《城市轨道交通车辆总体及转向架》01城轨交通系统和车辆总体概述

课前需要搞清楚的几个问题：为什么学？学什么？怎么学？怎么考？一.教学内容内容：1.城市轨道交通系统及车辆总体情况；5～102.城轨车辆转向架；35～403.城轨车辆车体结构；20～254.车钩缓冲装置；5～105.牵引计算、动力学等理论知识；10～156.几种特殊轨道交通；10～15教材：《城市轨道交通车辆总体及转向架》，科学出版社；参考：《车辆工程》，中国铁道出版社《城市轨道交通概论》《课堂PPT》二.教学目标1.掌握城市轨道交通车辆及转向架各组成部分的工作原理；2.了解牵引计算、动力学等理论问题；3.对实际装置有感性认识和实践动手能力。三.教学方法(课前)预习(课中)听课(课后)作业资料查阅现场参观关注行业动态……实际操作课堂提问小组讨论……上台演讲讲解难点和重点微信公众号：轨道世界地铁招聘RT轨道交通中国中车成都地铁重庆轨道交通中国城市轨道交通协会轨道交通招聘快讯网站：中国中车地铁族铁道网百度：文库-知道-百科爱课堂四.考核方法最终成绩=平时成绩(30)+考试成绩(70)平时成绩：考勤、平时作业、课堂回答问题、课堂纪律、实践操作考试内容：平时讲课强调的重要的、基本的知识点五.考试题型填空判断选择（多选，5选2～4）名词解释简答综合例：以下描述属于城市轨道交通的特点的是（）A、运输能力大B、建设速度快C、有效利用土地D、节约能源E、建设成本低第1章城轨交通系统和车辆总体概述城轨交通系统的发展和分类城轨车辆的基本组成城轨车辆的主要技术参数城轨交通车辆限界简介11城市轨道车辆赏析12北京地铁八通线13东京地铁14哥本哈根地铁15迈阿密地铁16天津地铁17长春54路有轨电车18长春轻轨3号线19旧金山轻轨20成都地铁3号线212223上海磁浮列车24德国的磁浮列车25智轨列车26272829直线电机列车思考：为什么要大力发展城市轨道交通？1.1城轨交通系统的发展和分类1863年1月9日，英国伦敦建成了世界第一条由蒸汽牵引的地铁，全长3.1km，后延长到6.5km。采用“挖-盖”工序。城轨交通发展4阶段：诞生和初始发展阶段（1863～1924）；停止萎缩阶段（1924～1949）；重新（再）发展阶段（1949～1969）；高速发展阶段（1970至今）311.1.1世界各国城轨交通系统发展概况1.1.2城市轨道交通系统的总特点1.运输能力大——最大特点之一，每小时单向运量5～8万人次；2.高速性和准时性；3.节省空间，能有效利用土地；4.节约能源；5.安全性高；6.减少大气污染。321.1.3我国城轨交通系统发展现状及存在的问题•1969年，我国第一条地铁线（北京2号线）建成通车；3334成都首条线路地铁1号线于2010年9月27日正式开通，为中国中西部首条地铁线路，也使成都成为了中国大陆第十个拥有城市轨道交通的城市35重庆轨道交通2号线是中国第一条跨座式单轨，也是中国西部地区第一条城市轨道交通线路，因其列车在李子坝站穿楼而过闻名全国在建项目川渝36存在问题：地铁建设资金巨大；地铁建设周期长；只有建成一定规模后才能充分发挥社会效能和经济效益。371.1.4城市轨道交通系统的分类38运输容量高容量每小时5万人次以上地铁大容量每小时3～5万人次一般指地铁中容量每小时1～3万人次以上轻轨、单轨和自动导向系统小容量每小时1万人次以下有轨电车①39线路架设方式高架地面隧道导向方式轮轨导向地铁、轻轨、有轨电车导向轮导向单轨、AGT等胶轮系统③②40线路封闭程度全隔离高,大容量及1.6万人次/h以上的中容量系统半隔离中容量车不隔离有轨电车④41轮轨材料钢轮钢轨地铁、轻轨和有轨电车胶轮钢筋混凝土轨道单轨和自动导向系统牵引方式直流旋转电机驱动一般轨道车辆采用交流旋转电机驱动直线电机驱动直线电机驱动地铁车辆采用⑤⑥传统习惯分类：地铁系统轻轨系统单轨系统磁浮系统自动导向系统区域快速系统421.1.5广泛采用的城轨交通系统简介高运量的地铁车辆的基本车型为A型车，大运量地铁车辆为B型车或直线电机B型车；列车通常由4～8辆组成，最高运行速度应大于80km/h，旅行速度可达35～45km/h，最小运行间隔可达1.5min；43一、地铁二、有轨电车系统有轨电车是在地面上与其他交通工具混行的轨道交通方式，与城市道路交叉时，均为平交道口，线路不封闭;单向高峰每小时运量5000—8000人/次，车长10—20米，1至2组为一列，称为小运量城市轨道交通;有轨电车最高时速40—60公里，平均时速20—30公里。44大连有轨电车墨尔本有轨电车三、轻轨交通系统是于20世纪60～70年代在有轨电车的基础上经改造而发展起来的；轻轨交通系统为中运量系统，车辆通常采用低地板形式，方便乘客上下车，同时缩短停站时间。45大连轻轨四、单轨（独轨）交通系统单轨交通是一种中、小运量的系统，主要有两种类型：跨座式单轨悬挂式单轨4647跨座式与悬挂式共同特点：适应城市环境、地形复杂的要求；点用地少；运量不大运行安全，无脱轨事故；建设工期短，施工简便，造价低；噪声与振动低。跨座式与悬挂式的缺点：能耗大；有橡胶粉尘污染；橡胶轮寿命低；不能与地铁、轻轨接轨；道岔结构复杂、笨重，造价昂贵，道岔转换时间较长，列车折返时间长；疏散和救援工作比较困难。48五、自动导向交通系统AGT自动导向交通系统是一种单辆或数辆脚轮车编组成列在专用混凝土轨道上导向运行的交通系统，可实现全自动化和无人驾驶技术；49车辆的导向有两种：中央导向和侧面导向；列车自动控制（ATC）系统向列车提供限制速度的信息，列车根据ATC车载设备给出的限制速度运行，同时控制列车的开关门、报站广播、运行方向的转换等。50上海轨交8号线自动导向交通系统与单轨交通系统的异同：不同之处：自动导向交通系统的车辆一边比较小，列车车辆编组数也少。单轨交通的客运量较大，一般是自动导向系统的1.2～2倍左右；自动导向系统自动化程度更高，可实现无人自动运行；自动导向系统导向机构简单，道岔动作时间短，维修简单方便；单轨交通转向架、道岔结构复杂，维修困难；51相同点：都采用高架专用轨道；建设费用比地铁低；车辆采用橡胶轮胎，噪声低、安全性好；适用于大坡道和小曲线半径线路，也可以用于博览会、游乐场、机场内部运输，一般公共交通等。六、城市快速铁路系统城市快速铁路系统输送能力大、速度高，是特大城市与远郊或卫星城市间理想的交通系统，日单向客运量可达50～80万人次，旅行时间不超过30～45min；52七、磁浮交通系统利用电磁系统产生的吸引或排斥力将车辆托起，使之悬浮于线路上，利用电磁力导向，使用直线电机将电能转换成推进力，推动列车前进；磁悬浮列车系统主要由悬浮系统、推进系统和导向系统这三大部分组成。53磁悬浮列车分类：按驱动方式：分为长转子、短定子形式和长定子、短转子形式；按工作原理分为：常导磁吸式、超导磁斥式常导磁吸型常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车Transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的间隙较小，一般为10mm左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达400～500km/h，适合于城市间的长距离快速运输。在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10─15mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。驱动原理常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用，它就象同步直线电动机的长定子绕组。当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，承载系统连同列车一起就象电机的“转子”一样被推动做直线运动。德国TR高速磁悬浮列车结构简图磁浮列车的驱动即采用直线电机原理，列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，线圈里流动的电流方向就翻转过来了。其结果就是原来的S极线圈，现在变成N极线圈了，反之亦然，于是列车就被连续驱动向前运动。动模型实验系统设计1.1.6各类交通系统的特点比较自学60611.1.7城市轨道交通系统的选择原则和步骤原则：城市轨道交通系统的正确选择，应从容量、经济(造价)、目标和环境等几个方面来统筹考虑；步骤：确定线路走向→确定线路规模→确定线路封闭程度→确定线路设置方式→确定特殊要求城市轨道交通系统车辆类型选择考虑因素：客流特点；客流量；旅行速度；线路条件。1.2.1城轨车辆的基本组成组成作用车体安装基础+承载骨架+乘客乘坐空间转向架承载+转向+平稳+制动车端连接装置连接车辆成列+缓和纵向冲击+传递电力及信号制动装置产生一定的制动力，使列车减速或停车受流装置将电流（能）顺利导入动车车辆内部设备保证乘客乘坐安全舒适+车辆正常运行车辆牵引传动实现电能传递和转换+控制列车正常运行列车信息网络控制系统对整个列车的牵引、制动和车内所有设备进行控制、监测和故障诊断621.2城轨车辆的基本组成及主要技术参数1.2.2城轨车辆的主要技术参数一般分为性能参数与主要尺寸两大类；一、车辆性能参数：自重；载重；容积；构造速度；轴重；每延米轨道载重；能通过的最小曲线半径；轴配置；63最大启动加速度；平均启动加速度；平均制动减速度；单位自重功率指标；供电电压；最大网电流；牵引电机功率；制动形式；坐席数及单位地板面积站立人数64AW（AverageWeight）是表征列车载客量的参数，包括AW0、AW1、AW2、AW3四种情况。AW0表示空载时的情况；AW1表示满座时的情况；AW2表示满载时的情况（按6人/m2），即定员载荷；AW3为超载时的情况（按9人/m2）。二、车辆主要尺寸：车辆外形尺寸：车辆内部长、宽、高：车钩高：地板面高度：车辆定距：转向架固定轴距：661.3城市轨道交通车辆限界简介规定限界的目的：防止车辆在直线或曲线上运动时与各种建筑物及设备发生接触，以保证行车绝对安全；车辆限界设备限界建筑限界67三、导柱定位轴箱68问题？三、导柱定位轴箱70