架牵引装置转向架牵引装置 (4) 需要安装横向油压减振器、横向缓冲橡胶、需要安装横向油压减振器、横向缓冲橡胶、空气弹簧异常上升止挡等，而这些部件的安装和空气弹簧异常上升止挡等，而这些部件的安装和拆卸不能增加车体与转向架分离作业的工时；拆卸不能增加车体与转向架分离作业的工时；(5) 使转向架能够相对于车体旋转，使列车自由使转向架能够相对于车体旋转，使列车自由通过曲线。通过曲线。 转向架牵引装

35、置转向架牵引装置 作用：作用：将电机的扭矩转化为转向架轮对转矩，利用轮轨的粘着作用，驱使车辆沿着钢轨运行；传动装置是一种减速装置，用来使高转速、小扭矩的牵引电动机驱动具有较大阻力矩的动轴。2.2.6 动力动力转向架的传动系统转向架的传动系统 传动装置需具备以下要求传动装置需具备以下要求 ：1、传动装置应保证能使牵引电动机功率得到有效发挥2、电动机电枢轴应尽量与车轴布置在同一高度上，以减少线路的不平顺对齿轮的动作用力。3、电动机在安装上应有减振措施。4、传动装置应不妨碍小直径动轮的使用。5、传动装置本身应该简单可靠，具有最少量的磨耗件。6、当牵引电动机或驱动机发生损坏时，应易于拆卸。 目前，城市

36、轨道交通车辆动力转向目前，城市轨道交通车辆动力转向架的传动系统主要采用架的传动系统主要采用横向牵引电机横向牵引电机传传动方式。动方式。 该传动装置将牵引电机支承于构架该传动装置将牵引电机支承于构架横梁上，它采用电机轴和高弹性的联轴横梁上，它采用电机轴和高弹性的联轴器驱动齿轮减速箱器驱动齿轮减速箱，牵引，牵引电机重量由转电机重量由转向架构架全部向架构架全部承担。承担。第三节第三节 车辆连接装置车辆连接装置 车辆连接装置主要包括：车钩缓冲装置（以下简称车钩）和贯通道装置，通过它们使列车中车辆相互连接，实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道的连接。 主要内容主要内容 2.3.1车钩缓冲装置（简称车钩）车

37、钩缓冲装置（简称车钩）2.3.2车钩的分类及配置形式车钩的分类及配置形式2.3.3 贯通道贯通道 2.3.1车钩缓冲装置（简称车钩）车钩缓冲装置（简称车钩） 车钩轨道车辆最基本的，也是最重要的部件之一。它用来连接列车各车辆，实现车辆之间机械、电气和气路的连接，并且传递与缓解列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。1 1、作用：、作用： 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。 车钩的基本组成车钩的基本组成 14 3521-机械钩头机械钩头2-空

38、气连接管空气连接管3-电气连接装置电气连接装置4-缓冲器缓冲器5-钩尾座钩尾座 车钩缓冲器作用作用：缓和列车在运行中牵引力变化或制动及调车作业时，车辆之间相互碰撞而引起的冲击和振动，吸收能量以缓和车辆之间的冲击力，减少车辆之间的纵向动力作用。缓冲器的工作原理：借助于弹性元件来缓和冲击作用，同时在变形过程中借助摩擦和阻尼吸收冲击能量。根据缓冲器的结构和工作原理，一般可将缓冲器分为以下几种类型：弹簧式缓冲器、摩擦式缓冲器、橡胶缓冲器、摩擦橡胶式缓冲器、液压缓冲器等。1-液压缓冲器 2-支承座 液压车钩缓冲器缓冲器的主要性能参数缓冲器的主要性能参数（1）行程：是缓冲器受力后结构所允许的最大变形量）行

39、程：是缓冲器受力后结构所允许的最大变形量。最大变形时弹性元件处于压死状态，若作用力继续。最大变形时弹性元件处于压死状态，若作用力继续增大，变形量也不再增加。增大，变形量也不再增加。（2）最大作用力：缓冲器产生最大行程时所对应的作）最大作用力：缓冲器产生最大行程时所对应的作用力。用力。（3）容量：缓冲器在全压缩过程中，作用力在其行程）容量：缓冲器在全压缩过程中，作用力在其行程上所做的功的总和称为容量，它是衡量缓冲器能量大上所做的功的总和称为容量，它是衡量缓冲器能量大小的主要指标，如果容量太小，则冲击力过大时将会小的主要指标，如果容量太小，则冲击力过大时将会产生刚性冲击。产生刚性冲击。（4）能量吸

40、收率：缓冲器在压缩过程中，有一部分能）能量吸收率：缓冲器在压缩过程中，有一部分能量被阻尼所消耗，其所消耗部分的能量与容量之比称量被阻尼所消耗，其所消耗部分的能量与容量之比称为能量吸收率。为能量吸收率。 2.3.2车钩的分类及配置形式车钩的分类及配置形式目前，城市轨道交通车辆使用的车钩基本上分为目前，城市轨道交通车辆使用的车钩基本上分为自动车钩、半自动车钩和半永久车钩三种。自动车钩、半自动车钩和半永久车钩三种。机械连接方式机械连接方式气路连接方式气路连接方式电路连接方式电路连接方式全自动车钩全自动车钩自动自动自动自动自动自动半自动车钩半自动车钩自动自动自动自动人工人工半永久车钩半永久车钩人工人工

41、人工人工人工人工A（Tc）车）车B（Mp）车）车C（M）车）车半永久车钩半永久车钩 半自动车钩半自动车钩 （或半永久车钩）（或半永久车钩）全自动车钩全自动车钩半自动车钩半自动车钩图图3.3 一个单元编组列车上的车钩一般配置形一个单元编组列车上的车钩一般配置形式式（以上海地铁六节编组列车为例以上海地铁六节编组列车为例） 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。 半自动车钩一般用于一列车的两个或三个单元间的连接，以及A车与动车间的连接，即主要为了方便把B-C车（或C-B车）固定连接的单元与A车，或与另三节编组的单元连接和分解。 半永久车钩主

42、要为了实现B、C车能组成一个固定的单元。B车的半永久车钩位于后端而C车的半永久车钩位于前端。（另外在有的线路上，在A车与B车之间也使用半永久车钩代替半自动车钩进行B-C车固定连接的单元与A车的连接）。2.3.3 贯通道贯通道贯通道装置位于两节车厢的连接处，是连接两车辆通道的重要组成部分，它是车辆与车辆之间的连接通道 作用： 1、贯通道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、通过它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、贯通道装置具有良好的防雨、防风、防尘、隔音、隔热等功能。分类：整体式和分体式（上海

43、、广州、深圳地铁等城市轨道车辆均采用宽体封闭式贯通道、该贯通道采用分体式结构 ） 结构组成（分体式贯通道 ） 1、波浪折棚组成； 2、连接框； 3、连接顶板； 4、移动侧墙 5、滑动支撑 6、车厢和连接框侧渡板 第四节第四节 车体车体2.4.1 2.4.1 车体的结构车体的结构2.4.22.4.2 车体的材料车体的材料作用：作用：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。 2.4.1 车体的结构车体的结构城市轨道车辆车体的基本特征：城市轨道车辆车体的基本特征： 车体设计要满足大量机电设备安装的需求； 座位少、车门开度大、服务设备简单； 重量限制严格，要求轻量化； 具有较好的

44、隔音、减振、隔热、防火等性能； 用于市内交通，对车辆的外观造型和色彩都有美化城市和与城市景观相协调的要求。 车体的基本结构车体的基本结构（1）车顶 1）车顶设受电弓或空调机组安装座； 2）A（T） 、B（Mp） 、C（M）车的车顶形式不同（ A、C车形式相同）。（2）底架 1）车底架设各种吊梁、吊卡、线槽、安装座，用来安装车钩缓冲装置、各种机电设备、制动设备等； 2）B（Mp）车和C（M）车的底架形式相同，但与A（T）车的底架形式不同。 （3）侧墙（左、右侧各1个） 侧墙设窗口及旅客乘降门口；（4）端墙 带驾驶室的车辆前端设司机瞭望窗口，后端设门口或贯通道口；底架的作用底架的作用一是作为底架结

45、构中的主要承力部件和连接构件，底架的枕梁及全部横梁的端部都与侧梁焊接，地板梁也与侧梁的上翼缘表面搭接；二是作为侧墙结构中的主要承力部件和安装基础，侧墙的立柱、侧墙板分别焊在侧梁的上翼缘表面和腹板外表面。2.4.2 车体的材料车体的材料 车体按照所使用的材料可分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体三种，早期的城市轨道车辆车体材料基本上是碳素钢(包括普通低碳钢和耐候钢)，目前主要使用铝合金和不锈钢。 1、铝合金车体结构与组成、铝合金车体结构与组成（1）结构：整体焊接式模块化车体结构；（2）组成：车顶，侧墙、端墙，地板。模块化车体优点模块化车体优点：（1）在每个模块的制造过程中均要对其质量进行验证，

46、从而保证整车总装后试验比较简单，整车质量也容易保证；（2）复杂的和技术难度大的模块和部件可以由国外引进，其余模块和部件可以在本地生产；（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。2、铝合金材料特性、铝合金材料特性 （1） 质轻且柔软； （2） 强度好； （3） 耐腐蚀性能好；（4） 加工性能好； （5） 易于再生。 3、不同材料车体优越性及发展趋势、不同材料车体优越性及发展趋势 （1）重量（2）密封与隔热隔音（3）事故处理（4）腐蚀（5）制造成本（6）寿命周期成本车

47、体轻量化的意义：车体轻量化的意义： 1）减轻材料和牵引动力的消耗； 2）减轻车辆走行部分和线路的磨耗。车体轻量化的途径：车体轻量化的途径： 采用先进材料替代现有普通碳素钢车体材料，其中包括： 1）采用低合金钢材料，重量减轻10%15%； 2）采用半不锈钢或不锈钢材料，重量减轻1t2t； 3）采用铝合金材料，重量可减轻3t5t。第五节第五节 制动系统制动系统 l 2.5.1制动概述制动概述l 2.5.2列车制动系统列车制动系统l 2.5.3供气系统供气系统l 2.5.4制动控制系统制动控制系统l 2.5.4制动控制策略制动控制策略l 2.5.5防滑控制系统防滑控制系统 1）使电动车组迅速减速或停

48、车； 2）防止电动车组下坡运行时因重力作用而导致速度增加； 3）避免停放车辆因重力或风力吹动而溜走（停放制动）。 反之，对已经施行了制动的列车，为了重新启动或再次加速必反之，对已经施行了制动的列车，为了重新启动或再次加速必须解除或减弱其制动作用，这种做法称为制动的须解除或减弱其制动作用，这种做法称为制动的缓解缓解。制动的意义：制动的意义：2.5.1制动概述制动概述制动的基本概念制动的基本概念1、制动力、制动力 由制动装置产生的，与列车运行方向相反的外力，称为制动力。 2、制动距离、制动距离 从司机施行制动（将司机控制手柄拉至制动位）的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车在这段时间内所行驶过的

49、距离。 3、制动能力、制动能力 能使列车在规定的安全范围内或规定的安全制动距离内可靠地把车停下来的能力 。从能量的角度看，制动的实质就是将列车上的动能转移出去；其转移动能的能力就是制动功率。 制动方式分类制动方式分类制动方式按动能转移方式按制动力形成方式按制动源动力分类摩擦制动动力制动踏面制动盘形制动轨道电磁制动电阻制动再生制动粘着制动非粘着制动空气制动电气制动将电动车组的动能通过摩擦转变为热能将牵引电机转变为发电机，使列车动能转变为电能人为的使电动车组减速或阻止其加速的外力踏面制动踏面制动制动原理：制动原理：通过闸瓦与车轮之间的摩擦作用，将车组动能转化为热能，起到制动作用；闸瓦种类：闸瓦种类

50、：铸铁、合成闸瓦、粉末冶金闸瓦；局限性：局限性：动能转化为热能的能力大于热能散于大气的能力，制动功率较大时，容易导致闸瓦与车轮之间的温度升高，使闸瓦熔化或车轮踏面产生裂纹。因此采用该制动方式时，对制动功率要有限制。踏面制动是最常用的一种制动方式！踏面制动是最常用的一种制动方式！单元制动器 1-制动缸 2-基础制动装置 3-闸瓦 4-车轮 5-钢轨踏面制动原理停放装置停放装置 单元制动器安装于转向架横梁组成的下方。单元制动器安装于转向架横梁组成的下方。带停放带停放单元单元制动器安装在每个转向架上处于对角线的两个车轮的一侧，制动器安装在每个转向架上处于对角线的两个车轮的一侧，而另一对角线的两个车轮

51、的一侧安装而另一对角线的两个车轮的一侧安装不带停放不带停放制动单元制动制动单元制动器。器。 城市轨道车辆用踏面制动装置：城市轨道车辆用踏面制动装置：采用单元制动装置，用以克服转向架下面安装大量的电力牵引设备所带来的困难。单元制动装置包括制动缸、闸瓦间隙调整器，停放制动器等。闸瓦间隙调整器作用：闸瓦间隙调整器作用：使缓解缓解时自动调整闸瓦与车轮踏面之间的间隙，使之在的范围之内，不因二者制动时的磨耗而增加。它省去了传统基础制动装置中的一系列传动部件，大大提高了传动效率。停放制动器：停放制动器：是一套辅助制动装置，其设置目的是在车辆停放时，防止车辆溜行 。单元制动装置优点：单元制动装置优点：结构紧凑

52、，制动效率高，作用灵敏，容易做到少维修或无维修。盘形制动盘形制动种类：种类：轴盘式和轮盘式；制动原理：制动原理：通过闸片与制动盘之间的摩擦作用，将电动车组的动能转化为热能，起到制动的作用；盘形制动装置盘形制动装置 构造和工作原理：构造和工作原理：由单元制动缸、夹钳装置、闸片和制动盘组成。制动时，制动缸缸体和活塞杆带动两根杠杆，通过杠杆和支点拉板组成的夹钳，使装在闸片托上的闸片同时夹紧制动盘上的两个摩擦面，通过闸片与制动盘之间的摩擦作用，将电动车组的动能转化为热能，起到制动的作用产生制动作用。 特点：特点： 1）不存在对车轮的热影响，减少了其磨耗，延长其使用寿命； 2）散热性较好，故允许有较高的

53、制动功率； 3）可自由选择制动盘和闸片的材料，可获得较高的摩擦系数，同时制动装置重量有所减轻； 4）运用经济； 5）轮轨间的粘着系数有所降低。 优点：优点：由于可以双向选择摩擦副，可获得比闸瓦制动大得多的制动功率。（相接触的两个物体产生摩擦而组成的一个摩擦体系称为摩擦副） 分类：分类：根据制动盘安装形式，可分为轴盘式和轮盘式 材料：材料：铸铁盘和合成闸片（a）轴盘式）轴盘式 （b）轮盘式）轮盘式1-轮对轮对 2-制动盘制动盘 3-单元制动缸单元制动缸4-制动夹钳制动夹钳 5-牵引电机牵引电机轴盘式轴盘式(拖车用较多拖车用较多) 轮盘式轮盘式(动车用较多动车用较多) 为什么多用于动车？小汽车、摩

54、托车上也叫碟刹。为什么多用于拖车？轨道电磁制动（磁轨制动）轨道电磁制动（磁轨制动） 制动原理：制动原理：通过磨耗板与钢轨之间的摩擦作用，将电动车组的动能转化为热能，并最终耗散于大气，起到制动的作用；优点：优点：可获得较大的制动力，常被轨道车辆用作紧急制动的一种补充制动手段。1-1-电磁铁电磁铁 2-2-升降风缸升降风缸 3-3-钢轨钢轨 4-4-转向构架侧梁转向构架侧梁 5-5-磨耗板磨耗板动力制动动力制动制动原理：制动原理：制动时将牵引电机变为发电机，使列车动能转化为电能；分类分类（按照对电能的不同处理方式）：电阻制动、再生制动。分类制动原理特点制动优先级电阻制动将发电机发出的电能加于电阻器

55、上，将电能转化为热能可提供较稳定的制动力，但车体下部需安装体积较大的电阻箱低再生制动将电动机车组的动能通过电机转化为电能后，再使电能反馈回电网提供给别的列车使用既节约能源，又减少环境污染，是一种较理想的制动方式高制动时，车轮与钢轨之间有三种可能状态:车轮在钢轨上运动形式车轮与钢轨之间的制动力特点纯滚动状态纯滚动，二者之间为静摩擦二者之间的最大静摩擦力是一种较难实现的理想状态滑行状态滑行二者之间的动摩擦力是一种必须避免的事故状态粘着状态滚动、滑行兼有，滚动为主粘着力是车辆运行常见状态纯滚动状态举例：如将机械动能转变为电势能实现减速；或将机械动能转变为机械势能，通过上坡的办法来减速；在水平轨道无动

56、力滑行。分类 控制部分执行部分动力制动系统 制动信号发生与传输装置（指令和通讯网络）以及制动控制装置 电机空气制动系统基础制动装置（踏面制动或盘式制动装置）列车制动系统组成部分及分类另外，空气制动系统还包括有供气部分（又称供气系统）。另外，空气制动系统还包括有供气部分（又称供气系统）。列车制动系统特点列车制动系统特点1、操纵灵活，制动减速度大，作用灵敏可靠，车组前后车辆制动、缓解作用一致。2、具有足够的制动能力，保证车组在规定的制动距离内停车。3、对新型的城市轨道交通车辆，一般要求具有动力（电）制动功能，并且在正常制动过程中，应尽量充分发挥电制动能力，以减少对城市环境的污染和降低运行成本。同时

57、还应具有电制动与摩擦制动协调配合的制动功能。4、制动系统应保证列车在长大下坡道上制动时，其制动力不会衰减。5、电动车组各车辆的制动能力应尽可能一致，制动系统应根据乘客量的变化，具有空重车调整能力，以减少制动时的纵向冲动。6、具有紧急制动能力。遇有紧急情况时，能使城市轨道列车在规定距离内安全停车。紧急制动作用除可由司机操纵外，必要时还可由行车人员利用紧急按钮进行操纵。7、城市轨道列车在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障等危及行车安全的事故时，应能自动起紧急制动作用。列车制动模式列车制动模式1、常用制动列车管压500（600）KPa140（170）KPa。通过局减口排风，制动波速较紧急制动略慢2

58、、快速制动快速制动这个概念一般出现在CRH里，快速制动的制动力大小为常用的1.5倍，使车辆尽快减速。3、紧急制动通过紧急排风口排风，列车管压迅速排零，波速传递快，制动力量相对大一点4、停放制动停放制动停放制动用于长时间停车，要将制动锁住5、保持制动保持制动保持制动用于短时停车第六节第六节 城市轨道车辆辅助系统城市轨道车辆辅助系统 辅助供电系统 空调系统 照明系统车辆辅助供电系统车辆辅助供电系统 辅助逆变器 蓄电池 熔断器 继电器 空调通风装置空调通风装置 作用：确保车内有一个舒适的环境温度、湿度和充足的新鲜空气 设计要求：考虑其乘员多，乘客上、下频繁，有一定的运行时间段及所在城市运营环境（包括

59、地下环境）等特殊因素，空调通风装置设计应充分研究乘客在不换衣着，短时乘坐这一瞬态条件下的“舒适”体验及生理需求。这样在选取空调工况、机组性能及通风组织时要充分考虑到城市轨道交通，尤其地铁客车的特殊性。一般要求风量大，风速高，温度接近外界。而空调机组则要求小型轻量、结构紧凑、安全可靠、免维护程度高。 空调通风装置空调通风装置 121-通风与空调设备2-车厢主体安装位置安装位置 车辆照明系统车辆照明系统 分类：包括客室照明、外部照明及工作照明。 客室照明 电源：220V交流电流和110V直流电源。 功能：正常照明、应急照明 正常情况下：电源由辅助逆变器提供， 紧急情况下：由蓄电池提供。客室至少保持

60、一半以上照明，并且要求客室内照度均匀。 230V网络1/4正常照明230V网络2/3正常照明紧急照明客室照明第八节第八节 城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆电力牵引系统电力牵引系统 主要内容8.1电力牵引系统发展概况8.2城市轨道交通电力牵引系统特性8.3牵引供电方式8.4城市轨道交通电力牵引系统组成8.5城市轨道直流电力牵引系统8.6城市轨道交通交流牵引系统8.7交流牵引系统主回路相关电气设备8.8城市轨道车辆用直线感应电机 8.1电力牵引系统发展概况 （1）城市轨道交通电力牵引系统基本功能电能电机机械能并且在必要时通过车辆电气制动系统对车辆实施制动。 城市轨道交通车辆的电力牵引系统是指车辆经