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          地鐵理論知識

          發布日期:2017-01-17 17:06 來源:http://www.akascia.com 點擊:

          地鐵車輛是地鐵用來運輸旅客的運輸工具,它屬于現代城市快速軌道交通的范疇。那么你對地鐵了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于地鐵理論知識的內容,提供給大家參考和了解,希望大家喜歡!

          1.png

            一、地鐵理論知識——車輛簡介

            從構造上:列車采用動力分散布置形式。根據需要由各種非動力車和動力車(或半動力車)組合成相對固定的編組,兩頭設置操縱臺。由于隧道限界、車輛限界、設備限界的限制,車輛和其各種車載設備的設計要求相當緊湊。在方便檢修的同時,盡量采用模塊化。

            從結構上,車體朝輕量化方向發展,主要采用大斷面中空擠壓鋁型材模塊化車體結構設計,采用整體承載結構;懸掛系統具有良好的減振系統;采用電氣(再生制動和電阻制動)和空氣的混合制動;車輛連接采用密貼式車鉤進行機械、電氣、氣路的全自動連接;車輛間采用封閉式全貫通道,通過量大。

            從運用性能上:由于地鐵的服務對象是城市高密度、大客流人群,并要與公交系統、小汽車形成競爭力,所以對其安全、正點、快捷上有很高的要求。同時要提供給乘客適當的空間、安靜的環境及空調,使乘客感到舒適、便利。

            在運行方式上,應用列車自動駕駛系統ATO。在主牽引傳動上,采用當今世界先進的調頻調壓交流傳動。在輔助系統中,采用先進的IG-BT技術。

            車輛是地鐵系統中Z關鍵,也是Z復雜的設備,它是多專業綜合性 的產品,涉及機械、電氣、控制、材料等多領域??傊?,車輛是通過各個相對獨立的子系統有機地結合在一起,共同來實現列車的安全、可靠、高品質運行的。

            二、地鐵理論知識——機械部分

            1、車體

            一般車體采用模塊化設計。它包括自支撐構架,用螺栓連接的司機室和中間端。車體構架和中間端是由鋁合金大型型材和板組成,而司機室是由型鋼構成的。焊接的型材與中間端和司機室端通過機械緊固裝置相互連接。司機室和中間端都由較大的玻璃鋼罩板覆蓋。通過車鉤系統中的壓潰管吸收能量。當發生事故時車前端的防爬裝置能夠分散碰撞力。

            列車通過貫通道連接在一起,貫通道上設計有折棚和位于車鉤上的渡板。列車表面噴涂根據城市的特點進行。

            2、車門

            根據車輛運營環境的不同,選擇不同的車門。以廣州地鐵二號線車輛采用外掛式電控電動門為例。它由雙向作用的電機為驅動裝置,采用皮帶傳動及絲桿裝置作為傳動機構。由EDCU(電子門控單元)來控制車門的開關及鎖定。在司機室操作控制按鈕,通過EDCU控制電機轉動來實現車門的開關,并設有障礙物探測重開門。由行程開關給出車門的狀態信號,故障信號由EDCU通過編碼硬線傳送給VTCU(車輛及列車控制單元)。

            從安全可靠性上來講,移動門一般適用于速度低于100km/h的列車上。特別是外掛門,由于外掛門屬于外吊懸掛式結構,下部懸空無支承。當列車在隧道中運行,隨著速度的提高,其空氣的阻塞比大大增加,對外吊的懸掛門產生較大的壓力。如果門的結構及強度不隨速度的提高而改進設計的話,車門會產生晃動等不穩定因數,影響車門的安全可靠性。

            由于移動門的結構決定車門與車體之間必須保證一定的間隙,因 此,移動門的密封性差。當列車達到一定的行駛速度時(超過100km/h以上)便會產生車廂內竄風,給乘客帶來不適;在車輛進出隧道等外界壓力變化時,車內壓力隨著變化,舒適性下降。由于移動門的密封性差,車輛走行部件產生的噪音很容易傳入車內;同時由于移動門或凹或凸于車體,列車在行駛中會使附近的空氣產生渦流,空氣阻力大,也就限制了移動門的使用速度。

            塞拉門由于與車體在同一平面內保持列車較好的流線型,所以具有密封性好、空氣阻力小等特點,但塞拉門的結構較移動門復雜,且造價較高。

            車門的形式種類雖然各不相同,但實現的功能卻大同小異,性能參數也差不多。

            為了安全起見,逃生裝置在前端墻的中部,包括一個在頂部鉸接的大窗和位于兩個司機臺之間的一個梯子,正常情況該梯子折疊并隱藏起來。在列車不能到達下一站時,逃生裝置用于疏散乘客。

            3、車鉤及緩沖裝置

            車鉤緩沖裝置由車鉤及緩沖器等部件組成,裝在底架牽引梁上,是車輛的一個安全部件。其作用是:

            (1)將車輛互相聯掛,聯結成為一組列車;

            (2)傳遞縱向牽引力和沖擊力;

            (3)緩和車輛之間的動力作用;

            (4)實現電路和氣路的連接。

            車鉤緩沖裝置共分三種類型:自動車鉤、半自動車鉤、半永久牽引桿。三種車鉤均設有可復原能量吸收功能,采用橡膠緩沖器。在自動車鉤和半永久牽引桿上還設有超載保護裝置,不可復原的可壓潰變形管。其結構均采用先進的密貼式車鉤,它是依靠相鄰車輛鉤頭上的凸錐和凹錐口互相插接,起緊密連接作用。其優點是:節省人力,保證安全方便。缺點是:構造較復雜,強度較低。所以適用于地鐵、輕軌等輕型軌道車輛上。

            4、轉向架

            轉向架是支承車體并擔負車輛沿著軌道走行的支承走行裝置。為了便于通過曲線,在車體和轉向架之間設有心盤或轉軸,轉向架可以繞一中心軸相對車體轉動。為了改善車輛的運行品質和滿足運行要求,在轉向架上設有彈簧裝置和制動裝置。對于動車,轉向架上還裝有牽引電機和減速機構,以驅動車輛運行。轉向架主要由以下部分組成:輪對軸箱裝置、彈性懸掛裝置、構架、制動裝置、牽引電機和齒輪變速傳動裝置、轉向架支承車體裝置。另外,在拖車轉向架上還安裝了ATC的通訊天線。

            車輛在軌道上運行時,由于線路的不平順、軌隙、道岔、軌面的缺陷和磨耗以及車輪踏面的斜度、擦傷和輪軸偏心等原因,常會伴隨產生復雜的振動和沖擊。為了提高運行的平穩性必須設有彈簧減振裝置,空氣彈簧在改善車輛的動力性能和運行品質上具有顯著優點,被地鐵和輕軌廣泛應用。為了改善車輛的振動性能,地鐵上大多采用液壓減振器。

            由于地鐵承擔運送乘客的任務,并且運行于地下隧道或高架線路上,要求轉向架有較低的噪聲和良好的減振性能,并且能適應重載和空載變化的能力。一般廣泛采用空氣彈簧和橡膠彈簧作為彈性懸掛元件,彈簧減振裝置包括一系懸掛——人字形多層橡膠彈簧或者圓錐彈簧、二系懸掛——空氣彈簧、垂向液壓減振器、橫向液壓減振器、抗側滾扭桿和橫向橡膠緩沖擋。

            牽引傳動裝置在電動客車中占有十分重要的地位,是驅動列車運行的核心裝置。包括一個牽引電機,齒式聯軸節和齒輪。其作用是將牽引電機輸出的功率傳給輪對。車輛的驅動機構是一種減速裝置,用來使高轉速、小扭矩的牽引電動機驅動阻力矩較大的動軸,對驅動機構的要求:能使牽引電動機功率得到發揮;電動機電樞軸應與聯軸節保證同心度,以降低線路不平對齒輪的動作用力。用方框圖來簡述傳動線路:

            牽引電機采用三相交流感應電機,由于采用這一電傳動方式,牽引性能良好,運行可靠,使車輛具有良好的牽引制動性能。

            5、制動裝置

            據成熟地鐵經驗,摩擦制動采用閘瓦制動。為了改善摩擦性能和增加耐地鐵車輛是地鐵用來運輸旅客的運輸工具,它屬于現代城市快速軌道交通的范疇。那么你對地鐵了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于地鐵理論知識的內容,提供給大家參考和了解,希望大家喜歡!


            一、地鐵理論知識——車輛簡介

            從構造上:列車采用動力分散布置形式。根據需要由各種非動力車和動力車(或半動力車)組合成相對固定的編組,兩頭設置操縱臺。由于隧道限界、車輛限界、設備限界的限制,車輛和其各種車載設備的設計要求相當緊湊。在方便檢修的同時,盡量采用模塊化。

            從結構上,車體朝輕量化方向發展,主要采用大斷面中空擠壓鋁型材模塊化車體結構設計,采用整體承載結構;懸掛系統具有良好的減振系統;采用電氣(再生制動和電阻制動)和空氣的混合制動;車輛連接采用密貼式車鉤進行機械、電氣、氣路的全自動連接;車輛間采用封閉式全貫通道,通過量大。

            從運用性能上:由于地鐵的服務對象是城市高密度、大客流人群,并要與公交系統、小汽車形成競爭力,所以對其安全、正點、快捷上有很高的要求。同時要提供給乘客適當的空間、安靜的環境及空調,使乘客感到舒適、便利。

            在運行方式上,應用列車自動駕駛系統ATO。在主牽引傳動上,采用當今世界先進的調頻調壓交流傳動。在輔助系統中,采用先進的IG-BT技術。

            車輛是地鐵系統中Z關鍵,也是Z復雜的設備,它是多專業綜合性 的產品,涉及機械、電氣、控制、材料等多領域??傊?,車輛是通過各個相對獨立的子系統有機地結合在一起,共同來實現列車的安全、可靠、高品質運行的。

            二、地鐵理論知識——機械部分

            1、車體

            一般車體采用模塊化設計。它包括自支撐構架,用螺栓連接的司機室和中間端。車體構架和中間端是由鋁合金大型型材和板組成,而司機室是由型鋼構成的。焊接的型材與中間端和司機室端通過機械緊固裝置相互連接。司機室和中間端都由較大的玻璃鋼罩板覆蓋。通過車鉤系統中的壓潰管吸收能量。當發生事故時車前端的防爬裝置能夠分散碰撞力。

            列車通過貫通道連接在一起,貫通道上設計有折棚和位于車鉤上的渡板。列車表面噴涂根據城市的特點進行。

            2、車門

            根據車輛運營環境的不同,選擇不同的車門。以廣州地鐵二號線車輛采用外掛式電控電動門為例。它由雙向作用的電機為驅動裝置,采用皮帶傳動及絲桿裝置作為傳動機構。由EDCU(電子門控單元)來控制車門的開關及鎖定。在司機室操作控制按鈕,通過EDCU控制電機轉動來實現車門的開關,并設有障礙物探測重開門。由行程開關給出車門的狀態信號,故障信號由EDCU通過編碼硬線傳送給VTCU(車輛及列車控制單元)。

            從安全可靠性上來講,移動門一般適用于速度低于100km/h的列車上。特別是外掛門,由于外掛門屬于外吊懸掛式結構,下部懸空無支承。當列車在隧道中運行,隨著速度的提高,其空氣的阻塞比大大增加,對外吊的懸掛門產生較大的壓力。如果門的結構及強度不隨速度的提高而改進設計的話,車門會產生晃動等不穩定因數,影響車門的安全可靠性。

            由于移動門的結構決定車門與車體之間必須保證一定的間隙,因 此,移動門的密封性差。當列車達到一定的行駛速度時(超過100km/h以上)便會產生車廂內竄風,給乘客帶來不適;在車輛進出隧道等外界壓力變化時,車內壓力隨著變化,舒適性下降。由于移動門的密封性差,車輛走行部件產生的噪音很容易傳入車內;同時由于移動門或凹或凸于車體,列車在行駛中會使附近的空氣產生渦流,空氣阻力大,也就限制了移動門的使用速度。

            塞拉門由于與車體在同一平面內保持列車較好的流線型,所以具有密封性好、空氣阻力小等特點,但塞拉門的結構較移動門復雜,且造價較高。

            車門的形式種類雖然各不相同,但實現的功能卻大同小異,性能參數也差不多。

            為了安全起見,逃生裝置在前端墻的中部,包括一個在頂部鉸接的大窗和位于兩個司機臺之間的一個梯子,正常情況該梯子折疊并隱藏起來。在列車不能到達下一站時,逃生裝置用于疏散乘客。

            3、車鉤及緩沖裝置

            車鉤緩沖裝置由車鉤及緩沖器等部件組成,裝在底架牽引梁上,是車輛的一個安全部件。其作用是:

            (1)將車輛互相聯掛,聯結成為一組列車;

            (2)傳遞縱向牽引力和沖擊力;

            (3)緩和車輛之間的動力作用;

            (4)實現電路和氣路的連接。

            車鉤緩沖裝置共分三種類型:自動車鉤、半自動車鉤、半永久牽引桿。三種車鉤均設有可復原能量吸收功能,采用橡膠緩沖器。在自動車鉤和半永久牽引桿上還設有超載保護裝置,不可復原的可壓潰變形管。其結構均采用先進的密貼式車鉤,它是依靠相鄰車輛鉤頭上的凸錐和凹錐口互相插接,起緊密連接作用。其優點是:節省人力,保證安全方便。缺點是:構造較復雜,強度較低。所以適用于地鐵、輕軌等輕型軌道車輛上。

            4、轉向架

            轉向架是支承車體并擔負車輛沿著軌道走行的支承走行裝置。為了便于通過曲線,在車體和轉向架之間設有心盤或轉軸,轉向架可以繞一中心軸相對車體轉動。為了改善車輛的運行品質和滿足運行要求,在轉向架上設有彈簧裝置和制動裝置。對于動車,轉向架上還裝有牽引電機和減速機構,以驅動車輛運行。轉向架主要由以下部分組成:輪對軸箱裝置、彈性懸掛裝置、構架、制動裝置、牽引電機和齒輪變速傳動裝置、轉向架支承車體裝置。另外,在拖車轉向架上還安裝了ATC的通訊天線。

            車輛在軌道上運行時,由于線路的不平順、軌隙、道岔、軌面的缺陷和磨耗以及車輪踏面的斜度、擦傷和輪軸偏心等原因,常會伴隨產生復雜的振動和沖擊。為了提高運行的平穩性必須設有彈簧減振裝置,空氣彈簧在改善車輛的動力性能和運行品質上具有顯著優點,被地鐵和輕軌廣泛應用。為了改善車輛的振動性能,地鐵上大多采用液壓減振器。

            由于地鐵承擔運送乘客的任務,并且運行于地下隧道或高架線路上,要求轉向架有較低的噪聲和良好的減振性能,并且能適應重載和空載變化的能力。一般廣泛采用空氣彈簧和橡膠彈簧作為彈性懸掛元件,彈簧減振裝置包括一系懸掛——人字形多層橡膠彈簧或者圓錐彈簧、二系懸掛——空氣彈簧、垂向液壓減振器、橫向液壓減振器、抗側滾扭桿和橫向橡膠緩沖擋。

            牽引傳動裝置在電動客車中占有十分重要的地位,是驅動列車運行的核心裝置。包括一個牽引電機,齒式聯軸節和齒輪。其作用是將牽引電機輸出的功率傳給輪對。車輛的驅動機構是一種減速裝置,用來使高轉速、小扭矩的牽引電動機驅動阻力矩較大的動軸,對驅動機構的要求:能使牽引電動機功率得到發揮;電動機電樞軸應與聯軸節保證同心度,以降低線路不平對齒輪的動作用力。用方框圖來簡述傳動線路:

            牽引電機采用三相交流感應電機,由于采用這一電傳動方式,牽引性能良好,運行可靠,使車輛具有良好的牽引制動性能。

            5、制動裝置

            據成熟地鐵經驗,摩擦制動采用閘瓦制動。為了改善摩擦性能和增加耐磨性,大多數地鐵車輛采用合成閘瓦。但合成閘瓦的導熱性能較差,又選擇了導熱性能良好的產品——粉末冶金閘瓦。既具有較好的摩擦性能,又有良好的耐磨性。在閘瓦制動方式中,動能轉化為熱能的能力大,但熱能散于大氣的能力相對較小。當要求的制動功率較大時,有可能發生產生的熱能不能散失到大氣中,而在閘瓦與車輪踏面積聚集,使他們的溫度升高,嚴重的會導致閘瓦熔化或車輪踏面產生裂紋。因此,在采用閘瓦制動時,對制動功率要有限制,即在車輛上安裝一定的防滑系統。

            動力制動在制動時,將牽引電機變為發電機,使列車動能轉化為電能,對這些電能的不同處理方式形成了不同方式的動力制動,主要有電阻制動和再生制動。其中的再生制動是把電動車組的動能通過電機轉化為電能后,再使電能反饋回電網給別的列車使用。顯然這種方式既能節約能源,又減少了制動時對環境的污染,并且基本上無磨耗,是當前地鐵行業首選的制動方式。在制動控制系統方面,目前的制動系統主要有空氣制動系統和電氣制動控制系統,在比較兩者后,發現電氣制動更具有優越性,電氣制動的主要優點是全列車制動和緩解的一致性好,在制動和緩解時縱向沖擊小,制動距離短,便于做到動力制動和空氣制動的協調。

            6、車輛內部設備

            車輛內設包括服務于乘客的車體內的固定裝置如車電、通風、取暖、空調、座椅、拉手等和服務于車輛運行的設備裝置大多吊掛于車底架,如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電器開關和接觸器箱等。故障率較高的空調需要經常清洗,大多采用車頂修和拆卸修。此設備中,控制器的故障率較高,主要是影響客室環境,不對行車造成影響,需要使用大量的備件進行替換。

          磨性,大多數地鐵車輛采用合成閘瓦。但合成閘瓦的導熱性能較差,又選擇了導熱性能良好的產品——粉末冶金閘瓦。既具有較好的摩擦性能,又有良好的耐磨性。在閘瓦制動方式中,動能轉化為熱能的能力大,但熱能散于大氣的能力相對較小。當要求的制動功率較大時,有可能發生產生的熱能不能散失到大氣中,而在閘瓦與車輪踏面積聚集,使他們的溫度升高,嚴重的會導致閘瓦熔化或車輪踏面產生裂紋。因此,在采用閘瓦制動時,對制動功率要有限制,即在車輛上安裝一定的防滑系統。

            動力制動在制動時,將牽引電機變為發電機,使列車動能轉化為電能,對這些電能的不同處理方式形成了不同方式的動力制動,主要有電阻制動和再生制動。其中的再生制動是把電動車組的動能通過電機轉化為電能后,再使電能反饋回電網給別的列車使用。顯然這種方式既能節約能源,又減少了制動時對環境的污染,并且基本上無磨耗,是當前地鐵行業首選的制動方式。在制動控制系統方面,目前的制動系統主要有空氣制動系統和電氣制動控制系統,在比較兩者后,發現電氣制動更具有優越性,電氣制動的主要優點是全列車制動和緩解的一致性好,在制動和緩解時縱向沖擊小,制動距離短,便于做到動力制動和空氣制動的協調。

            6、車輛內部設備

            車輛內設包括服務于乘客的車體內的固定裝置如車電、通風、取暖、空調、座椅、拉手等和服務于車輛運行的設備裝置大多吊掛于車底架,如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電器開關和接觸器箱等。故障率較高的空調需要經常清洗,大多采用車頂修和拆卸修。此設備中,控制器的故障率較高,主要是影響客室環境,不對行車造成影響,需要使用大量的備件進行替換。


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