城市轨道交通车辆构成课件.ppt

1,城市轨道交通车辆,2,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。,3,城市轨道交通车辆构成,车辆的构成车体车门车钩缓冲装置转向架制动装置受流装置车辆电气系统,4,3-1 车体,车体的特征,车体的材料,车体的构成,车体,5,4-1 车体,分有司机室车体和无司机室车体两种。是容纳乘客和司机驾驶（对于有司机室的车辆）的地方，是安装、连接其它设备和部件的基础。城市轨道车辆车体均采用整体承载的钢结构和轻金属结构，以达到在最轻的自重下满足强度的要求。,6,7,有司机室车辆,8,1、车体的特征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。对重量限制较为严格，以降低高架线路的工程投资。车体采用轻量化设计。车体的防火要求严格。车体的隔音和减噪措施有严格要求。,3-1 车体,9,2、车体的材料轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：具有一定的强度和刚度。要耐腐蚀。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。,3-1 车体,10,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。碳素钢车体：自重1013t左右，总成本最高。不锈钢车体：比碳素钢减轻12t，总成本最低。铝合金车体：比碳素钢减轻35t，总成本较高。,3-1 车体,11,3、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。,3-1 车体,12,3-1 车体,13,车体由哪几部分构成？,车体车门车钩缓冲装置转向架制动装置,3-1 车体,14,3.1 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。,3-1 车体,15,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,16,城市轨道交通车辆构成,5、车体的外形特点矩形鼓形,17,城市轨道交通车辆构成,18,城市轨道交通车辆构成,车辆的构成车体车门车钩缓冲装置转向架制动装置受流装置车辆电气系统,19,城市轨道交通车辆构成,20,3-2 车门,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,21,3-2 车门,3.2.1车门的基本要求 具有足够的数量和有效长度；车门要均匀分布，方便乘客上、下车；车门附近有足够的空间；具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。,22,3-2 车门,3.2.2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。,23,3-2 车门,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。,24,3-2 车门,车门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。,25,3-2 车门,车门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。,26,3-2 车门,塞拉门优点 保持列车外形美观；减小空气阻力；具有良好车厢密封性能，降低噪音。,27,3-2 车门,车门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。,28,3-2 车门,3.2.3车门的机械结构气动内藏门驱动气缸门控电磁阀机械传动系统行程开关和门叶,29,3-2 车门,1、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。,30,3-2 车门,2、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。,31,3-2 车门,3、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。,32,3-2 车门,4、车门的电气控制ATP,33,城市轨道交通车辆构成,车辆的构成车体车门车钩缓冲装置转向架制动装置受流装置车辆电气系统,34,3-3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。,35,36,3-3车钩缓冲装置,车钩车钩的分类风管连接器电气连接器车钩对中装置,37,3-3车钩缓冲装置,1、车钩的分类,38,3-3车钩缓冲装置,1）非自动车钩和自动车钩的不同点：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。,39,3-3车钩缓冲装置,2）非刚性车钩和刚性车钩 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前一车辆上的危险。,40,3-3车钩缓冲装置,2、附属装置风管连接器电气连接器车钩对中装置,附属装置风管连接器风管连接器是用来连接车辆间的气体管路。连接风路有制动主管、解钩风管和主风管等。,41,3-3车钩缓冲装置,附属装置电气连接器电气连接器是通过悬吊装置与钩体弹性相连。,42,3-3车钩缓冲装置,附属装置车钩对中装置 车钩对中装置的作用是使车钩缓冲装置和车体的中心线在同一平面内。,43,3-3车钩缓冲装置,3、车钩缓冲装置缓冲装置 缓冲装置用以连接车钩与车体，吸收能量以缓和列车的纵向冲击，提高列车运行的平稳性和乘坐的舒适性。可再生缓冲器不可再生缓冲器压溃管 列车相撞时，通过压溃管的变形来吸收冲击能量，压溃管属于免维修部件。,44,3-3车钩缓冲装置,a）可再生缓冲器环弹簧缓冲器,45,3-3车钩缓冲装置,橡胶缓冲器,46,城市轨道交通车辆构成,车辆的构成车体车门车钩缓冲装置转向架（走行部分）制动装置受流装置车辆电气系统,47,3-4 转向架（走行部分）,1、定义把二个或多个轮对用专门的构架（或侧架）连接，组成一个小车，称为转向架，车体座落在两（或三个）转向架上。转向架为车辆的一个独立部件，便于转向架的互换、制造和维修。,48,3-4 转向架（走行部分）,铁路与公路车辆走行部的区别：a.车体和底架与走行部可分离b.车轴与车轮为一整体,转向架 转向架是支撑车体并负担车辆走行任务的部分，它安装在车体与轨道之间。,49,转K1转向架三维图,50,3-4 转向架（走行部分）,转向架基本作用：支承整个车体，引导其沿线路运行；承受并传递车体与轨道之间的各载荷；缓和车体与轨道之间的各作用力；将车轮对的滚动转化为车体的平动；提高车辆通过曲线的能力。具有可靠的制动机构，使车辆具有良好的制动效果。,51,对转向架的要求,要求悬挂装置可以根据客流的变化调整其刚度，以保证车辆客室地板面与站台面的高度相协调，方便旅客的乘降；转向架的结构便于弹簧减振装置的安装，以使其具有良好的减振特性，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和安全性；对动力转向架来说，要便于安装牵引电机和传动装置，以提高驱动车辆的动力；转向架是车辆的一个独立部件。,52,3-4 转向架（走行部分）,2、转向架分类城市轨道交通车辆采用的转向架一般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的基本机构相同，主要区别在于驱动系统。动力转向架上安装了牵引电动机装有动力转向架的车辆称为动车装有非动力转向架的车辆称为拖车,53,3-4 转向架（走行部分）,3、转向架的组成构架轮对轴箱装置弹性悬挂装置一系悬挂装置：轮对与构架之间二系悬挂装置：车体与构架之间制动装置牵引电机齿轮变速传动装置,54,转K1转向架爆炸图,55,转K2转向架爆炸图,56,3-4 转向架（走行部分）,1）转向架构架 构架是转向架的基础，它把转向架的零部件组成一个整体。它不仅承受、传递载荷和作用力，而且它的结构、形状和尺寸都应满足零部件组装的要求。,57,1）构架,a）构架作用构架或侧架是转向架的基础承受和传递各作用力及载荷满足各零部件的结构、形状及组装的要求b）对构架的要求部分尺寸精度要求高。使一些部件安装具有较高的定位精度，如轮对定位，使转向架达到较高的运行性能便于各部件及附加装置的安装，包括轮对安装、传动齿轮装置的悬挂、牵引电机安装、制动系统的安装结构具有足够高的强度，承受并传递牵引力、制动力、车体重量以及各种冲击、振动，保证列车运行安全。,58,构架结构组成及分类,构架主要由左、右侧梁，一根或几根横梁及前后端梁组焊而成。开口式构架：没有端梁的构架，亦称“H”型构架；封闭式构架：有端梁的构架就制造工艺而言，转向架的构架主要有铸钢构架和焊接构架两种；按结构形式有：开口式、封闭式或H形，日字形、目字形等。目前广州地铁均采用了“H”型压型钢板焊接构架。,59,车辆构成转向架-轮对,转向架轮对轴箱装置 轴箱与轴承装置是连接构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的直线运动。轮对沿钢轨的滚动同时，除承受车辆的重量外，还传递轮轨之间的其他作用力，包括牵引力和制动力。,60,轮对轴箱装置轮对,轮对是由一根车轴和两个同型号车轮通过过盈配合组装而成，地铁和轻轨车辆一般采用铸钢式整体车轮。轮对组装过程通常采用冷压或热套的工艺，使车轮与车辆牢固地结合在一起，使用过程中不允许有松动现象。轮对的内侧距：是保证车辆运行安全的一个重要参数。轮对在钢轨上滚动时，轮对内侧应保证在最不利的条件下，车轮踏面在钢轨上仍有足够的安全搭接量，不致造成掉道，同时还应保证车辆在线路上运行时轮缘与钢轨之间有一定的游隙。,61,轮对轴箱装置轮对（续）,轮缘与钢轨之间的游隙太小，可能造成轮缘与钢轨的严重磨耗；轮缘与钢轨之间的游隙太大，会使轮对蛇形运动的振幅增大，影响车辆运行品质。轮对内测距有严格的规定，我国地铁车辆轮对内侧距为13532mm。,62,3-4 转向架（走行部分）,轮对轴箱装置轮对轮对的作用：引导车辆沿钢轨运动，并且承受车辆与钢轨之间的载荷。车轮由轴颈、轮座和轴身组成。轴颈是安装轴承部分；轮座是车轮安装位置；轴身是车轴整体。,63,对车辆轮对的要求,在保证足够强和一定使用寿命的前提下，使其重量最小，并具有一定弹性，以减少轮轨之间的作用力；应具备运行阻力小，耐磨性好的优点；应能适应车辆直线运行，又能顺利通过曲线，还用具备抵抗脱轨的安全性。,64,3-4 转向架（走行部分）,轮对车轴车轴功能：连接车轮和转向架构架；支撑转向架和车体；传递牵引力；传递制动力；承受车体重量。,65,轮对车轮,我国城轨车辆普遍采用整体钢轮。整体钢轮由踏面、轮缘、轮辋、辐板和轮毂组成。踏面：车轮与钢轨的接触面；踏面一侧突出的圆弧部分为轮缘，轮缘是保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨的重要部分，轮辋是踏面下，车轮最外的一圈。轮毂是轮与轴相互配合的地方；辐板是连接轮辋和轮毂的地方。,66,锥形踏面作用：,1）直线运行时，轮对能自动调中。2）曲线运行时，能减少轮轨滑动。车辆在曲线上运行，由于离心力作用，轮对偏向外轨，锥形踏面使得外轨上滚动的车轮滚动圆直径较大，而沿内轨滚动的车轮滚动圆直径较小，正好和曲线区间线路外轨长，内轨短相适应，使轮对顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。3）踏面磨耗比较均匀。踏面与钢轨接触面的滚动直径不同变化，致使钢轨的接触点也在不断变换位置，从而使踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。4）锥形踏面其各处直径不相同。,67,车辆构成转向架-轴箱装置,轮对轴箱装置：轴承与轴箱的组合体称为轴箱装置。轴箱装置的作用是：1）连接轮对与转向架构架，支撑人字弹簧底部，支撑构架承受和传递轮对与转向架之间的各种载荷，承受车体重力，传递牵引力、制动力；2）给轴承内外圈定位，保持轴颈和轴承的正常位置，保证车轴正常安装位置；3）将轮对的滚动转化为车体的直线运动；4）保持轴承油脂，保证轴承良好的润滑性能，并具有良好密封性，防止尘土、雨水等物侵入或油脂甩出，从而防止油脂润滑作用破坏，避免燃轴事故。,68,3-4 转向架（走行部分）,69,3-4 转向架（走行部分）,车辆用轴承一般有滑动轴承和滚动轴承两种。,70,车辆构成转向架弹性悬挂装置,转向架弹性悬挂装置 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。为了减少线路不平顺和轮对车体的各种动态影响，提高车辆运行的平稳性，保证旅客的舒适度，转向架在轮对和构架之间以及构架和车体之间，设有弹簧减振装置。也可称一系悬挂装置和二系悬挂装置。,71,3-4 转向架（走行部分）,转向架弹性悬挂装置组成1）一系悬挂装置（轴箱悬挂装置）一系悬挂装置大多采用金属圆簧或圆锥叠层橡胶弹簧（兼作轴箱定位），保持转向架与车体之间连接，安装在轮对与构架之间。2）二系悬挂 二系悬架采用空气弹簧、轴向油压减震器及叠层缓冲橡胶弹簧，保证轮对与构架之间连接。安装在构架和车体之间。3）抗侧滚扭杆4）减振器,72,3-4 转向架（走行部分）,一系悬挂,安装在轮对轴箱装置与构架之间。,73,3-4 转向架（走行部分）,二系悬挂,安装在构架与车体之间。,74,3-4 转向架（走行部分）,抗侧滚扭杆,75,3-4 转向架（走行部分）,转向架中央牵引装置 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。基本作用：传递纵向的驱动力和制动力；缓和车体的纵向振动。,76,城市轨道交通车辆构成,车辆的构成车体车门车钩缓冲装置转向架制动装置受流装置车辆电气系统,77,3-5 制动装置,制动装置为了让电动车组能以一定的速度运行，必须对其施以牵引。同样为让运行的电动车组能迅速减速、停车，必须也对其施以制动。制动功率要比驱动功率大510倍。,78,3-5 制动装置,1、地铁车辆制动的种类和特点按电动车组动能的转移方式可以分为两类：摩擦制动方式 即动能通过摩擦转变为热能，然后消散于大气；动力制动方式 即把动能通过发电机转化为电能，然后将电能从车上转移出去。,再生制动电阻制动,79,摩擦制动,常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动和盘形制动，还有轨道电磁制动等方式。1）闸瓦制动，又称为踏面制动，是最常用的一种制动方式。它是通过闸瓦压紧车轮的踏面产生阻力实现制动。2）盘形制动，制动缸通过制动夹钳，夹紧制动盘，使闸片和制动盘间产生摩擦，把电动车组的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片散于大气。,80,闸瓦制动空气制动机 以压缩空气作为制动的动力，通过压缩空气的变化来操纵制动力的大小。空气制动机应当具备的功能：提供足够的制动力；制动力均匀一致；具有紧急制动的性能；列车在行驶途中发生分离时，能自动停车。,3-5 制动装置,81,空气制动机 空气制动机的部件，一部分装在机车上，另一部分装在车辆上。装在机车上的有空气压缩机、总风缸、制动阀等。由空气压缩机产生的压缩空气贮存在总风缸内。列车中车辆的制动与缓解作用，由机车司机操纵制动阀来实现。,3-5 制动装置,82,盘形制动,盘形制动，制动缸通过制动夹钳，夹紧制动盘，使闸片和制动盘间产生摩擦，把电动车组的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片散于大气。,83,动力制动,所谓动力制动，是把电动车中的牵引电机在制动时使之成为发电机，把车辆运行的动能变为电能。（1）电阻制动。将发电机发出的电能加于电阻器中，使电阻器发热，即电能转变为热能。电阻器上的热能靠风扇强迫通风而散于大气中。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。（2）再生制动。再生制动是把电动车组的动能通过发电机转换为电能后，再使电能反馈回电网，进行回收使用。,84,3-5 制动装置,2、地铁车辆制动方式地铁车辆的制动方式一般有再生制动、电阻制动和空气摩擦制动三种，它们分别为第一、第二和第三优先级制动。随着列车速度的下降，其电制动力也将不断地减弱。空气制动逐渐承担所有的制动力。,85,3-6 受流装置,从接触导线（接触网）或导线轨（第3轨）将电流引入动车的装置称为受流装置或受流器。一般有：杆形受流器（多用于城市无轨电车）弓形受流器（多用于城市有轨电车）侧面受流器（多用于矿山货车）轨道式受流器（第三轨受流）受电弓受流器（适用于高速干线）,86,87,88,89,3-7 电气系统,车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按其功能可分为主电路系统、辅助电路系统和电子控制电路系统3个部分。,90,5、车辆性能参数,自重：车辆本身的全部质量。载重：车辆允许的正常最大装载质量。轴重：按车轴形式以及在某个运行速度范围内该轴允许负担的质量，包括轮对自身在内的最大总质量。每延米轨道载重：车辆总质量与车辆全长之比。构造速度：按安全和结构强度等条件所允许的车辆的最高行驶速度。,91,92,end,