车辆是城市轨道交通系统重要的技术装备,也是技术密集的机电一体化设备。它与城市轨道交通系统中的供电、接触网(轨)、通信、信号、综合监控、屏蔽门、土建、线路及轨道等系统有着密切的技术接口,也是相关系统服务的对象,在城市轨道交通系统工程的投资中占有较大比重。作为输送乘客的运载工具,车辆直接关系到城市轨道交通运营目标的实现。在出行过程中,乘客除了在车站就是在车辆上,乘客在途中的安全有赖于车辆的安全运行;车辆行进速度则直接决定了乘客到达的速度和时间;车厢载客量、车厢硬件设备则决定了乘客出行过程的舒适度。城市轨道交通系统的选择与车辆类型紧密相连,车辆类型不同,不仅是车辆尺寸大小及容量的差别,更重要的是车辆的轴重、允许通过的最小曲线半径、最高运营速度等技术指标有较大差异,直接影响城市轨道交通线路的结构形式、线路位置选择、运营组织、输送能力等多个方面。
城市轨道交通车辆不但应具备安全、快速、大容量等功能,还应具有良好、舒适的乘车环境和节能的特点,并在外观设计方面有助于美化城市景观。
1.城市轨道交通车辆分类
(1)按牵引动力配置分类。按牵引动力配置可将城市轨道交通车辆分为动车和拖车。
①动车:车辆自身具有动力装置(装有牵引电机),具有牵引与载客双重功能,动车又可分为带有受电弓的动车和不带受电弓的动车。
②拖车:车辆不装备动力装置,需由具有动力牵引功能的车辆牵引拖带的车辆,仅有载客功能。可设置司机室(首位车辆),也可带受电弓。
为提高效率,现代车辆大多按动车组(单元)设计,在一组动车组内,动车、拖车与司机室的分布是一个有机的整体,不能随意拆卸。
(2)按车辆规格分类。按车辆规格可将城市轨道交通车辆分为重型车辆和轻型车辆。
①重型车辆:轴重较大(轴重:车辆总重量与轴数之比,吨/轴),载客人数较多,车体尺寸较大(断面)。
②轻型车辆:相对重型车辆各项指标值均较小。
(3)按车辆制作材料分类。按车辆制作材料可将城市轨道交通车辆分为钢骨车和新材料车。
①钢骨车:车底架、车体骨架等受力部分采用钢材制作,其他用木材或合成材料制作。
②新材料车:采用轻质合金材料,如铝合金、钛合金等,降低车辆自重,提高承载能力和运输效率。
根据不同的分类角度,车辆类型也不尽相同。按照城市轨道交通系统制式不同,所选车辆类型也不同,不同类型车辆技术指标及特征比较如表1-1所示。
表1-1 不同类型车辆技术指标及特征比较
(续表)
注:①表中客运能力按行车间隔2min和列车额定载客量(站立6人/m2)计算。
②平均运行速度即旅行速度,是指起点站至终点站间全程距离除以全程运行时间(包括沿途停站时间)。(www.xing528.com)
2.城市轨道交通车辆组成
一般城市轨道交通车辆由车体、转向架、牵引缓冲装置、制动装置、受流装置、车辆内部设备、车辆电气系统七部分组成。
图1-10 车辆转向架
(1)车体。车体是容纳乘客和司机(如有司机室时)的地方,多采用整体承载的钢结构、轻金属结构或复合材料结构。车体本身又包括底架、端墙、侧墙及车顶等部分。
(2)转向架。转向架装设于车辆与轨道之间,是车辆的走行部分,如图1-10所示。它又分动力转向架和非动力转向架两类。
(3)牵引缓冲装置。车辆的连接是通过车钩(见图1-11)实现的,车钩后部一般需要装设缓冲装置,以缓和列车运动中的冲击力。
(4)制动装置。制动装置是保证列车运行安全的装置,无论动车或拖车均需设摩擦制动装置。城市轨道交通车辆的制动装置除常规的空气制动装置外,还有再生制动、电阻制动以及磁轨制动(轻轨车辆上常用的方式)。
(5)受流装置。从接触导线(接触网)或接触轨(第三轨)将电流引入动车的装置,也称为受流器。受流器一般有杆形受流器(多用于城市无轨电车)、弓形受流器(多用于城市有轨电车)、侧面受流器(多用于矿山货车)、轨道式受流器(第三轨受流,见图1-12)和受电弓受流器(见图1-13)5种形式。
(6)车辆内部设备。车辆内部设备是指服务于乘客的车体内部固定附属装置(如车灯、广播、空调、座椅等)和服务于车辆运行的设备装置(如蓄电池箱、继电器箱、主控制箱、风缸、电源变压器等)。
(7)车辆电气系统。车辆电气系统是指各种电气设备及其控制电路,包括主电路系统、辅助电路系统和电子控制电路系统。
图1-11 车头车钩装置
1-钩头;2-钩舌;3-钩锁铁;4-钩舌推铁;5-上锁销杆(上作用);6-上锁销(上作用);7-下锁销(下作用);8-下锁销杆(下作用);9-钩舌销
图1-12 第三轨受流器
图1-13 受电弓受流器
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