车辆系统的认识

时间：2022-11-07 百科知识版权反馈

【摘要】：为了降低营运和维修费用，近年来，国内外很多城市轨道交通企业选用不锈钢车辆。以西安地铁二号线为例，列车采用6辆B型车编组，如图2．16所示。以西安地铁二号线车辆为例，客室侧门采用每辆车每侧4套双扇电控电动内藏式拉门。司机可根据3类故障的轻重缓急来决定下一步的行车方式。车辆具有自动驾驶功能。车辆设有先进的空转和防滑保护，有效保护车轮和轨道免遭擦伤。

任务2　车辆系统的认识

【活动场景】在城市轨道交通车辆段设备现场教学，或用多媒体展示车辆相关知识。

【任务要求】掌握城市轨道交通车辆系统基本知识。

【知识准备】

地铁车辆是运送旅客的运输工具。城市轨道车辆与干线机车车辆比较有其显著的特点。

在构造上：地铁列车本身带有动力牵引装置，兼有牵引和载客两大功能，不需要再连挂单独的机车就能保证在地铁线路上正常运行。车辆按有无动力可分为动车与拖车两大类：拖车T是无动力牵引装置的车辆；动车M是带有动力牵引装置的车辆。地铁车辆在运营时一般采用动拖结合，固定编组，形成电动车组。

从运用性能上：城轨交通站间距离短，起动、制动频繁，所以要求地铁车辆不仅要有良好的牵引、制动性能，保证运行安全、正点、快速，而且要有较高的安全保护措施。同时现代地铁还要有良好的旅客服务设施，使旅客感到舒适、方便。

1　车体车型

铁道车辆主要以普通碳钢为车体材料，车体质量重，造成运营成本和线路维修费用增加。为了降低营运和维修费用，近年来，国内外很多城市轨道交通企业选用不锈钢车辆。不锈钢车与普通碳钢车相比，具有质量轻、耐腐蚀性强、不用修补，使用寿命长等优点。

城市轨道交通车辆按类型可分为：A，B，C 3种，其主要不同是车体宽度：A型车宽3 m，B型车宽2．8m，C型车宽2．6m。车型一般有4种：Tc车为有司机室的拖车；T车为无司机室的拖车；M车为不带受电弓的动车；Mp车为带受电弓的动车。以西安地铁二号线为例，列车采用6辆B型车编组，如图2．16所示。

图2．16　列车编组

2　车门

以西安地铁二号线车辆为例，客室侧门采用每辆车每侧4套双扇电控电动内藏式拉门。车门的电控电动装置采用微处理器控制的电动机驱动装置，并具有自诊断功能和故障记录功能，与列车监控系统有接口。

车门设置可靠的机械锁闭机构、故障隔离装置、紧急解锁、重开门等安全设施。车门关闭时，通过车门的密封系统和合理的门板结构保证车门系统具有良好的隔热、隔音性能，并能有效地消除震动。

图2．17　转向架

3　转向架

城市轨道交通车辆转向架如图2．17所示。减振系统的设计先进，采用橡胶弹簧悬挂，乘坐舒适。一系悬挂采用人字金属橡胶弹簧；二系悬挂采用空气弹簧。在运行时可根据乘客多少调节弹簧内空气压力，保持地板高度不变，因此减振性能好，旅客乘坐平稳舒适。转向架主要特点如下：

①质量轻；

②乘坐舒适，具有良好的运行性能；

③转向架结构简单，零部件少；

④维修费用低；

⑤易于组装和分解。

4　牵引制动系统

车辆一般采用先进的调频调压交流感应电机驱动系统，基本原理是将接触网来的1 500 V直流电通过逆变器转换成频率和电压可调的三相交流电，供给驱动用交流鼠笼式感应电机。只有通过调频才能调节感应电机的转速，只有通过调频电压才能使感应电机具有恒力矩或恒功率的牵引特性。众所周知，鼠笼式电机具有坚固耐用、维修少、体积小、质量轻等许多优点，只有大功率电力电子器件和微型计算机的出现和应用才能使它成为具有良好牵引特性的车辆主电机。

牵引电机为三相交流感应电机，可使车辆具有良好的制动性能，在制动时电动机变成发电机状态运行，将车辆动能转变成电能，经逆变器整流成直流电反馈于接触网，可供其他车辆牵引使用。当接触网无法吸收时，可全功率转变为电阻制动，低速或紧急时还有空气制动投入，车辆制动十分可靠。

5　辅助逆变器

车辆一般采用新型静态辅助逆变器。车辆的空调压缩机、通风机、空气压缩机、照明、控制电源、蓄电池充电等都需要低压电流，即将电网的直流1 500 V变成交流50 Hz、380 V、220 V和直流110 V，这就是辅助电源系统的任务。过去多用电动发电机组变换，缺点是噪声大、振动大、维修量大。近年来多采用静止逆变器，逆变器主元件选用当今世界最有竞争力的新型自关断半导体器件IGBT（绝缘门极双极晶体管）。它的控制很简单，从而简化了主电路和控制电路。采用IGBT元件的逆变器应用三点式12脉冲线路，减轻对元件耐压的要求，输出波形状好，是当今新颖的线路方式。每节车上有一台75 kVA的辅助逆变器，交叉供电，使每节车不会因为自身辅助逆变器故障而造成停电事故。

6　故障诊断

采用带彩色显示的故障诊断系统。以32位微机为核心的故障诊断系统有多种功能，可以检测整列车主要部件的状态和故障信息，存储并显示于司机台上的彩色显示屏上。彩色显示屏是触摸式屏幕，可掀动页面，查找所需的数据，可记忆故障发生前400 s内车辆主要电气参数和环境供分析故障时使用。它还可在运行时根据事先的定义给故障进行评级。司机可根据3类故障的轻重缓急来决定下一步的行车方式。显示屏不断显示从ATC发来的各种信息和指令。

7　自动驾驶功能ATO

车辆具有自动驾驶功能。车上装有ATC车载设备，与地面信号系统相配合，可实现列车自动保护（ATP），列车自动驾驶（ATO），列车自动监控（ATS）确保运行高效安全。

8　ECU功能

车辆的空气制动采用电子模拟控制，指令和变量输入微机，微机经逻辑运算控制电磁阀，由电磁阀控制气阀直接控制闸缸压力，达到制动无极控制的目的。采用这一系统有利于和电制动互相配合，有利于各种信号的综合（如根据载客多少改变牵引力、制动力），且控制灵活方便，反应迅速，是当今气制动控制的最佳方式。车辆设有先进的空转和防滑保护，有效保护车轮和轨道免遭擦伤。

9　空调制冷

根据各地气温及湿度情况，车辆配置功率适当的空调制冷系统，每辆车在额定载荷下应保证车内温度在27℃以下，最大相对湿度65%，每小时每人新风共给量不小于10 m³。在紧急情况下，蓄电池供电维持通风45 min，风量不小于4 000 m³/h。

10　广播及乘客信息显示系统

列车广播及乘客信息系统由列车广播、乘客信息、实时新闻播放和客室电视监控系统（CCTV）组成。具有列车广播、实时新闻无线接入、车载乘客信息、多媒体节目播放、LCD显示、客室电视监控等功能。

列车广播及乘客信息系统设备主要包括视频控制器、音频控制器、车辆网络接口、摄像机、LCD监视显示器、LCD乘客信息显示器、LCD新闻信息显示器、终点站LED显示器、车体外侧LED显示器、车门上方LED显示器（显示动态路线图）、乘客紧急报警器、扬声器等，这些网络设备通过网络连接器挂接在TMMPIS通信网上，利用通信网络交换多媒体信息流，与网络周边设备一起完成系统全部功能。

【任务实施】

以西安地铁二号线车辆车门技术参数和功能进行学习：

车门的基本技术参数

·车门数量：　　　　　　　　每辆车每侧4对门扇

·净开宽度：　　　　　　　（1 300＋4）mm

·净开高度：　　　　　　　（1 800＋10）mm

·供电电压：　　　　　　　 DC110 V，波动范围：77～121 V

·开门时间：　　　　　　　（3±0．5）s

·关门时间：　　　　　　　（3±0．5）s

·开、关门延时时间：　　　 0～3．0 s可调

·车门关紧力：　　　　　　 ≤150 N（每个门扇）

·探测最小障碍物：　　　　 25 mm×60 mm（宽×高）