城市轨道交通车辆专业英语

CHAPTER ONE综述

城市轨道交通系统，现代高科技的代表，由于它的快捷、舒适、安全和准点性颇受很多人的喜欢。它可以满足大城市日益渐长的交通需求并提供一个相对更好的环境。由于其低污染性，因此被称为绿色交通方式。在我国这是一个建造地铁的黄金时期，现在，全国大约有40个城市在建造地铁或计划建造。图1.1展示了世界各地的一些地铁。

1. 一个城市轨道交通车辆的构成

城市轨道交通车辆主要涉及地铁和轻轨，二者都是城市轨道交通系统中重要的装置并且在机械和店里技术上十分独立。总的来说，一个城市轨道交通车辆由下面七部分组成：

车体

它（指车体）用于承载乘客与司机，同时，它也是连接到其它设备或车体的基础部件。为了在维持最小自重时能满足强度要求，现代城市轨道交通车辆的车体采用的是集成钢架构或轻金属结构。它通常由地板面，天花板，侧墙及端墙组成。

动车转向架和拖车转向架

动车转向架和拖车转向架安装于车体和轨道间，用来沿着轨道拖拉和引导车辆。它们可以转变以适应从线路到车体的各式各样的负载，简化动力过程。作为车辆运行中最重要的部分，它通常由构架，弹簧悬挂装置，轮对轴箱和制动装置等组成。

牵引和缓冲装置

这些装置作用在一起被称为车钩，能帮助改善列车的纵向稳定性。在多数情况下，车钩内包含缓冲装置，一遍减轻列车冲击、急拉现象。它们也被用来实现编组之间的电气线路和气路的连接。

制动装置

它们对于列车的安全运行是至关重要的。制动装置安装在动车和拖车上，用来使运行中的车辆按照要求减速，使车辆的停车距离在许可的范围内。除了传统的气动制动，电动制动也被引入到了城市轨道交通车辆中。

采集系统

受流器用于将电流引导到动车上。通常方式如下：

a)电车，主要用于城市无轨电车。 b)弓形集电器，主要用于城市有轨电车。 c)单边受流器，主要用于小型货运装备的电力机车。 d)第三轨，现在主要用在北京地铁和欧美大多数城市中。 e)受电弓受流器主要用于高速的电力机车上，上海地铁采用了这种受流器。图1.2描述了受电弓的组成。 至于电力供应，大多数城市地铁采用直流750V供电，比如北京地铁。直流600V供电很少被用。然而，上海地铁采用直流1500V供电。

内部装置

该装置指的是车体上承载乘客的固定设备以及支持车辆运行的辅助设备。前者包括诸如通风、加热、空调、座位、扶手等设备。后者主要指悬挂在车体底盘的设备，例如转向架、电池箱、牵引/制动箱等。下图1.3是底架装置的概览。 拖车下面的装置有： ——两个拖车转向架， ——一个连接制动构架，包括： —一个低压箱 —一个压缩机 —一个制动储风缸 —一个悬置机构 —一个主供应缸 —一个制动控制单元 —一个空气干燥机 —一个加热控制箱 —一个辅助变流器 —一个电池箱 带受电弓或不带受电弓的动车下面的设备有： ——两个动车转向架， ——一个牵引/制动箱， —一个电阻箱 —一个变阻抗箱 —一个制动模块，包括： —一个低压箱 —一个制动储风缸 —一个悬置机构 —一个主供应缸 —一个制动控制单元 —一个辅助变流器（在不含受电弓的动车上） —一个电池箱（在含受电弓的动车上）

电气系统

电气系统包括车上的各种电气设备及与之相关的控制电路。它们主要可以分成如下三部分：主电气系统，辅助回路系统和电子与控制系统。 下面是一个地铁车辆的控制模块图解。在图1.4中，A车是一个带驾驶室的拖车，B车是一个带受电弓的动车。

2. 城市轨道交通车辆的主要技术参数

技术参数规定了车辆的技术规格，表明了整车的性能和车辆的结构。它们通常被分成主要的两类：性能参数和主要尺寸。

性能参数

性能参数包括以下内容：自重，载重，体积，构造速度，轴重，每延米轨道载重，最小曲线半径，支柱数，最大启动加速度，单位载重功率指示计，电源电压，制动类型，座椅数及每平方米地板面积站立人数等。下面是一些广州地铁1号线的参数。

车辆主要尺寸

车辆主要尺寸是车辆长，车辆定距和固定转向架轴距。除此之外，它还包括车辆最大宽度和车辆最大高度，车体长、宽、高，车钩高和地板面高度等。下面是部分广州地铁1号线的尺寸参数。

CHAPTER TWO 机械装置

城市轨道交通车辆由许多机械部分构成。为了更好的理解，这一章讲从以下各方面进行描述：车体，转向架，车钩和贯通道。

Unit one 车体

1. 车体结构

车体的构架设计，要有平整的侧面，用冷型浇注覆盖。冷型浇注材料是以颗粒橡胶为基础采用聚亚安酯合成树脂来在整个车厢内建立一个连续、顺滑的面。它没有连接点，能很好

地防止清洁水浸入。

基于上述原则，车体外壳的基本结构采用完全连城一体的设计，旨在为快速运输服务，且在正常操作下不会产生疲劳或永久变形故障。车体结构由六部分组成：基础架构，两边侧墙，车两端的结构和天花板。车体结构要有足够的强度来抵抗规定的压力。

车体外壳是一种自支撑的牢固结构，用大型铝制挤压型材焊接而成。外壳设计成罐形：所有的截面都在纵向上焊成一体。这种设计原则被称之为“集成式设计”，提供高强度的车体且用材最小。这种特征对于完成运输大量乘客的重要任务是有益的。车体的强度应满足以下要求：动、静态负载，运行条件下的冲击力。此外，它还应满足各种工作条件，如托、承载、救援、拖拉、连接、多节列车返回仓库。地板横梁用来满足车体的强度要求和支撑地板面下的设备。通常来说，地板为中空金属板，内部支撑结构，在安装地板下的设备的地方有加固。

2. 车体内部装置

（车体）内部的设计风格重点突出在功能需求、生物工程学和美学三个方面。

地板面料和工艺

地板的整个下表面是热保护的，用一层背面是不锈钢板的绝缘材料来完成的。因此，整个地板结构（冷型浇注，平整的工艺架构和不锈钢绝热底层地板面）能够有效地提供45分钟的防火作用。

地板面料能够抵抗任何其外观或性能上的改变，包括在车辆运行中所遇到的不同的气候环境状况。地板上表面的人造橡胶易受灰尘，比如乘客的鞋上，清洁产品，机械清洁设备，食品渣，饮料和香烟烫伤等影响。

天花板

天花板包括：

—纵向横梁，由铝制材料制成； —横杆，由铝制材料制成；

—拱形车顶，由铝制材料制成，天花板的上层部分是分节的，并且要适合车辆内部结构； —灯；

—尾部扩散器，由铝制材料制成； —扩散片； —天花板面板。

座椅

座椅的形状满足人体工程学的要求，能提供舒服的乘坐状况。长椅经由侧墙上的铝制支撑结构安装。车厢内都纵向安装座椅。这种布置能够在非高峰时段里提供足够的座椅，又能在高峰时段内够更多的乘客站着。

扶手和扶手杆

车辆提供有足够的扶手柱和扶手杆以满足站在车厢里的人们能够抓住扶手。扶手柱、杆由不锈钢制造，经久耐用。

墙壁衬里和窗户封条

侧墙配件如下：墙板，在窗户和墙板之后的低窗台，每一侧门的拐角。图2.1是墙壁衬里和窗户封条的简图。

驾驶室的布置

司机室通过分界墙与乘客室隔开。未经许可，乘客禁止入内。然而，从司机室到乘客室有一个很便捷的通道。 如图2.2所示，司机室由下列要素组成： —驾驶员座椅； —天花板； —驾驶室的门； —驾驶室空调系统； —内部照明；

—驾驶室乘客信息系统由外部可见的指示器展现； —光源探测器； —内衬；

—驾驶室隔墙； —驾驶员桌； —驾驶室储物柜； —遮阳板；

—驾驶室灭火器； —音频设备；

—挡风玻璃和雨刮器； —外部照明； —无线电天线；

除了上述之外，车体内部装置还包括通风板，电力柜，列车自动控制间等。

3. 车体外部装置 4. 车体绝缘

车体上的地板，车顶，侧墙和端墙都是隔热隔音的。对于隔热来说，使用防腐蚀、防降解性质的绝热材料来限制热传导来达到特定的冷却性能。地面薄板与地面金属板之间的隔离物是耐高温的石棉以达到指定的防火性能。隔音材料就是隔热材料以及内衬。为了使隔音效果最优，其中一部分由隔热材料提供，车顶，侧墙和地面下侧（外面）均喷涂了特殊材料。

的接触面来提供最大效能的制动。它的高压用于动力电力，低压用于控制和监视，中压用于强制制冷。

当牵引控制电子元件供电，它执行自我检查然后预置系统变量和常量。如果自检通过，PCE进入可操作模式。它会一直保持可操作模式直到断电，严重的错误发生，由列车管理信息系统发出的用户要求进入检测模式的指令或维修PC。

牵引控制电子元件经由电容充电接触器（CCC）和线路接触器控制牵引逆变器的电源。CCC是单极电磁接触器包含辅助接触器。这些辅助接触器发出信号给PCE观测接触器主接触的状态。图3.4阐述了一个扭转力的相关过程的概览。

牵引电机

三相牵引电机采用无框设计，在车上横向安装。它是鼠笼型异步电机。在牵引状态下它将电能转变为机械能，在制动模式下将机械能转变为电能。电机借助于一个弹性悬挂装置连接至转向架。它是开放自通风的。连至电机的风扇将冷空气吹入电机。

每一个牵引电机都有一个测速探测器，它是一个主动式霍尔磁效应装置，装在无驾驶室的动车末端。它检测着电机的转速。牵引控制电子元件根据测速器的输出信号控制换流器。它还用这些信号检测轮子滑动。为了防止污垢和水分进入，测速器被密封了。

齿轮箱和联轴器 其他装置

列车运行

牵引命令需要通过“牵引”列车组激活。这个列车组考虑了下列信息：制动释放，车门关闭和锁紧以及零速度。

牵引工作是由模拟电流信号通过编码器转变为两个PWM信号并且提供给整个列车线。PWM波工作于IGBT逆变器上，去驱动所有电机。为了更高效的牵引工作以免急拉，摩擦制动产生的总负载应被考虑在工作要求内。

Unit two电力供应

1.电压分类

根据电压幅度，车辆的电压供应分为高压、中压和低压。比如上海地铁，高压是直流1500V，中压是交流400/230V，低压是直流110V。

高压取自于悬网来供应整个列车装置。它通到牵引设备和静态变流器转化成低压。静态变流器，又称为辅助逆变器，固定于每一个拖车和没有受电弓的动车。每一个静态变流器生成互相独立的三相网络。

以上海地铁为例，三车单元的高压装置主要由受电弓，避雷针，车间供电和两个高速断

路器构成。悬网上的1500V电经由受电弓供给给牵引逆变器和辅助逆变器。避雷针安装在受电弓附近。它用来保护电子设备免受来自电力传导系统的过压损害。每个牵引箱受一个高速断路器的保护并且供应一个动车的全部四个驱动电机。1500V电源的电流回路由安装在动车轮对上的接地刷构成。每个动车的车体都通过一个接地电阻与轨道电压隔离，以便减少流过车体的电流。图3.10帮助阐述了它。

中压由一个静态变流器的出路供应。它用于空气产品，空调，推进设备通风和普通照明。每个车至少工作有两个独立的中压网。一旦可以获得三相电源，相应的负载就被供电，从授权的优先事项开始。基于监督和制动方面的应用，如果三相网络出现问题，PCE就自动切换到其他网络。

低压用于车门，紧急照明，紧急乘客通风设备，通信，控制和数据处理。低压由每个静态变流器的出路和电池供应。低压分布由两个电路提供：一个永久低压电路和一个已准备低压电路。永久低压电路供应一些为了正常服务的低压负载和睡眠状态下的负载以及用来唤醒列车。此外，它还供应红色尾灯和驾驶室照明。已准备低压电路供应在正常服务时的所有低压负载和降级模式（比如高压损失），这种模式不能用于睡眠模式。当列车已经准备好，如果低压能量存储已满，准备低压线路将会激活。两个线路在电池充电器和电池出路处被保护。线路由断路器或保险丝保护以免过流。在唤醒模式下，当静态变流器没有运行时，电池可以为负载供45分钟的电。在这段时间里，紧急通风设备会被停止，同时维持负载继续运行至少15分钟。当低压低于下限值时，电池会与负载失去连接。

2.高压到中压的转换

静态直流交流辅助逆变器通过电网电压来供应辅助电源。为了同时维持固定频率和直接来源于未调整的直流输入电压的固定交流输出，在信号转换阶段使用PWM方法来控制逆变器。由图3.11可见。在图中可以看出，他是一个很简单的变流器。3/N AC 380/220 V 50Hz 的正弦电压输出及略微的谐波失真供应风扇电机，空调压缩机，空调单元和所有其他车内的交流负载。一套完整的列车设备通常装有两个直流交流变流器为了有足够的冗余去运行。电池充电器用来为DC板线供电。也就是说，它的设计是用来为全部负载提供常规电源，及为电池充电。一旦有中压输入时，它们就在运行，输入到输出之间有电流隔离。

3. 中压到低压的转换

中压在辅助逆变箱内可转为低压。电池充电器用来提供所有负载的常规电源和为电池充电。一旦中压输入可用时，它们（辅助逆变箱，电池充电器）就开始运转。

每个电池用它自己的充电器充电，电池被能用110V的巴士列车线充电。

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