軌道交通概論 課件 9車輛2

2022.99第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）軌道交通概論第四章軌道交通運(yùn)載工具教學(xué)內(nèi)容9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）第四節(jié)磁懸浮列車和擺式列車

一、磁懸浮列車

二、擺式列車第五節(jié)城市軌道交通車輛

一、城市軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用特點(diǎn)

二、地鐵電客車的分類

三、城市軌道交通列車的編組

四、城市軌道交通電客車的基本構(gòu)造第二節(jié)鐵道機(jī)車

一、機(jī)車分類

二、機(jī)車的性能和基本構(gòu)造第三節(jié)動(dòng)車組一、動(dòng)車組的分類

二、動(dòng)車組的基本構(gòu)造

三、動(dòng)車組主要技術(shù)特點(diǎn)四、我國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的型號(hào)編碼規(guī)則

五、動(dòng)車組檢修9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）第二節(jié)鐵道機(jī)車鐵道機(jī)車是鐵路運(yùn)輸?shù)臓恳齽?dòng)力，依據(jù)其擔(dān)當(dāng)作業(yè)任務(wù)的性質(zhì)，分為列車機(jī)車和調(diào)車機(jī)車。列車機(jī)車擔(dān)當(dāng)正線列車牽引任務(wù)；調(diào)車機(jī)車在車站擔(dān)當(dāng)調(diào)車任務(wù)的機(jī)車稱為調(diào)車機(jī)車。一、機(jī)車分類1.按牽引動(dòng)力分鐵道機(jī)車按牽引動(dòng)力分為蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）（1）蒸汽機(jī)車蒸汽機(jī)車帶有煤水車和鍋爐，利用蒸汽機(jī)，把煤燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使鍋爐中的水變?yōu)楦邏赫羝苿?dòng)活塞往返運(yùn)動(dòng)把蒸汽內(nèi)能換變?yōu)闄C(jī)械能，從而帶動(dòng)列車運(yùn)行。蒸汽機(jī)車曾經(jīng)在鐵路發(fā)展史上發(fā)揮過重要作用，但由于其熱效率低（小于10%），乘務(wù)人員作業(yè)條件差，已經(jīng)逐漸退出了歷史舞臺(tái)。1988年12月25日我國大同機(jī)車廠生產(chǎn)了最后一臺(tái)前進(jìn)型蒸汽機(jī)車，從此結(jié)束了我國生產(chǎn)蒸汽機(jī)車的歷史。圖4-2-1前進(jìn)型蒸汽機(jī)車（2）內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車是以內(nèi)燃機(jī)（通常為柴油機(jī)）作為原動(dòng)力，通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪的機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車熱效率較高（約30%），不需要接觸網(wǎng)，運(yùn)用比較靈活，車站調(diào)車工作一般均采用內(nèi)燃機(jī)車。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）圖4-2-2東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車（3）電力機(jī)車電力機(jī)車是指從接觸網(wǎng)或供電軌中獲取電能，再通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行駛的機(jī)車。電力機(jī)車熱效率高，牽引功率大，起停車性能好，不產(chǎn)生廢氣，因而在軌道交通系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）圖4-2-3SS4型電力機(jī)車9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

2.按運(yùn)用機(jī)車的運(yùn)輸種別分類運(yùn)用機(jī)車的運(yùn)輸種別根據(jù)列車車次、列車組成、工作地點(diǎn)和國鐵集團(tuán)、鐵路局有關(guān)文件及命令的規(guī)定分為：客運(yùn)工作機(jī)車、行包專運(yùn)工作機(jī)車、貨運(yùn)工作機(jī)車、路用工作機(jī)車、補(bǔ)機(jī)工作機(jī)車、專用調(diào)車工作機(jī)車和其他工作機(jī)車，為分別擔(dān)當(dāng)旅客列車、行包快運(yùn)專列、貨物列車、路用列車、在補(bǔ)機(jī)區(qū)段內(nèi)擔(dān)任補(bǔ)機(jī)、固定在車站專門擔(dān)任調(diào)車工作以及上述六種工作以外的運(yùn)用機(jī)車。3.按運(yùn)用機(jī)車的工作種別分依據(jù)運(yùn)用機(jī)車在牽引列車工作中發(fā)揮的作用劃分為本務(wù)機(jī)車、重聯(lián)機(jī)車、有動(dòng)力附掛機(jī)車和單機(jī)。本務(wù)機(jī)車是為牽引列車擔(dān)任本務(wù)作業(yè)的機(jī)車，兩臺(tái)機(jī)車牽引列車及組合列車，第一臺(tái)為本務(wù)機(jī)車，第二臺(tái)為重聯(lián)機(jī)車；有動(dòng)力附掛機(jī)車是指根據(jù)調(diào)度命令附掛于列車回送的有動(dòng)力機(jī)車；單機(jī)是為均衡牽引區(qū)段兩端的機(jī)車數(shù)而放行的機(jī)車。4.按機(jī)車的運(yùn)用狀態(tài)分按機(jī)車運(yùn)用狀態(tài)分為運(yùn)用機(jī)車和非運(yùn)用機(jī)車：運(yùn)用機(jī)車是參加各種運(yùn)用工作的機(jī)車；非運(yùn)用機(jī)車是指未參加運(yùn)用工作的機(jī)車，包括短期備用、檢修及國鐵集團(tuán)、鐵路局批準(zhǔn)的其它機(jī)車。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）內(nèi)燃機(jī)車是以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)力的機(jī)車，按傳動(dòng)方式的不同分為電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車、液力傳動(dòng)內(nèi)燃計(jì)劃和機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車主要由柴油機(jī)、傳動(dòng)裝置、走行部、車鉤緩沖裝置、制動(dòng)裝置等部分組成。電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的傳動(dòng)裝置包括主發(fā)電機(jī)、整流裝置、牽引電動(dòng)機(jī)，主發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能，通過整流裝置提供給牽引電機(jī)，驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

二、機(jī)車的性能和基本構(gòu)造

（一）內(nèi)燃機(jī)車電力機(jī)車具有功率大、過載能力強(qiáng)、速度快、整備作業(yè)時(shí)間短、維修量少、運(yùn)營費(fèi)用低、便于實(shí)現(xiàn)多機(jī)牽引、能采用再生制動(dòng)以及節(jié)約能量等優(yōu)點(diǎn)，使用電力機(jī)車牽引，可以提高列車運(yùn)行速度和牽引定數(shù)，從而大幅度地提高鐵路的運(yùn)輸能力和通過能力，在我國鐵路得到廣泛應(yīng)用，城軌交通系統(tǒng)也無一例外地采用電力牽引。

電力機(jī)車主要由車體、車底架、走行部、車鉤緩沖裝置及制動(dòng)裝置和一整套電器設(shè)備等組成。機(jī)車走行部為兩臺(tái)三軸轉(zhuǎn)向架，在每根車軸上都裝有一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）（二）電力機(jī)車9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車或全部動(dòng)車固定編組，兩端均為設(shè)置了司機(jī)室的流線型頭車，具有良好的的空氣動(dòng)力學(xué)性能，適合高速運(yùn)行的旅客列車。動(dòng)車組按照動(dòng)力來源分為電力動(dòng)車組（EMUElectronicMultipleUnit）和內(nèi)燃動(dòng)車組（DMUDieselmultipleUnit）；按照動(dòng)力配置分為僅兩端頭車具有牽引動(dòng)力的動(dòng)力集中式動(dòng)車組和動(dòng)車分散配置或全為動(dòng)車的動(dòng)力分散式動(dòng)車組。按照用途分為客運(yùn)動(dòng)車組和貨運(yùn)動(dòng)車組。

第三節(jié)動(dòng)車組一、動(dòng)車組的分類9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）2020年12月23日，我國首列時(shí)速350公里高速貨運(yùn)動(dòng)車組在中車唐山機(jī)車車輛有限公司下線。高速貨運(yùn)動(dòng)車組車門在車輛中部，寬度2.9米。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）動(dòng)車組由動(dòng)車和拖車固定編組而成，其車輛由車體、轉(zhuǎn)向架、車輛連接裝置、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)裝置等組成。

1.車體車體供旅客乘坐，為列車電氣控制設(shè)備提供安裝場所。為了減小列車運(yùn)行阻力，車體外形設(shè)計(jì)為流線型，車體表面平整光滑，車門、車窗無突出或凹陷,車體下部設(shè)置裙板。車體采用輕質(zhì)、高強(qiáng)度材料，以降低輪軌沖擊力，減少能耗。為了防止車內(nèi)在經(jīng)過隧道或列車交會(huì)時(shí)，產(chǎn)生較大的氣壓變化，動(dòng)車組的車體都具有良好的氣密性，采用集便裝置、盥洗設(shè)施與車外密封，采用空氣調(diào)節(jié)裝置能夠保持車內(nèi)適宜的溫度、濕度和氧氣含量。二、動(dòng)車組的基本構(gòu)造

2.轉(zhuǎn)向架9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）高速列車的轉(zhuǎn)向架由構(gòu)架、輪對(duì)、彈性懸掛裝置和牽引裝置構(gòu)成。其懸掛裝置采用二系懸掛，輪對(duì)和構(gòu)架之間的彈性懸掛裝置稱為一系懸掛裝置，一般采用螺旋彈簧，并設(shè)有液壓減震器；設(shè)在構(gòu)架與車體之間的懸掛裝置通常采用空氣彈簧，稱為二系懸掛裝置。牽引裝置用于車體與轉(zhuǎn)向架之間的連接、傳遞牽引力和制動(dòng)力，在經(jīng)過曲線地段時(shí)使車體與轉(zhuǎn)向架之間自由回轉(zhuǎn)。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架分為動(dòng)車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架上安裝有電動(dòng)機(jī)和齒輪傳動(dòng)裝置及空氣制動(dòng)單元；拖車轉(zhuǎn)向架沒有電機(jī)和傳動(dòng)裝置，僅有空氣制動(dòng)單元。動(dòng)車組的車輛連接裝置包括車鈎緩沖裝置和折棚風(fēng)擋，采用密接式車鉤，能夠?qū)崿F(xiàn)列車氣路和電路的自動(dòng)對(duì)接，形成密閉的車輛間通道。

9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

3.車輛連接裝置4.制動(dòng)系統(tǒng)高速動(dòng)車組運(yùn)行速度大，制動(dòng)距離長，為保證列車運(yùn)行安全，采用包括動(dòng)力制動(dòng)和摩擦制動(dòng)在內(nèi)的復(fù)合制動(dòng)方式。動(dòng)力制動(dòng)包括再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)、軌道渦流制動(dòng)和旋轉(zhuǎn)渦流盤式制動(dòng)；摩擦制動(dòng)包括閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)和磁軌制動(dòng)。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）動(dòng)車組的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)由受電弓、主斷路器、牽引變壓器、脈沖整流器、牽引逆變器、牽引電動(dòng)機(jī)等組成。動(dòng)車組一般采用分散式動(dòng)力系統(tǒng)，因而總功率大，軸重較輕，具有較好的啟動(dòng)和加速性能。5.牽引傳動(dòng)系統(tǒng)9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

三、動(dòng)車組主要技術(shù)特點(diǎn)1.車體結(jié)構(gòu)輕量化為了節(jié)省牽引功率，降低列車高速運(yùn)行所引起的動(dòng)力作用對(duì)線路結(jié)構(gòu)、車輛結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷，提高乘客乘坐的舒適度，減輕因振動(dòng)而引起的噪聲，需要最大限度的降低高速動(dòng)車組的軸重和簧下質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)車體結(jié)構(gòu)輕量化的主要途徑有兩個(gè)，一是車體使用輕量化的材料，采用鋁合金、碳素纖維等新材料；二是在保證車體強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上，對(duì)車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減輕車輛自重。2.高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度列車在運(yùn)行過程中，車體作為承載結(jié)構(gòu)除了承受旅客的重量和各種設(shè)備的重量外，還要承受橫向、縱向、垂向以及扭轉(zhuǎn)等各種動(dòng)態(tài)載荷。因此，車體必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，既要滿足靜強(qiáng)度要求，還要滿足疲勞強(qiáng)度要求。

3.減振降噪密封隔聲振動(dòng)和噪聲不僅令人心煩，而且還會(huì)使人體容易產(chǎn)生疲勞感。高速列車氣動(dòng)噪聲能量與列車速度的6-8次方成正比，列車速度從200公里/小時(shí)提高到300公里/小時(shí)，氣動(dòng)噪聲將提高約10-14分貝。在高速動(dòng)車組上應(yīng)用了大量的高性能新型隔振吸聲材料，以隔離和減弱來自于車下和車外的振動(dòng)和噪聲。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

4.良好的氣動(dòng)外形隨著列車運(yùn)行速度的提高，列車與周圍空氣的動(dòng)力作用加劇，當(dāng)列車在隧道內(nèi)高速運(yùn)行或列車交會(huì)時(shí)，這些動(dòng)力作用會(huì)更強(qiáng)烈。當(dāng)列車以高速度通過車站時(shí)，列車風(fēng)將給鐵路工作人員和旅客帶來危害。好的車頭設(shè)計(jì)可以有效減少列車運(yùn)行空氣阻力、列車交會(huì)壓力波和解決運(yùn)行穩(wěn)定性等問題，有效減少列車表面壓力、隧道內(nèi)列車表面壓力和列車風(fēng)等問題。

5.高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性直接影響列車的運(yùn)行速度。因此，對(duì)于高速轉(zhuǎn)向架要求具有高速運(yùn)行的平穩(wěn)性和良好的曲線通過性能，以滿足安全、平穩(wěn)、舒適的要求。

6.復(fù)合制動(dòng)技術(shù)高速列車的制動(dòng)能力主要由緊急制動(dòng)距離來決定，動(dòng)車組的制動(dòng)設(shè)備要根據(jù)規(guī)定的緊急制動(dòng)距離設(shè)計(jì)和安裝，以保障高速列車的安全。所以高速動(dòng)車組采用電氣與空氣聯(lián)合制動(dòng)模式，電氣制動(dòng)優(yōu)先；操縱控制采用電控、直通或微機(jī)控制電氣指令式等靈敏而迅速的系統(tǒng)；采用多級(jí)制動(dòng)控制方式，網(wǎng)絡(luò)控制、電空制動(dòng)控制、空氣制動(dòng)控制等三級(jí)控制。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

我國自行研制的中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組統(tǒng)一命名為“復(fù)興號(hào)”，其型號(hào)用7位字母或數(shù)字表示：1.“CR”為中國鐵路“ChinaRailway”的英文縮寫；速度等級(jí)以三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示：“400”代表車輛設(shè)計(jì)速度為300~400（含）km/h；“300”代表車輛設(shè)計(jì)速度為200~300（含）km/h；“200”代表車輛設(shè)計(jì)速度為100~200（含）km/h；2.企業(yè)識(shí)別代碼以一位大寫英文字母表示：“A”表示中車四方股份公司申請定型的動(dòng)車組；“B”表示中車長客股份公司申請定型的動(dòng)車組；3.技術(shù)類型代碼以一位大寫英文字母表示：“F”表示動(dòng)力分散電力動(dòng)車組；“J”表示動(dòng)力集中電力動(dòng)車組；“N”表示動(dòng)力集中內(nèi)燃動(dòng)車組；“P”表示動(dòng)力分散內(nèi)燃動(dòng)車組；4.技術(shù)配置代碼以一至兩位大寫英文字母表示：每個(gè)型號(hào)的基本車型不設(shè)技術(shù)配置代碼（如CR400AF），衍生車型技術(shù)代碼由“A”開始排列（如CR400AF-A），用以區(qū)分同型號(hào)下不同編組形式、不同定員、不同車種、不同運(yùn)用環(huán)境適應(yīng)性和綜合檢測用途等不同技術(shù)配置的改進(jìn)型產(chǎn)品，基礎(chǔ)車型技術(shù)配置代碼缺省，衍生型號(hào)：“-A”表示16編組的長編組列車；“-B”表示17編組的超長編組列車；“-C”表示8編組智能動(dòng)車組，其中CR400BF-C為京張高速鐵路專用，CR400AF-C為京津城際專用；“-G”表示8編組高寒動(dòng)車組；“-Z”表示量產(chǎn)智能動(dòng)車組；“-BZ”表示17編組的智能動(dòng)車組；"-GZ"表示高寒智能動(dòng)車組。目前，復(fù)興號(hào)動(dòng)車組已有覆蓋160～350km/h不同速度等級(jí)、滿足不同運(yùn)用需求的13款型號(hào)：CR400AF、CR400AF-A、CR400AF-B、CR400AF-C、CR400AF-G，CR400BF、CR400BF-A、CR400BF-B、CR400BF-C、CR400BF-G；CR300AF、CR300BF；CR200J。四、我國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的型號(hào)編碼規(guī)則五、動(dòng)車組檢修9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）動(dòng)車組實(shí)行計(jì)劃性的預(yù)防檢修。檢修分為一級(jí)、二級(jí)運(yùn)用檢修，和三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)定期檢修。一級(jí)檢修周期：運(yùn)行里程4000公里或48小時(shí)；二級(jí)檢修周期15天；三級(jí)檢修周期：運(yùn)行里程120萬公里；四級(jí)檢修周期：運(yùn)行里程240萬公里；五級(jí)檢修周期：運(yùn)行里程480萬公里。我國動(dòng)車組采用預(yù)防為主、以磨損理論為基礎(chǔ)的計(jì)劃預(yù)防維修制，“以可靠性為中心”以故障統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的預(yù)防維修制度。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）磁懸浮鐵路是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的磁力將車輛托起，使整個(gè)列車懸浮在導(dǎo)軌上，利用電磁力導(dǎo)向，采用直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推動(dòng)列車前進(jìn)的水平力。它消除了輪軌之間的接觸，無摩擦阻力，線路垂直負(fù)荷小、時(shí)速高、無污染、安全、可靠、舒適。從上世紀(jì)60年代，一些國家就開始研究磁浮系統(tǒng)，其中德國和日本被公認(rèn)為技術(shù)較為先進(jìn)的國家，德國采用常導(dǎo)磁吸式磁浮列車，而日本則采用超導(dǎo)磁斥式磁浮列車。我國從20世紀(jì)80年代初開始研究這項(xiàng)技術(shù)，2021年7月20日，由中國中車承擔(dān)研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國時(shí)速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)（圖4-4-1）在青島成功下線，這是世界首套設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)600公里的高速磁浮交通系統(tǒng)，標(biāo)志著我國掌握了高速磁浮成套技術(shù)和工程化能力。第四節(jié)磁懸浮列車和擺式列車一、磁懸浮列車圖4-4-12021年7月20日下線的中國600km/h高速磁浮列車

（1）車軌間無接觸運(yùn)行磁懸浮列車?yán)秒姶畔到y(tǒng)產(chǎn)生的磁力，使列車懸浮在導(dǎo)軌上，利用電磁力導(dǎo)向，使用直線電機(jī)推動(dòng)列車運(yùn)行。由于車軌間無接觸，因而不需要設(shè)置車輪，不產(chǎn)生輪軌摩擦阻力，噪音和振動(dòng)小。

（2）運(yùn)行速度快可達(dá)600km/h及以上速度，且運(yùn)行平穩(wěn)。

（3）安全、可靠由于磁懸浮系統(tǒng)采用導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生脫軌和顛覆事故，列車運(yùn)行安全性和可靠性好。

（4）無污染，無公害磁懸浮列車采用電力牽引，無廢氣排出，對(duì)環(huán)境無污染。

（5）故障少其主要部件結(jié)構(gòu)單一，牢固，因而故障少，大修周期長。

（6）減少占用地面空間磁懸浮鐵路一般采用高架形式建設(shè)，可減少占用地面空間。但是，由于磁懸浮系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)成本高，不能與輪軌系統(tǒng)互通互聯(lián)，致使其發(fā)展受到很大限制，至今只有中國建成了投入商業(yè)運(yùn)營的1～2條磁浮線路。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）1.磁浮鐵路的特點(diǎn)2.磁懸浮系統(tǒng)的構(gòu)成9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）磁懸浮列車主要由懸浮系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成。

（1）懸浮系統(tǒng)磁懸浮列車的底部裝有懸浮電磁鐵，它是由電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子部件充當(dāng)?shù)?，而在?dǎo)軌上也相應(yīng)的固定著電磁導(dǎo)軌。向?qū)к壨姾?，由于電磁感?yīng)現(xiàn)象，在線圈里產(chǎn)生電流，地面上線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總是保持相反，這樣在線圈和電磁體之間就會(huì)一直存在引力，車體受到吸引力與重力的共同作用而保持平衡。

（2）導(dǎo)向系統(tǒng)在側(cè)面裝有側(cè)向電磁體(車體上)與側(cè)向?qū)к?路軌上)，它們之間的磁極極性同，故互相排斥，使車體不至于與導(dǎo)軌碰撞，并使列車行駛時(shí)保持穩(wěn)定不翻車。磁懸浮列車不與導(dǎo)軌接觸。因而不存在輪軌摩擦阻力。

（3）推進(jìn)系統(tǒng)在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動(dòng)的交流電，能將推進(jìn)線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車.上的超導(dǎo)電磁體的相互作用，就使列車開動(dòng)起來。列車前進(jìn)是因?yàn)榱熊囶^部的電磁體(N極)被安裝在靠前一點(diǎn)的軌道上的電磁體(S極)所吸引，并且同時(shí)又被安裝在軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體(N極)所排斥。前進(jìn)一步后，線圈里流動(dòng)的電流流向就反轉(zhuǎn)過來了。其結(jié)果就是原來那個(gè)S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。高速鐵路的列車運(yùn)營速度不僅取決于鐵路線路和列車的技術(shù)條件，而且取決于運(yùn)營支出。由于列車運(yùn)行時(shí)受到的空氣阻力與列車運(yùn)行速度的平方成正比，所以列車運(yùn)行速度的進(jìn)一步提高受到技術(shù)條件和能耗條件的雙重限制。于是人們想到如果讓列車在真空管道中運(yùn)行，空氣阻力消失了，列車一定可以達(dá)到空前的速度，這樣就出現(xiàn)了“真空管道運(yùn)輸”的概念。所謂“超級(jí)高鐵”就是把磁懸浮技術(shù)和真空管道技術(shù)結(jié)合起來，使磁懸浮列車在真空管道中無空氣阻力的條件下運(yùn)行，從而輕松達(dá)到1000km/h以上的高速。超級(jí)高鐵是在真空管道中運(yùn)行磁懸浮列車的軌道交通系統(tǒng)。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）3.超級(jí)高鐵研制中的時(shí)速1000km以上超級(jí)高鐵目前中國、美國和俄羅斯等國家正在進(jìn)行超級(jí)高鐵的研制和實(shí)驗(yàn)。我國2004年12月，召開了“真空管道高速交通”研討會(huì)，論證了真空管道高速交通的可行性，2011年，西南交通大學(xué)研發(fā)出全球第一個(gè)同時(shí)結(jié)合真空管道、磁懸浮及線性驅(qū)動(dòng)技術(shù)的完整真空管道試驗(yàn)設(shè)備“真空管道磁浮車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”；2017年8月29日中國航天科工公司宣布啟動(dòng)速度1000km/h“高速飛行列車”的研發(fā)項(xiàng)目，后續(xù)還將研制最大運(yùn)行速度為2000~4000km/h的超級(jí)高速列車。超級(jí)高鐵的出現(xiàn)將使遙遠(yuǎn)變咫尺，徹底改變?nèi)祟惓鲂械母拍?，把地球變成真正意義上的“地球村”。擺式列車最早出現(xiàn)于歐洲國家。這些國家領(lǐng)土面積不大，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，路網(wǎng)形成較早，因而其鐵路線路的技術(shù)條件不適合開行高速列車。除修建高速鐵路新線外，人們發(fā)明了擺式列車，以提高舊線的列車運(yùn)行速度。擺式列車的特點(diǎn)是在通過彎道時(shí)，列車的車體可以實(shí)現(xiàn)向圓心方向一定程度的傾斜，從而在一定外軌超高的條件下，增加向心力，使列車的運(yùn)行速度得以提高。依據(jù)車體的傾擺控制方式，擺式列車分為自動(dòng)傾擺和被動(dòng)傾擺兩種。我國廣深鐵路1996年曾從瑞典引進(jìn)了一列X2000擺式列車，在設(shè)計(jì)時(shí)速160km的線路上，達(dá)到了200km/h的列車運(yùn)行速度。該列車從1998年8月28日在廣深線上服務(wù)至2007年4月19日。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）二、擺式列車瑞典X2000擺式列車圖4-4-2曾在廣深鐵路運(yùn)行的X2000擺式列車9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）第五節(jié)城市軌道交通車輛城市軌道交通車輛依據(jù)功能分為電客車和工程車。電客車是載客車輛；工程車用于維護(hù)線路設(shè)備，承擔(dān)突發(fā)事件處理、事故救援等工作。一、城市軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用特點(diǎn)城市軌道交通車輛是為市域旅客運(yùn)輸服務(wù)的交通工具，在車輛構(gòu)造和運(yùn)營管理方面，與普鐵客車和高鐵動(dòng)車組相比，具有顯著的區(qū)別和特點(diǎn)：

1.座位少城市軌道交通為市內(nèi)交通服務(wù)，乘客乘車距離一般較短，因而城軌車輛只沿車輛側(cè)墻布置縱向座椅，留出中間寬闊的空間供乘客站立，以增大列車的載客能力，便于快速疏解客流。圖4-5-1地鐵電客車客室布局9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

2.車門多，均為兩頁車門城軌交通站間距離較短，一般1～2km。列車在運(yùn)營過程中頻繁起停。為提高列車旅行速度，列車停站時(shí)間很短，一般為30～50s。為加快乘客乘降：地鐵車輛設(shè)置較多車門，A型車一般每側(cè)各設(shè)5個(gè)車門，每車10門；B型車每側(cè)4個(gè)車門，每車8門；車門均為兩頁，門寬1400mm，開度大；車門開閉時(shí)，兩門頁同時(shí)動(dòng)作，縮短了開閉時(shí)間；乘客從車門中間下、兩邊上，同時(shí)上下，保證了在最短時(shí)間內(nèi)完成乘降。

3.車底板高度保持恒定為了使車底板始終與車站站臺(tái)保持等高以方便乘客上下，地鐵車輛的懸掛裝置具有根據(jù)車輛載運(yùn)乘客人數(shù)的變化調(diào)整空氣彈簧氣量的功能，使車輛保持左右平衡且車底板高度不因載客量變化而改變。由于城軌車輛采用密接式車鉤，可以減少車輛運(yùn)行過程中的縱向沖擊力。4.1500V或750V直流供電制式城市軌道交通采用直流供電，因?yàn)橹绷麟娺m合電氣牽引的調(diào)速要求，而且直流牽引接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)投資少，電壓質(zhì)量高。我國國家標(biāo)準(zhǔn)采用DC750V（第三軌供電）和DC1500V（接觸網(wǎng)供電）兩種。5.采用綜合制動(dòng)系統(tǒng)城市軌道交通車輛以動(dòng)力制動(dòng)為主：實(shí)施制動(dòng)時(shí)，首先啟動(dòng)再生制動(dòng)輔以電阻制動(dòng)，當(dāng)列車速度降低至動(dòng)力制動(dòng)力不足時(shí)，逐步啟動(dòng)空氣制動(dòng)，列車制動(dòng)能耗小、制動(dòng)過程平穩(wěn)。

6.列車運(yùn)行自動(dòng)化程度高、安全性好采用ATC列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)，集行車調(diào)度指揮、運(yùn)行調(diào)整及列車運(yùn)行監(jiān)控、安全防護(hù)、自動(dòng)駕駛等功能為一體，可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛。

7.列車開行頻次高為適應(yīng)客流的聚集速度，城軌交通系統(tǒng)列車開行開行密度很大，在客流平峰期，列車開行間隔一般在5～6min，在客流高峰期，列車追蹤間隔常小于2min。

8.適應(yīng)客流變化的列車運(yùn)行圖城市軌道交通為適應(yīng)客流的聚集速度，列車開行密度很大，在客流平峰期，列車開行間隔一般在5～6min，在客流高峰期，列車追蹤間隔常小于2min。城市軌道交通列車運(yùn)行圖通常按不同客流量編制若干分號(hào)圖，例如工作日運(yùn)行圖、周末運(yùn)行圖和節(jié)假日運(yùn)行圖，依據(jù)每日不同時(shí)段客流的變化規(guī)定不同的列車開行密度；當(dāng)客流發(fā)生較大變化時(shí)，還可以隨時(shí)編制列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，方便旅客乘車。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）

1.按車輛的載客能力分軌道交通車輛分為A型、B型和C型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，車寬不同，因而載客能力也不同。

（1）A型車寬3m，軸重16噸；

（2）B型車寬2.8m，軸重14噸；

（3）C型車寬2.6m，軸重11噸。二、地鐵電客車的分類2.按車輛是否有動(dòng)力分（1）動(dòng)車（MMotercar），帶有牽引電機(jī)和傳動(dòng)裝置的車輛稱為動(dòng)車；（2）拖車（TTrailer），沒有牽引電機(jī)和傳動(dòng)裝置、自身沒有動(dòng)力的車輛稱為拖車。3.按是否有司機(jī)室分（1）帶有司機(jī)室（Cab）的車輛；（2）不帶司機(jī)室的車輛。

4.按是否帶受電弓分（1）帶受電弓（Pantograph）的車輛；（2）不帶受電弓的車輛。

5．按牽引供電電壓分（1）直流1500V；（2）直流750V。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）三.城市軌道交通列車的編組9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）城市軌道交通系統(tǒng)對(duì)于列車中各類車輛的編掛數(shù)量及其在列車中的編掛位置有一定的要求，例如：列車的編成輛數(shù)應(yīng)滿足乘客聚集強(qiáng)度的需要，即依據(jù)運(yùn)行圖規(guī)定的列車開行間隔，到達(dá)各站時(shí)能容納站臺(tái)上聚集的乘客；列車兩端的頭車應(yīng)為司機(jī)提供布設(shè)操控列車的駕駛室，須配備有從接觸網(wǎng)或第三軌取電的受電弓或集電靴的車輛，帶有受電弓的動(dòng)車應(yīng)與不帶受電弓的動(dòng)車緊鄰以便于電力的傳遞等。1.列車編組城市軌道交通列車中編掛的各類車輛的數(shù)量及其編掛位置稱為列車編組。在城市軌道交通列車中，動(dòng)車和拖車通過車鉤連接形成的一個(gè)相對(duì)固定的編組稱為編組單元；通常兩個(gè)編組單元組合在一起形成一個(gè)列車。

我國一些城市的地鐵列車采用“4M2T”的編組形式，由兩個(gè)Tc*Mp*M編組單元組成，表示為：

=Tc*Mp*M-M*Mp*Tc=其中

“Tc”表示帶司機(jī)室的拖車，“Mp”表示帶受電弓的動(dòng)車，“M”表示不帶受電弓的動(dòng)車；

“=”表示自動(dòng)車鉤，“-”表示半自動(dòng)車鉤，“*”表示半永久連接桿。2.車輛編號(hào)和標(biāo)識(shí)9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）地鐵列車上，同類的機(jī)械或電氣系統(tǒng)通常在列車或車輛上按長度方向均勻分布或沿寬度方向?qū)ΨQ分布。在檢測車輛設(shè)備狀態(tài)和檢修車輛故障時(shí)，需要準(zhǔn)確標(biāo)定設(shè)備的位置，因而要對(duì)列車中的車輛和車輛中的設(shè)備進(jìn)行編號(hào)和標(biāo)識(shí)。

（1）車輛編號(hào)目前，我國各地鐵公司對(duì)車輛編號(hào)尚沒有規(guī)定統(tǒng)一的編碼規(guī)則，但一般都包括線路代碼、列車順序號(hào)、車廂在本列車中的序號(hào)三部分，例如蘭州地鐵編碼為A0131的車輛是1號(hào)線，第13列中的第一輛。車輛編碼一般涂打在車廂端墻上。

（2）車端的定義每節(jié)車廂都有兩個(gè)車端，分別定義為1位端和2位端：站在車廂內(nèi)，面向本單元的司機(jī)室方向，則前方車端為1位端、后方車端為2位端。

（3）轉(zhuǎn)向架和車軸的編號(hào)每輛車有2個(gè)轉(zhuǎn)向架：位于1號(hào)端的轉(zhuǎn)向架定義為轉(zhuǎn)向架1；位于2號(hào)端的轉(zhuǎn)向架為轉(zhuǎn)向架2。每輛車的4根車軸，從1號(hào)端開始至2號(hào)端依次編為軸1、軸2、軸3和軸4。

（4）車門和門頁的編號(hào)車門的編號(hào)：面向1位端，自1位端至2位端，沿著每輛車的左側(cè)編為由小到大的連續(xù)奇數(shù)，即1、3、5、7、9；右側(cè)編為由小到大的連續(xù)偶數(shù)，即2、4、6、8、10。門頁的編號(hào)：面向車門，左邊的門頁為A頁；右邊的門頁為B頁。（5）座椅的編號(hào)站在車內(nèi)，面向1位端，自1位端到2位端，左側(cè)的座椅依次編為連續(xù)奇數(shù)：座椅1、座椅3、座椅5、座椅7、座椅9；右側(cè)的座椅依次編為連續(xù)偶數(shù)：座椅2,、座椅4、座椅6、座椅8、座椅10。四、城市軌道交通電客車的基本構(gòu)造城市軌道交通車輛由車體、轉(zhuǎn)向架、車輛連接裝置、車門、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)及輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成。

1.車體城軌車輛車體由底架、側(cè)墻、端墻、車頂?shù)炔考附映山Y(jié)構(gòu)骨架，再安裝內(nèi)飾板、外蒙皮、地板、頂板及隔熱、隔音材料形成。車體的作用是為旅客提供乘車空間、為司機(jī)提供設(shè)置駕駛設(shè)備和操作的場所；安裝機(jī)械和電氣設(shè)備，這些設(shè)備以安裝位置的不同分為車頂設(shè)備、車內(nèi)設(shè)備和車底設(shè)備。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）圖4-5-2車輛殼體

2.轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架是車輛的走行部，分為動(dòng)車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架。在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架上安裝有牽引電機(jī)、傳動(dòng)齒輪箱和制動(dòng)裝置；在拖車轉(zhuǎn)向架上僅安裝有制動(dòng)裝置。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）圖4-5-3電客車轉(zhuǎn)向架側(cè)面圖4-5-4電客車動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上配置了電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)齒輪箱及空氣制動(dòng)單元圖4-5-5拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上僅配置4個(gè)空氣制動(dòng)單元9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）3.車輛連接裝置9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）圖4-5-6城軌車輛貫通道車輛連接裝置包括車鉤緩沖裝置和貫通道裝置。牽引緩沖裝置由車鉤、緩沖裝置和電路氣路的接口裝置組成。車鉤又稱為牽引連掛裝置，用來保證車輛之間的連接，并傳遞牽引力、制動(dòng)力和縱向沖擊；緩沖裝置用來緩沖縱向力，增加列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和旅客的舒適度；電路和氣路的接口裝置用以連接貫通全列的電路和氣路。貫通道裝置位于兩車廂的連接處，可適應(yīng)車廂間的相對(duì)位移，且具有良好的防雨、防風(fēng)和隔熱降噪功能。地鐵車輛采用三種不同的車鉤緩沖裝置：全自動(dòng)車鉤，半自動(dòng)車鉤和半永久連接桿。全自動(dòng)車鉤在車輛連掛時(shí)，可以自動(dòng)進(jìn)行機(jī)械、電路和氣路連接連接和自動(dòng)解鉤，也能人工手動(dòng)解鉤；半自動(dòng)車鉤在車輛連掛時(shí)可以自動(dòng)連接機(jī)械和氣路，但列車的電路須手動(dòng)連接；半永久牽引桿的機(jī)械、氣路、電路均需要人工手動(dòng)連掛，沒有自動(dòng)機(jī)械解鉤功能。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）為了便于調(diào)車作業(yè)和事故救援，地鐵列車兩端均采用全自動(dòng)車鉤；Tc*Mp*M編組單元一般不會(huì)拆解，

所以編組單元內(nèi)采用半永久連接桿連接；兩個(gè)編組單元之間，采用半自動(dòng)車輛連接。全自動(dòng)車鉤車體、轉(zhuǎn)向架和車輛連接裝置形成車輛的主體結(jié)構(gòu)，車輛的其他設(shè)備都是安裝在這一主體結(jié)構(gòu)上的。例如為乘客服務(wù)的車內(nèi)設(shè)備：照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、座椅設(shè)置在車體內(nèi)；車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的受電弓安裝在MP車頂，高壓箱、輔助逆變器、蓄電池箱等安裝在車底；電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)齒輪箱及空氣制動(dòng)單元安裝在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架上；列車電路和氣路由車輛連接裝置接通等。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是牽引功能和電制動(dòng)功能。城軌車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng)由受流裝置（受電弓）、主隔離開關(guān)、高速斷路器、牽引逆變器、線路電抗器、牽引電機(jī)和制動(dòng)電阻等設(shè)備組成。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）4.牽引傳動(dòng)系統(tǒng)城市軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)組成。動(dòng)力制動(dòng)是城市軌道交通車輛首選制定方式，制動(dòng)時(shí)將列車運(yùn)行的動(dòng)能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能送回電網(wǎng)或經(jīng)制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌l(fā)到空氣中，分別稱為再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)。這種制動(dòng)方式節(jié)省能源、無磨耗。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）5.制動(dòng)系統(tǒng)摩擦制動(dòng)是使列車的動(dòng)能通過閘瓦與車輪踏面或摩擦片與制動(dòng)盤摩擦的方式轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽@種制動(dòng)方式主要包括閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)。城市軌道交通車輛制動(dòng)控制按照以下策略施加：

①

恒制動(dòng)率控制地鐵列車載客量變化很大，重車和空車為了獲得相同的減速度，應(yīng)當(dāng)施加不同的制動(dòng)力，對(duì)重車施加的制動(dòng)力應(yīng)較大。為了保證列車的減速度與司機(jī)制動(dòng)命令相對(duì)應(yīng)，列車控制系統(tǒng)具有檢測各節(jié)車輛負(fù)載的功能，并依據(jù)車輛的荷載自動(dòng)調(diào)節(jié)各車制動(dòng)缸壓力，使列車運(yùn)行過程中司控器的各級(jí)制動(dòng)位都可保持恒定的制動(dòng)率，得到恒定的減速度。列車載重量信號(hào)以列車關(guān)門后空氣彈簧的壓力為參考值，每節(jié)車空氣彈簧的壓力通過壓力傳感器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)傳送給列車控制系統(tǒng)。

②

空氣制動(dòng)滯后控制在電客車施加制動(dòng)時(shí)，充分利用動(dòng)車的電制動(dòng)力，拖車和動(dòng)車的空氣制動(dòng)滯后動(dòng)作，車速降低后，點(diǎn)制動(dòng)力不足的部分再由空氣制動(dòng)力補(bǔ)充。

③

拖車空氣制動(dòng)優(yōu)先補(bǔ)充控制拖車所需要的制動(dòng)力，首先由動(dòng)車的動(dòng)力制動(dòng)承擔(dān)，當(dāng)動(dòng)力制動(dòng)力步子時(shí)，先由拖車的空氣制動(dòng)來補(bǔ)充，再由動(dòng)車的空氣制動(dòng)力補(bǔ)充；當(dāng)動(dòng)力制動(dòng)失效時(shí)，動(dòng)車和拖車的控制制動(dòng)均起作用。采用拖車空氣制動(dòng)優(yōu)先補(bǔ)充控制策略節(jié)能效果好，可有效防止動(dòng)車車輪打滑。因?yàn)楫?dāng)動(dòng)力制動(dòng)力不足的情況下，如果動(dòng)車和拖車同時(shí)施加空氣制動(dòng)，動(dòng)車車輪受到的制動(dòng)力是動(dòng)力制動(dòng)和空氣制動(dòng)的疊加，如果超過了黏著限制就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)車車輪打滑。9第四章軌道交通運(yùn)載工具（2）6.輔助供電系統(tǒng)輔助供電系統(tǒng)的主要功能是為車輛配備的空調(diào)設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、照明設(shè)備、列車控制設(shè)備和蓄電池充電設(shè)備提供電力。城市軌道交通的輔助供電系統(tǒng)由輔助逆