1，车辆结构组成

城市轨道交通车辆类型不同,技术参数不一样,但其基本结构类似,如图2.1所示是西安地铁2号线车辆编组。一般城市轨道交通车辆由以下7个部分组成。

1)车体

车体分有司机室车体和无司机室车体两种。车体的主要作用是容纳乘客和司机驾驶(对于有司机室的车辆)的地方,又是安装与连接其他设备和部件的基础。近代城市轨道交通车辆车体均采用整体承载的钢结构或铝合金、不锈钢等轻金属结构,以达到满足强度、刚度要求的同时最大限度地减轻自重。车体由车顶、底架、端墙、侧墙、车窗、车门等组成。

城市轨道交通车辆的车体与一般铁路客车有相同之处,但由于用途的特殊性,又有其特有的特征。如一般电动车组有动车与拖车之分,服务于市内公共交通,在车内布置的座位少。

2)转向架

转向架是车辆的走行装置,安装于车体与轨道之间,用来牵引(对动力转向架而言)和引导车辆沿轨道行驶,承受并传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用,是保证车辆运行品质的关键部件。一般由构架、轮对轴箱装置、弹簧悬挂装置和制动装置等组成。城市轨道交通车辆转向架有动力转向架和非动力(拖车)转向架之分,动力转向架还装有牵引电机及传动装置。

3)牵引缓冲连接装置

车辆编组成列运行必须借助于连接装置,即所谓的车钩。连接装置包括车钩缓冲装置和贯通道,车钩是连接车辆使其编组成列车,并传递纵向力的一套装置。通常在车钩的后部装设缓冲装置,在车钩传递纵向力时缓和车辆之间的纵向冲击。通过车钩还可将车辆之间的电路和空气管路进行连接。贯通道是车辆与车辆之间的客室连接通道。城市轨道交通车辆通常采用密接式车钩和宽体式贯通道。

4)制动装置

制动装置是保证列车运行安全所必不可少的装置。不管是动车还是拖车都设有制动装置,它可以保证运行中的列车按需要减速或在规定的距离内停车。城市轨道交通车辆制动装置除常规的空气制动装置外,还有再生制动、电阻制动和磁轨制动等先进的装置。

5)受流装置从接触导线(接触网)或导电轨(第三轨)将电流引入动车的装置称为受流装置或受流器。受流装置按其受流方式可分为以下5种形式：①杆形受流器：外形为两根平行杆,上部有两个受电轨(导线),广泛用于城市无轨电车。②弓形受流器：形状如　 

,属上部受流,弓可升可降,其接触有一根导线,下面有导轨构成电路,用于城市有轨电车。③侧面受流器：在车顶的侧面受流,又称为“旁弓”,多用于矿山的电力机车上。④轨道式受流器：从底部导电轨受流,又称第三轨受流,空间可得到充分利用,多用于速度较高的隧道列车运行。北京地铁及目前欧美大部分地铁均采用这种受流方式。⑤受电弓受流器：属上部受流,形状如　,弓可升可降,适用于列车速度较高的干线电力机车上。上海、广州等地铁亦采用这种方式。

在受电制式上,目前世界上地铁发展较早的城市大都采用直流750V,有个别采用600V。北京地铁为直流750V,上海、广州、深圳、南京、西安、成都地铁均采用直流1500V,直流1500V 与750V比较具有以下优点：可提高牵引电网供电质量,降低迷流数值,增加牵引供电距离,从而可减少牵引变电所数量；便于地铁线路实现地下、地面和高架的连接。

6)车辆设备

车辆设备包括服务于乘客的设备和服务于车辆运行的设备。属于前者的有：照明、广播、通风、取暖、空调、坐椅、吊环、扶手等。服务于车辆运行的设备一般不占车内空间,吊挂于车底的有：蓄电池箱、斩波器、逆变器、继电器箱、主控制箱、接触器箱、空气压缩机组和储风缸等,安装于车顶的有空调单元和受电弓等。

7)车辆电气系统

车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按其作用和功能可分为主电路系统、辅助电路系统和电子与控制电路系统3部分。

2，城市轨道交通车辆技术参数

(1)车辆性能参数

①自重、载重及容积。自重指车辆整备状态下的本身结构及设备组成的全部质量；载重指正常情况下车辆允许的最大装载质量,以t为单位；容积以m3为单位。

②构造速度。指车辆设计时按照安全及结构强度等条件所决定的车辆最高行驶速度,并要求连续以该速度运行时车辆具有足够良好的运行性能。

③轴重。指按车轴形式及在某个运行速度范围内,车轴允许负担(包括轮对自身的质量)的最大质量。轴重的选择与线路、桥梁及车辆走行部的设计有关。

④轴配置或轴列式。用数字或字母表示车辆走行部结构特点的方式。例如4轴动车,两台动力转向架,则轴配置记为B-B；6轴单铰轻轨车辆的两端为动力转向架,中间为非动力铰接转向架,其轴配置记为B-2-b.

⑤每延米轨道载重。指车辆设计中与桥梁、线路强度密切相关的一个指标,同时又是能充分利用站线长度、提高运输能力的一个指标,其数值是车辆总质量与车辆全长之比。

⑥通过最小曲线半径。指配用某种形式转向架的车辆在站场或厂、段内调车时所能安全通过的最小曲线半径。当车辆在此曲线区段上行驶时不得出现脱轨、倾覆等危及行车安全的事故,也不允许转向架与车体底架或车下其他悬挂物相碰撞。

⑦制动形式。指车辆获得制动力的方式,有摩擦制动、再生制动、电阻制动以及磁轨制动等多种形式。

⑧启动平均加速度是指在平直线路上,列车载荷为额定定员,自牵引电动机取得电流开始,至启动过程结束(即转入其自然特性时),该速度值被全过程经历的时间所除的商。(注：牵引电动机自然特性即通常所指的在额定电压、满磁场时的牵引电动机的速度特性、牵引力特性等工作特性。)以m/s2为单位。

⑨制动平均减速度是指在平直线路上,列车载荷为额定定员,自制动指令发出至列车完全停止的全过程,相应的制动初始速度(一般取最高运行速度)被全过程经历的时间所除得的商。

⑩坐席数及每平方米地板面积站立人数。地铁车辆由于其短途高流动性的运载特点,坐席数较少,一般为55～56座,站立数一般为250人,超载时乘客总数按7～9人/㎡计算。

  ⑪冲击率。由于工况改变引起的列车中各车辆所受到的纵向冲击。在城市轨道交通车辆中,主要用于说明车辆本身电气及制动控制系统所应达到的冲动限制。用加速度变化率来衡量,以m/s3为单位。如地铁车辆正常运行(包括启动加速和电制动,紧急制动情况例外)时,纵向冲击率不得超过1m/s3。

⑫列车平稳性指标。车辆平稳性是评定旅客舒适程度的主要依据,反映了车辆振动对人体感受的影响。因此,评定平稳性的方法主要以人的感觉疲劳程度为依据,通常以平稳性指标表示。我国主要用斯佩林公式来计算平稳性指标W,W值越大,说明车辆的平稳性越差,并规定地铁、轻轨车辆运行的平稳性指标应小于2.5.

斯佩林公式计算方法如下：

式中　j——振动加速度,cm/s2；

　f——振动频率,Hz；

　F(f)——与频率有关的修正公式,反映人体对不同方向和频率振动的敏感度。

(2)车辆的主要尺寸

①车辆长度：车辆处于自由状态、车钩呈锁闭状态时,两端车钩连接面之间的距离。区别于车体长度的概念,车体长度指不包含牵引缓冲装置或折棚的车体结构长度。

②车辆最大宽度：指车体横断面上最宽部分的尺寸。

③最大高度：指车辆顶部最高点与钢轨顶面之间的距离。通常须说明与最高点相关的结构,如有无空调,受电弓的状态等。

④车辆定距：同一车辆的两转向架回转中心之间的距离。

⑤固定轴距：同一转向架的两车轴中心线之间的距离。

⑥车钩中心线距离钢轨面高度：简称车钩高,是指车钩连接面中点(铁路车钩是指钩舌外侧面的中心线)至轨面的高度。取新造或修竣后空车的数值。列车中各车辆的车钩高基本一致,是保证车辆正确连挂、列车运行中正常传递牵引力及不会发生脱钩事故所必需的。广州、上海地铁车辆为720mm,天津滨海轻轨车辆、北京地铁车辆以及西安地铁车辆为660mm。

⑦地板面高度：车辆地板面与钢轨顶面之间的距离。地板面高度与车钩高一样,指新造或修竣后空车的数值。它将受到两方面的制约：一是车辆本身某些结构高度的限制,如车钩高及转向架下心盘面的高度；另一方面又与站台高度的标准有关,规定车辆地板面应与站台高度相协调。例如,上海地铁车辆地板面高为1.13m,北京地铁车辆为1.053m,西安地铁车辆为1.1m。

3，我国典型的3种不同类型的城市轨道交通车辆

(1)广州地铁1号线车辆主要技术参数

①车辆基本设计参数

列车载客容量：表2.2为广州地铁1号线地铁车辆的载客容量。

表2.2　地铁车辆的载客容量

车辆重量：表2.3为地铁车辆在不同载荷下的质量。

表2.3　地铁车辆在不同载荷下的质量

注：每位乘客质量按60kg计算。

②车辆主要尺寸

车辆长度(车钩连接面之间的长度)　A车:24.4m;B,C车:22.8m

(2)天津滨海轻轨车辆主要技术参数

1)车辆主要技术参数

①速度

最高运行速度　　　　　　　　　　　　　　　　100km/h

表2.4　列车载客容量

④列车在平直线路上紧急制动距离

a.对AW0～AW2载荷条件制动距离≤350m(制动初速度为100km/h)；

b.对AW3载荷条件制动距离≤370m(制动初速度为100km/h)。

⑤列车牵引功率　2X4X200kW=1600kW

⑥轴重　≤14t

⑦车辆质量,见表2.5.

表2.5　车辆质量

2)车辆主要尺寸

①车辆长度(车钩连接面之间的长度)

(3)西安地铁车辆主要技术参数

1)车辆主要技术参数

①速度

③列车定员和载荷,见表2.6.

表2.6　列车定员和载荷

④列车在平直线路上紧急制动距离,见表2.7.

①车辆长度(车钩连接面之间的长度)

表2.7　列车在平直线路上紧急制动距离

⑤列车牵引功率　　　　　　　　　　　　　　2X6X180kW=2160kW

⑥轴重　　　　　　　　　　　　　　　　　　≤14t

2)车辆主要尺寸