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1、单元4 城市轨道交通车辆,教学目标,1.了解城市轨道交通车辆技术的发展,2.掌握城市轨道交通车辆机械部件的结构和原理,3.掌握城市轨道交通车辆电气部件的结构和原理,4.了解城市轨道交通车辆检修基地的布局、作用及一般检修项目,4.1 城市轨道交通车辆的类型和选用要素,容量大、安全、快速、舒适、美观、节能,较高的起动加速度和制动减速度,减少能耗、减少发热设备,一.城市轨道交通车辆的特殊要求,对乘坐舒适性的要求,图4-1 上海轨道三号线车头外观,拖车（T）,动车（M）,地铁车辆,二.城市轨道交通车辆的类型,4.1 城市轨道交通车辆的类型和选用要素,表4-1 城市轨道交通车辆的分类,表4-1 城市轨道
2、交通车辆的分类,表4-1 城市轨道交通车辆的分类,表4-1 城市轨道交通车辆的分类,表4-1 城市轨道交通车辆的分类,客流特点,三.城市轨道交通车辆的选用要素,客流量,旅行速度,线路条件,4.1 城市轨道交通车辆的类型和选用要素,4.2 城市轨道交通车辆的机械组成部分,一.城市轨道交通车辆的主要组成部分及总体结构,上海地铁列车的主要特点,牵引供电方式：架空触网受电；供电电压：DC1500V,采用铝合金车体，整体承载结构，走行部为无摇枕转向架，橡胶弹簧和空气弹簧悬挂，制动有电气制动和空气制动作用，牵引电机用斩波器进行无级调速，车辆连接采用密接式车钩进行机械、电气和空气管路的连接，操纵方式有ATC
3、自动控制和人工操纵两种，容量大，舒适性较好,北京、天津地铁列车的牵引供电方式第三轨接触受电，供电电压：DC750V,A车带驾驶室的拖车,B车带受电弓的动车,上海地铁车辆,C车不带受电弓的动车,4.2 城市轨道交通车辆的机械组成部分,图4-2 地铁车辆总体结构图,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,1.车体的特征,车体的外观造型、色彩协调于城市市容规划；座位少、车门多且开度大，服务于乘客的设施较简单。,（一）、车体,重量限制较严格，以降低高架线路的工程投资。,车体采用轻量化设计，其他辅助设施尽量采用轻型高科技新材料,采用了防火、阻燃、低烟和低毒的材料,隔音和减噪措施有严格要求,2.车体的材料,碳
4、素钢车体,（一）、车体,不锈钢车体,铝合金车体,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,3.车体的制造工艺,一般采用焊接和铆接，焊接和铆接两种工艺交替使用，但大部件之间组装以铆接为主。,（一）、车体,4.车体的构成,由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的封闭筒形结构,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,图4-3 车体的构成,5.车体的承载方式,一般有底架承载和整体承载两种方式,（一）、车体,6.车体的外形特点,断面形状为类似鼓形，提高车辆在圆隧道内获得最大的空间截面积，也提高了车辆在圆隧道内的“活塞”效应，加强隧道的自然通风能力,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,7.车体的防撞设计,带司机室的拖车
5、底架的前端设有撞击能量耗散区,（一）、车体,带司机室的拖车前端安装防爬器,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,1.转向架的作用,增加车辆载重、长度和容积，提高列车运行速度,（二）、转向架,通过转向架的轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车辆沿线路运动的平动,支承车体，承受并传递各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,1.转向架的作用,（二）、转向架,保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线,缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行的平稳性和安全性,充分利用轮轨之间的黏着，传递牵引力和制动力,二、城市轨道交通车辆的机械组
6、成部分,2.转向架的种类,（二）、转向架,动车转向架,拖车转向架,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,3.转向架的结构、组成,（二）、转向架,构架,弹性悬挂装置,轮对、轴箱装置,单元制动装置,中央牵引装置,驱动系统,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,图4-5 二轴动车转向架的基本结构,图4-6 转向架构架,图4-7 二系空气弹簧悬挂,1.刚性车钩和非刚性车钩,（三）、车钩及缓冲装置,图4-8 刚性车钩和非刚性车钩,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,2.密接式车钩,（三）、车钩及缓冲装置,图4-9 密接式车钩,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,3全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩,（三）、
7、车钩及缓冲装置,图4-10 全自动车钩,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,图4-11 半永久车钩,2.城市轨道交通车辆的制动方式,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,3.三种制动方式的制动程序,电制动,电阻制动,气制动,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,4.空气制动系统,空气制动系统由供气设备、基础制动装置、防滑装置和制动控制单元组成。,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,图4-13闸瓦制动,图4-14 PC7Y型单元制动缸,图4-15 PC7YF型单元制动缸,1制冷,（五）、空调通风系统,在正常情况下：27；最大相对湿度65,地面：35；相对湿度68；载客负荷AW2（310人/车厢）；太
8、阳负荷3517J/s,道：35；相对湿度65；载客负荷AW2,在下述条件下，空调系统应正常工作，但允许制冷量有所下降：车体外表温度45；地面气温387；太阳负荷3517J/s,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,2制热,（五）、制动装置,列车环境温度为-510时，要求客室内温度为1018,并要求列车客室内每位乘客得到10m3/h的新鲜空气,二、城市轨道交通车辆的机械组成部分,4.3 城市轨道交通车辆的电气组成部分,电力牵引系统,辅助供电系统,电气部分,列车控制和故障诊断系统,乘客信息系统,一、车辆电气牵引系统,受流器,电气牵引系统,各种电气牵引设备及其电路控制电路,4.3 城市轨道交通车辆的电
9、气组成部分,1.受流器,集电靴,受流器,受电弓,图4-18 集电靴示意图,图4-19 受电弓示意图,图4-20 车间电源,2.电气牵引设备及其控制电路,直流电气牵引系统,交流电气牵引系统,二、辅助供电系统,辅助逆变器,充电器,蓄电池,三、列车控制和诊断系统,采用微机进行自动控制,使用微机控制设备的监控和诊断系统,四、乘客信息系统,列车运行信息,安全信息,其他公共信息,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,1停车场,一、城市轨道交通车辆检修基地的功能,车辆的停放、洗刷、清扫以及车辆列检和乘务工作,停车场所在正线运营列车的故障处理和救援工作,车辆定修（年检）以下车辆的各级日常检查维修的修程,4.4 城
10、市轨道交通车辆检修基地,2车辆段,一、城市轨道交通车辆检修基地的功能,承担所属线路的车辆停放、清洁、列检工作,承担所在线路车辆的定修（年检）及以下车辆检查维修和临修工作,承担所属线路和由多条联络线互相沟通的线路的车辆架、大修工作,承担车辆部件的检测、修理工作，满足车辆各修程对互换部件的需求,图4-24 车辆段示意图,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,1停车线,二、车辆检修基地的主要线路,停车线应为平直线路，一般设成车库，停放车辆同时兼作检修线,分为尽端式和贯通式,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,2出入段线,二、车辆检修基地的主要线路,除特殊条件限制都要设置为双线,避免切割正线,留有必要的段（
11、场）线路与运营正线的转换长度,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,4静调线,二、车辆检修基地的主要线路,全长设置地沟，地沟内设置照明光带,平直线路，静调库内还要设置车间牵引电力电源和有关的测试设备,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,5试车线,二、车辆检修基地的主要线路,供定、架、大修后列车在验收前的动态调试,长度应满足远期列车最高运行速度，性能试验、列车编组、行车安全距离的要求,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,6洗车线,二、车辆检修基地的主要线路,供列车停运时洗刷车辆用，洗车线中部设有洗车库,一般为贯通式，尽量和停车线相近，这样可以减少列车行走时间，并减少对车场咽喉地区通过能力的压力,4.4
12、城市轨道交通车辆检修基地,7检修线,二、车辆检修基地的主要线路,平直线路，布置在检修、定修、架修、大修库内,检修线中要有一条平直度要求较高的线路，用于车体地板高度的精确测量,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,8临修线,二、车辆检修基地的主要线路,临修线的长度能停放一列车，并考虑列车解编的需要,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,1.停车列检库及其附属车间,三、车辆运用、检修库房和车间及其主要设备,兼有停车、整备、清扫、日常检查、司机出乘等多种功能,在停车库设置自动防灾报警设备,在停车库两端应有一段平直硬化地面，作为消防运输通道,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,三、车辆运用、检修库房和车间及其主
13、要设备,双周、双月检库,定修库,2.检修库及其辅助车间,架修、大修库,辅助检修车间及其设备,图4-25 双周、双月检库立体检修平台,图4-26 地下式架车机,图4-27 牵引电机试验台,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,三、车辆运用、检修库房和车间及其主要设备,不落轮镟床库,列车洗刷库,3.其他库房及车间,蓄电池间,中心仓库,图4-28 列车自动洗刷机,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,四、综合维修基地,功能和任务,承担所辖线路沿线隧道、线路和桥梁等设施的检查、保养和维修工作,承担所辖线路车站建筑和地面建筑的保养和维修工作,承担所辖线路变电所、接触网、供电线路和设备的运行管理、检查、保养和维修
14、工作,承担所辖线路各机电系统及设备的运行管理、检查、保养和维修工作,4.4 城市轨道交通车辆检修基地,四、综合维修基地,功能和任务,承担所辖线路通信、信号系统的运行管理、检查、保养和维修工作,承担所辖线路自动售检票系统和设备的运行管理、检查、保养和维修工作,承担所辖线路防灾报警系统、设备监控系统的检查、保养和维修工作，基地各系统和设备的大、中修等工作外委,承担所辖线路运营、检修所需的各类材料、设备、备品配件的采购、储备、保管和发放工作,复习与思考,一、判断题1、车辆直流牵引控制技术经过了凸轮变阻控制、斩波调阻控制和斩波调压控制等三个阶段。（）2、车体的制造工艺一般采用焊接和铆接，焊接和铆接两种
15、工艺交替使用，但大部件之间组装以焊接为主。（）3、目前轨道交通车辆的车体都采用底架承载的方式。（）4、闸瓦制动的摩擦副是闸瓦和轮对踏面。（）5、半自动车钩的气路连接必须靠人工。（）6、车间电源是列车辅助的受流设备，主要应用于列车在检修库内整车调试或部分设备需有电检查时使用。（）,复习与思考,7、列车受流设备分为集电靴和受电弓两种形式。（）8、辆维修基地根据功能和规模的大小可划分为停车场、车辆段。（）二、填空题 1、城市轨道交通车辆主要的选用要素有、和线路条件。2、城市轨道交通车辆的机械部件主要有、和空调通风系统等。3、转向架上轮对与构架之间的悬挂称为，构架与车体之间的悬挂称为。,复习与思考,4、城市轨道交通车辆的车钩根据其结构和功能分为、和 三种。5、利用外力，迫使行进中的车辆减速或停止的作用过程称为。6、车辆上的电制动又分为 和。三、问答题1、列车转向架的作用是什么？2、简述闸瓦制动的工作原理。3、简述车辆段的具体功能。,
