城市軌道交通車輛基礎電子課件第一章城市軌道交通車輛概述

第一節(jié)城市軌道交通車輛基礎知識第二節(jié)城市軌道交通車輛發(fā)展概述城市軌道交通車輛概述1●掌握城市軌道交通車輛基本類型與組成。●熟悉城市軌道交通車輛技術參數(shù)。●掌握城市軌道交通車輛編組與基本標識?！?/p>

了解城市軌道交通車輛限界計算。●了解國內(nèi)外城市軌道交通車輛發(fā)展概況。學習目標21863年，世界上第一條城市地下鐵路誕生于英國倫敦，起初車輛采用蒸汽機車牽引，

而后由內(nèi)燃機車所取代。1890年，電力機車在德國柏林被應

用于地下鐵路領域，從此城市軌道交通正式進入快速發(fā)展階段。目前，城市

軌道交通車輛產(chǎn)業(yè)已有100

多年的發(fā)展歷史，隨著科學技術的不斷發(fā)展，

城市軌道交通車輛設備也在不斷地進行技術革新，以滿足現(xiàn)代不同軌道交通

系統(tǒng)的需求3城市軌道交通車輛基礎知識第一節(jié)4車輛是城市軌道交通系統(tǒng)中直接用于運載乘客的工具，不同城市軌道交通線路的技術要求不同，其所投入運營的車輛也應具備不同的車輛技術參數(shù)、

車輛編組與標識等。隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，越來越多不同類型的城市軌道交通車輛將投入運營，為廣大乘客提供運輸服務。5一、城市軌道交通車輛基本類型與組成1.

城市軌道交通車輛基本類型城市軌道交通車輛選型應以線路條件、供電電壓等主要技術條件為依據(jù)，相關技術指標應滿足客運量及行車組織的要求。另外，選型時還需考慮車輛設備部件技術參數(shù)、當?shù)丨h(huán)境與氣候、外觀與色彩等相關因素。城市軌道交通車輛可按牽引動力配置、車體寬度與驅(qū)動方式以及其他條件進行分類。6(1)按牽引動力配置分類1)動車。動車是指自身裝備有動力裝置，具有牽引與載客雙重功能的城市軌道交通車輛。動車又可分為帶受電弓動車與不帶受電弓動車兩類，帶受電弓動車可表示為Mp,不帶受電弓動車可表示為M。2)拖車。拖車是指自身不具有動力裝置，需要動車來牽引拖帶，僅具有載客功能的城市軌道交通車輛。拖車可設置司機室，表示為

Tc;

也可帶受電弓，表示為

Tp

。通常情況下，城市軌道交通車輛為動車與拖車的有機組合，亦可稱為動車組，

一般用符號表示，例如

“Tc=Mp※M=M※Mp=Tc”7(2)按車體寬度與驅(qū)動方式分類1)A

型車、B型車、C型車。A型車、B型車、C型車均為鋼輪鋼軌系列車型，分類標準主要是車體寬度。其中，

A型車車體寬度為3.0m,B

型車車體寬度為2.8m,C型車車體寬度為2.6m。2)D型車。D型車亦為鋼輪鋼軌系列車型，

一般是經(jīng)過結構改進的低地板輕軌車，可分為70%低地板車和100%低地板車兩類。3)L型車。L型車即為直線電動機系列車輛，直線電動機可將電能直接轉換成直線運動機械能，不需任何中間轉換機構。廣州地鐵直線電動機車輛如右圖所示。廣州地鐵直線電動機車輛84)單軌型車。單軌型車為膠輪系列車型，可分為懸掛式單軌車輛與跨坐式單軌車輛。重慶軌道交通單軌車輛下圖所示。重慶軌道交通單軌車輛9(3)按其他條件分類城市軌道交通車輛還可根據(jù)車體制造材料、電壓等級、受電方式和牽引控制系統(tǒng)等其他條件進行分類。1)按車體制造材料不同，可分為耐候鋼車、不銹鋼車和鋁合金車。2)按電壓等級不同，可分為直流750V和直流1500V兩類。3)按受電方式不同，可分為受電弓受電和集電靴受電兩類。4)按牽引控制系統(tǒng)不同，可分為直流變阻車、直流斬波調(diào)壓車、交流變壓變頻車和直流電動機變壓變頻車。102.

城市軌道交通車輛基本組成城市軌道交通車輛一般由車體、車門、轉向架、制動系統(tǒng)、電力牽引系統(tǒng)、車輛連接裝置、通風采暖及空調(diào)系統(tǒng)等基本部件組成。112.

城市軌道交通車輛基本組成(1)車體車體是城市軌道交通車輛最重要的組成部件之一，位于轉向架上，

一般由底架、側墻、車頂、前端、后端等組成。除去載客功能外，車體還是裝載車

輛機械、電氣、電子等幾乎所有設備的載體，列車司機室也設置在車體中。車

體最初由普通碳素鋼制造，后來，耐候鋼車體由于具有耐腐蝕、使用壽命長等

特點，得到了廣泛應用。為實現(xiàn)車體輕量化，現(xiàn)代城市軌道交通車輛多采用不

銹鋼、鋁合金制造。另外，車體的個別部位(如前端等)也可采用有機合成材

料制造。城市軌道交通車輛需具備隔音、減振、隔熱、防火等功能，以及在應

急狀態(tài)下盡可能保證乘客安全的逃生門等設施。122.

城市軌道交通車輛基本組成(2)車門根據(jù)安裝位置不同，城市軌道交通車輛車門可分為司機室門、司機室疏散門與客室車門。其中，司機室門一般采用折頁門或手動塞拉門；司機室疏散門一般采用折頁門，如后頁圖所示；客室車門一般采用雙開

外掛式塞拉門或雙開內(nèi)藏式拉門，開度約為1300mm,每輛車設置3-4對。雙開外掛式塞拉門如后頁圖所示，雙開內(nèi)藏式拉門如后頁圖所示。車門數(shù)量多，操作頻繁，是城市軌道交通車輛至關重要的組成部件。13雙開內(nèi)藏式拉門

14雙開外掛式塞拉門司機室疏散門2.

城市軌道交通車輛基本組成(3)轉向架轉向架是城市軌道交通車輛最重要的組成部件之一，是支撐車體并擔負車輛沿軌道走行的支撐裝置。安裝在車輛底部的轉向架如圖所示。為了改善車輛運行品質(zhì)與滿足運行要求，轉向架設置有構架、輪對、懸掛系統(tǒng)、減振裝置、基礎制動裝置和傳動裝置等，動車轉向架還安裝有牽引

電動機、變速機構等裝置。另外，為了便于車輛通過曲線，在車體與轉向架

之間設置有心盤或回轉軸，使得轉向架可以繞心盤或回轉軸相對于車體而轉

動。15安裝在車輛底部的轉向架162.

城市軌道交通車輛基本組成(4)制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)是城市軌道交通車輛必須裝置的系統(tǒng)之一，其功能為根據(jù)列車實際運行需要使得車輛按規(guī)定減速、停車。在車輛運行過程中，制動系統(tǒng)是城市軌道交通車輛安全運行的保證，緊急情況下對減少事故與人員傷亡有著重要意義。城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)一般由制動控制系統(tǒng)與制動執(zhí)行系統(tǒng)兩部分組成。其中，制動執(zhí)行系統(tǒng)又可分為摩擦制動、電氣制動和磁軌制動等形式。172.

城市軌道交通車輛基本組成(5)電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通車輛多數(shù)以電能為牽引動力，電力牽引系統(tǒng)主要由牽引電動機、受流器、高壓線、牽引逆變器模塊(MCM)

、過壓保護

電阻、電抗器和輔助電源系統(tǒng)等組成。城市軌道交通車輛受電形式分為接觸網(wǎng)受電和第三軌受電兩類，因此，城市軌道交通車輛受流器可分為受電弓和集電靴兩類，受電弓

如圖所示，位于轉向架上的集電靴如圖所示。18位于轉向架上的集電靴受電弓192.

城市軌道交通車輛基本組成(6)車輛連接裝置由于城市軌道交通車輛為多輛編組，車輛之間通過連接裝置相互連接，從而實現(xiàn)相鄰車輛之間的動力傳遞與通道的連接。因此，車輛連接裝置主要包括車鉤緩沖裝置與貫通道裝置，

一般由車鉤、緩沖裝

置、電氣連接、風擋、渡板及貫通道等部分組成，全自動車鉤、半永

久車鉤與電氣連接、風擋裝置、渡板與貫通道如圖所示。20風擋裝置

渡板與貫通道21半永久車鉤與電氣連接全自動車鉤2.

城市軌道交通車輛基本組成(7)通風采暖及空調(diào)系統(tǒng)由于城市軌道交通車輛大多數(shù)運行于封閉或半封閉的地下空間，為改善乘客的舒適度，現(xiàn)代城市軌道交通車輛一般均設有通風空調(diào)系統(tǒng)，安裝在車頂?shù)目照{(diào)如圖所示。運行在寒冷地區(qū)的車輛則設置有電熱器，并由供電線路直接供電，具有電加熱功能的座椅如圖所示。22具有電加熱功能的座椅安裝在車頂?shù)目照{(diào)23二、城市軌道交通車輛技術參數(shù)城市軌道交通車輛技術參數(shù)可概括地介紹車輛的技術規(guī)格，從整體上表明車輛結構及性能，

一般可分為車輛基本尺寸和車輛性能參數(shù)兩大類。241.

車輛基本尺寸選擇城市軌道交通車輛時需要考慮車輛的基本尺寸，具體包括下列幾個方面：(1)車體的長度、寬度、高度(2)車輛最大寬度與最大高度(3)車鉤高度(4)地板面高度(5)車輛定距252.

車輛性能參數(shù)城市軌道交通車輛的主要性能參數(shù)包括下列幾個方面：(1)自重、載質(zhì)量及容積(2)構造速度(3)軸重(4)最小曲線半徑(5)加速度(6)軸配置或軸列數(shù)(7)供電電壓(8)最大網(wǎng)電流(9)制動形式(10)座位數(shù)及單位面積站立人數(shù)26系統(tǒng)類型I級Ⅱ

級Ⅲ級IV級V級高運量大運量中運量次中運量低運量適用車輛類型A

型

車B型車C-I、C-Ⅱ型車C-Ⅱ型車有軌電車單向最大客運量(萬人次/h)4.5~7.53.0~5.51.0~3.00.8~2.50.6~1.0線路敷設形式隧道為主隧道為主地面/高架地面為主地面路權形式專用專用專用少量平交少量平交車站平均站距(m)800~1500800~1200600~1000600~1000600~1000站臺長度(m)200200120<100<60不同類型城市軌道交通車輛技術等級。27系統(tǒng)類型I級Ⅱ

級Ⅲ級IN級V級高運量大運量中運量次中運量低運量車輛車輛寬度(m)3.02.82.62.62.6車輛定員(人)310240220220104~202最大軸重(t)161411109最高速度(km/h)80~10080807045~60平均運行速度(km/h)34~4032~4030~4025~3515~25軌

距

(

mm

)14351435143514351435信號列車自動防護有有有有/無無列車運行方式自動駕駛/人工駕駛自動駕駛人工駕駛自動駕駛人工駕駛人工駕駛人工駕駛運營列車編組6~86~84~62~42最小行車間隔(s)120120120150300續(xù)表28車輛技術參數(shù)北京地鐵1號線上海軌道交通1號線車體長度(m)19.0023.54(有司機室)22.10(無司機室)車體最大外寬度(m)2.803.00車體最大外高度(m)3.1753.80車輛軸距(m)2.1652.50車鉤高(m)0.66+0.010.72每側車門數(shù)45自重(t)30.94(動車)38.00(動車)24.50(拖車)32.00(拖車)最高運行速度(km/h)8080我國部分城市地鐵車輛技術參數(shù)見下表表1-2

我國部分城市地鐵車輛技術參數(shù)29車輛技術參數(shù)北京地鐵1號線上海軌道交通1號線平均啟動加速度(m/s2)0.9(0~36km/h)1(0~25km/h)0.5(0~80km/h)平均制動減速度(m/s2)1.0(常用制動)1.0(常用制動)1.2(緊急制動)1.3(緊急制動)定員數(shù)(人)251310超載時乘客總數(shù)(人)350410續(xù)表30三、城市軌道交通車輛編組及標識1.

車輛編組城市軌道交通車輛運營時一般采用拖動結合、固定編組的方式，即動車組，由動車和拖車通過車鉤相互連接而成一個相對固定的編組，稱為一個單元，

一列車可由一個或多個單元編組而成。根據(jù)具體運營情況，車輛編組形式可采用全動車形式或動拖車有機結合的固定編組形式，但每列車的首車和尾車必須帶有司機室。31(1)車輛編組三要素城市軌道交通車輛編組主要考慮車輛類型、編組輛數(shù)、編組車輛動車與拖車比例三個要素，簡稱車型、輛數(shù)、動拖比。32(2)車輛編組形式車輛編組形式應根據(jù)城市軌道交通具體運營情況進行設計與調(diào)整。以北京地鐵為例，早期的北京地鐵采用直流牽引電動機，按全動車設計，兩車為

一個單元，使用時按2、4、6輛編組連成列車組。后來，北京地鐵車輛采用

貫通式車廂，乘客能夠在車廂內(nèi)任意走動，以一個動車與一個拖車為一個制

動單元，使用時進行適當調(diào)整。當采用6節(jié)編組時，車輛排列為：-Tc=Mp*M=M※Mp=Tc-當采用8節(jié)編組時，車輛排列為：-Tc=Mp*M=Mp*M=Mp*M=Tc-332.

車輛標識(1)車輛的車端、車側1)車端。城市軌道交通車輛兩端的車鉤一般都不為同一類型的車鉤，因此將車鉤自動化程度較高的車輛端定義為1位端，而車鉤自動化程度較低的車輛端定義

為2位端。若乘客站立在城市軌道交通車輛的1位端，面向2位端時，則該名乘客的

右側就稱為該車輛的右側，該名乘客的左側則稱為該車輛的左側。2)車側。車側的定義與車輛車側的定義是不同的，其是以司機坐在列車的駕駛端座位上駕駛列車的方位來確定的。因此，司機的右側即為列車的右側，司機

的左側即為列車的左側。換言之，列車的車側是根據(jù)列車的行駛方向來定義的，

與道路交通車輛按行駛方向定義左右側是相同的。34(2)車廂的編號1)車廂編號。車廂編號由6位數(shù)字組成，前兩位表示所屬線路，第三、第四、第五位表示該車廂在所屬線路中的車廂總編號，最后一位表示車輛類型，只由1、2或3來表示，其中“1”表示帶司機室的拖車(Tc),“2”表示帶受電弓的動車(Mp),“3”表示不帶受電弓的動車(M)。2)車廂應急編號。為讓乘客準確了解所在的車廂位置，在城市軌道交通車輛車廂端部與車廂車體外部粘貼或涂裝有車廂應急編號，該編號由5位數(shù)字組成，如圖所示。其中，前兩位表示所屬線路，第三、第四位表示該車廂為所屬線路的第幾列車，最后一位表示該車廂在所屬列車中的編號，由列車1端往2端編排。例如，“03035”即表示該車廂為軌道交通3號線第03號列車的第5號車廂。35車廂應急編號36(3)車門編號車輛的客室車門一般采用雙開外掛式塞拉門或雙開內(nèi)藏式拉門，車輛每側設有相同數(shù)量的門扇，每扇門為兩片門葉。為了方便維護檢修，則需為車門編

號，車門編號的規(guī)則為：自1位端到2位端，右側為由小到大的連續(xù)奇數(shù)，即

1/3、5/7、9/11、13/15、17/19;左側為由小到大的連續(xù)偶數(shù)，即2/4、6/8、

10/12、14/16、18/20。車門編號如圖所示。(4)座椅編號城市軌道交通車輛座椅編號方式與車門類似。37車門編號38套門號DOOR2吸煙

oking四

、城市軌道交通車輛限界限界是指城市軌道交通列車沿固定的軌道安全運行所需要的空間尺寸，系統(tǒng)內(nèi)各種建筑物及設備均不能侵入限界范圍內(nèi)。根據(jù)城市軌道交通系統(tǒng)的基本組成與設備運營要求，限界可分為車輛限界、設備限界、建筑限界和接觸網(wǎng)(軌)限界四類，此處僅介紹車輛限界。391.

車輛限界的基本概念車輛限界是指城市軌道交通車輛在正常行駛過程中形成的最大動態(tài)包絡線。其中，直線段車輛限界分為隧道內(nèi)車輛限界和高架或地面線車輛限界。高架或地面線

車輛限界應在隧道內(nèi)車輛限界的基礎之上，另外再加上當?shù)刈畲箫L荷載所引起的橫

向或豎向偏移量。車輛限界規(guī)定了城市軌道交通車輛和隧道斷面的形狀與凈空尺寸，以及高架與地面建筑物的凈空尺寸，同時還規(guī)定了設備安裝位置及預留空間，是城市軌道交通

系統(tǒng)安全運營的基本保證之一，也是設計城市軌道交通系統(tǒng)的基礎。特別是地下線

路，由于設備均需緊湊安裝于橫斷面直徑、平曲面半徑較小的隧道內(nèi)，對城市軌道

交通車輛限界與設備限界提出了更高的要求。402.

車輛限界的計算城市軌道交通車輛在隧道內(nèi)行駛，隧道結構內(nèi)部要有足夠的空間，限界越大，安全度越高，但工程量與工程建設資金也隨之增加。因此，合理限界的確定既要考慮保

證列車運行安全，又要考慮工程建設成本。(1)車輛限界計算原則1)限界是確定行車軌道周圍構筑物凈空的大小，以及管線和設備安裝相互位置的依據(jù)，為行業(yè)間共同遵守的技術規(guī)定，應經(jīng)濟、合理、安全、可靠。2)限界應依據(jù)城市軌道交通車輛的輪廓尺寸、技術參數(shù)、軌道特性、受電方式、施工方法與設備安裝等綜合因素進行分析計算后確定。3)限界的計算是以平直線上混凝土整體道床和碎石道床的線路為基本條件，根據(jù)隧道內(nèi)及地面運行環(huán)境不同，分為地下線車輛限界與高架線(含地面線)車輛限界兩

種基本類型。

415)限界的計算要素可分為隨機因素與非隨機因素。6)所有側傾角度引起的偏移量合成后，其大小受限于車輛結構上的豎向止擋。橫向位移量和豎向位移量大小受限于車輛結構上的橫向止擋及豎向止擋。7)計算隧道內(nèi)平直線、高架線(含地面線)兩類車輛限界時均采用統(tǒng)一的計算公式，操作時應根據(jù)不同類別情況合理選用不同的計算參數(shù)。8)計算限界偏移量時，對車體、轉向架、受電弓(集電靴)三部分分別進行計算。9)車輛運行時，必須根據(jù)計算結果確定車輛動態(tài)包絡線是否超越車輛限界。10)計算中涉及的計算車輛輪廓線及計算參數(shù)僅供制定限界時使用，并非對車輛規(guī)格和參數(shù)作強制性規(guī)定。實際制造的車輛應以實際參數(shù)按基本規(guī)定驗算是否符

合車輛限界要求。42(2)車輛限界計算要素城市軌道交通車輛限界應按照車輛的輪廓尺寸和技術參數(shù)，并考慮其靜態(tài)和動態(tài)情形下所能達到的橫向或豎向偏移，根據(jù)可能發(fā)生的最不利情況進行組合計算確定。車輛限界計算要素如下：1)車輛制造誤差。2)車輛維修限度。3)轉向架輪對處于軌道上的最不利運行位置。4)輪對相對于構架的橫向振動量。5)轉向架構架相對于車體的橫向位移量。6)車輛的空車、重車撓度差及垂向位移量。7)軌道線路的幾何偏差(含維修限度)。8)

一系懸掛側滾位移量。9)二系懸掛側滾位移量。10)由車輛制造過程中設備安裝不對稱、運行中乘客分布不對稱、軌道不平順等因素引起的偏斜。43城市軌道交通車輛發(fā)展概況第二節(jié)44一

、國外城市軌道交通車輛發(fā)展概況國外城市軌道交通按技術特征分類，主要有地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、有軌電車、磁浮系統(tǒng)、自動導向軌道系統(tǒng)和市域快速軌道系統(tǒng)。這里將對國外城市軌道交通車輛中的地鐵車輛、輕軌車輛和單軌車輛進行詳細介紹。451.地鐵車輛總體來說，國外地鐵車輛發(fā)展方向主要包括運行速度、傳動方式、結構材料、空調(diào)設備、模塊化制造、計算機控制與通信網(wǎng)絡、制動系統(tǒng)等。(1)提升最高運行速度隨著城市軌道交通車輛技術的不斷發(fā)展，地鐵車輛的最高運行速度不斷提高。例如，法國巴黎地鐵車輛初期最高運行速度為80km/h,

平均運行速度為

23.7km/h,近年來已將地面線路地鐵車輛的最高運行速度提高到100km/h,平均運行速度已達到50km/h等等。46(2)發(fā)展交流傳動車輛城市軌道交通發(fā)展初期，地下鐵路車輛為蒸汽機車牽引，1890年電力機車牽引開始應用于軌道交通領域。起初電力機車采用直流電動機牽引，控制方式為凸

輪變阻調(diào)速方式，后來控制方式發(fā)展為斬波器調(diào)速控制。20世紀90年代，由于電

工電子技術與計算機控制技術的高速發(fā)展，大功率自關斷元器件實現(xiàn)產(chǎn)品化與實

用化，電力機車的控制方式迅速發(fā)展成變頻變壓調(diào)速控制(VVVF)

技術，從此交

流傳動車輛廣泛應用于城市軌道交通系統(tǒng)中。47(3)革新車體結構材料最初地鐵車廂為木制，后來為減少火災隱患而改為鋼制結構材料。美國最早由巴德公司制造了不銹鋼車體，紐約地鐵大部分軌道交通車輛采用了不銹鋼車體。20世紀

6

0年代初，日本引進不銹鋼車體技術，自1962年開始生產(chǎn)了南海電鐵6000系、

京王電鐵3000系與東急電鐵7000系不銹鋼地鐵車輛，后來，加拿大、韓國等國家的地鐵也均開始采用不銹鋼車輛。48(4)發(fā)展空調(diào)地鐵車輛根據(jù)地鐵系統(tǒng)建筑物結構特點，其車站與區(qū)間隧道均為密閉性較好的地下建筑，地鐵車輛內(nèi)的空氣質(zhì)量會受到較大影響。為了提供舒適的乘車環(huán)境，

地鐵車輛需裝配大功率的空調(diào)設備。地鐵車輛空調(diào)設備不僅關系到乘客的舒適性與安全性，還直接影響投資與運營成本。因此，城市軌道交通系統(tǒng)應合理發(fā)展節(jié)能環(huán)保又有很好的換氣效果的空調(diào)地鐵列車。目前，城市軌道交通系統(tǒng)新投入運營的地鐵車輛均以空調(diào)車輛作為首要選擇。49(5)車輛模塊化設計與生產(chǎn)世界上地鐵與輕軌車輛的主要制造商有西門子公司、阿爾斯通公司、龐巴迪公司和日本東急公司等。20世紀90年代，地鐵車輛車體結構的模塊化設

計與生產(chǎn)開始逐步發(fā)展，這是一種新型的車輛制造技術。地鐵車輛模塊化設

計與生產(chǎn)技術的應用大大地簡化了車輛制造工藝流程，并可依照用戶的不同

要求對車輛結構進行優(yōu)化組合，縮短了車輛設計與制造周期，具有顯著的經(jīng)

濟效益。50(6)采用計算機控制與診斷和通信網(wǎng)絡技術20世紀80年代，機車計算機的雛形誕生，但僅應用于列車傳動控制裝置。隨著控制服務對象的增多，列車通信網(wǎng)絡在初期的串行通信總線的基

礎上產(chǎn)生，并推出國際標準。自20世紀90年代以來，各國生產(chǎn)與制造城市軌道交通車輛時，在牽引與制動控制中均采用了計算機控制與診斷技術，

并由單計算機控制發(fā)展為多計算機控制。同時，各國也在積極發(fā)展和應用

通信網(wǎng)絡控制技術，實現(xiàn)城市軌道交通列車設備運行控制與故障診斷、乘

客信息的傳遞和服務。51(7)發(fā)展模擬式電氣控制制動系統(tǒng)目前，世界各國地鐵與輕軌車輛的生產(chǎn)與制造均應用了模擬式電氣控制制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用一條列車線貫通整列車并形成連續(xù)的回路，其電氣指

令采用脈沖寬度調(diào)劑，并能夠進行無級控制，滿足城市軌道交通列車制動頻

繁、制動距離短、停車精度高等相關要求。521.輕軌車輛在城市軌道交通發(fā)展中，由于舊式有軌電車運行速度慢、正點率低、噪聲污染大、加速性能低、乘客舒適度差，在汽車工業(yè)發(fā)展的沖擊下，有軌電車的

發(fā)展停滯不前，甚至被拆除。直到20世紀80

年代至90

年代，人們意識到地鐵

系統(tǒng)建設投入高、運行能耗大、噪聲振動大等問題，在建設地鐵的同時同步發(fā)

展了新型輕軌交通。據(jù)統(tǒng)計，已有50

多個國家建設了360多條輕軌交通線路，運營車輛中大部分為100%

低地板輕軌車輛或70%

低地板輕軌車輛。53(1)低地板輕軌交通的發(fā)展優(yōu)勢與其他城市公共交通方式相比較，低地板輕軌交通車輛具有環(huán)境污染小、節(jié)約能源、投入資金少、舒適性好與外形美觀等優(yōu)勢，能夠滿足中型客運量的城市公共客運交通需求。1)環(huán)境污染小。2)節(jié)約能源。3)投入資金少。4)舒適性好。5)外形美觀。54(1)低地板輕軌車輛的主要類型目前，按技術的復雜程度不同，輕軌車輛發(fā)展主要可劃分為三個階段。1)第一代低地板輕軌車輛。車輛的中間部分設置有一個低地板進口，低地板區(qū)域長度約

占

地板總長

度的10%~15%,

通過改進車輛結構，低地板區(qū)域長度可達到地板總長度的50%

左右。總體來說，第一代低地板輕軌車輛仍采用常規(guī)轉向架，設計為分段式低地板，并且車內(nèi)需要臺階過渡，如右圖所第一代低地板輕軌車輛示。55(1)低地板輕軌車輛的主要類型2)第二代低地板輕軌車輛。與第一代低地板輕軌車輛相比，第二代低地板輕軌車輛具有較長的低地板區(qū)域，低地板區(qū)域長度約占地板總長度的60%~70%,但車輛內(nèi)部仍需設置臺階向高地板區(qū)域過渡，如右圖所示。第二代低地板輕軌車輛的中間走行部采用了一種全新的安裝方式，主要有小車輪拖車走行部、獨立車輪走行部與獨立旋轉車輪走行部三種方式。第二代低地板輕軌車輛56(1)低地板輕軌車輛的主要類型3

)第三代低地板輕軌車輛。第三代低地板輕軌車輛即為100%

全低地板式輕軌車輛，如右圖所示。與第二代低地板輕軌車輛相比，

100%

全低地板式輕軌車輛動力轉向架也采用了獨立車輪，取消了車軸，使得動力轉向架上方的中間通道也可做成低地板區(qū)域，而兩側車輪突起部分可設置座椅，從而實現(xiàn)了100%

低地板，且低地板面距軌面通常僅350

mm。第三代低地板輕軌車輛571.單軌車輛單軌交通系統(tǒng)主要架設在城市道路交通擁擠區(qū)域，是由架空的單根鋼筋混凝土制或鋼制軌道梁構成的城市軌道交通線路。單軌車輛沿架空的軌道運行，具有線路占地少、構造簡單、建設工程造價低、施工工期較短、運行速度高、爬坡能力強、轉彎曲線半徑小、噪聲振動低、乘客舒適度高、視野寬廣等優(yōu)勢，受到各國中小城市的歡迎。581.單軌車輛目前，單軌車輛可分為懸掛式單軌車輛與跨坐式單軌車輛。(1)懸掛式單軌車輛懸掛式單軌交通系統(tǒng)的軌道梁由一定跨距的鋼支柱或鋼筋混凝土支柱架設在空中，而車輛則懸掛在軌道梁下運行。懸掛式單軌車輛可分為非對稱式與對稱式兩種。1)非對稱式懸掛式單軌車輛。這種車輛設置有吊鉤，吊鉤上設計有鋼制車輪，車輪在鋪設于軌道梁上的單根鋼軌上運行。如右圖所示。

59非對稱陳式懸掛式單軌車輛1.

單軌車輛2)對稱式懸掛式單軌車輛。這種車輛以一對橡膠車輪在軌道梁上的走行板上運行，軌道梁為箱形，懸吊于支柱的伸臂板下方。對稱式懸掛單軌車輛以SAFEGE型為代表，日本單軌鐵道協(xié)會已將SAFEGE型單軌線路作為懸掛式城市單軌交通系統(tǒng)的設計標準。對稱式懸掛式單軌車輛如右圖所示。對稱式懸掛式單軌車輛601.單軌車輛目前，單軌車輛可分為懸掛式單軌車輛與跨坐式單軌車輛。(2)跨坐式單軌車輛跨坐式單軌交通系統(tǒng)的軌道梁一般為預應力混凝土箱形梁，而車輛跨坐在軌道梁上運行，并且車輛設置有動輪與導輪。車輛動輪以軌道梁頂面為走行面，車輛導輪以軌道梁的兩側面為走行面。車輛動輪用于承載車體，而車輛導輪用于保持車體穩(wěn)定和導向?？缱絾诬壾囕v如右圖所示。跨座式單軌車輛61一、我國城市軌道交通車輛發(fā)展概況1.我國城市軌道交通車輛發(fā)展歷程為了解決城市交通擁擠問題，早在20世紀50年代，我國就決定在北京修建地鐵系統(tǒng)。由于當時與國外技術交流甚少，我國僅能以極為有限的國外資料作為參考，自力更生，自主研發(fā)，并于1967年完全利用國產(chǎn)材料和配件生產(chǎn)出兩輛DK1型地鐵樣車，填補了國內(nèi)地鐵車輛制造空白，如右圖所示。北京DK1型地鐵車輛621.我國城市軌道交通車輛發(fā)展歷程隨著我國城市軌道交通建設的迅猛發(fā)展，各企業(yè)相繼成功開發(fā)了北京不銹鋼地鐵車輛、天津津濱不銹鋼城市軌道交通車輛、武漢鋁合

金城市軌道交通車輛、高檔次70%低地板輕軌車輛、大連城市快速軌道

車輛、DL6W型現(xiàn)代輕軌電車、DL4W型仿古輕軌電車等新型城市軌道交

通電客車。這些車輛在設計制造中采用了多項自主創(chuàng)新技術，填補了

多項國內(nèi)空白，整車技術屬國內(nèi)領先水平，多項技術指標達到國際先

進水平。63(1)北京不銹鋼地鐵車輛北京不銹鋼地鐵車輛的車體鋼結構在國內(nèi)首次采用輕量化無涂裝不銹鋼鼓形車體，側墻窗采用視野開闊的1.6m大窗，車頂內(nèi)裝鋁型材結構。車輛采用先進的VVVF交流傳動系統(tǒng)、模擬式電空制動系統(tǒng)、列車自動防護車載設備、車載無線通信設備和列車監(jiān)控系統(tǒng)等；無搖枕轉向架的牽引裝置采用無間隙的

“Z”

拉桿結構；基礎制動采用維修工作量少的單元制動；采用降噪車輪，顯著地降低了輪軌噪聲。北京不銹鋼地鐵車輛64(2)天津津濱不銹鋼城市軌道交通車輛天津津濱不銹鋼城市軌道交通車輛是中車長春軌道客車股份有限公司為天津津濱輕軌(現(xiàn)天津地鐵9號線)研制的一種輕量化車輛，如圖所示。天津津濱不銹鋼城市軌道交通車輛為我國首批不銹鋼城市軌道交通客車，它創(chuàng)造了多項全國第一，填補了多項城市軌道交通領域的技術空白。天津津濱不銹鋼城市軌道交通車輛65(3)武漢鋁合金城市軌道交通車輛武漢鋁合金城市軌道交通車輛是我國首次自主研發(fā)設計的B型鋁合金車體結構城市軌道交通車輛，如圖所示。該車采用了輕量化鋁合金車體，具有集預制冷、制冷、通風、緊急通風功能于一體的大功率空調(diào)系統(tǒng)，大容量無預壓力沖擊新型車鉤裝置及車端吸能結構，新穎、實用的內(nèi)裝與低噪聲設計，密封性好的電動塞拉門側門。最高運行速度為80

km/h,其綜合技術性能在目前國內(nèi)設計的城市軌道交通車輛中處于領先水平，自動控制性能達到了國際水平。武漢鋁合金城市軌道交通車輛66(4)DLW

系列輕軌電車DLW系列輕軌電車包括DL6W型現(xiàn)代輕軌電車和DL4W型仿古輕軌電車，是大連市城市軌道交通線路改造配套的輕軌電車，

DL6W型現(xiàn)代輕軌電車如左圖所示，

DL4W型仿古輕軌電車如右圖所示。DL6W型現(xiàn)代輕軌電車

DL4W型仿古輕軌電車67(5

)高檔次70%低地板輕軌車輛由中車唐山機車車輛有限公司研制，該車是目前國內(nèi)首輛與發(fā)達國家具有同等檔次和水平的70%低地板輕軌車輛，如圖1-29所示。該車構造速度為70

km/h,額定載客量達246人，采用了鋁質(zhì)蜂窩狀地板，實現(xiàn)了車體輕量化。車輛走行部采用自主設計的全新動力轉向架，中間部位則采用了新型獨立輪轉向架。彈性車輪裝置起到了降低噪聲、減少振動的作用。高檔次70%低地板輕軌車輛68(6

)大連城市快速軌道交通車輛該車采用大量國內(nèi)外最新技術，牽引傳動