关于地铁列车结构及构造原理的探讨
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城市轨道交通车辆的车体结构组成讲解城市轨道交通是一种现代化的公共交通方式,其车辆的车体结构组成非常重要。
车体结构不仅影响车辆的外观和舒适性,还决定了车辆的安全性和运行效能。
本文将从车体整体结构、车体材料、车体重量和车体附属设备四个方面,对城市轨道交通车辆的车体结构进行详细讲解。
一、车体整体结构城市轨道交通车辆的车体主要由车体壳体、车体底盘和车体屋盖三部分组成。
车体壳体是车体的主体结构,承担着车辆的荷载和保护乘客的功能。
车体底盘是承载轮对和悬挂系统的基础部件,其结构应具备足够的强度和刚度,以保证车辆在运行过程中的稳定性和可靠性。
车体屋盖则是覆盖在车体顶部,旨在提供乘客休息和储物的空间。
二、车体材料城市轨道交通车辆的车体材料决定了车体的强度、重量和耐久性。
目前常用的车体材料包括钢材、铝合金和复合材料。
钢材具有较高的强度和刚度,适用于承受较大荷载的部件,如车体壳体和底盘。
铝合金具有较好的耐腐蚀性和成形性,适用于车体屋盖等外壳部件。
复合材料具有较高的强度和轻量化的特点,适用于提高车辆整体的耐久性和乘坐舒适度。
三、车体重量城市轨道交通车辆的车体重量直接影响着车辆的能耗和运行成本。
因此,车体重量的控制十分重要。
一方面,车体结构需要具备足够的强度和刚度,以保证车辆的运行安全;另一方面,车体结构需要尽可能地轻量化,以降低能耗和提高运行效能。
因此,车体结构的设计需要在强度和重量之间找到一个平衡点,通过优化设计和材料选择,使车辆在满足强度要求的同时,尽可能地减轻车体重量。
四、车体附属设备城市轨道交通车辆的车体还包括一些附属设备,如车门、窗户、灯光和通风系统等。
这些设备主要用于提供乘客进出车辆的通道,保证车内的采光和通风,以及提供车辆行驶时的灯光照明。
车辆的附属设备需要与车体的结构相适应,确保设备的稳固性和可靠性。
同时,附属设备的设计还需要满足乘客的舒适性和安全性要求。
城市轨道交通车辆的车体结构组成是一个综合性的工程问题,需要考虑多个因素的综合影响。
城市轨道车辆车体分析和结构说明姓名:学校:学号:班级:内容摘要文章简要地从车体的结构、材料和车体与限界的关系三个方面分析讨论了车体截面形状的合理性,车体结构形式和车体材料的合理选择以及车体对限界的部分影响。
关键词:车体结构车体材料限界引言车体是车辆中装载乘客的部分,它也是司机驾驶列车的场所,属车辆的上部结构。
其底架下部及车顶上部要安装大量机电设备,构成车辆主体。
车体与乘客的安全与舒适息息相关,故车体是车辆的重要部件之一。
它要承载各种静动载荷、各种振动,适应最大运行速度;还要隔音、减振、隔热、防火,并在事故状态下尽可能保证乘客安全。
一、车体结构(一)车体的形状分析在我们分析研究车体时,首先我们要对车体有一个比较宏观的把握。
那么车体首先给人的第一印象就是它的形状。
我们通常见到的车体,其横截面都是方形的,顶部是个圆弧。
那为什么是这种形状而不是别的形状呢?我们先来假设一下,看别的形状是否可行。
我们知道,在周长相等的情况下,圆的面积是最大的。
那我们把车体做成一个圆柱是否可行呢?对于货运车,货物是可以有效利用所有的有效空间的。
但是城市轨道交通主要是用于客运的。
人不同于货物,人不可能堆叠起来,不可能使车辆的空间利用率达到最大,因而用圆形车体是毫无意义的。
同时,圆形车体对于加工墙体和车顶都带来了极大的难度,对侧墙和车顶的设备安装增加了很大难度。
与此同时,这样形状的使得车辆限界增大,对道路的要求更高。
因此不仅对施工增加了难度,还使得施工的成本增大。
综上所述,这种百害而无一利的形状被抛弃,而使用了现在的车体形状。
圆弧的顶更好地契合设备限界,竖直的墙更符合其应用,也更容易加工。
(二)车体的主要组成1、车顶车体外顶板两侧有两个小圆弧,这个部分采用中空截面挤压铝型材,中部的大圆弧部分为带有纵向加强杆件挤压成型的车顶板。
客室内顶板由中间的平板和平板两侧的多孔通风口板这三个部分组成。
2、侧墙、端墙车体的侧墙左右各有五扇车门和四个车窗,被分割成六块分部件,各分部件亦为整体的挤压铝型材。
地铁车辆传动结构设计方案近年来,城市交通发展迅速,地铁系统越来越成为城市交通的重要组成部分。
地铁车辆的性能关系到城市交通的效率和乘客的出行安全。
在地铁车辆的整车设计中,传动结构设计是至关重要的一部分。
本文将介绍地铁车辆传动结构设计的一般原理和具体设计方案。
一般原理地铁车辆传动结构由驱动电机、减速箱、传动轴、车轮等组成。
其主要功能是将电动机的功率传递到车轮,驱动车辆运行。
一般来说,地铁车辆的传动系统应满足以下原则:1.高效性:传动系统应具有高效的能量转换和传递能力,以确保车辆运行的高速和高效。
2.可靠性:传动系统应具有高可靠性和耐用性,以减少系统故障和修理成本。
3.安全性:传动系统应具有高安全性和抗干扰性能,以确保车辆在运行时乘客的安全。
4.轻量化:传动系统应具有轻量化的设计,以减小车辆的重量和能耗。
具体设计方案在地铁车辆传动结构的设计中,应根据不同的运行环境和技术要求,采用不同的设计方案。
以下是三种常见的传动结构设计方案。
喷气式传动结构喷气式传动结构应用于地铁车辆高速运行时,其原理类似于喷气式飞机的动力结构。
该结构的电动机将电能转换为机械能,通过喷气筒将高速气流送到车轮中,从而驱动车辆运行。
由于该结构不存在传统的轴传动机构,因此没有传统传动结构的质量和传动损耗,具有较高的功率密度和较低的噪声水平。
但是,该结构存在较高的气动噪声和安全隐患,需要复杂的控制算法和冷却系统。
齿轮传动结构齿轮传动结构应用于地铁车辆低速行驶时,其主要由电动机、减速器和轮传动组成。
该结构通过齿轮的传动,将电能转换成机械能,驱动车轮旋转。
该结构具有设计简单,成本低,传动效率高和耐用性强等优点。
但是,该结构存在传动损耗,噪声大等缺点。
直接驱动结构直接驱动结构应用于地铁车辆多次起步和制动时,其主要由电动机和车轮组成。
该结构在电动机上安装行星齿轮减速器,将高速低扭矩的电动机提供的功率,通过齿轮减速器转化为低速高扭矩的输出功率,直接驱动车轮旋转。
地铁车厢底盘的结构分析与优化在城市交通中,地铁作为快速交通工具广泛应用。
地铁车厢的底盘是其重要组成部分,结构的合理设计可以提高乘客乘坐舒适度,增强地铁行驶安全性。
因此,对地铁车厢底盘的结构进行分析和优化,对于提升城市地铁的应用水平有着重要的意义。
一、地铁车厢底盘的组成部分地铁车厢底盘结构主要由钢材构件、弹簧悬挂系统、轴箱、轮轴、轮轮对、电机和制动系统等构成。
钢材构件负责车身承重、地铁行驶时的稳定性,弹簧悬挂系统可以减少车体对乘客所产生的震动,同时也承担着车身的重量,在地铁运行时保持稳定。
轮轴负责传递车轮所受的载荷,车轮是直接接触铁轨的部分,在地铁行驶过程中起到了支撑车身和运动的作用,轮轮对则用于连接轴箱和电机,实现电机的运转。
制动系统可以对车轮进行控制,使得车厢在行驶和停止时具有更好的控制性。
二、地铁车厢底盘的现状目前,大多数城市的地铁车厢底盘都采用钢结构,车体重量较重,地铁行驶时会产生较大的震动、噪音,乘客乘坐体验较差。
此外,一些地铁车厢运行过程中的制动力与车轮的磨损、牵引系统的不稳定等问题,也给地铁的正常行驶带来了困难。
三、对地铁车厢底盘的结构进行优化1.材料的改进钢材作为地铁车厢底盘的主要构件,其材质的改进可以有效地提高车体的强度并减轻车重,减少乘客在地铁行驶过程中所感受的震动和噪音。
2.载荷的优化地铁车厢底盘的载荷是指所承受的重量,通过对地铁车厢总重量的计算,可以确定车厢底盘的承重能力,从而实现载荷的优化。
在轴箱、轮轴和轮轮对的设计中,也可以根据承受的载荷大小进行优化,保证地铁车厢底盘的稳定性和行驶安全性。
3.制动系统的改进制动系统对于地铁车厢的行驶和停止有着至关重要的作用。
现在一些地铁车厢采用数字化控制技术,通过电子阀门等设备,提高了制动力的可控性和精度,同时减少了车轮的磨损。
这种技术的应用可以优化地铁车厢底盘的结构,提高乘客的乘坐体验。
4.悬挂系统的改进现在一些地铁车厢采用了气垫悬挂系统,可以减少车身震动并提高乘坐舒适度。
城市轨道车辆车体分析和结构说明首先,城市轨道车辆的车体通常由铝合金或不锈钢材料构成,这些材料具有较轻的重量和高的强度,能够提供良好的结构支撑和碰撞吸能性能。
车体结构以箱型结构为主,具有强度高、刚性好的特点,能够抵抗外部冲击和扭曲变形。
此外,车体采用分割式结构设计,方便维修和更新车辆的各个组件,降低了维护成本。
其次,城市轨道车辆的车体结构包括车头、车体和车尾三个部分。
车头通常配备了自动驾驶系统和防撞装置,以保证列车在行驶过程中能够准确无误地运行,同时提供紧急制动功能,确保乘客的安全。
车体部分由若干车厢组成,车厢之间通过连接节进行连接。
车厢内部设有座椅、扶手、垂直支撑杆等设施,以提供乘客的座位和站立空间,并通过各种装饰和灯光设计,提供舒适和宜人的乘坐环境。
车尾部分通常安装有备用能源设备和故障排除系统,以应对紧急情况和故障发生时的处理。
另外,为了提高乘客的安全性和舒适性,城市轨道车辆还采用了一系列的防振、减噪和减震设计。
例如,车轮和轨道之间安装了减震橡胶垫,用于减少车辆和轨道之间的冲击和振动。
车厢底部和车体的结构也采用了一些减震和吸震材料,以降低乘客的震动感和噪音。
车厢内的扶手和座位也采用了防滑和减振材料,提供更好的乘车体验。
此外,城市轨道车辆还配备了先进的空调和通风系统,以保持车厢内的舒适温度和空气流通。
车体上还安装了紧急开门装置和灭火设备,确保乘客在紧急情况下的安全疏散和火灾防控。
总之,城市轨道车辆的车体设计和结构旨在提供乘客的安全、舒适和便利性。
通过采用适当的材料和结构设计,车体具有较轻的重量和高的强度,能够抵抗冲击和变形。
同时,车体还配备了各种防振、减噪和减震设计,以提供更加舒适的乘车环境。
通过不断改进和创新,城市轨道车辆的车体设计和结构将进一步满足乘客的需求,并为城市交通提供更加高效和智能的解决方案。
地铁列车的结构及构造原理作者:杨小琳宋如意来源:《企业文化·下旬刊》2017年第01期摘要:地铁列车作为城市轨道交通的重要形式,是集机电一体化、自动化于一身的高科技产品,为了更好的普及地铁车辆知识,本文将从更通俗的角度向大家展示地铁车辆的结构和工作原理。
关键词:地铁列车;机电一体化;车辆结构;工作原理一、机械部分(一)车体以前,铁道车辆主要以普通碳钢为车体材料,为提高车辆性能、服务档次,降低运营及维修费用,现国内外很多城市选用不锈钢车辆。
为轻量化不锈钢车体,整车端除底架采用碳钢材料外,其余各部位全部采用高强度不锈钢材料。
各零部件间采用点焊连接梁、柱间通过连接板相连接,各大部件间也是采用点焊连接。
在Tc车前端设计中有一撞击能量吸收区,当发生事故时车前端的防爬装置能够分散碰撞力。
列车通过贯通道连接在一起,贯通道上设计有折棚和位于车钩上的渡板。
(二)车门从安全可靠性上来讲,移动门一般适用于速度低于100km/h的列车上。
特别是外挂门,由于外挂门属于外吊悬挂式结构,下部悬空无支承。
当列车在隧道中运行,随着速度的提高,其空气的阻塞比大大增加,对外吊的悬挂门产生较大的压力。
如果门的结构及强度不随速度的提高而改进设计的话,车门会产生晃动等不稳定因数,影响车门的安全可靠性。
(三)车钩及缓冲装置1.将车辆互相联挂,联结成为一组列车;2.传递纵向牵引力和冲击力;3.缓和车辆之间的动力作用;4.实现电路和气路的连接。
车钩缓冲装置共分三种类型:自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆。
三种车钩均设有可复原能量吸收功能,采用橡胶缓冲器。
在自动车钩和半永久牵引杆上还设有超载保护装置,不可复原的可压溃变形管。
其结构均采用先进的密贴式车钩,它是依靠相邻车辆钩头上的凸锥和凹锥口互相插接,起紧密连接作用。
(四)转向架转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。
为了便于通过曲线,在车体和转向架之间设有心盘或转轴,转向架可以绕一中心轴相对车体转动。
城市轨道交通车辆构造总结城市轨道交通车辆是一种特殊类型的车辆,它们被用于在城市之间或城市内运输乘客。
这些车辆的构造通常包括以下几个方面:1. 车体结构:城市轨道交通车辆的车体通常由强度高的钢材制成,以提供足够的支撑和安全性能。
车体通常具有流线型设计,以减少空气阻力和提高列车的运行效率。
车辆的车体外部还会涂有特殊的防腐涂料,以保护车体免受恶劣环境的影响。
2. 轮组系统:轨道交通车辆的轮组系统包括车轮、轴承和轴箱等组件。
车轮通常由坚固耐磨的合金钢制成,以承受列车的重量和运行时的冲击力。
轴承则被用于支撑车轮,并减少摩擦阻力。
轴箱则被安装在车体下部,用于将轴承和车轮与车体连接起来。
3. 牵引系统:城市轨道交通车辆的牵引系统用于向车辆提供动力。
常见的牵引系统包括电动牵引系统和内燃牵引系统。
电动牵引系统通过电动机和电池组提供动力,而内燃牵引系统则使用燃油发动机来驱动车辆。
这些牵引系统通常还包括变速器和传动装置,以调节车辆的速度和扭矩。
4. 控制系统:城市轨道交通车辆的控制系统用于监控车辆的运行状态并控制车辆的行驶。
控制系统可以包括传感器、计算器和执行器等组件。
传感器用于收集车辆的运行数据,计算器则根据这些数据进行计算和分析,最后执行器用于控制车辆的操作,例如加速、减速和制动等。
5. 客舱设计:城市轨道交通车辆的客舱设计通常会考虑乘客的舒适性和安全性。
客舱内部通常会安装座椅、扶手和把手等设施,以提供乘客的舒适支撑和稳定性。
此外,车厢内也会配备紧急疏散设备,例如灭火器和逃生门,以应对紧急情况。
综上所述,城市轨道交通车辆的构造包括车体结构、轮组系统、牵引系统、控制系统和客舱设计等方面。
这些构造的设计和制造都是为了提供安全、高效和舒适的乘坐体验。
地铁列车的工作原理地铁列车是一种城市轨道交通工具,它不仅在城市中提供快速、高效的交通服务,也对城市的发展起到了重要作用。
地铁列车的工作原理是一套复杂的系统,包括车辆、轨道、信号系统、供电系统等。
下面将详细介绍地铁列车的工作原理,并分点列出各个部分的功能和作用。
1. 车辆地铁列车的车辆是该交通工具的核心组成部分,它承载着乘客并驶入轨道。
车辆分为动车组和拖车两种类型,动车组包括多节车厢与力量车,而拖车则是被动作为车厢连接在动车组之后。
车辆在运行时需要经过一系列的内部系统和设备的协调配合,以确保安全和顺畅地运行。
2. 轨道地铁列车行驶在专门建设的轨道上,轨道被埋在地下或悬挂在高架上。
轨道可以分为直线轨道和曲线轨道两种。
直线轨道使列车在直线方向上行驶,而曲线轨道则允许列车在弯道上转向。
轨道的设计、施工和维护需要考虑多个因素,包括铺设材料、线路布设、道岔等。
3. 信号系统地铁列车的信号系统起到了确保列车安全、平稳行驶的重要作用。
信号系统包括轨道上的信号灯、信号设备与列车操纵室内的信号设备。
信号灯通过不同颜色的光来传达不同的信息给列车驾驶员,帮助其在行驶过程中做出正确的操作。
4. 供电系统供电系统提供能源给地铁列车,使其能够行驶和运行。
目前地铁列车主要采用的供电方式有第三轨供电和集中供电两种。
第三轨供电是通过设置在轨道旁边的导电轨来供给列车所需的电力。
集中供电则是通过架空电缆或电缆隧道将电力输送到地铁线路上。
5. 制动系统制动系统是地铁列车保证安全行驶的重要组成部分。
制动系统通过施加制动力来减速或停止列车的运动。
制动系统主要分为机械制动和电气制动两种方式,机械制动依赖于摩擦力来减速或停止列车,而电气制动则是通过电动制动器来消耗列车运动的动能。
总结起来,地铁列车的工作原理涵盖了车辆、轨道、信号系统、供电系统和制动系统等多个方面。
这些部分的相互配合和协同工作使得地铁列车能够高效、安全地运行。
地铁列车的工作原理的不断改进和发展将进一步提升城市轨道交通的运营水平,为人们提供更加便捷的出行方式。
地铁从外到内的构造原理
地铁从外到内的构造原理主要包括地铁车辆的结构设计、轨道系统的布置、供电与信号系统、车站设施等方面。
1.地铁车辆的结构设计:
地铁车辆通常采用轻量化的铝合金车体结构,以提高运行效率和节能环保。
车体结构具有强度高、重量轻、抗拉强度强等特点,确保安全和舒适的乘坐体验。
车辆的外部通常采用玻璃纤维增强塑料等材料制成,以提高车体整体质量和减少噪音。
车内设计通常包括座位、扶手、门、空调系统等,以提供舒适的乘坐环境。
2.轨道系统的布置:
地铁轨道系统通常采用双轨制,即两条平行的轨道,其中一条为正线,用于列车的正常行驶;另一条为备用线或调车线,用于车辆的停放、调度和维修等。
轨道系统布置不仅要考虑到线路的长度和人流量,还要充分考虑车站的位置和设计,以便乘客能够方便快捷地进出车站。
3.供电与信号系统:
地铁的供电系统采用第三轨供电或架空线供电方式,通过电源将电能输送到车辆上,以驱动电动机实现车辆的运行。
信号系统则用于控制车辆的行进速度和运行间隔,确保车辆的安全运行。
信号系统通常采用自动列车控制(ATC)技术,通过车辆和轨道之间的通信以及信号设备的控制,实现列车的自动驾驶和运行控制。
4.车站设施:
地铁车站设施包括站台、通道、电梯、楼梯、自动售票机、安检设施等。
站台通常设有候车区、座椅、屏幕等,为乘客提供舒适的候车环境。
通道和楼梯用于连接不同层次的车站设施,方便乘客进出车站。
电梯则用于为老、弱、病、残等乘客提供便利的上下楼方式。
自动售票机和安检设施则提供乘客购票和安全检查等服务。
关于地铁列车结构及构造原理的探讨作者:邵微来源:《中国科技纵横》2017年第04期摘要:地铁列车通过自动驾驶系统、牵引制动装置,或者是车钩、转向架等具有高度牵引力的装置,共同保证地铁运行的高速、平稳、安全运行。
本文通过对地铁列车构造、性能等基本信息的了解,对我国地铁列车结构及构造原理进行分析,了解地铁列车的主要组成。
关键词:交通工具;地铁列车;结构;构造原理中图分类号:U451 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)04-0075-02地铁列车大大方便了人们的出行和城市环境的设计,地铁列车已经成为人们出行首选的交通工具,对人们的生活水平有着很大程度的影响。
目前,我国面对科技化程度不断提高、人们对于出行的要求不断加深的情况,地铁工程设计也在持续的进行改进,在符合我国实际状况的前提下,不断完善其性能,对地铁列车进行提速,并且逐步扩大其安全性能,保证地铁工程建设的稳定。
1 地铁列车简介1.1 构造方面地铁列车采取动力分散的构造模式。
根据车辆运行的实际状况,把地铁列车以动力车和非动力车相结合的方法进行组合,并在车辆两端设置控制台。
为了满足不同列车运行区间、不同地形、客流状况以及运行模式等,地铁车辆的设计是非常严谨的。
在车辆前期设计时,需要综合考虑线路条件、客流量、运营模式等,同时也要考虑到地铁列车维修因素,尽力使用规范的方式进行设计。
1.2 结构方面目前地铁车辆的设计不断减轻其运行重量,采取相对更简便的材料进行设计,目前主要使用大断面中空挤压铝型材和不锈钢模块化进行车身的设计,使其车身均匀受力;悬挂装置可以在很大程度上减轻车辆的振动;制动装置以电气和空气相结合的综合装置;[1]各个车厢之间的串联使用密贴式车钩进行自动化的衔接;车厢之间使用通过量强的封闭式全贯通道。
1.3 运行性能地铁列车的设计要求有非常强的安全性以及稳定性,因为它服务于人口密集的城市,是人们信赖的交通工具。
另外,要保证地铁车厢内环境的舒适,为旅客营造一个舒适、温馨的出行环境,满足人们的出行需求。
1.4 运行方式在运行方式上,地铁列车采取自动驾驶系统ATO。
主牵引传动使用的是性能突出的调频调压交流传动;辅助系统采用的是IG-BT技术。
1.5 基本构造虽然地铁列车由于实际状况的不同,有很多种组成形式,但是万变不离其宗。
在机械方面,主要有车体、车钩以缓冲装置、车门、转向架、空气制动、通风装置等几部分组成;在电气部分,主要由牵引制动装置、辅助系统、列车控制系统、故障诊断装置、通信设备以及自动控制装置组成。
2 地铁列车结构及构造原理2.1 机械部分2.1.1 车体车体按照材质可分为碳钢车体、不锈钢车体以及铝合金车体,地铁车辆主流车体为不锈钢车体和铝合金车体,车体采用模块化设计,主要由底架、侧墙、端墙和车顶组成。
不锈钢车体不仅轻量化,而且耐腐蚀性优越,不但减少了维修工作量和维修费用,而且延长了车辆的使用寿命。
不锈钢车辆金属板件之间连接的主要形式就是点焊,它分布在车身的各个部位,数量多达数万个。
铝合金车体采用大型中空型材,重量轻、耐腐蚀、外观平整度好和易于制造复杂美观曲面车体的优点。
头车司机室外部采用玻璃钢材质,不仅外观优美,同时具有较好的流线型来减小风阻,通过螺栓或者铆钉与车体骨架连接。
对于车身的装扮和车辆内部的内饰,可以通过城市的特点,以及赞助商的不同状况进行装饰,满足人们的不同视觉感受。
各个车厢之间的连接通过贯通道衔接,它具有良好的防雨、防风、防尘、隔音、隔热等功能,能够使旅客安全地穿行于车厢之间,保护不受外力损害,同时可适应车体在任何转变及穿越路口时车厢之间产生的移动。
贯通道方案根据有无侧护板可划分为无侧护板式贯通道、一块侧护板式贯通道、三块侧护板式贯通道,从曲线运动、安装维护、隔声降噪等多个技术要求上考虑,无侧护板技术性能最佳。
2.1.2 车门车门是地铁车辆的重要组成部分,目前客室车门主要有外挂式门、塞拉门和内藏式水平移门。
客室车门从物理、热能和噪音将内部和外部环境隔离开并由驾驶室经车辆控制器控制。
车辆控制器和每个客室车门带的门控器连接。
门控器处理所有与门系统各门相关驱动指令。
每个客室车门安装有手动紧急操作系统。
车门驱动力一般以双向工作的电机或者压缩空气驱动传动风缸,运用皮带传动与丝杆设备进行传动。
车门的开关主要是通过电子门控单元来实现,驾驶室有车门的控制装置,通过电子门控单元传达的信号进行车门的开启与关闭。
车门机构处设置有行程开关或微动开关,用于监测车门的位置以及状态,保证车门开启和关闭正常,防止出现安全问题。
移动门特别是外挂门的安全性较低,只适合配备在运行速度较慢的地铁列车上。
因为外挂门处于悬挂状态,没有有力的支撑,在车辆运行遭遇到大的阻力时,这时悬挂门便会有一定的安全隐患,对车辆运行的安全造成影响。
而移动门要去车身与车门之间有很大的间隙,会降低密封性,使得车厢内隔音效果很大,容易造成噪音污染。
同时当车辆运行的速度不断加快,车厢内便会有风吹入,影响车厢内部空间的舒适度。
并且在车辆经过特殊的地形时,车厢内压力的变化会对车门的移动造成一定的影响,降低其开关门的速度,同时压力变动也会造成箱体内部舒适度的减低。
塞拉门密封性好,且与车体保持较好的流线型,外观优美,空气阻力小,但其结构复杂,维修量大,且故障率也偏高。
2.1.3 车钩及缓冲装置车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一。
它是用来连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离,并且传递和缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力,并且实现电路装置和气路装置的完美衔接。
车钩及缓冲装置主要有三种种类,分别是自动车钩、半自动车钩以及半永久牵引杆。
三种车钩普遍的特点是设置可复原能量吸收装置,能保证车辆受到的伤害降低。
不同点表现在自动车钩和半永久牵引杆还配备超载保护系统,不可复原的可压溃变形管,采用性能突出的密接式车钩,通过车厢尽头的凹凸槽进行连接,能够增加连接的紧密性[2]。
密接式车钩连挂时两钩间的间隙很小,彼此不能作相对移动。
旅客列车采用这种车钩能减轻起动和制动时车辆前后冲撞,从而提高舒适性;在发生事故时,可防止车辆倾覆、攀爬和套车等,以增进安全性。
有的密接式车钩还带有风管和电路的自动连结接头,称为多功能密接式车钩、地铁车辆的全自动车钩和半自动车钩基本都是用密接式车钩这种类型。
2.2 电器部分2.2.1 牵引及电制动装置列车牵引系统一般采用VVVF逆变器-异步牵引电动机构成的交流电传动系统,牵引电制动装置主要由高压电器箱、母线高速断路器及接触器箱、线路电抗器、牵引逆变器箱、制动电阻箱、牵引电机等装置组成,经受流装置将直流电由牵引逆变器变换成频率、电压均可调的三相交流电,向异步牵引电动机供电,牵引电机产生的扭矩经过齿轮驱动列车的运行,并在列车制动时把动能转化为电能从新传达给电网,或者转变为可以传输的热能。
电制动装置主要有再生反馈制动以及电阻制动。
再生反馈制动以与牵引相反的运行模式,电阻制动将产生的电能通过电阻分解掉。
目前由于电阻制动性能的不稳定,在载客人数较多或者速度较快的情况下,不能到达列车运行的标准,通常还需要气制动与其相互照应,共同完成制动工作。
2.2.2 辅助系统辅助电源系统的运行独立于牵引系统,为保证辅助电源系统的高可用性及避免电压中断,设置采用列车辅助专用高压母线,并设置辅助高压母线熔断器,通过高压辅助母线将列车的辅助电源输入端并行连接起来。
辅助电源系统主要由辅助电源(含逆变器、DC110V充电机)、DC24V电源、辅助高压电路、扩展供电电路等组成。
辅助电源将直流电压逆变成三相交流电压(AC380V),为空调、空气压缩机、照明及控制电路等提供稳定的三相四线制的交流电压,并将交流电压(AC380V)通过蓄电池充电机变换成蓄电池与低压直流负载使用的DC110V电压,DC24V则由DC/DC模块提供。
蓄电池充电器的功能是在电力供应出现问题时,及时通过蓄电池中的电力恢复车辆运行,是车辆运行的必要保证。
车辆上的蓄电池充电器设置要能够满足45分钟内电压在110V时电力的持续供应,保证控制系统、照明、广播、通风、车门等系统的正常运行。
辅助逆变器通过高压反馈线与列车上的受电装置相连,保证如果出现一个受电装置出现故障,辅助逆变器也不会与电源分离,保证列车运行的安全与稳定。
2.2.3 空调系统空调机组的结构型式一般为车顶单元式,只有制冷功能,安装在车辆顶部,每节车安装2台。
机组从蒸发腔底部回风、蒸发腔底部送风,新风从机组蒸发腔两侧导入。
新风和回风在回风蒸发腔内混合,经回风滤尘网过滤后,由蒸发器冷却并通过送风机送入客室内,调整室内温度下降,并使其维持在较舒适的范围内。
空调机组的冷凝水通过机组底部的排水孔,直接排至车顶。
空调机组的室外冷凝风从机组顶部进入,通过冷凝器后,再从机组两侧面排出。
司机室通过风道将客室主风道内处理后空气引入司机室,通风单元设有风量和风向的调节装置,达到司机室降温目的。
客室座椅电加热器均匀安装在客室座椅下方,可自动实现对客室内空气进行加热。
2.2.4 列车自动控制和诊断系统列车控制和诊断系统TCMS作为整车控制系统,通过信号采集模块,采集司机的操作指令、列车各个工况下的状态等信号,经过运算及逻辑处理,给出操作列车各部件的控制指令,通过MVB总线实现与牵引控制系统、空气制动控制系统、辅助供电系统、信号系统、车门系统、广播和视频监控系统等部件的数据交换,实现列车的通信管理、控制与故障诊断、信息显示和事件记录等主要功能。
TCMS可实现司机室激活控制、操作模式管理、牵引制动控制、方向控制、电制动管理、空调启动控制、列车载荷管理、限速管理、通信状态诊断等功能。
列车自动控制系统由自动驾驶、自动保护以及自动监控三个方面组成。
通过该控制系统能够实现列车的自动控制,实现在速度变化出现异常时及时制止,在对列车实现实时监控的基础上,保证列车各个运行状况的稳定。
自动驾驶控制列车的调速以及停车的相关过程;自动驾驶保证列车运行的速度与间隔达到相应的标准,当出现与既定标准相异的状况出现时,进行及时的制动,保护列车运行的安全;自动监控实现列车的自动换道、变轨等任务。
3 结语地铁由于其运行地点的特殊性,还具有高舒适性、高速性以及其他优点,这就保证地铁在我国的普及程度。
我国地铁列车的设计会随着技术的发展,不断向着轻便型、自动化方面发展,这些都会促进我国地铁的高速发展,解决出行问题,提升我国城市化程度。
参考文献[1]乔辉.地铁列车的结构及构造原理[J].科技信息,2012,04:337-338.[2]孙晓静.地铁列车振动对环境影响的预测研究及减振措施分析[D].北京交通大学,2008.[3]李国正.基于RAMS的地铁列车车载设备维修策略与故障诊断研究[D].北京交通大学,2013.。