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1、11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 第七章第七章 城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆 11/22/2011 2 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Transportation Management Engineering College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 7.2 城市轨道交通车辆组成 7.3
2、 城市轨道交通车辆的技术参数 7.4 转向架 7.5 制动系统 第七章 城市轨道交通车辆 11/22/2011 3 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Transportation Management Engineering College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 7.2 城市轨道交通车辆组成 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 7.4 转向架 7.5 制动系统 第七章 城市轨道交通车辆 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic a
3、nd Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 o自行车 行驶轨迹是“自由”的、不受约束的，驱动 的牙盘装在车架上，转弯是由车把手控制。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 o汽车 行驶轨迹是“自由”的；驱动的发动机装在 底盘上；转弯是由方向盘控制转向轮；两个轮子 的
4、轴套是固定在底盘上，车厢则固定在底盘上。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 o1、转向架概念的加入 l 问题的提出：较长轴距的轨道交通车辆仅在直线 轨道上行驶没有问题，但在曲线上就不容易处理了。 l 轨道车辆运行特点：行驶 轨迹是“不自由”的、受约束 的，在特定的轨道中行驶。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic
5、and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 o1、转向架概念的加入 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 o2、城市轨道交通车辆的特殊要求 l 站距短，线路曲线半径小，坡度大；客流量大而 集中，乘客上下车频繁，高峰时会超载； l 车辆一般有较高的起动加速度和制动减
6、速度； l 车辆遵循减少能耗、减少发热原则，尽量减轻自 重，选择效率高的传动系统； l 运转密度较高，为确保安全行车，通信信号比较 复杂，车载通信信号设备及车辆的控制系统，应有良 好的适应能力。 11/22/2011 9 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Transportation Management Engineering College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 7.2 城市轨道交通车辆组成 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 7.4 转向架 7.5 制动系统 第七章 城市轨道交通
7、车辆 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o车辆的类型 l 带司机室拖车（A型） l 无司机室带受电弓的动车（B型） l 无司机室不带受电弓的动车(C型) l 6节编组其排列为ABCCBA l 8节编组其排列为：ABCBCBCA 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation Coll
8、ege of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 l 车体 l 转向架 l 牵引缓冲连接装置 l 制动装置 l 受流装置 l 车辆内部设备 l 车辆电气系统 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o1、车体 容纳乘客和司机驾驶的地方，又是安装与连接其它 设备和部件的基础，一般包括有底架、端墙、侧墙及车 顶等
9、。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o1、车体 l 车体特点 有拖车、动车之分； 座位少、车门开度大、服务设备简单； 重量限制严格，要求轻量化； 防火及隔噪要求高； 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Contro
10、l Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o2、转向架 l 是轨道交通车辆的走行部分，装置于车体与轨道 之间，用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶和承受与传 递来自车体及线路的各种载荷并并缓和其动力作用， 是保证车辆运行品质的关键部位。 l 分类：动车转向架和拖车转向架 CCCCHG/J 动车转向架动车转向架拖车转向架 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o3、
11、牵引缓冲连接装置 l 车辆编组成列 运行必须借助于连 接装置，即车钩。 l 为了来改善列 车纵向平稳性，一 般在车钩的后部装 设缓冲装置，以缓 和列车冲动。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o4、制动装置 l 制动装置是保证列车安全运行所必不可少的装置。 l 不仅在动车上设制动装置，在拖车上也要设制动装 置，这样才能使运行中的车辆按需要减速或在规定的距 离内停车。 l
12、 城市轨道车辆制动装置除常规的空气制动装置外， 还有再生制动、电阻制动和磁轨制动等。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o5、受流装置 l 从接触导线（接触网）或导电轨（第3轨）将电流 引入动车的装置称为受流装置或受流器。 l 受流装置按其受流方式可分为以下5种形式： 杆形受流器，广泛用于城市无轨电车。 弓形受流器，用于城市有轨电车。 侧面受流器，多用于矿山装货物的电力
13、机车。 轨道式受流器，多用于速度较高的隧道列车。 受电弓受流器，适用于列车速度较高的干线电力 机车上。上海地铁亦采用这种方式。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o5、受流装置 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and C
14、ontrol Engineering 7.2 城市轨道交通车辆组成 o6、车辆内部设备 l 车辆内部设备包括服务于乘客的车体内的固定附属 装置和服务于车辆运行的设备装置。 l 服务车体内固定附属装置：车电、通风、取暖、空 调、座椅和拉手等； l 服务车辆运行设备装置：蓄电池箱、继电器箱、主 控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各 种电器开关和接触器箱等。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering
15、7.2 城市轨道交通车辆组成 o7、车辆电气系统 l 车辆电气包括车辆上的各种电气设备及其控 制电路。按其作用和功能可分为主电路系统、辅 助电路系统和电子与控制电路系统3个部分。 11/22/2011 21 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Transportation Management Engineering College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 7.2 城市轨道交通车辆组成 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 7.4 转向架 7.5 制动系统 第七章 城市轨道交通车辆 11/2
16、2/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 o1、车辆性能参数 l （1）自重、载重、容积 l （2）构造速度 l （3）轴重 l （4）每延米载重 l （5）通过最小曲线半径 l （6）轴配置或轴列数 l （7）最大起动加速度、平均起动加速度等 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation
17、College of Mechatronics and Control Engineering 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 o2、车辆的主要尺寸 l （1）车辆最大宽度、最大高度 l （2）车体长、宽、高 l （3）车钩中心线距轨面高度 l （4）地板地面高度 l （5）车辆定距 11/22/2011 24 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Transportation Management Engineering College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 7.2 城市轨道交通车辆
18、组成 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 7.4 转向架 7.5 制动系统 第七章 城市轨道交通车辆 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o1、作用 l 支承车体； l 相对车体可自由回转，使较长的车辆能自由通过 小半径曲线； l 悬浮和减振车体，提高运行品质； l 加速和制动车辆。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic an
19、d Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （1）轮对 l （2）轮对轴箱装置 l （3）弹性悬挂装置 l （4）构架 l （5）制动装置 l （6）牵引电机与齿轮传动装置 l （7）转向架支承车体装置 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （1）轮对 轮
20、对是由一根车轴和两个相同的车轮采用过盈配合使之 牢固地结合在一起。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （2）轮对轴箱装置 将轮对和构架（或侧架）联系在一起，使轮对沿钢轨的 滚动转化为车体沿线路的平动，并把车辆的重量以及各种 载荷传递给轮对。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportat
21、ion College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （3）弹性悬挂装置 为减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态的影响， 转向架在轮对与构架或者构架与车体（摇枕）之间，设有 悬挂装置。 （a）一系弹簧悬挂 （b）二系弹簧悬挂 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （4）构架 构架是转向架的
22、基础，它把转向架的各个零、部件组成 一个整体，承受、传递各种载荷及作用力。 侧梁 主横梁 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （5）制动装置 为使运行中的车辆在规定的距离范围内停车，必须安装 制动装置，其作用是传递和放大制动缸的制动力，使闸瓦 与轮对之间的转向架内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力 （即制动力），产生制动效果。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通
23、运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o2、组成 l （6）牵引电机与齿轮传动装置 使牵引电机 的扭矩转化为轮 对或车轮上的转 矩，利用轮轨之 间的黏着作用， 驱动车辆沿着钢 轨运行。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.4 转向架 o
24、2、组成 l （7）转向架支承车体装置 车体与转向架连接部分的结构应能满足安全可靠地支承 车体，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。 心盘集中承载 旁承承载 心盘部分承载 11/22/2011 34 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Transportation Management Engineering College of Mechatronics and Control Engineering 7.1 轨道交通车辆导论 7.2 城市轨道交通车辆组成 7.3 城市轨道交通车辆的技术参数 7.4 转向架
25、7.5 制动系统 第七章 城市轨道交通车辆 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o什么叫制动？ 人为地使运动物体减速或阻止其加速叫做制动。 o 什么时候实施制动？ 对于城市轨道车辆来说，为了使运行着的电动车组能 迅速地减速或停车，必须对它施行制动；为了防止电动车 组在下坡道上运行时由于电动车组的重力作用导致电动车 组速度增加，也需要对它施行制动；同时为避免停放的车 辆因重力作用或风力
26、吹动而溜走，亦需要对它施行制动（ 称停放制动）。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o构成 为了能施行制动，需要在城市轨道交通车辆上安装由一 整套零部件组成的一个完整的制动系统装置。 它包括两个部分：制动控制系统和制动执行系统。 制动控制系统由制动信号发生与传输装置和制动控制装 置组成。 制动执行系统通常称为基础制动装置，有闸瓦制动与盘 形制动等。 11/22/2011 机电与控制
27、工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o制动方式 l 按电动车组动能转移方式分类 一是摩擦制动方式，即动能通过摩擦副的摩擦转变 为热能，然后消散于大气。常用的摩擦制动方式主要有 闸瓦制动、盘形制动、轨道电磁制动等。 二是动力制动方式，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。常用的动力制动形式 主要有电阻制动、再生制动等。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department o
28、f Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o摩擦制动 l 闸瓦制动（踏面制动） 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o摩擦制动 l 盘形制动 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Tran
29、sportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o摩擦制动 l 轨道电磁制动 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o动力制动 l 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。 电阻制动一般能提供较稳定的制动力，但车辆底价下 需要安装体积较大的电阻箱。 11/22/2
30、011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o动力制动 l 再生制动 把电动车组的动能通过电机转化为电能后，再使电能 反馈回电网提供给别的列车使用。 这种方式既能节约能源，又减少制动时对环境的污染 ，并且基本上无磨耗。 11/22/2011 机电与控制工程学院 交通运输系 Department of Traffic and Transportation College of Mechatronics and Control Engineering 7.5 制动系统 o制动方式 l 按制动力获取方式分类 黏着制动 非黏着制动 l 按制动源动力分类 空气制动 电气制动