城市軌道交通車輛與結(jié)構(gòu)(第一章車輛形式、組成、限界)

1、城市軌道交通車輛結(jié)構(gòu)與原理城市軌道交通車輛結(jié)構(gòu)與原理第一章 概述l本章要點本章要點l1、城軌交通與其他交通系統(tǒng)的關(guān)系和區(qū)別l2、城軌車輛的型式及車輛構(gòu)成l3、城軌列車的組成l4、車輛限界一、城市公共交通與軌道交通l城市公共交通主要按形式、種類、運量進行分類，規(guī)范的分類如下：l城市道路公共客運交通。城市道路公共客運交通。包括公共汽車系統(tǒng)、快速公共汽車、無軌電車系統(tǒng)、導(dǎo)軌式公共汽車系統(tǒng)、出租汽車。l城市軌道交通。城市軌道交通。包括地鐵系統(tǒng)、輕軌交通及現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)、區(qū)域快速軌道系統(tǒng)、單軌交通系統(tǒng)(跨座式及懸掛式)、磁懸浮系統(tǒng)、直線電機列車系統(tǒng)、自動導(dǎo)向交通系統(tǒng)。l城市水上公共客運交通城市水上公共

2、客運交通。包括客渡輪(橫江渡輪、斜江渡輪、順江渡輪、游覽客渡輪)和車渡輪。l城市索道與纜車公共交通。城市索道與纜車公共交通。包括客運索道、客運纜車。l其他公交。其他公交。包括客運扶梯等。不同運輸形式的能力距離比較不同運輸形式的能力距離比較城軌運行環(huán)境的要求與影響l（1）運輸能力及技術(shù)特征線路客運能力分類線路客運能力分類一一( (高運量高運量) )二二( (大運量大運量) )三三( (中運量中運量) )地地 鐵鐵輕輕 軌軌單向運能單向運能( (人次人次/h)/h)5 5萬萬7 7萬萬3 3萬萬5 5萬萬1 1萬萬3 3萬萬適用車型適用車型A AB(B(或或A)A)C(C(或或B)B)列車最大長度

3、列車最大長度(m)(m)185185140140100100線路型式線路型式( (市中心區(qū)市中心區(qū)) )全封閉全封閉全封閉全封閉半封閉半封閉/ /全封閉全封閉最高速度最高速度( (Km/h)Km/h)8080808060608080旅行速度旅行速度(km/h)(km/h)3030404030304040202030/3030/304040適用城市市區(qū)人口規(guī)模適用城市市區(qū)人口規(guī)模( (萬人萬人) )300300200200100100l（2）通過空間（車輛和建筑限界）l（3）噪音控制l路邊噪聲級的上限隨路邊地區(qū)建筑物和地面類型的不同而有所差異，其上限值在居民區(qū)為70dB(A)，在工業(yè)區(qū)為85dB

4、(A)的范圍內(nèi)變化(距線路中心線15m處)。 l地下鐵道車輛通用技術(shù)條件”(GB/T792887)規(guī)定：司機室內(nèi)的噪聲不超過80dB(A)，客車內(nèi)的噪聲以不超過83dB(A)為限。 二、城軌車輛及其型式1、城軌車輛的構(gòu)成l車體車體l轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架（動力/非動力）l牽引緩沖裝置牽引緩沖裝置（鉤緩裝置）l制動裝置制動裝置（氣制動、磁軌制動、電阻/再生制動）l受流裝置受流裝置l車內(nèi)設(shè)備車內(nèi)設(shè)備l電氣電氣/控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)l通信信號系統(tǒng)通信信號系統(tǒng)2、城軌車輛型式l按走行方式按走行方式l雙軌：鋼論、膠輪l單軌：膠輪l磁懸浮l驅(qū)動方式驅(qū)動方式l粘著式：旋轉(zhuǎn)電機 直/交流電機l非粘著式：直線電機l按設(shè)備配置

5、條件按設(shè)備配置條件l拖車（ A：帶司機室）l動車（C：無司機室）l帶受電動車（B：無司機室）l按承載性能按承載性能/運量運量l地鐵l輕軌l電車3、城軌車輛主要技術(shù)參數(shù)（1）性能參數(shù)）性能參數(shù)自重、載重和容積（t、m3）軸重（t）構(gòu)造速度（km/h）每延米載重（t/m）最小曲線通過半徑（m）軸配置或軸列數(shù)（例B-B、B-2-B）加速度（最大啟動/制動、平均加速度）功率配置（自重）（kW/t）(1015kW/t)牽引供電（供電壓、最大網(wǎng)流、電機功率等）制動方式（摩擦、再生、磁軌、電阻制動）定員及單位面積站立人數(shù)（人、人/m2）（2）幾何參數(shù)（）幾何參數(shù)（mm）最大車斷面尺寸車體三維尺寸車鉤高度（城

6、軌無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，SH 720，BJ 670）地板面高度（SH 1130mm，BJ 1053mm）車輛定距軸距車輛全長序號項目名稱單位4軸車6軸樣車6軸車8軸車1兩車鉤連接面長度mm198002220023800297002車體長度mm189002130022900288003車輛寬度mm26002600260026004車輛軌面至頂部mm3250325032503250高度軌面至設(shè)備頂部mm37003700370037005車內(nèi)高度mm2150215O215021506地板面高度mm9009509509009509009507車輛定距mm11000670067007500-75006700-75

7、00-67008固定軸距動拖mm1900/-1900/18001900/18001900/11809軸列式B-BB-2-BB-2-BB-2-2-B10第一級踏步距軌面高度mm65011受電弓工作高度mm3900560039005600390056003900600012受電弓落弓高度mm370037003700370013每側(cè)車門數(shù)個444514客室車門寬度mm130011001300130015客室車門高度mm190019001900190016定員人1902l020222423525530032017座席占用面積指標(biāo)m2/人約0.3約0.3約0.3約0.318站立人員面積指標(biāo)定員人m266

8、66超員人mz999919構(gòu)造速度kmh8070808020最高運行速度kmh7060707021起動平均加速度m/s2l.211.10.922常用制動平均減速度ms21.21.2l.21.223緊急制動平均減速度ms2222224每延米車長自重指標(biāo)t1.41.55約1.61.41.551.41.5525車輛每噸自重功率指標(biāo)kWt約12約9約11約104、城軌列車組成l上海地鐵lABCCBAlABCBCBCAl北京地鐵l全動車（兩車一組）全動車（兩車一組）l2、4、6、8節(jié)組成一列節(jié)組成一列三、地鐵、輕軌的車輛限界l1、限界概念、限界概念l有關(guān)限界的名詞術(shù)語分述如下l1)基準(zhǔn)坐標(biāo)系基準(zhǔn)坐標(biāo)系l

9、基準(zhǔn)坐標(biāo)系是與軌道線路的縱向中心線相垂直的平面內(nèi)的二維直角坐標(biāo)，該坐標(biāo)的第一坐標(biāo)軸與兩根鋼軌在名義位置且無磨耗時的頂面相切，第二坐標(biāo)軸垂直于前者，并與左右兩根鋼軌的名義位置等距離。l2)偏移及偏移量偏移及偏移量l在基準(zhǔn)坐標(biāo)系內(nèi)，車輛橫斷面上各點，在運行中離開原來在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中所定義的設(shè)計位置稱為偏移，偏移以mm為單位稱為偏移量。l在第一坐標(biāo)方向的偏移為一側(cè)橫向偏移，在第二坐標(biāo)方向的偏移稱為豎向(或向上、向下)偏移。l3)曲線幾何偏移量曲線幾何偏移量l車輛運行在曲線區(qū)段時，車輛縱向中心線上各點在水乎投影圖上偏移線路中心線的水平垂直距離稱為曲線幾何偏移，簡稱曲線偏移。l車輛在水平曲線上產(chǎn)生的曲線偏

10、移簡稱曲線偏移，曲線內(nèi)側(cè)偏移和曲線外側(cè)偏移。l車輛在豎曲線區(qū)段上產(chǎn)生的曲線偏移稱為豎曲線偏移，豎曲線內(nèi)側(cè)偏移和豎曲線外側(cè)偏移。l車輛定距以內(nèi)的車輛縱向中心線上各點，向曲線的內(nèi)側(cè)偏離稱為內(nèi)側(cè)偏移。l車輛定距以外的車輛縱向中心線上各點，向曲線的外側(cè)偏離稱為外側(cè)偏移。l4)計算車輛計算車輛l認(rèn)定具有某一橫斷面輪廓尺寸和水平投影輪廓尺寸及認(rèn)定結(jié)構(gòu)的車輛在地下鐵道及輕軌鐵道上運行，并使用該車輛作為確定車輛限界及設(shè)備限界尺寸的依據(jù)，這個車輛稱為計算車輛。2、地鐵限界l地鐵車輛限界地鐵車輛限界l地鐵車輛限界是基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的一個輪廓。車輛及軌道線路各尺寸在具有最不利公差及磨耗時(包括兩次維修期間所發(fā)生的尺寸偏

11、差)，車輛在運動中處于最不利位置，計及了由各要素引起的車輛各部位的統(tǒng)計最大偏移后，所占據(jù)的空間均應(yīng)容納在輪廓內(nèi)。各種類型地鐵車輛限界各要素有所不同。l地鐵設(shè)備限界地鐵設(shè)備限界l地鐵設(shè)備限界是基準(zhǔn)坐標(biāo)系中位于車輛限界外的一個輪廓。l地鐵建筑限界地鐵建筑限界l地鐵建筑限界是基準(zhǔn)坐標(biāo)系中位于設(shè)備限界以外的一個輪廓，它規(guī)定了地下鐵道隧道的形狀、尺寸、位置，地下車站及站臺位置以及地面建筑物的位置，計及施工誤差、測量誤差及結(jié)構(gòu)永久變形在內(nèi)，任何永久性建筑物均不得向內(nèi)侵入此限界。第一類甲型限界l第一類甲型地鐵計算車輛輪廓線、車輛限界和設(shè)備限界l1計算車輛輪廓線；2車輛限界；3設(shè)備限界1 D T A - C1

12、 D T A - S123第一類乙型限界l第一類乙型地鐵車輛輪廓線、車輛限界與設(shè)備限界l1-計算車輛輪廓線；2-車輛限界；3-設(shè)備限界。3 1 D T B - S1 D T B - C21第二類甲型限界l第二類甲型地鐵計算車輛輪廓線、車輛限界和設(shè)備限界l1一計算車輛輪廓線；2一車輛限界；3一設(shè)備限界受 電 弓 地 面 接 近 限 界受 電 弓 隧 道 內(nèi) 接 近 限 界3212 D T A - S2 D T A - C第二類乙型限界l第二類乙型地鐵車輛輪廓線、車輛限界與設(shè)備限界l1-計算車輛輪廓線；2-車輛限界；3-設(shè)備限界。NoImageNoImage受 電 弓 地 面 接 近 限 界受 電

13、 弓 隧 道 內(nèi) 接 近 限 界3212 D T B - C2 D T B - S3、輕軌限界l車輛輪廓限界車輛輪廓限界l車輛輪廓限界應(yīng)根據(jù)車體橫斷面和車輛下部設(shè)備外輪廓各點所規(guī)定的縱橫坐標(biāo)值。本車輛輪廓限界主要根據(jù)輕軌6軸單鉸車輛樣車資料所確定的各點的x、y坐標(biāo)值。l車輛接近限界車輛接近限界l車輛接近限界是以輕軌6軸單鉸車輛樣車的構(gòu)造和有關(guān)的參數(shù)為依據(jù)，考慮到車輛彈簧撓度和各項間隙、誤差、磨耗等技術(shù)參數(shù)的影響，對車輛在運行中可能出現(xiàn)的各種工況所產(chǎn)生的橫向偏移量和垂直偏移量進行分析計算，所得出的各點x、Y坐標(biāo)值。l車輛在具有最不利的公差和磨耗情況下，并計及車輛在運行中最不利位置所引起的最大偏差

14、，均應(yīng)容納在該輪廓之內(nèi)。l設(shè)備接近限界設(shè)備接近限界l設(shè)備接近限界是基準(zhǔn)坐標(biāo)系中位于車輛限界外的一個輪廓。它計及軌道的軌距，水平方向、高低等出現(xiàn)最大允許誤差時引起車輛的附加偏移量，以及在設(shè)計、施工、運營中尚未預(yù)計到的因素在內(nèi)的安全留量。建筑物及地面固定設(shè)備的任一部分，均不得侵入此限界 輕軌車輛輪廓線、車輛限界與設(shè)備限界受 電 弓 洞 外 接 近 限 界受 電 弓 落 弓 限 界輕 軌 車 輛 輪 廓 限 界輕 軌 車 輛 接 近 限 界輕 軌 設(shè) 備 接 近 限 界第二章 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與力學(xué)分析 l本章要點：l輪對l軸箱裝置l架體l彈性懸掛元件的結(jié)構(gòu)、設(shè)計及計算l減振元件l動力轉(zhuǎn)向架的傳動系統(tǒng)1.

15、動力轉(zhuǎn)向架懸掛結(jié)構(gòu)一、轉(zhuǎn)向架的作用和要求l承載能力大。承載能力大?？稍黾榆囕v的載重、長度和容積。l轉(zhuǎn)向架相對車體在平面上自由回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向架相對車體在平面上自由回轉(zhuǎn)。易于較長的車輛能自由通過小半徑曲線，減少運行阻力與噪聲，提高運行速度。l支承車體支承車體,承受并傳遞承受并傳遞從車體至輪軌的各種載荷，軸重分配均勻各種載荷，軸重分配均勻。l便于安裝彈簧減振裝置，保證車輛具有良好的動力性能和運行便于安裝彈簧減振裝置，保證車輛具有良好的動力性能和運行品質(zhì)。品質(zhì)。另外，有轉(zhuǎn)向架車輛在通過兩軌頭高低不平處時，車體支承點的垂直移動量僅為二軸車輪對支點的一半，從而提高了運行的平穩(wěn)性。l便于安裝制動裝置便于安裝制動

16、裝置，傳遞制動力，滿足運行要求。l便于在轉(zhuǎn)向架上安裝牽引電機及減速裝置，便于在轉(zhuǎn)向架上安裝牽引電機及減速裝置，驅(qū)動輪對(或車輪),為列車提供牽引動力。l便于轉(zhuǎn)向架的互換、制造和維修便于轉(zhuǎn)向架的互換、制造和維修，轉(zhuǎn)向架為車輛的一個獨立部件。二、轉(zhuǎn)向架的基本構(gòu)成 l輪對及軸箱裝置l構(gòu)架l轉(zhuǎn)向架支承車體裝置l彈性懸掛裝置 l齒輪變速傳動裝置l制動裝置上海地鐵新型轉(zhuǎn)向架上海地鐵新型轉(zhuǎn)向架輪對軸箱構(gòu)架搖枕基礎(chǔ)制動裝置三、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)分類l按車軸的數(shù)目和類型l按軸箱定位方式l按彈簧裝置的型式l按搖枕彈簧的橫向跨距l(xiāng)按車體與轉(zhuǎn)向架之間的載荷傳遞方式l鉸接式轉(zhuǎn)向架的車體與轉(zhuǎn)向架連接方式1、車軸的數(shù)目和類型2、軸箱定位方式a.固定定位 b.導(dǎo)框式定位 c.干摩擦導(dǎo)柱式定位 d.油導(dǎo)筒式定位 e.拉板式定位 f.拉桿式定位 g.轉(zhuǎn)臂式定位 h.橡膠彈簧定位 拉桿式軸箱定位橡膠彈簧定位干摩擦導(dǎo)向柱定位3、彈簧裝置的