5城市轨道交通系统概论 教学PPT 作者 李建国 第5章 城市轨道交通系统的构成车辆与车辆段 2

第5章城市轨道交通系统的构成——车辆与车辆段【学习目标】1.能掌握城市轨道交通车辆的构成，以及各构成的结构特点和工作原理。2.能说出车辆计划维修中日检修程的相关内容。3.能熟悉车辆段的一般布局和工作范围，以及相关维修设备的使用。城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆→构成•什么是车辆？（车辆的概念）•车辆的构成–城市轨道交通车辆作为城市公共交通的旅客运载工具，不仅要保证车辆远行的安全、准点、快速，而且要为乘客提供良好的服务条件，使乘客乘车舒适、方便，同时还考虑对城市的景观和环境的影响。城市轨道交通车辆的分类城市轨道交通车辆的分类：按车辆规格分：重型车辆轴重较大、载客较多、车体较大轻型车辆相对各项值较小城市轨道交通车辆的分类重型车辆城市轨道交通车辆的分类轻型车辆城市轨道交通车辆的分类按牵引动力配置分：动车分带受电弓的动车（B型车）不带受电弓的动车（C型车）拖车分带司机室的拖车（A型车）不带司机室的拖车动车组动车与拖车的有机组合城市轨道交通车辆的分类按车辆制作材料分：钢骨车辆车体受力部分采用钢材料制作新材料车辆采用铝合金、钛合金等合金材料制作城市轨道交通车辆的分类钢骨车辆城市轨道交通车辆的分类新材料车辆城市轨道交通车辆的分类按支承导向制式分：钢轮车辆车轮由钢材料制作胶轮车辆车轮为橡胶材料制作城市轨道交通车辆的分类钢轮车辆城市轨道交通车辆的分类胶轮车辆城市轨道交通车辆的分类轻轨车辆可分为：单节车辆四轴动车铰接车辆单铰六轴车和双铰八轴车低地板车辆城市轨道交通车辆的分类单节车辆城市轨道交通车辆的分类单铰六轴车城市轨道交通车辆的分类双铰八轴车城市轨道交通车辆的分类低地板车辆20重庆轨道（步行街）城市轨道交通车辆21车厢城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆五、低地板车辆城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆高速制动技术爱尔兰城市轨道交通车辆法国城市轨道交通车辆法国城市轨道交通车辆意大利城市轨道交通车辆100%低地板轻轨车的内部城市轨道交通车辆独立车轮城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆立体快巴城市轨道交通车辆立体快巴，这种车辆采取有人看管的自动驾驶方式，有紧急情况时，踩刹车即可，既解决了地铁的造价高，又解决了快速公交占道拥堵的问题，立体快巴上层用来运送人群，共有四节，车厢宽6米，高度在4.5米左右，按照设计其一趟运送人数可达1200人至1400人。2010年8月24日，上层载客下层通车的“立体快巴”项目进入制造环节——快巴的可行性研究报告交给南车集团，由该集团进行首辆车的设计和制造。此前，快巴已通过专业机构的安全性评审。明年年底，立体快巴将在北京门头沟载客运营。立体快巴视频城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆→构成•车辆的构成I.车体II.车门III.车钩缓冲装置IV.转向架V.制动装置城市轨道交通车辆→构成车体的特征车体的材料车体的构成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基础。车体5.1城市轨道交通车辆的构成1.车体(1)车体的特征城市轨道交通车辆是大城市公共交通或近郊客运所选择的特殊运输工具，因而其车体具有独特的特征：①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；车体内部布置是座位少、车门多且开度大，服务于乘客的设施较为简单。(2)车体的材料城市轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：①具有一定的强度和刚度。(3)车体的构成5.1城市轨道交通车辆的构成图5-1车体构成图(4)车体的承载方式车体的承载方式一般有底架承载和整体承载两种方式，5.1城市轨道交通车辆的构成地铁车辆的车体是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的筒形结构共同承载，即采用整体承载方式。(5)车体的外形特点车体断面形状一般为类似矩形，有的为类似鼓形。2.车门(1)车门的基本要求世界各国轨道交通车辆的车门结构和类型多种多样，但根据城市轨道交通的特点，车门应满足以下设计要求：①具有足够的数量和有效宽度;②车门要均匀分布，方便乘客上、下车;③车门附近有足够的空间;④具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。(2)车门的结构形式按照驱动系统动力来源的不同，地铁车辆的客室车门分为电动式车门和气动式车门。城市轨道交通车辆→构成（1）车体的特征①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。②对重量限制较为严格，以降低高架线路的工程投资。③车体采用轻量化设计。④车体的防火要求严格。⑤车体的隔音和减噪措施有严格要求。城市轨道交通车辆→构成（2）车体的材料轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：①具有一定的强度和刚度。②要耐腐蚀。③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。城市轨道交通车辆→构成•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。①碳素钢车体：自重10~13t左右，总成本最高。②不锈钢车体：比碳素钢减轻1~2t，总成本最低。③铝合金车体：比碳素钢减轻3~5t，总成本较高。城市轨道交通车辆→构成（3）车体的构成•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。城市轨道交通车辆→构成•车辆由哪几部分构成？•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城市轨道交通车辆→构成（3）车体的构成→底架•车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁组成。•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－端梁；2、7－枕梁；3－纵梁；4－侧梁；5－横梁；6－中梁。城市轨道交通车辆→构成（4）车体的承载方式底架承载整体承载城市轨道交通车辆→构成（5）车体的外形特点矩形鼓形城市轨道交通车辆→构成城市轨道交通车辆→构成•车辆的构成I.车体II.车门III.车钩缓冲装置IV.转向架V.制动装置城市轨道交通车辆的组成•城市轨道交通车辆的组成：车体及附属设备走行部车钩缓冲装置动力牵引装置制动装置其他装备城市轨道交通车辆的组成车体及附属设备：车底架侧墙、端墙、车顶车体内部装置车门立柱、车门、车窗组成有驾驶室的车辆还有各种电气控制设备城市轨道交通车辆的组成端墙侧墙车顶车体内部装置车门窗城市轨道交通车辆的组成走行部：轮对轴箱油润装置弹簧减震装置转向架构架基础制动装置传动装置城市轨道交通车辆的组成轮对转向架构架轴箱油润装置基础制动装置弹簧减震装置城市轨道交通车辆的组成车钩缓冲装置：车钩缓冲器电气连接器城市轨道交通车辆的组成城市轨道交通车辆→构成5.1城市轨道交通车辆的构成2.车门(1)车门的基本要求世界各国轨道交通车辆的车门结构和类型多种多样，但根据城市轨道交通的特点，车门应满足以下设计要求：①具有足够的数量和有效宽度;②车门要均匀分布，方便乘客上、下车;③车门附近有足够的空间;④具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。(2)车门的结构形式按照驱动系统动力来源的不同，地铁车辆的客室车门分为电动式车门和气动式车门。5.1城市轨道交通车辆的构成1)内藏嵌入式移门。2)外挂式移门。3)塞拉门。图5-2塞拉门5.1城市轨道交通车辆的构成4)外摆式车门。(3)车门的机械结构气动内藏嵌入式移门主要由驱动气缸、门控电磁阀、机械传动系统、行程开关和门叶等部分组成(见图5-3)。图5-3内藏嵌入式移门5.1城市轨道交通车辆的构成图5-4电动外挂式移门(4)车门的电气控制客室车门的开关是由驾驶员按动驾驶员室左、右侧墙上的开关门按钮来完成的，该按钮开关上带有指示灯，城市轨道交通车辆→构成•车门车门的基本要求车门的结构形式车门的机械结构车门的电气控制城市轨道交通车辆→构成•车门的基本要求①具有足够的数量和有效长度；②车门要均匀分布，方便乘客上、下车；③车门附近有足够的空间；④具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。城市轨道交通车辆→构成•车门的结构形式按照驱动系统动力来源的不同，分为电动式车门和气动式车门；按照车门的运动轨迹以及与车体的安装方式，分为内藏门、外挂门、塞拉门和外摆门。城市轨道交通车辆→构成•车门①→内藏门城市轨道交通车辆→构成•车门→内藏门车门开或关时，门叶在车辆端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。城市轨道交通车辆→构成城市轨道交通车辆→构成•车门②→外挂门外挂门与内藏门的主要区别在于门叶和悬挂机构始终位于侧墙的外侧，车门传动机构原理与内藏门完全相同。城市轨道交通车辆→构成•车门③→塞拉门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平面。城市轨道交通车辆→构成•塞拉门优点①保持列车外形美观；②减小空气阻力；③具有良好车厢密封性能，降低噪音。城市轨道交通车辆→构成•车门④→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成一平面。特点为在门开启的过程中，门叶需要较大的摆动空间。城市轨道交通车辆→构成城市轨道交通车辆→构成•车门车门的基本要求车门的结构形式车门的机械结构车门的电气控制城市轨道交通车辆→构成车门的机械结构气动内藏门A.驱动气缸B.门控电磁阀C.机械传动系统D.行程开关和门叶城市轨道交通车辆→构成•车门→驱动气缸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。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。城市轨道交通车辆→构成•车门→门控电磁阀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。3个电磁阀分别控制开门、关门和解锁；4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。2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。城市轨道交通车辆→构成•车门→机械传动系统•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。•车门→行程开关和门叶•4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。总结：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缸来实现的。城市轨道交通车辆→构成车门的电气控制ATP城市轨道交通车辆→构成•车辆的构成I.车体II.车门III.车钩缓冲装置IV.转向架V.制动装置车辆构成→车钩缓冲装置5.1城市轨道交通车辆的构成3.车钩缓冲装置(1)车钩1)车钩的分类。2)风管连接器。3)电气连接器。4)车钩对中装置。(2)缓冲装置缓冲装置可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。1)双作用环弹簧缓冲器由弹簧盒、弹簧前后座板、外弹簧、内弹簧、端盖盒牵引杆等组成(见图5-5)。车辆构成→车钩缓冲装置车钩缓冲装置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。车辆构成→车钩缓冲装置•车钩a)车钩的分类b)风管连接器c)电气连接器d)车钩对中装置车辆构成→车钩缓冲装置a)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车辆构成→车钩缓冲装置非自动车钩和自动车钩的不同点在于：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。车辆构成→车钩缓冲装置•非刚性车钩和刚性车钩车辆构成→车钩缓冲装置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