地铁车辆系统介绍课件

10八月2023地铁车辆系统介绍31七月2023地铁车辆系统介绍1第一节、城市轨道交通车辆概述一、城市轨道交通对车辆的要求城市轨道交通车辆是城市轨道交通的乘客运载工具，也是城市轨道交通的最重要的设备，在城市轨道交通中车辆的技术含量较高。车辆的数量、品种、质量和技术水平直接影响城市轨道交通发展和运营。因此，要求车辆具有相当的先进性、可靠性和实用性。1、安全。列车采用安全自动控制系统来操作，严格保证列车行车间隔。车辆蓄电池可以提供45分钟的应急照明和通风，具有紧急对讲装置、客室监视录像、车门紧急解锁装置、乘客广播系统、烟雾报警装置和紧急疏散门等装置，确保乘客安全。车辆及其设备禁止使用易燃材料，应采用高阻燃性、低发烟浓度、低毒性的环保材料。2、快速。列车运行最高时速达80公里，加速快，制动距离短，并且具有高的实用性，适应线路条件。车辆上采用了大量的高新技术，如车体结构、材料的轻量化。8/10/20232第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/20232第一节、城市轨道交通车辆概述3、准时。列车具有高的可靠性和可维护性，故障率低，便于维修。4、舒适。列车运行平稳，车内服务设施齐全（照明、广播、车载电视、乘客扶手、残疾人车位等）、外观美观、低噪音、容量大，保证乘客在旅途中舒适、愉快。5、便利。列车具有足够的客室门，客室门的开度和高度要便于各种乘客方便地上下列车。6、环保、节能。车辆的设计应遵循减少能耗、减少发热设备的原则，以降低隧道内温度升高，为此要尽量减轻自重，选择效率高的传动系统。8/10/20233第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/20233第一节、城市轨道交通车辆概述二、城市轨道交通车辆分类1.按牵引动力配置分城市轨道交通车辆均为电动车组。按牵引动力配置分为：动车和拖车。动车自身具有动力装置(装有牵引电机)，具有牵引与载客双重功能，动车又可分为带有受电弓的动车和不带受电弓的动车。2.按驱动方式分城市轨道交通车辆按驱动方式分为旋转电动机驱动和直线电动机驱动。8/10/20234第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/20234第一节、城市轨道交通车辆概述3.按车辆规格分城市轨道交通车辆按车辆规格分为A型车、B型车和C型车。A型车为高运量地铁车辆的基本车型；B型车为大运量地铁车辆；C型车为轻轨车辆的基本车型，又分为低地板车型和高地板车型。A型车轴重较大，载客人数较多，车体尺寸较大。B型车相对A型车各项指标值均较小，C型车更小。4.按车辆制作材料分城市轨道交通车辆按车辆制作材料分为不锈钢、碳钢、铝合金、碳纤维等车。5.按连接方式分城市轨道交通车辆按连接方式分为贯通式或非贯通式。贯通式的全列车载客部分贯通，乘客可沿全列车走动，以有效调节各个车辆的载客拥挤度，在全列车中均匀分布，也有利于在列车发生意外事故时疏散乘客。非贯通式车辆之间无通道贯通，现已经逐步淘汰。8/10/20235第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/20235不绣钢车体、铝合金车体8/10/20236不绣钢车体、铝合金车体7/31/20236第一节、城市轨道交通车辆概述三、城市轨道交通车辆组成城市轨道交通车辆不管是动车还是拖车，主要由车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置、受流装置、电气系统、内部设备等部分组成。1.车体车体是容纳乘客的地方，是司机驾驶的处所，又是安装与连接其他设备和部件的基础。车体分为有司机室和无司机室两种。2.转向架转向架位于车体与轨道之间，用来支撑车体，牵引和引导车辆沿着轨道行驶，承受与传递来自车体及线路的各种载荷并缓和其冲击作用。转向架分为动力转向架和非动力转向架，动力转向架安装在动车上，非动力转向架安装在拖车上。8/10/20237第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/20237沈阳一号线车辆内部8/10/20238沈阳一号线车辆内部7/31/20238沈阳一号线车辆转向架8/10/20239沈阳一号线车辆转向架7/31/20239第一节、城市轨道交通车辆概述3.车钩缓冲装置车辆借助于车钩编组成列车。为了改善列车的纵向平稳性，在车钩的后部装设缓冲装置，以缓和列车的冲击。另外还必须连接车辆之间的电气和空气的管路。4.制动装置制动装置是使车辆减速、停车，保证列车安全运行必不可少的装置。在动车和拖车上均要设置制动装置，才能使运行中的车辆按需要减速或在规定的距离内停车。5.空调通风系统随着城市轨道交通车辆服务质量的提高，为改善车厢的空气质量必须要有通风装置，目前均采用空调通风系统。6.受流装置受流装置从接触导线或导电轨将牵引电流引入动车。接触网受流采用受电弓。接触轨受流采用轨道受流器。8/10/202310第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202310半自动车钩及缓冲器8/10/202311半自动车钩及缓冲器7/31/202311空气弹簧、制动装置、安全索8/10/202312空气弹簧、制动装置、安全索7/31/202312第一节、城市轨道交通车辆概述7.车辆电气牵引系统车辆电气系统指车辆上的各种电气牵引设备及其控制电路。车辆电气牵引系统有直流电气牵引系统和交流电气牵引系统两种。随着电力电子技术和微电子技术的高速发展，目前几乎所有车辆都采用交流牵引电机和交流调频调压(VVVF)控制的交流电气牵引系统。8.车辆内部设备车辆内部设备包括车电、通风、取暖、空调、座椅、拉手等服务于乘客的固定附属装置和蓄电池箱、主控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各种电气开关、接触器箱等服务于车辆运行的设备装置。9.列车控制和诊断系统微机控制系统有自我监控和诊断功能，能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。10.乘客信息系统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、安全信息和其他公共信息；在列车发生故障或事故时，向乘客提供回避危险的指挥、指导信息等。8/10/202313第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202313第一节、城市轨道交通车辆概述四、城市轨道交通车辆的特点/优点。1.载客能力较强由于城市轨道交通车辆服务于城市居民的市内交通，车内的平面布置上有其特征，座位少，车门多且开度大，内部设备十分简单等。大型车辆每辆约可载客310人。2.动力性能良好为了适应城市轨道交通线路曲线半径小、坡度大、停站多的运营条件，城市轨道交通车辆的加速能力强，制动效果好。3.安全可靠性较高城市轨道交通车辆设备先进，可靠性稳定性强，故障率低，在突发情况下适应性强(防火、紧急出口等)。4.环境条件优越城市轨道交通车辆设计完善照明和空调，并且提供适量的座椅和众多的扶手。8/10/202314第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202314第一节、城市轨道交通车辆概述五、城市轨道交通列车编组城市轨道交通车辆均采用电动车组，固定编组，辆数为4～8节，依据客流量而定。一般采用6节编组，其中包含两辆带司机室的拖车(A)、两辆无司机室带受电弓的动车(B)、两辆不带受电弓的动车(C)，列车排列形式为：A—B—C—C—B—A。带驾驶室的A型始终编在列车的两端，其他车型在列车中的位置可以互换，这样就能保证所编列车首尾两节车均带有司机室。6节编组也可以编成A—B一C—B一C—A。当采用4节编组时，其排列为：A—B—B一A。当采用8节编组时，其排列为：A—B—C一B—C—B—C—A，也可以是A—B一C一C—B—B—C—A。8/10/202315第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202315第一节、城市轨道交通车辆概述六、城市轨道交通车辆限界对于城市轨道交通车辆的横断面的形状和尺寸要有一定限制，以与隧道或线路上所留出的空间相适应，防止车辆在直线或曲线上运行时与各种建筑物及设备发生接触。车辆限界就是这个限制车辆横断面最大允许尺寸的轮廓图形。车辆的一切突出部分和悬挂部分都应容纳在车辆限界之内。设备限界是位于车辆限界以外的一个轮廓，地面固定设备(包括各种电缆线、消防水管及消防栓、动力箱、信号箱及信号灯、照明灯、扩音器、通风管、架空线及其固定设备、接触轨及其固定设备等)的任一部分均不得向内侵入此限界。设备限界和车辆限界之间留有一定的间隙，这个间隙主要作为未计及因素的安全留量。计算车辆是指认定具有某一横断面轮廓尺寸及认定结构的车辆在轨道上运行，并使用该车辆作为确定车辆限界及设备限界尺寸的依据。8/10/202316第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202316第一节、城市轨道交通车辆概述七、车辆的主要技术参数车辆技术参数概括地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结构的一些参数，分为性能参数与主要尺寸两大类。1.车辆性能参数(1)自重，指车辆本身的全部质量。(2)载重，即车辆允许的正常最大装载质量。(3)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最高行驶速度。车辆实际运行速度不允许超过构造速度。(4)轴重，指车辆总重量与轴数之比。(5)轴列数。例如4轴动车，设两台动力转向架。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。(6)最大起动加速度、平均起动加速度、最大制动减速度。(7)制动形式，包括摩擦制动、再生制动、电阻制动以及磁轨制动等。(8)座席数及每平方米地板面积站立人数。此外，还有通过最小曲线半径、每吨自重功率、供电电压、最大网电流、牵引电机功率等。8/10/202317第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202317第一节、城市轨道交通车辆概述2.车辆的主要尺寸车辆的主要尺寸除车辆全长及转向架固定轴距外尚有：(1)车辆最大宽度、最大高度，指车体最宽部分的尺寸和车辆顶部最高点离钢轨水平面之间的距离，它们均需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。(3)车钩中心线距轨面高度，简称车钩高，是指车钩钩舌外侧面的中心线至轨面的高度。(4)地板面高度，受车辆本身某些结构高度的限制，如车钩高及转向架下心盘面的高度，又与站台高度的标准有关。(5)车辆定距，指车辆两相邻转向架中心之间的距离。8/10/202318第一节、城市轨道交通车辆概述7/31/202318第二节、沈阳地铁车辆概述（二）车外噪声水平：1．空载列车在静止状态和自由声场内，所有辅助设备同时运行，沿水平方向距离走行轨线路中心线7.5m处，在列车任意一侧、列车长度范围内的任意测得的噪音不超过72dB（A）；2．列车以不超过80km/h的任意恒定速度运行时，沿水平方向距离线路中心线7.5米处测量，车辆发出的噪声不超过80dB（A）。十一、信号防护系统列车采用ATC控制系统，包括列车自动监控子系统（ATS）、列车自动保护子系统（ATP），列车自动驾驶子系统（ATO），可以满足远期2分钟行车间隔要求。8/10/202319第二节、沈阳地铁车辆概述7/31/202319第二节、沈阳地铁车辆概述十二、牵引制动系统采用IGBT元件，并配备先进的计算机控制的VVVF调速，三相鼠笼式异步电机驱动的牵引控制系统；制动系统采用电制动（包括再生制动和电阻制动）与空气制动协调作用的电控制动系统。十三、脱轨系数≤0.8十四、机械安全撞击能量吸收：当一空载列车以≤15km/h的速度与另一列停放（制动）状态的列车相撞时，车钩缓冲装置能有效地吸收其撞击能量，保证车体不产生变形。8/10/202320第二节、沈阳地铁车辆概述7/31/202320第三节、城市轨道交通车辆的机械部分城市轨道交通车辆的机械部分包括车体、车门、转向架、车钩缓冲装置、制动装置、空调通风系统等。一、车体车体是城市轨道交通车辆的主体结构。它支撑在转向架上，是车辆的上部结构，构成车辆的主体，用以载客。车体底架下部及车顶上部安装传动机构、电气设备和内装设施。它要承受和传递各种动静载荷及振动，还要隔音、减振、隔热、防火，在事故状态下尽可能保证乘客的安全。1.对车体的要求(1)对重量的限制现代轨道车辆车体的发展趋势是整体承载、轻量化设计。。(2)对防火要求严格特别是运行于地下隧道的车辆，一旦发生火灾后果不堪设想，因此在车体的结构及选材上必须进行防火设计和阻燃处理，采用了防火、阻燃、低烟和低毒的材料。(3)对隔音和减噪有严格要求要最大限度地降低噪声，减少对乘客和沿线居民的影响。8/10/202321第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202321第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(4)对外观造型和色彩有较高要求由于用于市内交通，对车辆的外观造型和色彩都要美化，以与城市景观相协调。(5)有良好的密封性和排水功能以适应全天候运行的要求，并为乘客创造良好的乘车环境。(6)车体的外形特点一般类似矩形有的为类似鼓形，选取这样的外形是为了使车辆获得最大的空间截面积，从而使城市轨道交通工程取得较好的整体经济效益，同时也提高了车辆在隧道内的“活塞”效应，加强隧道的自然通风能力。(7)车体有防撞功能A车底架的前端设有撞击能量耗散区，其上开有数排椭圆孔，当车辆受到迎面意外撞击时，它能产生较大的塑性变形，从而吸收纵向冲击能量；司机室前端安装防爬器，不仅可以起到车辆相撞时车辆之间防爬的作用，且通过对防爬器内部剪切部件的破坏实现能量的吸收，起到保护司机、乘客和车体的作用。8/10/202322第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202322第三节、城市轨道交通车辆的机械部分2.车体结构城市轨道交通车辆车体分有带司机室车体和无司机室车体两种。车体按结构功能分为车体(壳体)、车门、车窗、贯通道和内装饰。车体由底架、车顶、侧墙、端墙等部件组成整体承载结构，为封闭筒形结构，整体承载方式。车体底架由地板梁、牵引梁、枕梁、横梁、侧梁组成。车体的左右侧墙各有5对车门和4个车窗。车体两端的端墙由弯梁、贯通道立柱和墙板组成。一般司机室采用框架结构，外罩玻璃纤维增强塑料罩壳，用螺栓紧固在车体构架上。司机室前端设司机嘹望窗口，司机室内布置有驾驶台、转椅和设置有司机需要操作的各种电器的设备箱。司机室与载客部分隔离，后端墙设贯通门。在隧道运行的车辆前端还应设有乘客紧急安全疏散门。车体是搭载乘客的地方，采用美观、舒适的内部装饰。车体内还布置有座椅、扶手、立柱、乘客信息系统等各种乘客服务设施，以及车门紧急手柄、紧急对讲、灭火器等安全设施。车体上还安装了车辆电子、电器、机械等各种设备和部件。8/10/202323第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202323第三节、城市轨道交通车辆的机械部分3.车体材料按使用的主要材料，车体分为碳素钢、不锈钢、铝合金三大类。车体原来采用普通碳素钢制造，由普通碳素钢型材构成骨架，外侧包薄钢板，构成一个闭口的整体承载的筒形薄壳结构，自重达10～13t。由普通碳素钢制成的车体，自重大，在使用中腐蚀十分严重，增加了维修的工作量和开支，目前只应用于货车和工程车。采用不锈钢(牵引梁采用耐候钢)制成的车体，车体无需做防腐处理和表面油漆，在保证强度、刚度的前提下，板厚可减小，简化了工艺，减轻了自重(约10％～20％)，同时也提高了使用寿命。采用铝合金的车体，由挤压铝型材拼焊而成，比之钢制车体焊缝数量和焊接工作量大大减少，焊接变形易于控制，重量大为减轻(减轻30％～40％)，工艺更为简单、标准、规范，可保证车体承载结构在使用寿命期内(30年)不需结构性维修和加固。目前主要应用于动车组和地铁A型车辆制造。但无论是耐候钢车体、不锈钢车体、铝合金车体，车体内表面均应喷涂2～4mm厚的防震隔音阻尼涂层。8/10/202324第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202324第三节、城市轨道交通车辆的机械部分4.车体的轻量化车辆的轻量化不仅节约制造材料，可减轻车辆走行部分和线路的磨耗，延长使用寿命，而且在相同客流的条件下可以降低牵引动力的消耗，会带来巨大的经济效益，具有重要的现实意义。8/10/202325第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202325第三节、城市轨道交通车辆的机械部分5、贯通道

贯通道的位移量与车辆在各种运行条件下通过曲线的位移量相适应，确保顺利通过最不利条件的组合（竖向曲线，水平曲线，最不利线路条件及车速）。能通过曲线半径R=110m的弯道。贯通道，净宽度为1300mm，净高度为1900mm。贯通道结构中，左右两侧设扶手，没有其它突出物，确保乘客通过安全、舒适。贯通道具有下列特征：高可靠，长寿命；良好的防水性能；转动、连接灵活自如；防压、隔音、隔热；良好的可互换性；8/10/202326第三节、城市轨道交通车辆的机械部分5、贯通道7/31/202关通道外部8/10/202327关通道外部7/31/202327关通道内部8/10/202328关通道内部7/31/202328第三节、城市轨道交通车辆的机械部分6、客室车窗车窗玻璃在车体外即可更换，不需要拆卸侧墙内墙板。客室侧门窗玻璃采用双层中空有色安全玻璃，颜色与客室侧窗玻璃统一。窗玻璃与门扇之间通过优质结构胶粘接。司机室侧门窗玻璃采用双层中空有色安全玻璃，颜色与客室侧窗玻璃统一。司机室前窗采用层压式高抗冲击型电热安全玻璃，具有过热保护功能。符合TB/T1451-2001标准。前窗挡风玻璃上设电动雨刷器，并保证具有足够大的工作范围，带有清洗设施，保证司机在雨、雪天能清晰地观察到前方情况及信号显示。司机室前窗挡风玻璃上方有遮阳措施。8/10/202329第三节、城市轨道交通车辆的机械部分6、客室车窗7/31/20第三节、城市轨道交通车辆的机械部分三、地铁车体内部设置1、司机室侧门在司机室的每侧各设置一个手动内藏拉门，其上部设双层中空玻璃窗。能从车内和车外开启和锁闭侧门。门的净开度：宽≥560mm，高≥1830mm。司机室侧门锁在司机室内、外均能用钥匙方便的锁闭及打开。8/10/202330第三节、城市轨道交通车辆的机械部分三、地铁车体内部设置7/3司机室侧门8/10/202331司机室侧门7/31/202331司机室门内部8/10/202332司机室门内部7/31/202332第三节、城市轨道交通车辆的机械部分2、司机室后墙门、紧急疏散门及应急伸缩板司机室后墙门设于司机室间壁的中央可以通向客室，为手动折页门，向司机室开启。车门在关闭位置能锁定，在完全开启位置设有门止卡或闭门器，车门完全开启后可以闩住。紧急疏散门紧急疏散门设在司机室前端，手动开启。紧急疏散门的锁闭状态可以在司机台上显示。紧急疏散门采用向上翻转式方案。向上翻转式门由气缸升起，气缸的使用性能安全可靠。紧急疏散门具有足够的强度。紧急疏散门便于司机或乘客操作。8/10/202333第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202333司机室后墙门8/10/202334司机室后墙门7/31/202334沈阳地铁一号线紧急疏散门8/10/202335沈阳地铁一号线紧急疏散门7/31/202335紧急疏散门内部8/10/202336紧急疏散门内部7/31/202336应急伸缩板应急伸缩板：每个司机室设1个应急伸缩板，固定在紧急疏散门处，可手动打开放下。8/10/202337应急伸缩板7/31/202337第三节、城市轨道交通车辆的机械部分3、客室座椅座椅沿客室两侧侧墙纵向布置，座椅端距客室侧门框大于300mm。座椅按人体工程学的要求设计，保证舒适美观。座椅采用优质玻璃钢材料，所有座椅材料都具有防火阻燃的性能。8/10/202338第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202338第三节、城市轨道交通车辆的机械部分4、立柱、扶手及挡风板（1）客室立柱沿车体纵向单列布置，材料采用不锈钢管。（2）具体要求：便于残疾乘客用轮椅进入车内；设轮椅位置和扶手；客室侧门入口两侧设扶手；在贯通道区设扶手；在纵向扶手上布置吊环。5、车内告示及安全监控装置（1）在侧顶板外表面上设置广告夹，沿车体纵向通长布置，用以粘贴各类广告和旅客须知等。（2）在门上方设置乘客信息显示系统（车站动态闪光地图）。（3）在侧墙客室门侧设LCD液晶显示屏。（4）每辆车客室设置2个安全监控摄像头。8/10/202339第三节、城市轨道交通车辆的机械部分4、立柱、扶手及挡风板7/立柱、扶手、挡风板、座椅8/10/202340立柱、扶手、挡风板、座椅7/31/202340残疾人轮椅区、扶手、固定装置8/10/202341残疾人轮椅区、扶手、固定装置7/31/202341吊环8/10/202342吊环7/31/202342乘客标志8/10/202343乘客标志7/31/202343门区动态地图8/10/202344门区动态地图7/31/202344液晶显示屏8/10/202345液晶显示屏7/31/202345客室监控摄像头8/10/202346客室监控摄像头7/31/202346第三节、城市轨道交通车辆的机械部分6、司机室设置Tc车前端设有司机室。驾驶台布置在前进方向的右侧。司机在座位上能方便、清楚地了望到前方线路、信号、接触网和站台，司机的视野符合UIC651的要求。司机在其座位上能清楚地看见司机室内相距500mm处的指示灯和仪表的显示值。司机室的控制设备具有如下功能：列车起动；驾驶模式选择；辅助设备的起动；行车方向的选择；操纵主控制手柄，以控制牵引和制动；停放制动；紧急制动；8/10/202347第三节、城市轨道交通车辆的机械部分6、司机室设置7/31/2第三节、城市轨道交通车辆的机械部分试灯（测试按钮显示灯）；故障信息显示；喇叭的鸣响；挡风玻璃刮雨器；司机室照明；广播和对讲。客室车门控制，将设下列设备：关门按钮；开门按钮；所有门关闭的指示灯。在驾驶台上安装左、右侧门的控制按钮，可以根据开启侧的选择来操作；并能使司机在左侧门附近处操纵左侧门。8/10/202348第三节、城市轨道交通车辆的机械部分试灯（测试按钮显示灯）；7司机室操控台8/10/202349司机室操控台7/31/202349司机室侧墙辅助操控面板8/10/202350司机室侧墙辅助操控面板7/31/202350司机控制器8/10/202351司机控制器7/31/202351司机座椅8/10/202352司机座椅7/31/202352第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7、车内设备柜TC车内的设备柜设在司机室内和客室二位端部，其它车内的设备柜设在客室的一端。设备柜内装有电气、空调控制设备等。8/10/202353第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7、车内设备柜7/31/客室电器柜8/10/202354客室电器柜7/31/202354第三节、城市轨道交通车辆的机械部分8、车下设备箱设备箱、支承及金属附件、扣件采用不锈钢。箱盖（门）装配良好、严密，符合水密性的要求。能防止雨、水和尘埃的侵入。8/10/202355第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202355车下设备箱8/10/202356车下设备箱7/31/202356第三节、城市轨道交通车辆的机械部分9、紧急设备在每个客室和每个司机室设置灭火器并配有简明易懂的使用说明，灭火器设置在车内司机室和客室适当位置，并有明显的标识。司机室内设置急救箱和便携式紧急照明工具。在客室内设置救生锤。10、钥匙系统司机用钥匙：除用于激活驾驶台的钥匙采用特殊的型式外，其余用于开启、锁闭各种门和设备箱柜门（如设备柜、电子柜、司机室侧门、司机室后墙门、逃生门、客室门）等，钥匙形状统一，使用时简单、方便。8/10/202357第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202357灭火器及安全锤标志8/10/202358灭火器及安全锤标志7/31/202358客室灭火器（放置于乘客座椅下）8/10/202359客室灭火器（放置于乘客座椅下）7/31/202359客室灭火器（放置于乘客座椅下）8/10/202360客室灭火器（放置于乘客座椅下）7/31/202360安全锤8/10/202361安全锤7/31/202361第三节、城市轨道交通车辆的机械部分四、车门车门包括客室车门、紧急疏散门、司机室侧门和司机室后墙门。1.客室车门客室车门通常称车门，用于乘客上、下车。(1)根据城市轨道交通的特点，对车门的基本要求车门应有足够的有效宽度，要均匀分布，以方便乘客上、下车；数量足够，使乘客上、下车时间满足运行密度的要求；车门附近要有足够的空间，方便乘客上、下车时周转，要确保乘客的安全，具有较高的可靠性。(2)车门的驱动方式按照驱动系统的动力来源，分为电动式车门(电动门)和气动式车门(风动门)。电动式车门的动力来源是直流电动机或交流电动机，气动式车门以压缩空气为动力，动力来源是驱动气缸。城市轨道交通车辆目前一般采用电动式车门的。8/10/202362第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202362第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(3)车门开启方式按照车门的运动轨迹以及与车体的安装方式有内藏侧移式侧移门、外挂式移门、塞拉门、外摆式车门四种形式。①内藏嵌入式侧移门，简称内藏门。在车门开／关时，门叶在车辆侧墙的外墙板与内饰板之间的夹层内移动。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动，传动机构的钢丝绳、皮带或丝杠与门叶相连接，气缸或电机驱动传动机构，从而实现车门的往复开关动作。②外挂式侧移门，简称外挂门。它的门叶和悬挂机构始终位于侧墙的外侧，其传动机构的工作原理与内藏嵌入式侧移门完全相同。③塞拉门。门叶借助车门上方安装的悬挂机构和导轨导向作用，由电机驱动机械传动机构使门叶沿着导轨滑移。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。优点是：车辆外观美观，高速行驶时减小空气阻力和噪声；密封性好，便于自动洗车装置对车体的清洗。缺点是：超员时，机械性能差，故障率高。8/10/202363第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(3)车门开启方式7/31第三节、城市轨道交通车辆的机械部分④外摆式车门，简称外摆门。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外墙成一平面。这种车门的特点是在开启的过程中，门叶需要较大的摆动空间。四种车门的性能比较标准 内藏门 外挂门 塞拉门 外摆门隔声 差 很差 很好 好隔热 差 差 好 好隔空气动压差 差 差 很好 一般乘客候车区无障碍 一般 一般 差 很差故障率低低较高较高8/10/202364第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202364第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(4)车门的机械结构①气动门的机械结构。每扇气动门由驱动气缸、门控电磁阀、机械传动系统、行程开关和门叶等组成。风动门由压缩空气驱动气缸，作用于驱动气缸活塞，再由活塞杆带动由钢丝绳、绳轮、防跳轮、滚轮和导轨组成的机械传动系统使两门叶同步反向移动，完成车门的开、关动作。行程开关是反映车门开、关动作的限位开关。在开、关车门时，行程开关把车门的机械动作变成电信号反映到车门的监控回路，使司机随时了解车门的开、关状态。四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显示。②电动门的机械结构。电动门由门叶、门叶悬挂机构、驱动电动机、传动装置(由齿式皮带和丝杆／球螺母等组成)、控制器、闭锁装置和紧急开门装置组成。每组车门由直流电机驱动，通过丝杠螺母传动机构或齿带传动，采用先进的电子门控单元(EDCU)控制。8/10/202365第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(4)车门的机械结构7/3气动式门机构8/10/202366气动式门机构7/31/202366气动式门机构8/10/202367气动式门机构7/31/202367行程开关8/10/202368行程开关7/31/202368沈阳一号线内藏门8/10/202369沈阳一号线内藏门7/31/202369第三节、城市轨道交通车辆的机械部分2、车门控制基本功能开、关车门功能整列车车门开、关由司机在操纵端通过按钮控制或车载ATO控制，每次仅能开、关一侧车门；障碍物探测的重开门功能在关门过程中，如果遇到障碍物，最大关门力持续0.5s后，车门重新打开300mm（暂定），再重新关闭。如果2次开、关门循环后，障碍物仍未被移除，则车门完全打开，并显示故障。紧急解锁功能车门设有内部紧急解锁装置，用于紧急情况下的开门操作。车门故障切除功能当车门出现故障时，通过故障切除装置将故障车门切除。该门的开门指令将中断。乘务员钥匙开、关车门功能（每辆车2个车门）。车门旁路功能当车门出现故障，列车无法运行时，通过旁路功能，使列车正常运行。再开闭功能由司机控制按钮重新打开未关好的车门后重新关门，已关好的车门不动作。8/10/202370第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202370沈阳一号线车门紧急解锁装置8/10/202371沈阳一号线车门紧急解锁装置7/31/202371沈阳一号线车门紧急解锁装置8/10/202372沈阳一号线车门紧急解锁装置7/31/202372车门控制按钮8/10/202373车门控制按钮7/31/202373第三节、城市轨道交通车辆的机械部分5、乘务员钥匙开关每辆车每侧的外部设二个乘务员钥匙开关。功能如下：在外侧的钥匙开关要求具有水密性；钥匙开关设开/止/关三位置，只有在“止“位上，钥匙才能插入和拔出；乘务员开关控制的车门响应列车线或本车的最新控制指令。车门状态限位开关按每对车门设置显示；按每列车门设置显示；采用可更换的“单元式”开关。8/10/202374第三节、城市轨道交通车辆的机械部分5、乘务员钥匙开关7/31乘务员钥匙开关8/10/202375乘务员钥匙开关7/31/202375第三节、城市轨道交通车辆的机械部分6、信号及车门指示灯（1）列车线信号当所有的车门关闭并锁闭的信号给出时，硬连线传输，“车门全关闭”指示灯亮；同时，司机台显示器显示车门关闭图象；如“车门全关闭”指示灯未亮，列车线将使列车不能起动。牵引的逻辑要求是，当车门正在关闭中，即使牵引指令发出，但在操纵司机室内“车门全关闭”指示灯没有亮以前列车不能受电牵引。（2）本车信号车门内外侧指示灯：在每个客室侧门的内侧上方均设有一个橙黄色的LED指示灯；当指示灯亮时表示该门开启；当指示灯闪烁时，表示已发出关门指令，该车门尚未关上或尚未锁住。车门切除显示灯：在每个客室侧门内侧上方均设有红色显示灯；该灯亮表示有关车门已切除/不能操作。8/10/202376第三节、城市轨道交通车辆的机械部分6、信号及车门指示灯7/3车门全关闭信号TIMS显示界面8/10/202377车门全关闭信号TIMS显示界面7/31/202377车门全关闭信号显示灯8/10/202378车门全关闭信号显示灯7/31/202378车门内侧指示灯8/10/202379车门内侧指示灯7/31/202379车门外侧指示灯8/10/202380车门外侧指示灯7/31/202380第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7、关门铃设置电子门铃。一经得到关门指令即响铃；在得到关门指令3s（可调节）以后开始关门。8/10/202381第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7、关门铃7/31/202第三节、城市轨道交通车辆的机械部分六、转向架转向架是支承车体及其荷载并使车辆沿着轨道走行的装置，每辆车装有两台转向架。转向架是保证车辆运行质量、动力性能和运行安全的关键部件。转向架的结构是否合理，直接影响车辆的性能和行车安全。1.转向架的作用(1)产生牵引力和制动力。(2)转向架相对车体可自由回转，使车辆能灵活地通过曲线，减少运行阻力与噪声，提高运行速度。(3)支承车体，承受并传递从车体至轮轨的各种载荷及作用力，使各轴重量均匀分配。(4)采用转向架可增加车辆的载重、长度和容积，提高列车运行速度。(5)在转向架安装弹簧减振装置，缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，提高车辆运行的平稳性，保证车辆具有良好的动力性能。(6)在转向架安装制动装置，传递制动力，满足运行要求。(7)在转向架上安装牵引电机及减速装置，驱动轮对使车辆运行。8/10/202382第三节、城市轨道交通车辆的机械部分六、转向架7/31/202第三节、城市轨道交通车辆的机械部分2.转向架的分类各种转向架主要的区别在于：有无牵引电机、所用车轴的类型、轴箱定位的方式、弹簧装置的形式、载荷传递的方式等。(1)按有无牵引电机分类转向架有动车转向架和拖车转向架两种。动车转向架和拖车转向架基本结构相同，主要区别在于驱动系统。动车转向架为动力转向架，其上装有两台牵引电机和变速传动装置，装在动车上。拖车转向架为非动力转向架，没有牵引电机和变速传动装置装在拖车上。8/10/202383第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202383动车转向架8/10/202384动车转向架7/31/202384转向架局部、齿轮箱、牵引电机、空气弹簧8/10/202385转向架局部、齿轮箱、牵引电机、空气弹簧7/31/202385拉杆定位轴箱8/10/202386拉杆定位轴箱7/31/202386转臂式定位轴箱8/10/202387转臂式定位轴箱7/31/202387第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(3)按弹簧装置的形式分类根据转向架所装设弹簧系统的多少可分为一系弹簧悬挂、二系弹簧悬挂。一系弹簧悬挂在车体与轮对之间，只设有一系弹簧减振装置。它可以设在车体与构架之间，也可以设在构架与轮对之间。目前在地铁车辆系统中已经淘汰，仅应用于载货车辆。二系弹簧悬挂在车体与轮对之间设有两系弹簧减振装置，即在车体与构架问设弹簧减振装置，两者相互串联，使车体的振动经历两次弹簧减振的衰减。8/10/202388第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(3)按弹簧装置的形式分类二轴转向架、非心盘承载8/10/202389二轴转向架、非心盘承载7/31/202389第三节、城市轨道交通车辆的机械部分3.转向架的组成一般转向架由构架、轮对、轴箱装置、弹簧减振装置和制动装置、中央牵引装置等组成。对于动力转向架还装设有牵引电机及变速传动装置。(1)构架构架是转向架的基础，将车体与行走部件连成一体，它把转向架的各个零部件组成一个整体。它支撑车体，实现列车的平移，传递列车的牵引力和制动力。它是车体减振与悬挂件的基础，满足各零部件组装的要求。(2)轮对轮对的作用是沿着钢轨滚动，将轮对的滚动转化为车体的平移；除了传递车辆重量外，还传递轮轨之间的各种作用力，包括牵引力和制动力。8/10/202390第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202390构架8/10/202391构架7/31/202391轮对8/10/202392轮对7/31/202392空气弹簧8/10/202393空气弹簧7/31/202393第三节、城市轨道交通车辆的机械部分c.一系悬挂和二系悬挂所用弹簧一系悬挂与转向架的轴箱定位方式有关：采用人字弹簧定位时，其一系悬挂为人字弹簧；采用转臂式轴箱定位时，其一系悬挂为内、外圈钢弹簧，附加垂向减振器；采用锥形橡胶套定位，一系为锥形橡胶套。二系悬挂基本都是空气弹簧，各型转向架所用空气弹簧结构上主要区别是应急弹簧的形式不同。8/10/202394第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202394第三节、城市轨道交通车辆的机械部分②抗侧滚扭杆抗侧滚扭杆虽然形式多样，但其结构基本相同，一般由扭杆、支撑座、扭臂、连杆组成。抗侧滚扭杆的作用是抑制车体相对于转向架的侧滚，提高列车稳定性和舒适性。③减振器减振器的作用力总是与运动的方向相反，起着阻止振动能量的作用。通常减振器有变机械能为热能的功能。减振器按阻力特性可分为常阻力和变阻力两种减振器；按安装位置可分为轴箱减振器和中央减振器；按减振方向可分为垂直和横向减振器；按结构特点又可分为摩擦减振器和液压减振器。城市轨道交通车辆多采用液压减振器，主要是利用液体黏滞阻力所做的负功来吸收振动能量，振幅的衰减与幅值大小有关，振幅大时衰减量也大，形成“自动调节”减振的性能。8/10/202395第三节、城市轨道交通车辆的机械部分②抗侧滚扭杆7/31/20第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(5)中央牵引装置第一类型转向架中央牵引装置由中心销、中心销座、复合弹簧、下心盘座、牵引拉杆、橡胶套、横向止挡等组成，非心盘承载方式中央牵引装置。中心销架承车体，并传递各种载荷和作用力；同时完成车体与转向架之间绕旋转中心相对转动，以使车辆顺利通过曲线；架车时悬吊转向架。牵引拉杆传递列车运行时的牵引力和制动力。横向缓冲装置主要是指横向止挡和横向止挡座。8/10/202396第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202396中央牵引装置8/10/202397中央牵引装置7/31/202397中央牵引装置8/10/202398中央牵引装置7/31/202398第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(6)驱动系统驱动系统是动车转向架所特有的，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。联轴器的作用是传递扭矩，产生牵引力和制动力，同时还具有调整电机与齿轮轴的同轴度的作用。常用的联轴器是机械联轴器，但也有采用橡胶联轴器的。齿轮箱是电机与轮对问的减速装置，并传递牵引力和制动力。齿轮箱及悬挂包括齿轮箱体、大齿轮、小齿轮、轴承、密封件、紧固件等，有的还有中齿轮。齿轮箱吊杆有多种类型如可调式吊杆、固定式吊杆、“C”形支座等。虽然结构有多种，但基本上都是橡胶件(橡胶结点或橡胶堆)和结构件(吊杆或支座)。8/10/202399第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/202399转向架局部、齿轮箱、牵引电机、空气弹簧8/10/2023100转向架局部、齿轮箱、牵引电机、空气弹簧7/31/202310第三节、城市轨道交通车辆的机械部分4、车体高度控制每台转向架的两个空气弹簧，各由一个高度阀进行调节，以保证达到其良好的调节功能。高度阀只用来补偿乘客重量的变化，而不能用于补偿车轮和转向架其他零件的磨损。停在平直轨道上的车辆，高度阀系统应能有效地控制邻近转向架的车门地板面的高度。列车到站时，当乘客集中于车辆的一侧准备下车时，高度阀能有效地控制地板面高度和水平。高度阀性能不受车辆的振动和轨道冲击的影响。每个转向架的高度阀设有排气口。当任一空气弹簧失去压力时，该转向架的另一个空气弹簧通过差压安全阀进行放气。设有异常上升止档，防止高度阀失灵而导致空气弹簧过充。8/10/2023101第三节、城市轨道交通车辆的机械部分4、车体高度控制7/31/沈阳地铁车辆转向架高度阀、安全索8/10/2023102沈阳地铁车辆转向架高度阀、安全索7/31/2023102第三节、城市轨道交通车辆的机械部分5、空气弹簧附加空气室转向架构架的横梁及辅助气室兼作空气弹簧的附加空气室。6、车轮、车轴和轴箱(1)车轮采用全加工的辗钢整体车轮，滚动圆直径为840mm，轮辋宽度为135mm。轮对内侧距为1353±2mm。在车轮的外侧，安装有降噪阻尼器。(2)车轮的轮径尺寸为Φ840mm，确保车轮有70mm的磨耗量（轮径使用范围从Φ840到Φ770mm）。车轮通过压力机冷压在车轴上，两者的配合能满足合格的过盈量和压力曲线。7、排障装置在Tc车一位转向架端部设有简易的排石器。8、接地电刷装置拖车接地电刷装置安装在轴箱内。动车接地电刷装置安装在齿轮箱上。

8/10/2023103第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023103车轮、车轴、齿轮箱、牵引电机、

接地碳刷、轮缘润滑装置、降噪阻尼片8/10/2023104车轮、车轴、齿轮箱、牵引电机、

接地碳刷、轮缘润滑装置、降噪简易扫石器8/10/2023105简易扫石器7/31/2023105轴箱接地装置8/10/2023106轴箱接地装置7/31/2023106第三节、城市轨道交通车辆的机械部分四、车钩缓冲装置车钩用来保证各车辆的连接，并且传递牵引力、制动力和其他纵向冲击力。缓冲装置缓解车辆之间的互相冲击，并且使车辆问保持一定的距离，还要连接车辆间的电路和气路。如果这些作用由同一装置来承担，则该装置称为车钩缓冲装置。因此，车钩缓冲装置包括车钩、缓冲器、电路联接器和气路连接器。车钩缓冲装置是车辆最重要的部件之一。车钩缓冲装置固定在车体底架上，车辆运行牵引、制动时发生的纵向拉力、压缩力经车钩、缓冲器，最后传递给车体底架的牵引梁。8/10/2023107第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023107车钩及缓冲装置8/10/2023108车钩及缓冲装置7/31/2023108第三节、城市轨道交通车辆的机械部分1.车钩的分类（1）、车钩一般分为普通车钩和密接式车钩。（2）、密接式车钩按照牵引连挂装置的连接方法，可分为自动车钩、半自动车钩、半永久车钩三种。自动车钩一般设置在列车端部，在低速时也可以实现机械、电路、气路的自动连挂和解钩。半自动车钩一般安装在组成列车的车组之间，有时也设置在列车端部，可以实现机械、气路的自动连接与分离，电路需要人工进行连接与分离，以方便检修作业。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。8/10/2023109第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023109半自动车钩8/10/2023110半自动车钩7/31/2023110半永久牵引杆8/10/2023111半永久牵引杆7/31/2023111第三节、城市轨道交通车辆的机械部分②电气连接箱全自动车钩的电气连接箱设于机械钩头的两侧或下方，其中一侧连接低压电缆，另一侧连接信号和通信电缆。电气连接箱通过机械操纵机构实现自动连挂和解钩，当机械钩头连挂时钩头内心轴转动带动顶端的凸轮一起转动，从而推动一个二位五通阀使压缩空气作用于电气连接箱的气缸，气缸活塞杆通过杠杆机构和弹簧使电气箱迅速连挂。半自动车钩电气连接箱不随机械车钩动作，它的连挂和解钩由人工实现，通过手动转动齿轮，使得齿轮和齿条机构动作，从而带动杠杆和弹簧使电气连接箱连挂和解钩。③气路连接器气路连接器设在机械钩头法兰下侧的中间，分设两个风管弹簧阀，当一方弹簧阀的阀芯管压迫另一方的阀芯时则双方阀被打开，使总风管和解钩风管接通。而一旦对方风管撤离，也就是两钩头的法兰面分离时，则阀芯又在弹簧力的作用下将阀关闭。这样，可使风管的接通和断开随车钩的连挂和解钩自动进行。8/10/2023112第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023112全自动车钩8/10/2023113全自动车钩7/31/2023113第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(2)缓冲装置缓冲器将冲击动能转化弹簧的势能和热能，来达到吸收冲击能量的目的。缓冲装置分为可再生缓冲器和不可再生缓冲器两种类型。可再生缓冲器有双作用环弹簧缓冲器、橡胶缓冲器、液压缓冲器和气液缓冲器等。压溃管是不可再生缓冲器。双作用环弹簧缓冲器由弹簧盒(筒)、弹簧前后座板、外环簧、内环簧、端盖和牵引杆等组成。当车钩受压缩冲击时，牵引杆推动弹簧前座板向后挤压内、外环簧，使冲击能量转化为弹簧的势能，同时内、外环簧锥面的相互摩擦还产生一定的热量，从而也使一部分冲击能量转化为热能。所以该缓冲器无论是受压缩冲击还是受拉伸冲击时，都能吸收冲击能量。橡胶缓冲器在列车正常的牵引和制动时，通过橡胶变形来吸收冲击能量。液压缓冲器是一种可恢复的能量吸收装置，车钩在发生撞击时，缓冲器内部的活塞杆作用于活塞，使压力油通过活塞和缸体内壁的问隙流动，从而吸收能量，其相对速度越快吸收能量越大。压溃管在列车相撞时，通过它的变形来吸收冲击能量。压溃管为免维修部件，当压溃管的变形部位超过规定的标准时必须进行更换。8/10/2023114第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(2)缓冲装置7/31/2半永久牵引杆8/10/2023115半永久牵引杆7/31/2023115第三节、城市轨道交通车辆的机械部分十、制动装置制动装置是使车辆减速、停车，保证列车安全运行所必不可少的装置。在车辆上都设置有制动装置，使运行中的列车按需要减速或在规定的距离内停车。电传动车辆的制动装置除机械制动装置外，一般都具有电制动功能，一般应充分发挥电制动能力。但当列车速度降低到某一速度时，电制动力也随之降低，这时制动力已达不到要求值，必须通过机械制动协调配合进行补充来保证车辆在整个速度范围内，都保持最佳的制动性能。8/10/2023116第三节、城市轨道交通车辆的机械部分十、制动装置7/31/20第三节、城市轨道交通车辆的机械部分1.制动人为地使列车减速或阻止其加速称为制动。制动的作用：一是使车辆减速或停车，二是使静止的车辆保持不动，防止溜逸。制动的实质就是将电动车组所具有的动能从它上面转移出去。制动系统转移动能的能力称为制动功率。电动车组的最高运行速度不仅与其牵引功率有关，也受其制动能力的限制。列车的制动能力是它的制动系统能使其在规定的制动距离内安全停车的能力。要求电动车组的紧急制动距离(在非常情况下的制动距离)不超过规定值，一般为180m。这个距离要比启动加速距离短得多，所以，电动车组的制动功率要比驱动功率大5～10倍。8/10/2023117第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023117第三节、城市轨道交通车辆的机械部分2.制动方式制动方式可按制动时列车动能转移方式、制动力获取方式或制动源动力的不同进行分类。(1)机械制动和电制动按列车动能转移方式可分成机械制动和电制动两类。①机械制动机械制动，又称为摩擦制动，即动能通过摩擦副的摩擦转变为热能，然后消散于大气中。摩擦制动主要有踏面制动、盘形制动和涨闸制动等。机械制动主要以压缩空气为动力，压缩空气由车辆的供气系统供给。机械制动的动力也有利用弹簧力的。8/10/2023118第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023118第三节、城市轨道交通车辆的机械部分a.闸瓦制动闸瓦制动又称为踏面制动，是最常用的一种制动方式。制动时闸瓦压紧车轮，车轮、闸瓦间发生摩擦，将车组的大部分动能转换成热能，最终逸散到大气中去。闸瓦制动方式，动能转化为热能的能力大，但散热能力相对较小。当制动功率较大时，闸瓦与车轮踏面的温升较高，严重时甚至会导致闸瓦熔化或使车轮踏面过热剥离或热裂等。闸瓦制动只能单向选择闸瓦的材质，要求闸瓦摩擦系数高并具有良好的耐磨性和导热性。因此，在采用闸瓦制动时，对制动功率要有限制。b.盘形制动盘形制动有轴盘式和轮盘式两种。一般采用轴盘式，当轮对中间由于安装牵引电机等设备而空间受限时，可采用轮盘式。制动时，制动缸通过制动夹钳使闸片夹紧制动盘，使闸片与制动盘问产生摩擦，把车组的动能转变为热能，热能散于大气。盘形制动能双向选择摩擦副，可以得到比闸瓦制动大得多的制动功率。8/10/2023119第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023119轮盘式制动装置8/10/2023120轮盘式制动装置7/31/2023120第三节、城市轨道交通车辆的机械部分②电制动电制动，又叫动力制动，是在车辆制动时将牵引电机转成发电工况，将列车动能变为电能，然后将电能从车上转移出去。电制动有许多机械制动无法实现的优点：能回收能源、无机械磨损、无空气污染等。电制动有电阻制动和再生制动两种。a.电阻制动电阻制动是将发电机发出的电能通过电阻器发热转变为热能，再靠风扇强迫通风或自然通风方式散于大气中。电阻制动一般能提供较稳定的制动力，但车辆底架下需要安装体积较大的电阻箱。b.再生制动再生制动是把发电机转化的电能反馈回电网提供给别的列车使用。这种方式相对节约能源，对环境没有污染，是一种较为理想的制动方式。另外，电制动还有磁轨制动方式，它是利用安装在列车上的电磁铁通电后与钢轨之间的吸引力所形成的制动力来实施制动的。此种方式目前应用很少。8/10/2023121第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023121第三节、城市轨道交通车辆的机械部分4.制动系统制动系统包括制动控制系统和制动执行系统两部分。制动控制系统由制动信号发生与传输装置和制动控制装置组成。制动执行系统通常称为基础制动装置。(1)对制动系统的要求：①具有足够的制动能力，保证车组在规定的制动距离内停车。②操作灵活，制动可靠，减速快，停车平稳、准确。③列车组车辆的制动能力应尽可能一致，使它们的制动、缓解作用一致。④在制动过程中，应尽量发挥电制动能力，以减少对城市环境的污染和降低运行成本，同时应具有动力制动与摩擦制动的联合制动能力。⑤应保证车组在长大下坡道上运行时，制动力不衰减。⑥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击。⑦具有紧急制动性能，遇有紧急情况时，能使车组在规定距离内安全停车。⑧列车在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障等危急情况时，应能自动起紧急制动作用。8/10/2023122第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023122第三节、城市轨道交通车辆的机械部分(2)制动系统的组成列车制动系统由供气设备、制动控制单元(BCU)、基础制动装置、微机控制单元(EBCU)和防滑装置组成。供气设备还向车辆的空气悬挂设备、车门控制装置以及气动喇叭、刮雨器、受电弓气动控制设备、车钩操作气动控制设备等进行供气。①供气设备列车大多以三辆车为一个单元，每单元设置一套空气压缩机组，其中包括驱动电机、压缩机、干燥器、压力控制开关等。空气干燥器有单塔式、双塔式和膜式等几种。目前多使用双塔式干燥器。②制动控制单元(BCU)制动控制单元是气制动的核心，它接受制动系统计算机(EBCU)的指令，然后再指示制动执行部件动作。其组成部分主要有：模拟转换阀、紧急阀、称重阀、均衡阀等组成。③基础制动装置空气制动系统中的制动执行装置，称为基础制动装置。在电动车组上常用的基础制动装置有闸瓦制动与盘形制动两种形式。8/10/2023123第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023123单元制动机8/10/2023124单元制动机7/31/2023124第三节、城市轨道交通车辆的机械部分④制动微机控制单元(EBCU)电控制气、气再控制气的二级控制方式，即为制动微机控制单元(EBCU)控制制动控制单元(BCU)，制动控制单元再控制制动执行装置的方式。⑤防滑系统防滑系统用于车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控制。它的作用是：防止车轮即将抱死；避免滑动；最佳地利用黏着，以获得最短的制动距离。8/10/2023125第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023125第三节、城市轨道交通车辆的机械部分十一、空调通风系统1.列车空调系统的作用城市轨道交通车辆由于客流密度大，为改善客室的空气质量必须有通风装置。车辆的通风方式有自然通风、强迫通风、空气调节。客室空气调节装置主要由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统及自动控制系统等组成。2.列车空调系统的组成每节车辆上都设有两台集中式单元空调机组，分别位于每节车辆车顶的两端。空调系统正常工作时由辅助逆变器供电，辅助逆变器停止工作时，将蓄电池输出的直流电逆变成三相交流电，供应急通风使用。8/10/2023126第三节、城市轨道交通车辆的机械部分7/31/2023126第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统一、城市轨道交通车辆电气牵引传动系统的特点1、在调控系统的变流器及逆变器中，广泛采用可关断晶闸管GTO及绝缘栅双极晶体管IGBT。2、新型城市轨道交通车辆均采用辅助逆变器单元为车辆提供大容量的交流电源。3、微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制，信息显示和储存，防滑与防空转控制及行车安全等方面得到了广泛的应用。8/10/2023127第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统二、传动控制技术目前电动车组的传动控制方式有变阻控制、斩波调压控制和变压变频控制。1.变阻控制变阻控制是一种应用广泛的直流电动机传动控制方式，控制简单方便。但由于城市电动车辆频繁起动和制动，采用这种控制方式使20％的电能消耗在电阻上，变为热逸散到空气中，很不经济，特别是在隧道中将会导致升温，而产生不良后果。2.斩波调压控制直流电动机的斩波调压控制使用先进的大功率门极可关断晶闸管，利用晶闸管的导通和关断把直流电压转换成方波，用以调整直流电机的端电压，并可实现无级调整，可使车辆平稳起动和制动，实现再生制动，达到节电的效果。直流电机电动车辆普遍采用这种传动控制方式。3.变压变频控制变压变频控制最先进的交流电动机传动控制方式。它使用逆变器将直流变为交流，以电压和频率的变化控制交流电动机，在调速性能和节能上均优于上述的两种传动控制方式。它与交流电动机配合，无换向部分，运行可靠，过载能力强，结构简单，几乎无须保养和维修。8/10/2023128第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统三、受流设备受流设备是列车将外部电源引入车辆电源系统的重要设备。列车受流设备分为集电靴及受电弓两种形式。集电靴装置应用于第三轨方式供电的线路，而受电弓装置主要应用于以接触网方式供电的线路。由于接触网方式可以实现长距离供电，受线路变化的影响较小，并且能适应列车高速行驶的需要，所以，较多的城市轨道交通线路采用接触网与受电弓受流方式。受电弓从结构上可分为单臂型和双臂型两种形式，在驱动上可分为气动型及电动型。8/10/2023129第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023受电弓8/10/2023130受电弓7/31/2023130受电靴8/10/2023131受电靴7/31/2023131第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统四、牵引电动机1.牵引电动机的特点(1)牵引电动机悬挂在车辆转向架构架上或车轴上，并借传动装置驱动车辆前进，在结构上必须考虑传动和悬挂两方面的问题。(2)牵引电动机的安装尺寸受到很大的限制，故其结构必须紧凑。为此，牵引电动机都采用较高等级的绝缘材料和性能较好的导磁材料。(3)车辆运行时，牵引电动机承受很大的冲击和振动。因此，要求牵引电动机的零部件必须具备较高的机械强度。(4)牵引电动机的使用环境恶劣，它挂在车体下面，很容易受潮、受污，还经常受到温度、湿度的影响。因此牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力并要求有良好的通风条件。8/10/2023132第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统2.牵引电动机的分类目前城市轨道交通车辆采用的牵引电动机有两大类，即旋转电动机和直线电动机。旋转电动机又可分为直流电动机和交流电动机。(1)直流电动机长期以来直流串励电动机一直作为城市轨道交通车辆的主要牵引动力。因为它具有启动性能好、调速范围大、过载能力强、功率利用充分、运行较可靠且控制简单等优点。但由于直流电动机必须通过换向器才能工作，造成了直流电动机在高压大功率时换向困难，工作可靠性差，结构复杂，制造成本高和维修量大的弊病。因此直流电动机的发展受到了很大限制。改变直流电动机转速的措施有：改变牵引电动机的端电压；改变或削弱牵引电动机的励磁磁通；改变主回路中的电阻。(2)交流电动机异步电动机构造简单，运行可靠，效率较高，价格低廉；其机械特性较硬，具有较好的防空转性能，使黏着利用提高；随着微电子技术的发展使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现。异步电动机的调速只能从定子方面采取措施。这些措施有：变更加到定子上的电压；改变定子绕组磁极对数；改变电源频率。异步电动机的制动有能耗制动、再生制动、反接制动三种方法。8/10/2023133第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统2.7/31/20牵引电机8/10/2023134牵引电机7/31/2023134第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统五、牵引控制系统牵引控制系统用于控制列车电机工作，为列车提供所需动力及制动力。牵引系统由高速开关、主电路、变流设备及其控制单元、制动电阻等部件组成。1.高速断路器高速断路器用来接通和分断电动列车的高压电路，是电动车辆的主要保护装置。当主电路发生短路、过载等故障时高速开关快速切断主电源。为了防止事故的扩大，要求高速开关动作迅速、可靠，并具有足够的断流容量。由于电动车辆车下安装空间有限，要求高速开关必须结构紧凑。2.变流设备按牵引电机种类的不同，变流设备可分为直流一直流变流设备和直流一交流变流设备两种。8/10/2023135第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统3.线路接触器城市轨道交通车辆直流电磁接触器是一种用来频繁地接通和切断主电路的自动切换电器，它能进行远距离自动控制，操作频率较高，通断电流较大。接触器按通、断电路电流种类可分为直流接触器和交流接触器两种；按主触头数目可分为单级接触器(只有一对主触头)和多级接触器(有两对以上主触头)；按传动方式可分为电空接触器、电磁接触器等。8/10/2023136第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023高速断路器8/10/2023137高速断路器7/31/2023137VVVF牵引逆变器8/10/2023138VVVF牵引逆变器7/31/2023138第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统4.牵引控制单元牵引控制单元处理由司机发出的指令，通过参考值设置、牵引(制动)控制电路的数据和应答信号，并根据相应程序对牵引电路进行控制。同时控制单元还具有故障检测及故障存储功能。牵引控制单元是一个微型计算机实时测控系统。微机实时采集现场设备的运行工况和过程参数的大小变化，对采集数据进行实时处理，以保证被控对象能安全、可靠合理地运行。5.制动电阻制动电阻用于车辆的电阻制动，电机电流中不能再生的那部分制动电流通过制动电阻时，以发热的方式将能量传递出去。制动电阻要求有良好的热容量，耐振动，防腐蚀，在高温下不生成氧化层。8/10/2023139第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023制动电阻箱8/10/2023140制动电阻箱7/31/2023140第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统六、辅助供电系统辅助供电系统为除牵引系统以外的所有用电系统供电。辅助供电系统由辅助逆变器、充电器、蓄电池及相应的部件组成。1.辅助逆变器辅助逆变器将DCl500V输入逆变成AC380V供给车辆辅助交流负载，一路交流输出再转换成DC110v输出，供给车辆辅助直流负载。还有一类DCl10V输出与辅助逆变器分开设置，单独直接将DCl500V输入转换成DCl10V输出供给车辆辅助直流负载。列车主要通过辅助逆变器来输出三相交流电供辅助电机工作，同时再经过整流输出直流电供蓄电池充电使用。对于采用交流供电的照明系统，逆变器还负责向照明系统供电。2.蓄电池列车通常使用碱性镉镍蓄电池，镉镍蓄电池具有寿命长、充放电循环周期高达数千次、耐冲击和振动、自放电小、低温性能好、耐过充能力强等优点。蓄电池可分为有极板盒式电池、开口烧结式、圆柱密封电池及全密封电池几种形式。8/10/2023141第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023SIV辅助逆变器箱8/10/2023142SIV辅助逆变器箱7/31/2023142蓄电池箱8/10/2023143蓄电池箱7/31/2023143第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统七、主控制器司机通过操纵主控制器手柄，使列车按司机意图控制运行。司机控制器控制主电路，它实际上是一组转换开关，通过扳动两根不同的轴，控制凸轮及与之组合开关相应的触点分合，然后通过控制电路控制列车的运行方向，实现列车牵引、制动和惰行工况的转换。主控制器主要有主控制手柄、方式／方向手柄、组合开关、凸轮、转动轴、电位器电阻等部件组成。为了保证列车的安全，在主控制手柄上安装有警惕按钮，司机按下该按钮后方能向列车发出牵引指令；在列车运行过程中，如果司机放开警惕按钮后不能及时再次按下，列车将实施紧急制动。主控制器还与司机钥匙开关相互联锁，保证在钥匙未打开前，主控制器处于锁定状态；而主控制器处于工作状态时，钥匙不能被拔出。主控制手柄与方向手柄之间也相互联锁，在主控制手柄处于牵引或制动位置时，方向手柄无法改变状态；方向手柄在零位时，主控制手柄被锁定，无法放在牵引或制动位上。8/10/2023144第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023司机控制器8/10/2023145司机控制器7/31/2023145第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统八、其他部件1.熔断器熔断器串联电路中，当该电路产生过载或短路故障时，熔断器先行熔断，切断故障电路，保护电路和电气设备。熔断器按结构可分为开启式熔断器、半封闭式熔断器和封闭式熔断器。目前广泛采用空气断路器。2.继电器继电器分为交流继电器和直流继电器两种。3.各类传感器在列车各控制系统中，使用了大量的传感器为系统控制单元提供反馈信号。例如：牵引控制系统使用非接触式传感器测轴速，用于电子防滑和轮子自转控制；用电流传感器、电压传感器检测主电路电流、电压情况；制动电阻箱内使用温度传感器监控制动电阻温度；空调系统在客室中安装有温度传感器用于控制空调工作。8/10/2023146第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统7/31/2023空气断路器、继电器8/10/2023147空气断路器、继电器7/31/2023147速度传感器8/10/2023148速度传感器7/31/2023148第四节、城市轨道交通车辆的电气牵引传动系统九、列车控制和诊断系统城市轨道交通车辆及车辆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。微机控制设备的监控和诊断系统，还能用手提数据收集器通过列车上的维修接口来收集所有的各种有关数据。同时也能在各系统微处理器的本地维修接口收集到相关数据。所收集的数据的种类和精确度能满足维修和分析故障的需要。十、乘客信息系统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、安全信息和其他公共信息，如列车的终点站、停车车站、换乘信息等；在列车发生故障或事故时，向乘客提供回避危险的指挥、指导信息等。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。向乘客播报和显示的各种形