城市轨道交通车辆的机械组成部分

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4.2 城市轨道交通车辆的机械组成部分

一、复习提问

城市轨道交通车辆有哪些类型

城市轨道交通车辆的选用要素

二、讲授新课

一般轮轨系统的城市轨道车辆由机械和电气两部分组成，机械部分包括车体，转向架，车钩及缓冲装置，制动系统和空调通风系统。

车辆总体布置的基本原则：

1、设备具有良好的可接近性，易于安装和拆卸，便于维护和检修。电气设备和辅助机组均安装在车下或车顶。

2、保证车辆轴荷重均匀分布。

3、保证电气设备具有良好的工作环境，为了防尘、防雨雪的侵入，电气设备均集中安装在箱体内。

4、尽量使电缆、空气管路和风道长度为最短，尽量减少风道弯曲，并使风量分配均匀。

5、对于产生强磁场的设备均加装屏蔽，以免干扰其它电气设备、电子控制系统和通信信号系统的正常工作。

6、使乘务人员具有良好的工作环境，操作方便和安全，保障乘客乘坐方便和安全。车辆间贯通，便于乘客流动；司机室前端设安全疏散梯。

（一）、城市轨道交通车辆的主要组成部分及总体结构

以上海地铁为例

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自动控制和人工操纵两种，容量大，舒适性较好

上海地铁车辆：A车—带驾驶室的拖车

B车—带受电弓的动车

C车—不带受电弓的动车

（二）、城市轨道交通车辆的机械组成部分

（1）车体

A、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。

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

B、车体的材料

碳素钢车体

自重达到10—13t，成本低，耐腐蚀性最差，维修费用高，而导致总成本最高。

不锈钢车体

自重比碳素钢车体轻1—2t，成本比碳素钢高，耐腐蚀，基本不需要定期维修保养，总成本最低。

铝合金车体

自重比不锈钢车体轻3—5t，最轻，制造成本最高，耐腐蚀性较好，需要定期维护，总成本较高。

C、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。D、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

E、车体的承载方式

一般有底架承载和整体承载两种方式

F、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

G、车体的防撞设计

带司机室的拖车底架的前端设有撞击能量耗散区

带司机室的拖车前端安装防爬器

（2）转向架

A、转向架的作用

支撑车体，传递载荷，引导车辆前进

增加车辆载重、长度和容积，提高列车运行速度

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

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

B、转向架的种类

动车转向架（动力转向架）

拖车转向架（非动力转向架）

C、转向架的结构、组成

见图4—5

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。它不仅仅承受和传递各种作用力及载荷，而且它的结构形状、尺寸和大小都应满足各零部件的结构、形状及组装的要求。

弹性悬挂装置

为了减少线路的不平顺和轮对运动对车体的动态影响（如垂向振动、横向振动和通过曲线等），在轮对与构架之间、构架与车体之间，设有弹性悬挂装置，前者称为轴箱悬挂（又称一系悬挂），后者称为构架悬挂装置（又称二系悬挂）。

轮对、轴箱装置

轮对沿着钢轨滚动，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。轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动。

单元制动装置

为了使车辆在规定的距离内停车，必须安装制动装置，其作用是传递制动闸缸产生的制动力或单元制动机产生的制动力，使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换成轮轨之间的外摩擦（即制动力），从而使车辆承受前进方向的阻力，产生制动效果。

中央牵引装置

中央牵引装置是车体与转向架的连结部分，其结构应能满足安全可靠地架承车体，并传递各种载荷和作用力，同时车体与转向架之间应能绕不变的旋转中心相对转动，以使车辆顺利通过曲线。

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。该系统既提供牵引力，也提供制动力（电制动力）。

（3）车钩及缓冲装置

车钩和缓冲器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。

组成：车钩、缓冲器、电路联接器和气路联接器。

作用：联接车辆以及车辆间的电路和气路，并传递和缓冲列车运行的牵引力、制动力和其它冲击力。

分类：分为刚性车钩和非刚性车钩，密接式车钩。密接式车钩分为自动车钩、半自动车钩、半永久车钩三种。

1.刚性车钩和非刚性车钩

2.密接式车钩

3．全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩

（4）制动装置

由机械和电气两套装置组成。

1．城市轨道交通车辆制动系统的特点

（1）具有足够的制动力

（2）操作灵活，制动可靠，减速快，停车平稳准确

（3）在制动过程中，采用电制动和空气制动的联合制动能力

(4）城轨列车在长达下坡道上运行时，制动力不衰减