機車車輛與牽引系統(tǒng)

1、 第四章 機車車輛與牽引系統(tǒng)第一節(jié) 城市軌道交通車輛的構成 一、城市軌道交通車輛概況 （一）車輛的種類 A、B、C （二）車輛編組 -A=BC=CB=A- -A=BC=BC=BC=A- 二、城市軌道交通車輛構成 城市軌道交通車輛一般有車體、走行裝置、牽引緩沖裝置、制動裝置、受流裝置、車輛內部裝置和車輛電氣裝置。（一）車體(1)車體的特征城市軌道交通車輛是大城市公共交通或近郊客運所選擇的特殊運輸工具，因而其車體具有獨特的特征：由于服務于市內及近郊的公共交通，車體的外觀造型、色彩應協(xié)調于城市市容規(guī)劃；車體內部布置是座位少、車門多且開度大，服務于乘客的設施較為簡單。(2)車體的材料城市軌道交通車輛對

2、于車體材料的要求包括：具有一定的強度和剛度。(3)車體的構成圖5-1車體構成圖(4)車體的承載方式車體的承載方式一般有底架承載和整體承載兩種方式。地鐵車輛的車體是由底架、側墻、車頂和端墻等部件組成的筒形結構共同承載，即采用整體承載方式。(5)車體的外形特點車體斷面形狀一般為類似矩形，有的為類似鼓形。（二）車鉤緩沖裝置(1)車鉤1)車鉤的分類。2)風管連接器。3)電氣連接器。4)車鉤對中裝置。(2)緩沖裝置緩沖裝置可分為可再生緩沖器和不可再生緩沖器兩種類型：可再生緩沖器有雙作用環(huán)彈簧緩沖器、橡膠緩沖器、液壓緩沖器和氣液緩沖器等；壓潰管是不可再生緩沖器。1)雙作用環(huán)彈簧緩沖器由彈簧盒、彈簧前后座板

3、、外彈簧、內彈簧、端蓋盒牽引桿等組成。圖5-5雙作用環(huán)彈簧緩沖器2)壓潰管。 車鉤的日檢檢查要求檢查內容包括：檢查全自動車鉤鉤頭、橡膠托架、電纜和電纜夾、氣管密封環(huán)、緩沖器標志環(huán)和各緊固件等，要求各項目正常、無明顯損壞、無明顯松動及遺落；檢查半自動車鉤、橡膠托架、電纜和電纜夾、緩沖器標志環(huán)和各緊固件等，要求各項目正常、無明顯損壞、無明顯松動及遺落；檢查半永久車鉤抱箍、橡膠托架、電纜和電纜夾和各緊固件等，要求各項目正常、無明顯損壞、無明顯松動及遺落。圖5-6轉向架(1)構架構架是轉向架的基礎，它把轉向架的零部件組成一個整體，其作用有：承受、傳遞車體與軌道間的作用力；（三）車輛走行裝置是轉向架各組

4、成部件的安裝基礎。(2)輪對軸箱裝置輪對是由一根車軸和兩個同型號車輪過盈配合組裝(見圖5-7)成的。圖5-7輪對圖5-8車輪1)車軸。2)車輪。3)軸箱裝置。圖5-9軸箱裝置示意圖圖5-10層疊式橡膠彈簧定位圖5-11導柱定位(3)彈性懸掛裝置彈性懸掛裝置安裝在輪對軸箱裝置與構架之間(一系懸掛)和構架與車體之間(二系懸掛)。圖5-12彈性懸掛裝置示意圖1)一系懸掛。2)二系懸掛。圖5-13空氣彈簧懸掛系統(tǒng)原理3)抗側滾扭桿。圖5-14扭桿彈簧簡圖4)減振器。(4)中央牽引裝置1)基本作用。圖5-15中央牽引裝置2)結構特點。 轉向架的日檢檢查(1)輪對的日檢檢查檢查內容包括：檢查車軸和踏面；檢

5、查車輪注油孔螺堵，應無丟失。(2)軸箱的日檢檢查檢查內容包括：檢查外蓋螺栓及油脂與油脂滲漏情況，應無松動、無滲漏；檢查軸箱止擋，應正常。(3)軸箱拉桿的日檢檢查主要檢查拉桿、端部螺栓及開口銷，要求無變形、無松動、無丟失。(4)構架的日檢檢查主要檢查構架內外側、牽引電機懸掛座和牽引拉桿座，要求無裂紋、無銹蝕、無沖擊損傷，附件完好。（四）制動裝置(1)粘著制動以閘瓦制動為例，鋼軌、車輪和閘瓦這三者之間有三種可供分析的狀態(tài)：第一種是難以實現(xiàn)的理想的純滾動狀態(tài)；第二種是應極力避免的“滑行”狀態(tài)；第三種是實際運用中的“粘著”狀態(tài)。1)靠滾動著的車輪與鋼軌接觸點在接觸瞬間的靜摩擦阻力作為制動力，車輪沿鋼軌

6、邊滾動邊減速停止。2)而第二種情況正好與第一種情況相反，即在輪閘瓦之間為靜摩擦，車輪鋼軌之間為動摩擦。3)實際上，車輪在鋼軌上滾動時，輪軌接觸處既非靜止，亦非滑動，而是以滾動為主，略帶滑動，俗稱“連滾帶滑”。(2)地鐵車輛制動的種類和特點地鐵車輛必須適應地鐵運行的特點，地鐵線路的站間距一般都在1km左右，由于站間距離短，列車的調速及制動都比較頻繁。(3)地鐵車輛的制動方式地鐵車輛的制動方式一般有再生制動、電阻制動和空氣摩擦制動三種，它們分別為第一、第二和第三優(yōu)先級制動，并且還采取了程序制動措施。(4)制動控制方式有軌交通車輛的控制方式有氣控制氣、電控制氣和電空控制等多種控制方式。1)氣控制氣。

7、2)電控制氣。3)電空控制。(5)地鐵列車制動系統(tǒng)目前，地鐵列車一般采用模擬式電空制動系統(tǒng)。圖5-16列車氣路示意圖圖5-17制動控制單元工作原理圖(6)制動系統(tǒng)部件1)空氣壓縮機。2)控制單元。3)制動微機控制單元。4)防滑系統(tǒng)。5)單元制動機?？諝鈿饴芳爸苿酉到y(tǒng)檢查(1)對空壓機單元及空氣干燥器的日檢檢查檢查空壓機及空氣干燥器外觀、緊固件及工作狀況，要求外觀正常、緊固件無松動。(2)對各類氣管及閥的日檢檢查檢查各類氣管，要求無明顯泄漏；檢查可見閥門，要求閥門位置正確。(3)對單元制動機的日檢檢查檢查鎖緊片、橡皮保護套、閘瓦卡簧及其各螺栓，要求無異常；檢查閘瓦，要求閘瓦未磨耗到限，或更換閘瓦

8、后檢查其調整間隙。（五）車門(1)車門的基本要求世界各國軌道交通車輛的車門結構和類型多種多樣，但根據(jù)城市軌道交通的特點，車門應滿足以下設計要求：具有足夠的數(shù)量和有效寬度;車門要均勻分布，方便乘客上、下車;車門附近有足夠的空間;具有較高的工作可靠性，以確保乘客的安全。(2)車門的結構形式按照驅動系統(tǒng)動力來源的不同，地鐵車輛的客室車門分為電動式車門和氣動式車門。1)內藏嵌入式移門。2)外掛式移門。3)塞拉門。圖5-2塞拉門4)外擺式車門。(3)車門的機械結構氣動內藏嵌入式移門主要由驅動氣缸、門控電磁閥、機械傳動系統(tǒng)、行程開關和門葉等部分組成(見圖5-3)。圖5-3內藏嵌入式移門圖5-4電動外掛式移

9、門(4)車門的電氣控制客室車門的開關是由駕駛員按動駕駛員室左、右側墻上的開關門按鈕來完成的，該按鈕開關上帶有指示燈，可顯示車門開、關的狀態(tài)。 客室車門的日檢檢查檢查內容主要是：檢查客室車門外觀、橡膠件和緊急手柄，要求完好，無明顯損壞；測試車門開關功能，各門動作應基本一致。列車自動清洗機列車自動清洗機第二節(jié) 供配電與電力牽引系統(tǒng)一、供電系統(tǒng)概述（一）供電系統(tǒng)的功能（二）供電系統(tǒng)的組成主變電所、牽引變電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)三部分。變電所除具有變換電壓的作用外，還具有集中電能、分配電能、控制電能以及調整電壓的作用。牽引變電所牽引變電所的作用是降壓，并將三相電源轉換成兩個單相電源，然后通過饋電線分別供電給

10、牽引變電所兩側的接觸網(wǎng)。 1、城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng) (1)發(fā)電廠發(fā)電廠將其他形式的能源轉換為電能?；痣姀S、水電廠、核電廠。 （2）傳輸電路 （3）區(qū)域變電所（主變電所） 2、城市軌道交通供電系統(tǒng) （1）牽引供電系統(tǒng) （2）動力供電系統(tǒng)（三）供電制式(1)直流制直流制是世界上早期電氣化鐵道普遍采用的方式。(2)低頻單相交流制為了克服直流制的缺點，在20世紀初，西歐一些國家采用了低頻單相交流制，并使該技術得到了較大的發(fā)展。(3)三相交流制在牽引電流制的發(fā)展過程中，個別國家(如瑞士、法國等)還采用了3.6kV的三相交流制，電力機車牽引電動機采用三相交流異步電動機。(4)工頻單相交流制工頻單相交流制是

11、電氣化鐵道發(fā)展中的一項先進的供電制式，該技術最早出現(xiàn)在匈牙利，電壓為16kV。1)工頻單相交流制的主要優(yōu)點如下： 牽引供電系統(tǒng)結構簡單。牽引變電所從電力系統(tǒng)獲得電能并經(jīng)過電壓變換后，直接供給牽引網(wǎng)，不需要在變電所設置整流和變頻設備，變電所結構大為簡化。 牽引供電電壓增高，既可保證大功率機車的供電，提高機車的牽引定數(shù)和運行速度，又可使變電所之間的距離延長，導線截面積減少，建設投資和運營費用顯著降低。 交流電力機車的粘著性能和牽引性能良好。通過機車上變壓器的調壓，牽引電動機可以在全并聯(lián)狀態(tài)下工作，牽引電動機并聯(lián)運轉可以防止輪對空轉的惡性發(fā)展，從而提高了運用粘著系數(shù)。 和直流制比較，交流制的地中電流

12、對地下金屬的腐蝕作用小，一般可不設專門的防護裝置。2)工頻單相交流制存在的主要問題如下： 單相牽引負荷將會在電力系統(tǒng)中形成負序電流，當電力系統(tǒng)容量較小時，負序電流的影響尤為突出。 電力牽引負荷是感性負荷，功率因數(shù)低，特別是采用相控整流后，牽引電流變?yōu)榉钦也?，出現(xiàn)較大的諧波電流，將使功率因數(shù)更低。 牽引網(wǎng)中的單相工頻電流將對沿線通信線路造成較大的電磁干擾。 二、變電所 （一）變電所的分類 1、高壓主變電所 2、牽引變電所 3、降壓（動力）變電所牽引變電所牽引變電所的作用是將城市電網(wǎng)的交流電壓(一般為110kV、35kV或10kV)降壓并整流成為直流電壓。圖6-11牽引變電所主接線 （二）供電方式 1、二級電壓供電 2、三級電壓供電 （三）變電所位置設置 （四）主要電氣設備 變壓器、斷路器、隔離開關、母線、熔斷器、電壓互感器、電流互感器、避雷器、整流器。 1、電氣設備的功能 2、電氣設備的圖形與符號 3、電氣設備的選擇要求 （五）電氣主接路 （六）主變電所 （七）牽引變電所 （八）降壓變電所 （九）變電所附屬設備 三、接觸網(wǎng) （一）接觸網(wǎng)的功能與要求 （二）接觸網(wǎng)結構類型 1、接觸軌式 2、架空式 3、單軌鐵路的接觸網(wǎng)圖6-13牽引網(wǎng)構成 四、地下迷路 （一）地下迷路及其影響 在直流牽引供電中，牽引電流并非全部由鋼軌直接流回牽引變電所，而是有一部分由