地铁车辆的基本组成及原理

地铁车辆基础知识培训
运营公司 2013.03
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目 录

1. 城轨车辆类型 2. 二号线一期工程车辆主要技术参数

3. 城轨车辆技术介绍
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1.城轨车辆类型

依据是所选用列车的规格。按照国际标准，城市轨道交通列车可 分为A、B、C三种型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度。 凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编 组列车。 选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨（上海轨道交通8号线除 外），采用2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量 和站台长度。
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转向架
转向架作用：

1. 动车转向架具有驱动作用，通过齿轮传动装置将牵 引电机转矩传递至车轮，再通过轴箱装置将车轮沿钢 轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平移
2. 支撑车体，承受并传递车体与轮对间载荷，并使轴 重平均分配 3. 充分利用轮轨间黏着，传递牵引力与制动力 4. 缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证良好运行平稳 性和安全性 5. 保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力
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3.城轨车辆技术介绍
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A、B型车辆参数比较
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城轨车辆主要组成系统
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列车编组
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列车编组图（6节编组）
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车体
车体概述 ●车体是容纳乘客和司机驾驶的地方，又可以安装与连接其他设备和部件。 ●一般有底架、端墙、侧墙及车顶等。 ●车体结构为轻型、整体承载铝合金结构，底架、侧墙、端墙及车顶均承受载荷。 车体结构能承受垂向、纵向、扭转等载荷。司机室端部结构设计必须满足意外撞车 时的要求。 车体分类 ●按车体形状可以分为V型车体和鼓型车体 ●按车体生产工艺可以分为全焊接车体和铆接车体 ●按车体材料可以分为铝合金车体和不锈钢车体。铝合金车体特点：重量轻、结构 刚度大、隔音能力好、底架设备悬挂布置方便等优点；不锈钢车体具有熔点高、免 油漆等特点。
最大常用制动： 紧急制动：
≥1.0m/s2 ≥1.2m/s2
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列车故障状态下运行能力要求

列车在丧失1/4动力的情况下，可适当降低列车运 行速度。 列车在AW3载荷工况下，丧失1/2动力的情况下， 能在正线30‰坡道上起动，运行到下一站，清客 后空车能运行至车辆段。


一列AW3载荷的列车，全部丧失动力时，能由一 列空载（AW0）列车，在正线30‰的坡道上起动 并推送到前方有停车线的车站。

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转向架功能： 1.根据功能分为动车转向架和拖车转向架

2.转向架位于车体和轨道之间，用来牵引和引导车辆 沿着轨道行驶，承受与传递来自车体及线路的各种载 荷并缓冲其动力作用，是保证车辆运行品质的关键部 位。 3.一般由构架、轮对轴箱装置、牵引电机、齿轮传动、 弹簧悬挂装置、基础制动装置和牵引装置等组成。

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车辆受电

车辆受电方式：架空接触网受电弓 额定供电电压 接触网高度（距轨面） 地下区段 地面及高架区段 库内 DC 1500V
4040mm 5000mm 5300mm
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列车速度

最高运行速度： 构造速度： 平均旅行速度：
80 km/h 90 km/h ≥36km/h
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列车平均加速度
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电气牵引系统
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受流装置
城轨车辆受流装置分为受电弓和集电靴两种；
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受电弓与集电靴的技术参数比较
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电气辅助系统
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辅助系统包括逆变器及充电机箱（低压电源）、辅助高 压箱、扩展供电箱、接地开关箱等设备。

辅助逆变器是将母线DC1500V网压逆变成三相AC380V的 电压输出的设备，提供地铁列车上的AC220V用电设备及 AC380V用电设备使用。 充电机的工作原理是将辅助逆变器输出的AC380V变换成 DC110V输出，供全车控制用电和蓄电池充电使用。
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贯通道
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贯通道
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车门
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空调和通风
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照明系统

列车照明系统采用110VDC电源，包括外部照明 和内部照明；


列车外部照明设有前置灯和标志灯；
客室内部照明设有正常照明和紧急照明；

照明方式采用LED平面光源，具有寿命长、节 能、环保等优点。
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空气制动系统
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地铁的定义

在我国的规范中是指，轴重相对较轻， 单方向输送能力在1万～3万人次的轨道 交通系统，称为轻轨；每小时客运量3 万～8万人次的轨道交通系统，称为地铁。
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2. 二号线一期工程车辆主要技术参数

地铁车辆：地铁车辆是城市轨道交通系统的重要 组成部分，也是技术含量较高的机电设备。

地铁车辆应具有先进性、可靠性和实用性，应满 足容量大、安全、快速、美观和节能的要求。地 铁车辆有动车（M，Motor）和拖车（T， Trailer）、带司机室车和不带司机室车等多种形 式；动车本身带有动力牵引装置，拖车本身无动 力牵引装置；动车又分为带有受电弓的动车和不 带受电弓的动车。
人工机械连接，不具备自动机械解钩功能； 人工气路连接； 人工电路连接； 解钩作业需在车辆段采用非气动方法进行
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钩缓装置及车体吸能过程

阶段 1：正常情况下由可复原的弹性缓冲器进行能量 吸收。 阶段 2：由可恢复的弹性缓冲器和不可复原的可压溃 筒体进行能量吸收。 阶段 3：全自动车钩的过载保护装置发生作用，全自 动车钩向后移动。 阶段 4：相邻Tc车的防爬装置互相接触并发生变形， 吸收能量。 阶段 5：相邻Tc车端部结构变形吸收能量。
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车辆主要技术参数
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2号线一期工程的车辆选型

我们采购的车辆是：车辆采用B型车。列车编组为6辆编组 4动2拖。16列。
编组方式为：=Tc－Mp－M*M－Mp－Tc= Tc：带司机室的拖车 Mp：带受电弓的动车 M：不带受电弓的动车 = ——全自动车钩； ― ——半永久牵引杆 * —— 半自动车钩 每个Tc－Mp－M为最小可动单元，整列车可解编为两个 Tc－Mp－M最小可动单元。
DC24V模块是将DC110V变换成为DC24V电压供地铁列车 24V用电设备使用。


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系统原理：

辅助电源电路系统采用各电源系统贯穿全列车 的方式。辅助电路系统由辅助逆变器、低压电 源以及蓄电池提供电源，为地铁车辆上除牵引 动力系统之外的所有用电设备提供电力。

其供电的设备有空调装置、风源装置、照明系 统、控制系统、旅客信息系统等。该系统的电 源电压为三相AC380V、 AC220V 、DC11OV、 DC24V。
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乘客信息及视频监控系统
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中央监视系统
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乘客信息系统的室内布置
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乘客信息系统的室内布置
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列车自动控制系统（ATC）
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结束语

本次讲座主要介绍了地铁车辆的基本组成、基 本工作原理。
谢
谢！
长沙市轨道交通运营有限公司
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动车转向架
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构架
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构架的功能

构架是转向架的骨架，也是最关键的零部件之 一，也是转向架其它各零部件的安装基础，在 机车的牵引运行中起传递牵引力、制动力、横 向力及垂向力的作用。
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轮对
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交流牵引电机
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齿轮传动装置
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悬挂系统

转向架设置两系悬挂系统
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辅助供电模式
空调系统（含通风机） 1500VDC 低压电源
风源系统（空气压缩机）
其它
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列车控制系统
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列车控制采用分布式微机网络控制系统，以 通过贯穿列车的总线来传送信息，具有完善 的控制与监视、故障诊断、列车状态信息显 示和储存功能，控制系统显示装置的画面用 中文显示。 两端头车设置了列车信息中央装置，对整个 网络系统进行管理。 列车配备有车载自动控制系统（ATC)，具有 自动驾驶（运行）功能，其中包括有：车载 ATP设备、车载ATO设备、车载无线设备、车 载传感器、天线设备、车载人机接口设备 （MMI）等。 列车驾驶模式包括：ATO有人自动驾驶、ATP 防护人工驾驶、RM限速驾驶、车载信号切除 模式。
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基础制动装置

其作用是将制动缸活塞上所产生的推力（制动 源力）放大若干倍后均匀地传递到各个闸瓦， 使之压紧车轮产生制动作用。 每个转向架设有4个踏面制动单元，其中2个带 有停放制动功能，成对角布置。


单元制动箱内均设有闸瓦间隙自动调整器，当 由于闸瓦或车轮的磨耗，使闸瓦和车轮的间隙 大于某一规定值时，闸瓦间隙调整器就会自动 动作，保证闸瓦间隙始终保持在规定的范围内。
轮对与构架之间称为一系悬挂系统 构架与车体之间称为二系悬挂系统


一系悬挂系统须隔离轮轨间高频振动，降低车辆运行 噪音，衰减垂向振动
二系悬挂系统须保证车辆的平稳性、舒适性和曲线通 过能力，减小车辆的横向振动和垂向振动 两系悬挂系统的综合匹配，必须确保车辆运行平稳， 减小车辆运行中的振动，提高车辆的舒适性和曲线通 过能力

在AW2、半磨耗车轮、平直干燥的轨道及 额定电压DC1500V等工况下的平均加速度 指标为：
列车从0加速到40 km/h： ≥1.00m/s2 列车从0加速到80 km/h： ≥0.6m/s2
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列车平均制动减速度

在AW2、半磨耗车轮、平直干燥的轨道 等工况下，列车从最高运行速度80km/h 制动到停车，平均减速度为：
自动机械连接； 自动气路连接； 自动电路连接； 可在司机室内操作，实现自动气动解钩； 全自动车钩还设置过载保护装置
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半自动车钩
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半自动车钩技术特征

自动机械连接； 自动气路连接；
人工电路连接；
可自动连挂，可人工拉动手柄进行解钩 操作。
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半永久牵引杆
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半永久牵引杆技术特征

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Tc车车体(带司机室的拖车 )
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Mp车车体(带受电弓装置的动车 )
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M车车体(不带受电弓的动车 )
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驾驶室
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铝合金车体与不锈钢车体的比较
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内装
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座椅、拉手、照明、通风、车门、空调及取暖
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车钩和缓冲器
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全自动车钩
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全自动车钩技术特征

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一系悬挂及轴箱
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二系悬挂
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牵引装置
牵引装置负责 车体和转向架 之间的纵向作 用力的传递
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抗侧滚装置

地铁车辆还在车体和转向架之间设置抗侧滚装 置，每个转向架设有一套抗侧滚装置。

其功能是限制车体由于通过曲线时的离心力或 侧向风产生的侧滚运动，严格控制车体相对于 转向架构架的侧滚，使车辆运行在包络线的允 许范围内，提高车辆的倾覆安全性。