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直线电机地铁车辆转向架.kdh

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直线电机地铁车辆转向架

罗曦春,罗世辉

(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都

610031)

要:介绍了直线电机地铁车辆转向架的功能和组成、径向转向架的采用、直线感应电机悬挂技术、直线感应电机

气隙调节装置,最后提出了目前直线电机地铁车辆转向架设计建议。

关键词:直线电机;地铁车辆;径向转向架;电机悬挂中图分类号:U260.331

文献标识码:B

文章编号:1672-1187(2008)05-0041-04

Bogieoflinearinductionmotordrivingmetrovehicle

LUOXi-chun,LUOShi-hui

(TractionPowerStateKeyLaboratory,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Abstract:Thispaperpresentsthebogieoflinearinductionmotordrivingmetrovehiclesincludingtheconstitutionandfunction,applicationofradialbogie,LIMsuspensiontechnologyandhowtoregulatethegapofLIM.Intheend,itpointsoutsomedesignadvice.

Keywords:linearmotor;metrovehicle;radialbogie;motorsuspension

电力机车与城轨车辆

ElectricLocomotives&MassTransitVehicles

他山之石

第31卷第5期2008年9月20日

Vol.31No.5Sep.20th,2008

收稿日期:2008-04-09

作者简介:罗曦春,在读硕士研究生,研究方向是机车车辆系统动力学。

1直线电机地铁系统

直线电机在轨道交通系统中主要用在磁悬浮列车和

直线电机地铁系统(简称LIM地铁)中。高速磁悬浮列车一般采用直线同步电机长定子技术(但日本HSST磁浮系统采用了短定子技术)。直线电机地铁则采用直线感应电机短定子技术,在轨道中央沿着轨道方向铺设的感应板作为次极,吊挂在转向架上的LIM与它直接作用,产生牵引力和大部分制动力,轮对只用来承载、

导向、传递小部分制动力。从1985年加拿大多伦多开通第一条直线电机地铁至今,LIM地铁已在5个国家建成11条线路,总里程超过200km。在国外,拥有直线电机地铁技术的主要有加拿大庞巴迪以及日本川崎、日立三家公司,庞巴迪公司的技术已经应用到多个国家。我国的广州地铁4、5号线在国内首次采用直线电机地铁。

2直线电机地铁转向架功能及组成

与传统的铁道机车车辆转向架一样,直线电机地铁

的转向架主要完成以下任务:承载、牵引(动力转向架)、缓冲、转向、制动。同样,LIM地铁转向架也具有轮对轴箱、构架、一系二系悬挂、驱动装置、基础制动装置和辅助

装置等。

LIM地铁转向架的轮对轴箱不传递牵引力,轮径较小,其结构和功能与传统地铁拖车的轮对轴箱很类似。

LIM地铁构架的结构和功能也与传统地铁的类似,其特别之处在于:由于轴上没有齿轮箱装置,可以把构架安装在车轮内侧,即采用外轴箱式转向架。

一系悬挂:LIM地铁转向架使用的一系悬挂主要有人字形橡胶堆、层叠式圆锥橡胶堆等。人字形橡胶堆和层叠圆锥橡胶堆都可以传递垂向、横向和纵向力,具有这三个方向的刚度,而且刚度比例可以按需要设计。轴箱顶部和侧梁下表面之间可设置应急支承座和支承橡胶,也可把限位装置换为另一个橡胶堆,限位的同时增加一系垂向刚度。

二系悬挂:LIM地铁转向架的二系悬挂一般采用空气弹簧,大多设有摇枕,利于通过小半径曲线,空气弹簧设在摇枕与车体之间或构架与摇枕之间(目前这两种方案都有采用)。一些LIM地铁车辆中,还设置了抗侧滚扭杆。

制动方面,LIM地铁转向架常用的制动方式有电气制动、机械制动和磁轨制动。电气制动分为再生制动、电阻制动和动力制动,常用制动采用再生制动和动力制动;机械制动大多数采用盘形制动,用在低速阶段刹车制动和

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电力机车与城轨车辆?2008年第5期

停车后的安全制动,加拿大MKⅡ型车辆采用液压盘形制动,日本东京12号线采用空气压力盘形制动;紧急制动则用磁轨制动和盘形制动相结合,二者都应保证在车辆供电失效后也可产生制动作用。

LIM地铁转向架的关键技术主要有:径向转向架的采用、直线感应电机悬挂、牵引力传递机构、电机气隙的调节,以下对这些关键技术进行介绍。

3径向转向架在LIM地铁的应用

在传统机车车辆中,动力车转向架要把牵引力从轮周传递到构架,因此动力轮对纵向定位刚度必须很大,这就阻碍了轮对向径向位置偏斜,这就是通常所说的动力车牵引和导向的矛盾。而LIM地铁轮对不用传递纵向牵引力,没有牵引和导向的矛盾,可以采用较小的轮对定位刚度,再加上没有齿轮传动箱和联轴节等,使得LIM地铁具有采用径向转向架的优势。径向转向架通过小半径曲线时,转向架前轴和后轴都向曲线半径方向偏斜而占径向位置,使轮轨冲角为零,因此称之为径向转向架。

径向转向架分为自导向和迫导向,自导向径向转向架:轮对柔性定位,利用轮轨间的纵向蠕滑力形成力耦使前后轮对趋向占径向位置。迫导向径向转向架:车辆通过曲线时转向架与车体间相对回转,该回转通过杠杆系统运动迫使轮对趋向径向位置。在LIM地铁系统中,这两种都有运用,还有一些LIM地铁中采用了准径向转向架。

对于自导向径向转向架,还要通过机构实现前后轮对摇头运动的耦合,轮对摇头运动耦合后的自导向径向转向架(见图1)存在着下述基本关系:前后轮对相对于构架的转角方向相反而且大小相等,前后轮对上的蠕滑力矩M1和M2叠加后均匀作用于两个轮对上[1]。而迫导向径向转向架,有了迫导向机构就不用再单独增加机构来耦合前后轮对,如图2所示。

图1自导向径向转向架结构原理

图3所示为某种正在LIM地铁中使用的迫导向机构,它采用双侧迫导向原理,转向架的两侧梁置于轴箱上部,一侧铰接允许相对转动,另一侧可以在橡胶垫上沿轴箱滑动,图中前轮对左侧轴箱与侧梁之间可以相对转动、右侧轴箱与构架之间可以相互滑动,后轮对则相反;摇枕两端可与构架相互滑动。这些构成了径向转向架的理想回转平面。因此,当该车辆通过如图4所示的曲线时,分析前转向架(见图5),摇枕右侧相对构架的向后滑动通过杠杆机构(支点在构架上)传递到前轮对,推动前轮对以左侧轴箱为中心逆时针转动,从而趋向占径向位置。摇枕左侧的向前滑动通过杠杆机构传递到后轮对,拉动后轮对以右侧轴箱为中心顺时针转动,从而也趋向占径向位置。这是常见的双侧迫导向机构之一。

图2迫导向径向转向架结构原理

图3某个迫导向径向转向架

图4曲线通过时摇枕和构架位置关系

单侧迫导向原理与双侧的相类似,只是前后轮对的迫导向机构都设在转向架同一侧。

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罗曦春等?直线电机地铁车辆转向架?2008年第5期

图5双侧迫导向径向转向架

4直线电机吊挂技术

直线电机车辆运行时,LIM和感应板之间的间隙(电机气隙)会不断发生变化,而LIM与感应板之间的驱动力/制动力、垂向吸力和电机功率都与电机气隙密切相关,电机气隙变化会改变电磁力从而与悬挂系统相互影响。因此,直线感应电机的悬挂系统是很重要的。LIM地铁中,直线电机悬挂方式分为架悬式和轴悬式两大类。4.1轴悬式

轴悬就是直线电机通过相关部件支承在轮对轴箱上,电机和轮对轴箱之间没有经过一系悬挂传递,二者间除了会有刚度较大的减振橡胶外没有其他弹性。这种悬挂方式的优点有:电机气隙比较稳定,额定气隙可比架悬式小3mm左右;其次,一系弹簧的设计不必兼顾电机的气隙,刚度可以按需要降低,可提高乘坐舒适性、曲线通过性能。轴悬式的缺点是簧下重量比较大,电机的缓冲设计困难,减小冲击的同时刚度又不能太小,因为刚度太小就失去了气隙稳定这个主要优点;另外,轴悬式还要处理好悬挂装置对轮对摇头运动的约束问题。以下介绍几种轴悬式的结构。

日本早期研制过一种轴悬式的LIM地铁转向架[2],在轮轴上安装抱轴轴承,电机垂向和纵向定位均由它实现。纵向力的传递与传统旋转电机转向架类似,即轮对→轴箱→构架→车体。这种转向架的新技术仅有电机悬挂抱轴承和轮轴,在传统转向架上稍加改动即可。然而,这种结构电机重量属于簧下重量,电机悬挂对轮对摇头影响很大,气隙调节困难,因此不适合采用。

轴悬还可以采用如图6所示结构:首先在每根车轴上方设置一根承载梁,此梁两端分别固定在左右轴箱顶部;LIM垂向5点悬挂在承载梁上[3],前轴的两侧各有一根吊杆、后轴两侧分别有一根和两根吊杆;LIM横向用两根拉杆与构架水平相连,相应的位置设有拉杆座,它不影响垂向力和纵向力的传递;纵向力由牵引杆传递,牵引杆一端连接构架横梁中部,另一端连接在电机的牵引座上。电机垂向吊杆两端采用橡胶关节,这样既可以允许电机相对于车轴少许横移,也减小了电机悬挂对轮对摇头的约束。电机气隙调节装置设计在承载梁和轴箱之间,可以采用螺母螺杆式长度调节原理,转动螺母即可调节电机气隙[4]。

图6LIM轴悬方式

轴悬也可以采用垂向为三点悬挂,前轴采用单吊杆,后轴采用双吊杆[4],垂向吊杆两端为橡胶关节;横向和纵向定位和前面所述的结构类似。气隙调节装置设在垂向吊杆上,利用螺母螺杆式长度调节原理。

4.2架悬式

架悬就是把直线电机吊挂在构架上,电机和轮对轴箱之间有一系悬挂的传递。这种方式的优点有:簧下重量小、轴上部件少,因此对轮对摇头运动约束也减少,更加容易采用径向转向架。架悬方式的缺点是一系弹簧刚度设计困难,要同时考虑电机气隙的稳定、乘坐舒适度、曲线通过性能,为权衡这些关系,需采用各种措施改善转向架结构。以下介绍几种架悬式的结构:

一般的LIM架悬式转向架中,构架多为H形,两个侧梁和两个中部横梁,而直线感应电机就悬挂在两根中部横梁上,如图7所示。采用三点悬挂,具体结构是:在两根横梁的外侧各自用左右支撑座安装一根承载梁,在前承载梁的中部用一根吊杆悬挂电机,在后承载梁用两根吊杆悬挂电机;横向,通过两根拉杆与构架侧梁水平相连;传递纵向力的牵引杆,一端连接在直线电机前吊杆上或者电机表面牵引座上,另一端连接在摇枕或构架上。文献[2]说明电机气隙的调节装置设计在承载梁上,粗调在承载梁和支撑座之间加减调整垫,再利用横梁上的微动机构进行微调。笔者认为可以利用螺母螺杆式长度调节原理,把螺母螺杆机构设计在承载梁和它的支撑座之间。

图7LIM架悬方式

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电力机车与城轨车辆?2008年第5期

另外一种较为复杂的架悬式结构,它是从“三大件”式转向架基础上改进的,引入了一个副构架。其副构架结构示意见图8,它由两个V字形的框架组成,两个V字的开口端分别和前后两轮对固接,轴箱和副构架之间有刚度较大的弹性橡胶环作为一系悬挂,另一端相互铰接形成一个整体,铰接点处用垂向吊杆悬挂于主构架上。

图8副构架结构示意

电机的垂向和横向定位都在副构架上,如图9所示。在副构架外端的梁上设有凸轮铰接机构,其中的一根梁上设有一个,另一根梁上设有两个,实现三点悬挂;纵向力通过副构架两侧的水平拉杆传递到主构架的牵引座上。电机气隙的调节也是在凸轮铰接机构处实现的,有学者提出可在悬挂座处加调整垫。笔者认为此处的电机高度调节可以利用凸轮的特性:凸轮在不同角度时半径不相等,把凸轮的外表面形状按需要设计,采用凸轮传动机构的原理,当凸轮转动一定角度时,推动电机变化高度。此副构架和轴箱间橡胶环的刚度比较大,有别于其他一系悬挂,因此这种结构既接近于架悬也接近于轴悬,具有二者的优点,主构架和副构架均承担了电机垂向载荷的一部分,因此笔者在此把它归类为架悬式结构。

图9架悬式LIM迫导向径向转向架

5典型直线电机地铁转向架

目前世界上LIM地铁转向架中,最为先进的是加拿大的MKⅠ型和MKⅡ型转向架,以及日本的电机架悬式LIM地铁转向架。

MKⅠ型转向架于1984年在加拿大正式投入运营,轴距1900mm,电机采用强迫风冷、额定气隙10mm;采用自导向径向转向架,一系悬挂是人字形橡胶弹簧,轴箱顶部和构架之间多加了一块橡胶,二系悬挂采用空气弹簧;直线电机垂向、横向和纵向定位原理如图7所示。牵引力由直线电机产生,通过连在悬挂链环上的牵引杆直接传递到摇枕,再通过摇枕传递到车体。

日本广泛使用的电机架悬式LIM地铁转向架原理与MKⅠ型转向架相似,轴距1900mm,电机采用自然风冷、额定气隙10mm,自导向或迫导向径向转向架,一二系悬挂与MKⅠ型相似。牵引杆一端连接电机表面的牵引座,有的车辆牵引力是通过牵引杆传递到中心销,有的车辆是传递到摇枕吊杆;电机气隙调节装置设在横梁外侧的悬挂杠杆上。

MKⅡ型转向架是加拿大目前最先进的LIM地铁转向架,采用图8所示的副构架,轴距1900mm,全磨耗的车轮轮径584mm,电机额定功率160kW,采用强迫风冷,额定气隙10mm;采用迫导向径向转向架,迫导向机构就是图9所示的结构;直线电机垂向、横向和纵向定位采用的也是图9所示原理;牵引力由副构架两侧的牵引杆传递到主构架,然后在摇枕中心传递到摇枕,再通过摇枕两端的牵引杆传递到车体。

广州地铁4号线[5]采用庞巴迪BM3000型构架内置式转向架,新轮轮径730mm,一系悬挂为金属橡胶弹簧,二系悬挂为空气弹簧带摇枕结构并设有抗侧滚扭杆;基础制动为盘形制动;电机采用自然冷却、额定功率155kW,悬挂于两轴箱的支撑横梁上;共5个吊臂形成5点悬挂,使电机气隙相对稳定,可控制到9mm;同时设3个牵引杆传递纵向力。

6建议

LIM地铁车辆转向架的设计,建议从以下几个方向考虑:

1)采用高柔性弹簧悬挂系统,主要是二系悬挂采用空气弹簧,空气弹簧在正常速度下能表现出各种优越性;

2)采用高强度、轻量化的转向架结构,尽量降低整车自重;

3)尽量采用径向转向架,如果是自导向转向架,则采用各种措施抑制转向架蛇行运动;

4)如果直线电机轴悬,应尽量减小悬挂装置对轮对摇头运动的约束,并且电机和车轴之间应具有少许的弹性;

5)电机的垂向、横向定位应避免相互影响,特别要避免传递纵向力时被垂向、横向悬挂装置干涉,从而导致过度磨损或卡滞;

6)电机气隙调节要很方便。尽量不使用加调整垫的办法,应在不拆卸转向架的情况下,通过专用工具拨动某个螺栓、凸轮、杠杆等实现高度调节。(下转第49页)

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7)最大限度发挥非黏着制动。基础制动装置除了常规的盘形和踏面制动外,配以磁轨制动、涡流制动等非黏着制动系统。

参考文献:

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[11]YoshikoSA.PrototypeLIMDrivenRailcarforSubwaysofSmallerCrossSectionTunnels[J].JapaneseRailwayEngineering,1984,24

(3).从试验数据可以看出,改进方案缓冲器试验的试验工况明显比既有缓冲器的试验工况恶劣一些,这更能体现出改进方案的优越性。改进后方案缓冲器对20mm以下小位移的影响较小,随着位移量的增加,缓冲器的优点越来越明显,并基本上限制了60mm以上位移,唯一的一次60mm以上位移是在进编组场低速制动的工况下发生的。既有缓冲器的最大位移为74mm,除进入编组场后低速制动时发生过1次大位移外,改进方案缓冲器的最大位移为54mm。试验结果表明,在重车运行工况下,缓冲器的最大位移减小了27%。

这些试验数据说明,改进方案能够有效地降低车钩力和减小缓冲器的行程,能够更大程度的保护车体和降低缓冲器的故障率,从而提高缓冲器的可靠性。

4结论

导致大秦线2万t重载组合机车胶泥缓冲器裂损和

泄露的原因是:胶泥缓冲器在运用中特性更接近于静压特性,长期处于大行程的胶泥芯子承受频繁的大载荷,在较大疲劳强度下,造成胶泥芯子裂损或泄漏,尤其是胶泥泄漏。同时,加工刀痕损伤也可能造成筒壁疲劳裂纹扩展,造成胶泥泄漏。

在缓冲器结构基本不变的前提下,在缓冲器壳体内增加弹性体,其性能有一定提高,特别是静压试验中最大静态阻抗力提高45%。大秦线测试的结果证明改进方案缓冲器能够在保证缓冲器性能不变的情况下,有效降低缓冲器的行程,可以大幅提高缓冲器的可靠性,同时更有利于保护车体。按照线路试验采集的载荷谱而进行的静压耐久试验表明,改进方案缓冲器在经历了相当于一个厂修期的试验条件下未发现问题,性能为耐久试验前的

95%。可以认为改进方案缓冲器能够提高缓冲器的可靠性。线路对比试验表明,改进方案缓冲器比既有缓冲器在保持性能不变的情况下,能够有效减小缓冲器行程,提高缓冲器可靠性,并能更好地保护车体,但对胶泥芯子圆筒的加工改进没有方案。

参考文献:

[1]СТУПИНД.А.俄罗斯货车用弹性胶泥缓冲器的研究[J].

李先全译.国外铁道车辆,2000(1).

表5

2007年7月份大秦线线路测试中缓冲器的位移统计

7月第1次1081081067425

1051百分比24.7%24.7%24.3%16.9%5.7%2.3%1.2%0.2%7月第2次1521531024617701百分比

31.8%32%21.3%9.6%

3.6%

1.5%

0%

0.2%

0 ̄1010 ̄2020 ̄3030 ̄4040 ̄5050 ̄6060 ̄7070 ̄80

位移/mm

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

(上接第44页)

危翔等?2万t重载组合机车大容量胶泥缓冲器失效的分析及改进方案?2008年第5期

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新型地铁车辆转向架的研究

—36— 机 车 电 传 动 ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES №2, 2006Mar. 10, 2006 2006年第2期 2006年3月10日城市轨道车辆 新型地铁车辆转向架的研究 晏红文,郭红锋 (株洲时代新材料科技股份有限公司技术中心,湖南株洲412007) 摘要:通过对国内外地铁转向架技术状况进行调研,结合国内地铁走行部的应用实际,提出新型地铁转向架的设计方案。通过选取适当的地铁转向架动力学参数,利用 ADAMS/Rail建立了转向架和整车的动力学模型,并对整车的曲线通过性能和直线上的平稳性指标进行了分析,相关参数指标均满足规范要求。此外,参考有关结构,对新型地铁转向架的主要零部件的结构进行设计并作了简单介绍。 关键词:地铁车辆;转向架;动力学分析;结构设计中图分类号:U260.331;U231 文献标识码:A 文章编号:1000-128X(2006)02-0036-04 收稿日期:2005-06-15作者简介:晏红文(1968-), 男,博士研究生,主要从事机车车辆、安全检测方面的研究。 0引言 近年来,随着国民经济的快速发展,城市交通问题日益突显。各大城市为缓解市内交通压力纷纷修建地铁线路,我国城市轨道交通飞速发展。但我国对地铁车辆的设计开发能力仍然薄弱,国内各城市使用的地铁车辆基本是进口的,为此必须加强和深入对地铁的研究,设计开发出较先进的地铁车辆以满足国内市场的要求。本文针对地铁车辆走行部的关键部件——转向架进行了一些研究,对基本参数作了优化选择、动力学分析和结构设计。 1国内外地铁转向架简介 我国采用地铁运输起步较晚。国内自己研制的北京地铁1970年开始运行,由长春客车厂生产。其主要特 征是直流750V第三轨受流。改革开放以后,我国地铁车辆主要从国外进口,例如在北京、上海、广州以及深圳等城市分别从一些技术先进的国家进口了地铁车辆。这些进口地铁车辆具有国际先进水平,而且它们的转向架基本结构相似,均为无摇枕轴箱外置式两系弹簧悬挂2轴转向架,构架由低合金钢板焊接成H形。转向架中部设有中央牵引装置,实现低位牵引以提高粘着利用。中央牵引装置一般分为2种,一种在构架的横梁上设有中心销座,装在中心销座中的中心销将车体和转向架连接在一起;另一种为弓形牵引杆,两端安装橡胶球铰,一端与构架横梁相连,另一端与装在车体上的牵引座相连。转向架还设有横向缓冲止挡,起弹性限位及缓冲作用。一系悬挂采用橡胶钢板叠层的“人”字簧或圆锥形橡胶堆定位;二系悬挂采用空气弹簧。另外,每台转向架安装了一套抗侧滚扭杆装置。 Study on New Metro Bogie Y AN H ong-wen, GUO H ong-feng (Technology Center, Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd.,Zhuzhou,Hunan 412007,China ) Abstract:The technical levels of the metro bogies at home and abroad are investigated. The design scheme of new metro bogie is put forwarded based on the practical applications of domestic running gears. Through the selection of appropriate dynamic parameters for the bogie, dynamic models for the bogie and vehicle are built with ADAMS/Rail. The curve negotiation performance and riding quality index in straight line is analyzed. The relevant parameters are in accordance with the specifications. Besides, the structures of main components are designed and explained in brief. Key words: metro vehicle; bogie; dynamic analysis; structure design

城轨车辆 转向架

城市轨道交通车辆
第三章 转向架

第三章 转向架
【问题导入】
车辆走行部分在车辆运行中起着非常重要的作用,其不仅 承受了车体的载荷,而且传递纵向力、垂向力和横向力。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回转轴,转向 架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行 时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和 振动,为了改善车辆的运行品质和满足运行要求,在转向架上 设有弹簧减振装置和制动装置。对于动车,转向架上还装有牵 引电动机和减速机构,将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传递 给轮对,转化为列车前进的牵引力,以驱动车辆运行。我们这 一章就是要学习这些知识。

第三章 转 向 架
【学习目标】
1.掌握三向力(纵向力、垂向力、横向力)的传递 路径。 2.掌握转向架的结构、组成及分类。 3.画出轮箍的外形图并进行相关的标注; 4.熟练掌握各种弹簧的结构。 5.掌握空气弹簧、橡胶弹簧、抗侧棍扭杆、油压 减振器等部件的工作原理、结构以及调整方法。 6.驱动系统结构原理

第三章 转 向 架
【教学建议】
1.教学场地:在教室、互联网多媒体教室及转向架模型实训 室中进行,课后可实地参观。
2.设备要求:至少具有能连接互联网的多媒体教室一个,动
车、拖车转向架的仿真模型各一套,或能放视频投影的设


3.课时要求:课堂讲授6-8课时;模拟操作4课时;实际练习
4课时。

地铁车辆转向架调研报告-张建国

毕业设计内容—3.调研内容 北京建筑大学机电学院09-3班张建国学号:2105120911301 作为地铁车辆关键的零部件,非常重要的一个组成部分一转向架,被称为是轨道列车的双腿,起着支承车体。承受并传递从车体至轮对之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力:充分利用轮轨之间的黏着作用,传递牵引力和制动力;均匀分配轴重;保证车辆能灵活地沿轨道安全运行及顺利地通过曲线等功能。转向架构架还主要起着把车体经空气弹簧传来的垂向载荷传递给轮对,通过心盘和中心销使车体与转向架彼此可以相对转动,便于车辆通过曲线等作用 1.城市轨道交通车辆转向架组成和种类 1.1转向架组成: 转向架由轮对、轴箱、构架、悬挂装置、基础制动装置等组成,而其中,转向架构架是转向架其他零部件的安装基础,通过它把轮对轴箱、弹簧减震系统、基础制动、牵引电机和齿轮箱等零部件组合成一个整体。 1.2转向架种类: 1.按轴箱定位方式分为:拉板式轴箱定位转向架、拉杆式轴箱定位转向架、转臂式轴箱定位转向架和层叠式橡胶弹簧定位转向架。 2.按弹簧系统分为:一系弹簧悬挂、二系弹簧悬挂。 3.按车体与转向架间载荷传递方式分为:心盘集中承载、非心盘承载和心盘部分承载 2.转向架构架的类型,结构,作用载荷 由于车辆用途运行条件差异,制造维修方法的制约和经济条件等具体因素的影响,对转向架的性能结构参数和采用的材料及工艺等要求就要差别,因而出现了多种形式的转向架。我国国内目前使用的客车转向架、货车转向架就有几十种,各种转向架主要区别于转向架的轴数和类型,弹簧悬挂系统的结构与参数,垂向载荷的传递方式,轮对支撑方式,轴向定位方式,基础制动装置的类型安装,以及构架、侧架结构形式等诸多方面。 2.1按转向架的轴数、类型、及轴箱定位方式分类 (1) 轴数与类型 车辆所用的轴型基本上可分为B、C、D、E、F、G六种。轴直径越粗,容许轴重越大,但是大容许轴重要受线路和桥梁的强度标准的限制,一般货车采用B、D、E、F、G五种轴型,客车采用C、D两种轴型,随着我国铁路的发展,其趋势是发展重载和快速运输,因此新型货车主要运用E型轴,新型客车主要运用D 型轴按轴数分类,转向架有二轴、三轴和多轴,转向架的轴数一般根据车辆总重和每根车轴容许的轴重确定,我国大多数客货车采用二轴转向架,一些大吨位货车及公务车等采用三轴转向架,在长大重载货车上用多轴转向架或转向架群。 (2) 轴向定位方式 ①固定定位:轴箱与转向架铸成一体,或是轴箱与侧架用螺栓及其他紧固件连接成为一个整体,使得轴箱和侧架之间不能任何相对运动。如图2.10a所示 ②导框式定位:轴向上有导槽,构架上有导框,构架的导框插入轴箱的导槽内,这种结构可以容许轴箱与构架之间沿着在垂向有较大的相对位移,但在前后、左右方向仅能在容许的范围内,有相对较小的位移。如图2.10b所示

浅谈地铁车辆转向架二系悬挂方式

浅谈地铁车辆转向架二系悬挂方式 摘要:对现代城市地铁车辆转向架二系悬挂采用空气弹簧的优势进行了分析,空气弹簧悬挂的采用可以显著提高车辆系统的运行平稳性,大大简化转向架的结构,使转向架实现轻量化和易于维护。 关键词:地铁车辆转向架空气弹簧优势 1.概述 现代城市地铁车辆不断地朝着高速化、轻量化以及低噪音方向发展,空气弹簧悬挂系统具有诸多钢制螺旋弹簧不具备的优点,因此在地铁车辆转向架中日益广泛地采用空气弹簧作为二系悬挂装置。与空气弹簧相比,钢弹簧由于具有线性刚度特性,使其在地铁车辆上的应用受到限制,这主要有两方面的原因: 1.1.在城市轨道交通领域钢弹簧不能够大幅度提高车辆悬挂系统静挠度以降低车体的自振频率,尤其是车辆的载客量较大时; 1.2.城市地铁车辆的载客量大而且要求地板高度在不同载客量时基本不变,钢弹簧不具备这种特性。 总之,空气弹簧悬挂的采用可以显著提高车辆系统的运行平稳性,大大简化转向架的结构,使转向架实现轻量化和易于维护。一般来讲,地铁车辆对空气弹簧的采用可以分为三个阶段: 1.2.1.利用空气弹簧的垂向特性,提高车辆系统的垂向运行平稳性; 1.2.2.空气弹簧的垂向和横向特性并用,取消转向架二系悬挂装置中的摇枕,简化转向架结构; 1.2.3.充分利用大变位(包括扭转)、低横向刚度空气弹簧的三维特性,取消摇枕,彻底实现转向架二系悬挂装置的轻量化,同时使抗蛇行运动减振器的采用成为可能,可更好地协调转向架蛇行运动稳定性和良好的曲线通过性能之间的矛盾。 空气弹簧悬挂系统主要由空气弹簧、附加空气室、高度控制装置、差压阀等组成。该系统的工作原理为:车辆静载荷增加时,空气弹簧被压缩使空气弹簧工作高度降低,这样高度控制阀随车体下降,由于高度调整连杆的长度固定,此时高度调整杠杆发生转动打开高度控制阀的进气机构,压力空气由列车风源通过高度控制阀的进气机构进入空气弹簧和附加空气室,直到高度调整杠杆回到水平位置即空气弹簧恢复其原来的工作高度;车辆静载荷减小时,空气弹簧伸长使空气弹簧的工作高度增大,高度控制阀随车体上升,同样由于高度调整连杆的长度固定,高度调整杠杆发生反向转动打开高度控制阀的排气机构,压力空气由空气弹

地铁车辆简介

地铁车辆简介 当地铁投入运营后,地铁车辆是与乘客交往最密切的地铁技术设备,在此对地铁车辆做一个简要的介绍。在地铁运营整个系统中,车辆是技术含量较高的机电设备,其选型和技术参数不仅是代表城市景观和安全运营的基础,也是确定系统运营模式、维修方式的重要依据。车辆结构和性能的选择,与诸多因素有关,如城市基础设施条件、环境因素、经济发展状况、及城轨车辆发展水平等。 就目前地铁而言,车辆选型的基本原则为:安全可靠、舒适美观、节能环保、技术先进,充分体现以人为本的理念。 一、城轨车辆的类型和编组 1.车辆类型 目前国内城轨车辆根椐车体尺寸一般分为三种:A型、B型、C 型。A型车长2米,宽3米;B型车长19米,宽2.8米;C型车长度根椐轴式不同而长度不同,宽度2.6米。B型车根椐受电方式不同又分为B1型和B2型,B1型为第三轨下部受流,B2型为上部受电弓受流。 目前采用A型车的城市有:上海、南京(全部为A型车)、深圳、广州部分线路采用A型车辆。北京、天津等其它城市均采用B型车辆。而C型车只有上海6号线采用。 A型车过去主要是欧洲厂商提供,目前国内厂商也能制造,其特点是宽敞、舒适,但造价相对B型车较高,对线路条件、限界及站台、车辆段等要求较高。

B型车是目前国内多数城市选用的车型,其制造技术成熟,相对A型车造价较低,维修方便,地铁限界及车站、车辆段尺寸较小,因此可以节省整个项目的造价成本。 2.编组方式 地铁车辆的动车和拖车通过车钩连接组成一个相对固定的编组,称为一个(动力)单元。目前,国内主要有六辆编组和四辆编组,六辆编组主要采用四动两拖,三动三拖,四辆编组主要采用二动二拖,编组的选择主要依据线路情况、客流量等。 二、车辆组成 城轨车辆类型不同,技术参数不一样,但其基本结构类似,一般由以下几部分组成: 1.车体 车体分有司机室车体和无司机室车体两种。车体主要是容纳乘客和司机驾驶的地方,又是安装与连接其它设备和部件的基础。车体材料主要有铝合金和不锈钢。 采用铝合金车体,主要优点是大幅度减轻车辆自重,节能减排;较高的能量吸收能力,降低振动,减少噪声;采用型材或板材,减少连接件的数量和重量;减少维护费用,延长使用寿命。 2.转向架 车辆的走行装置,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,它是保证车辆运行品质的关键部件。由构架、轮对轴箱装置、

地铁列车转向架种类

地铁列车转向架种类 2011-5-7 21:10 提问者:離開不是我的錯|悬赏分:5 |浏览次数:849次 2011-5-8 23:22 最佳答案 要了解城市轨道车辆转向架的,从其特点,结构,工作原理逐一分析 城市轨道交通对转向架的要求与普通铁路相比,有以下特点: 1站间距短,起停频繁,对牵引和制动性能要求很高; 2曲线半径小,对走行部要求高; 3线路坡度大,可达30%o一60%0; 4载重从310人(18.6 t)到432人(26 t),空、重车重量差大; 5行车密度大,最短行车间隔可达1.5—2 rain,自动控制程度高; 6运行环境特殊,安全可靠性要求极高; 7对噪声要求严格; 8需满足城市总体风格和居民的审美要求,车辆造型和色彩要求极富创造性。 对于转向架,其优良的性能和性能稳定性、轻量化、低噪声、高可靠性、易维护和特殊 的运行环境必须给予足够的重视。转向架对车辆的运行性能和安全至关重要,对轨道交通系 统运行的经济性有重大影响。 现在国内除了采用国产转向架,还有引进国外技术的,主要有两种:一种是上海地铁l号线、2号线和广州地铁l号线转向架,为欧洲整机进口的产品;另一种是北京复八线地铁用转向架,为引进韩国韩进重工技术而研制生产的产品。杭州地铁采用的是德国西门子公司所研发的车辆,故重点介绍欧洲系列产品。 SF一30型转向架 SF一30转向架是西门子公司开发的、采用独立旋转车轮式的动力转向架,应用于100%低地板轻轨车辆Combino.车辆的车厢为纵向全贯通式。没有过渡台阶。实现了100%的低地板。车辆地板距轨面高度仅为320 mm,方便了乘客卜下车。到目前为至,两门子已经成功开发出了SF—40、SF一50等型转向架,并广泛应用于欧洲各国的城市轻轨(LRV)低地板车辆上。sF一30型转向架的车

地铁列车转向架种类

《地铁列车转向架种类》 据我了解地铁列车转向架种类按车轴的数目和类型分为一下几种: 1.二轴、三轴和多轴转向架 2.轴数的多少是由车辆总重、轴重确定的 3.铁路车辆轴重分为B、C、D、E四种 4.最大允许轴重受到线路和桥梁标准的限制 在列车类型里分为两种: 1.dk20 2.dkz4 我来分别介绍一下这两种类型 DK20型地铁车辆 DK20鼓形地铁电动客车为全动车六辆编组。编组形式为MC+M+M+M+M+MC。 该车采用星轮电空传动变阻控制,起动20级,制动18级。采用熔断器与高速断路器组成主保护系统,并设有过流,过压,差动,接地等保护。 三轨受电网压DC750V,电机功率86KW,每辆车功率344KW,全组为2064KW。 转向架一系悬挂采用水平放置钢弹簧,橡胶节点式轴箱定位。中央悬挂装置为自由膜式空气弹簧;根据用户要求构架可以是焊接结构,或铸钢结构;单侧无石棉合成闸瓦制动装置;联轴节型式为球面齿式联轴节。构造速度80km/h,平稳性指标W<=2.75。 制动系列采用模疑式电空制动机,电子防滑器。可实现人工或A TC两种控制,空气制动可与电制动协调配合,制动管采用不锈钢管,球形塞门及符合国际标准的各种气动原件。采用3W 0.89/9型活塞式空压机。 车体采用低合金耐侯钢,无中梁波纹地板,无压筋圆弧形宽体焊接筒体结构。其运量可增加20%-30%。车内墙顶板材质为整体预制玻璃钢。地板为聚氨酯系列的陶砂塑胶结构。 车体每侧设有开度为1300mm的四对与车体相配合的弧形内藏式风动对开拉门。具有联动的风动锁闭,故障隔离,紧急开关等安全装置及再开闭功能。门开闭可由司机或车长集中操纵。车内有供乘务人员通过的折页门。车门均为铝合金蜂窝结构。 车窗为铝型材组合式车窗,分为固定式和活动式两种,活动式上半截可向内翻约30度角。 客室内设有纵向排列的玻璃钢座椅,保证站立旅客安全的扶手杆,吊环及立柱。扶手杆,吊环及立柱均为不锈钢复合管。 客室设有日光灯,照度不低于200Lx。 客室通风采用轴流式强迫风机,自然排风。 司机室设有列车语言合成器的列车自动广播及车内电话系统,可自动或人工报站及插播广告和司机车长互相通话的功能。车组设有A TP列车自动防护装置及无线电话设施。原版DKZ4 96年10月8日北京市地下铁道总公司通过代理商中国技术进出口总公司(买方)、中国国际信托投资公司(卖方)与长春客车厂签订了“北京地铁建设项目174辆地铁车辆供货合同。”1997年完成了设计,1998年开始投产并完成1列6辆样车的试制,试运行后修改设计再投入批量生产。其中60辆转包给北京地铁车辆厂生产(实际生产72辆)。1998年11月16日,第一组(6辆)VVVF调频调压电动客车(编号B401,现在的S401)从长客厂运抵北京。1999年2月8日,第一组VVVF新车载客投入试运营。至2000年,共有31组(186

城市轨道交通车辆转向架的结构分析--毕业设计论文

毕业设计(论文) 题目:城市轨道交通车辆转向架结构分析专业:城市轨道交通车辆 班级:11转车2501 学生姓名:于景逵 学号:14279141024 指导教师:禹宏鹏 2016年3月29日

北京交通运输学院毕业论文任务书 题目:城市轨道交通车辆转向架结构分析 适合专业:城市轨道交通车辆 指导教师:提交日期年月日专业:城市轨道交通车辆班级:11转车2501 学生姓名:于景逵学号:14279141024

中文摘要 北京地铁大兴线车辆装用的转向架为技术先进、可靠、结构简单、维护量小、轻量化的成熟产品。转向架分为两种结构相似的动车转向架和拖车转向架,均 为无摇枕结构。转向架构架采用钢板焊接H 型结构,其横梁采用无缝钢管结构。两种转向架均采用弹性轴箱定位装置,整体自密封双列圆柱滚子轴承,有效直 径为φ540mm 的组合式空气弹簧,“Z”字型中央牵引装置,自动高度调整阀,差压阀,横向油压减振器,踏面制动单元,装有降噪阻尼器的整体辗钢车轮, 接地装置等。动车转向架装有牵引电动机、一级减速齿轮传动装置和联轴节等。拖车转向架构架横梁没有牵引电机悬挂座和齿轮减速箱吊杆座。 进行空气弹簧及其管路的气密性试验。在空气弹簧工作高的条件下,两侧空气 弹簧及附加气室同时充入500 kPa 压力空气,保压15min,压力下降不大于 25kPa,同时用肥皂水检查各管路及空气弹簧座平面不得有泄漏。 TI天线安装在水平安装梁上,水平梁的弹性设计可以有效抵消转向架构架端梁 在各种模态下产生的扭曲变形量。 1 TI天线安装完成后需调平; 2 TI 天线、接近传感器均采用齿调方式进行高度调节,避免螺栓受剪,每个齿的高度为5mm,TI 天线螺栓安装面距轨面高度321±3mm,接近传感器底面距轨 面高度115±3mm。

A型地铁车辆动车转向架设计

摘要 据统计,现今世界上人口超过一千万的城市有18个,而在我国近年来也将近共有50个城市左右的人口超过了一百万。为了减少日益增长的城市交通压力,保证人们的出行便利和城市的环境质量。人们开始发展了地下轨道运输。转向架作为城市轨道车辆的重要组成部分起到了至关重要的作用。本文就对地铁A型动车转向架进行了分析。对地铁A型车辆的转向架的构架,轮对,轴箱,位于构架与轮对之间的一系悬挂,位于构架与车体之间的二系悬挂,驱动装置(牵引电机) 和基础制动装置(踏面制动)进行了设计和详尽的介绍。并采用solid works 和AutoCAD等软件对转向架的装配与和零部件图进行了展示。 关键字:城市轨道车辆转向架设计 ABSTRACT According to statistics, there are 18 cities with a population of more than ten millions in the world . while in China in recent years has almost 50 city’s with a population of more than one million. . In order to reduce the growing urban traffic pressure, people started to develop the underground rail transport. Bogie as an important part of the urban rail vehicles has played a an important role. This paper analyses the metro bogie type A motor car. On the bogie frame, wheel, axis, a suspension, suspension, drive and foundation braking equipment design, and detailed introduced. Using solid works and Auto CAD software for truck parts and assembly drawing for the display. Key word: metro bogie design

地铁车辆的组成部分

地铁车辆的组成部分 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

地铁车辆的组成部分 地铁车辆是城市轨道交通系统的重要组成部分,也是技术含量较高的机电设备。地铁车辆应具有先进性、可靠性和实用性,应满足容量大、安全、快速、美观和节能的要求。地铁车辆有动车(M,Motor)和拖车(T,Trailer)、带司机室车和不带司机室车等多种形式。动车本身带有动力牵引装置,拖车本身无动力牵引装置;动车又分为带有受电弓的动车和不带受电弓的动车。 地铁车辆在运营时一般采用动拖结合、固定编组,形成电动列车组。由于它本身带有动力牵引装置,兼有牵引和载客两大功能,因此和铁路列车不同,不需要再连挂单独的机车。 一般地铁车辆由以下七部分组成: (1) 车体 车体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。一般有底架、端墙、侧墙及车顶等。 (2) 动力转向架和非动力转向架 动力转向架和非动力转向架装置位于车体和轨道之间,用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶,承受与传递来自车体及线路的各种载荷并缓冲其动力作用,是保证车辆运行品质的关键部位。一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置和制动装置等组成。 (3) 牵引缓冲连接装置

车辆编组成列安全运行必须借助于连接装置。为了改善列车纵向平稳性,一般在车钩的后部装设缓冲装置,以缓和列车的冲动。 (4) 制动装置 制动装置是保证列车安全运行所不可少的装置。城市轨道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。 (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几种形式:a、杆形受流器;b、弓形受流器;c、侧面受流器;d、轨道式受流器;e、受电弓受流器。 (6) 车辆内部设备 车辆内部设备包括服务于乘客的车体内的固定附属装置和服务于车辆运行的设备装置。属于前者的有车电、通风、取暖、空调、座椅、拉手等。服务于车辆运行的设备装置大多吊挂于车底架,如蓄电池箱、继电器箱、主控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各种电气开关和接触器箱等。 (7) 车辆电气系统 车辆电气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、辅助电路系统和控制电路系统三个部分。

单轨车辆及其转向架

单轨车辆及其转向架 作者姓名高山 成文时间二〇一七年八月十六日

单轨车辆及其转向架 高山(CRRC) 摘要:伴随着城市的快速发展,各式各样的交通工具应运而生。单轨车辆作为一种中等运量的轨道交通车辆在国内的研发应用正在如火如荼的进行。本文将梳理国内主要研制的跨坐式和悬挂式单轨车辆,并对各种单轨车辆的转向架进行了较为详细的介绍。 关键字:单轨车辆跨坐式悬挂式转向架 1.单轨车辆的研制情况 由于我国人口众多与城市化快速发展,使得城市交通问题日益严峻。为了解决城市交通问题,各个大城市竞相发展轨道交通。随着国家对城市轨道交通建设审批权的下放,中小城市也将迎来了轨道建设的快速发展。根据客流量和经济实力,大城市较多的选择大运量的地铁列车作为主要方式,而中小城市将会选择现代有轨电车和单轨列车等中运量的城市轨道交通形式。

1.1跨坐式单轨车辆研制情况 世界第一条跨座式单轨诞生于1888年2月,由法国人设计并在爱尔兰利斯特维尔铺设。此后,各国开始了对单轨交通的不断研究和尝试。经过反的试验,研究人员最终确认采用跨座式、混凝土轨道和橡胶充气轮胎能够达到最好的效果。在1960年至1965年,日本引进多种单轨技术,研制出多种日式单轨车,并迅速将其发展应用。自第一条单轨交通建成以来的100多年间,世界各国已建成单轨铁路50多条。 在我国,为解决城市交通拥堵日益严重的问题,轨道交通发展迅速。2004年9月,重庆市从日本引进了跨座式单轨交通系统,中车长春轨道客车股份有限公司主要负责完成车辆系统的国产化。重庆轨道交通2号线(30.05公里)和重庆轨道交通3号线(67.09公里)已经成为跨坐式轨道交通的代表。2014年11月,中车南京浦镇车辆有限公司与庞巴迪运输公司在安徽芜湖设立合资公司中车浦镇庞巴迪运输系统有限公司,该公司将为芜湖轨道交通提供跨坐式单轨车辆。2016年5月,中车青岛四方机车车辆股份有限公司研制的基于永磁牵引的双轴转向架大运量跨座式单轨车辆下线。2016年10月,新能源汽车制造企业比亚迪公司研制的跨坐式单轨车辆下线,通过一系列商业投资,比亚迪已经获得逾十个城市订单。

单轨车辆及其转向架

单轨车辆及其转向架 作者高山 成文时间二〇一七年八月十六日

单轨车辆及其转向架 高山(CRRC) 摘要:伴随着城市的快速发展,各式各样的交通工具应运而生。单轨车辆作为一种中等运量的轨道交通车辆在国的研发应用正在如火如荼的进行。本文将梳理国主要研制的跨坐式和悬挂式单轨车辆,并对各种单轨车辆的转向架进行了较为详细的介绍。 关键字:单轨车辆跨坐式悬挂式转向架 1.单轨车辆的研制情况 由于我国人口众多与城市化快速发展,使得城市交通问题日益严峻。为了解决城市交通问题,各个大城市竞相发展轨道交通。随着国家对城市轨道交通建设审批权的下放,中小城市也将迎来了轨道建设的快速发展。根据客流量和经济实力,大城市较多的选择大运量的地铁列车作为主要方式,而中小城市将会选择现代有轨电车和单轨列车等中运量的城市轨道交通形式。

1.1跨坐式单轨车辆研制情况 世界第一条跨座式单轨诞生于1888年2月,由法国人设计并在爱尔兰利斯特维尔铺设。此后,各国开始了对单轨交通的不断研究和尝试。经过反的试验,研究人员最终确认采用跨座式、混凝土轨道和橡胶充气轮胎能够达到最好的效果。在1960年至1965年,日本引进多种单轨技术,研制出多种日式单轨车,并迅速将其发展应用。自第一条单轨交通建成以来的100多年间,世界各国已建成单轨铁路50多条。 在我国,为解决城市交通拥堵日益严重的问题,轨道交通发展迅速。2004年9月,市从日本引进了跨座式单轨交通系统,中车轨道客车股份主要负责完成车辆系统的国产化。轨道交通2号线(30.05公里)和轨道交通3号线(67.09 公里)已经成为跨坐式轨道交通的代表。2014年11月,中车浦镇车辆与庞巴迪运输公司在设立合资公司中车浦镇庞 巴迪运输系统,该公司将为轨道交通提供跨坐式单轨车辆。2016年5月,中车四方机车车辆股份研制的基于永磁牵引的双轴转向架大运量跨座式单轨车辆下线。2016年10月,新能源汽车制造企业比亚迪公司研制的跨坐式单轨车辆下线,通过一系列商业投资,比亚迪已经获得逾十个城市订单。

城市轨道车辆的简介与发展

城市轨道车辆的简介与发展The introduction and development of Urban rail transit vehicles 作者:刁士琦 2015/12/23 摘要 本课题以为城市轨道车辆研究对象,通过网络、书籍查询相关知识与技术发展。 全文分为八部分,第一部分是绪论,介绍本课题的重要意义。第二部分是的城市轨道分类。第三部分是城市轨道车辆基本特点与基本构造。第四部分是城市轨道车辆发展现状。第五部分为结论。 关键词:城市轨道车辆 目录 摘要 (2) 1引言 (3) 2城市轨道车辆............................................................................................................................ 2.1地铁车辆 .............................................................................................................. 2.2轻轨车辆 .............................................................................................................. 2.3单轨车辆 ..............................................................................................................

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