一、设计题目
广州地铁四号线电客车构造特点
二、指导老师
颜琴峰
三、设计内容与要求 1、课题概述
车辆最基本的功能是牵引额定的列车载荷，从静止起动、加速到一定的速度运行。根据实际需要调节运行速度，然后制动、减速直至停车。
本次设计要求掌握广州地铁四号线L型车客车的构造特点。
2、设计内容与设计要求
1、广州地铁四号线电客车的车辆参数 2、广州地铁四号线电客车的牵引控制系统 3、广州地铁四号线电客车的制动控制系统 4、广州地铁四号线电客车的车门控制系统 5、广州地铁四号线电客车的车钩
四、设计参考书目
1、《城市轨道交通车辆》主编：曾青中，出版社：西南交通大学 2、《广州地铁四号线直线电机车辆技术知识》
五、设计任务书要求
1、封面
要求：包括设计题目、班级、姓名、指导老师、完成时间。 2、目录
要求：根据说明书的内容决定，一般采用2~3级。
3、内容摘要
要求：200～400字左右，中英文。 4、正文
要求：原理、分析、论证说明及特点。 5、结束语
要求：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。 6、附录
要求：包括参考文献作者、署名、出版地、出版年等，图纸，材料清单，封面。
六、毕业设计进程安排（时间10周）
1、熟悉任务书、确定方案1周； 2、查阅资料1周； 3、内容的设计6周； 4、说明书的撰写1.5周； 5、答辩准备0.5周。
七、毕业设计答辩及论文要求
1、毕业设计答辩要求
答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。
学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果评论和评价。
答辩小组答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生工作能力、创新能力。 2、毕业设计论文要求 文字要求:
说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。
图纸要求:
按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。 曲线图表要求：
所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。
2009．6
摘 要
车辆最基本的功能是牵引额定的列车载荷，从静止起动、加速到一定的速度运行。根据实际需要调节运行速度，然后制动、减速直至停车。
本次设计说明书针对广州地铁四号线电客车直线电机车辆的结构特点，要求掌握广州地铁四号线L型电客车的基本参数、牵引控制系统、制动控制系统、车门控制系统、车钩系统和转向架的结构原理特点。
关键词：广州地铁四号线 直线电机车辆 结构特点
ABSTRACT
Vehicles, the most basic function is to train traction rated load, starting from a standstill and accelerate to a certain speed. Needed to be adjusted according to the actual speed, then brake, slow down until the stop.
The design specifications for the Guangzhou Metro Line electric passenger vehicles, the structural characteristics of linear motor, requiring a command of the Guangzhou Metro Line L Model the basic parameters of passenger cars, traction control system, brake control systems, door control systems and coupler system structure principles and characteristics.
Keywords：Guangzhou MTR Line 4 Linear Motor Vehicles Structural characteristics
目 录
第一章 广州地铁四号线电客车的车辆参数 ............................................................................................. 8 1.1 车辆概述 ............................................................................................................................................ 8 1.2 车辆参数 .......................................................................................................................................... 10 第二章 广州地铁四号线电客车的牵引控制系统 ................................................................................... 15 2.1 牵引控制系统的组成及工作原理 ................................................................................................... 15
牵引控制系统的控制原理 ................................................................................................................... 16
2.3 列车牵引模式和条件....................................................................................................................... 19 2.4 牵引电机 .......................................................................................................................................... 21 2.5 牵引控制系统常遇问题分析........................................................................................................... 22 2.6 牵引控制系统各设备参数............................................................................................................... 23 第三章 广州地铁四号线电客车的制动控制系统 ................................................................................... 26
制动控制系统概述 ............................................................................................................................... 26
3.2 列车常用制动模式........................................................................................................................... 27 3.3 电制动控制系统............................................................................................................................... 28 3.4 电空制动控制系统........................................................................................................................... 28 3.5 基础制动控制系统........................................................................................................................... 30 第四章 广州地铁四号线电客车的车门控制系统 ................................................................................... 31
车门控制系统概述 ............................................................................................................................... 31
4.2 车门结构及工作原理....................................................................................................................... 31 4.3 车门控制原理 .................................................................................................................................. 33 4.4 车门控制系统常见故障分析........................................................................................................... 35
车门的主要技术参数 ........................................................................................................................... 36
第五章 广州地铁四号线电客车的车钩 ................................................................................................... 37 5.1 车钩概述 .......................................................................................................................................... 37 5.2 全自动车钩 ...................................................................................................................................... 38 5.3 半自动车钩 ...................................................................................................................................... 40 5.4 半永久牵引杆 .................................................................................................................................. 41 5.5 车钩的主要技术参数....................................................................................................................... 41 第六章 广州地铁四号线电客车的转向架 ................................................................................................. 43
6.1 城轨车辆转向架概述....................................................................................................................... 43 6.2 转向架的结构 .................................................................................................................................. 44 6.3 转向架的主要技术参数................................................................................................................... 46 第七章 心得体会 ....................................................................................................................................... 48 参考文献 ....................................................................................................................................................... 50
第一章 广州地铁四号线电客车的车辆参数
1.1 车辆概述
车辆概述
广州地铁四号线使用的电客车是由南车四方、川崎重工、伊藤忠联合体设计的直线电机B型车辆。车型为L型车，每一节列车由四节全动车组成。一列客车的编组型式为：-A+B= B+A- （“-”表示全自动车钩，“+”表示半永久牵引杆，“=”表示半自动车钩，A车为带司机室的动车，B车为不带司机室的动车）。
广州地铁四号线电客车车辆由第三轨DC1500V供电、采用铝合金车体、径向柔性转向架、微机控制的电空架控的制动系统、空调机组系统、电动塞拉门系统、乘客广播和信息显示系统等世界先进技术。车辆采用直线电机牵引的交流传动系统；采用IGBT元件和脉宽调制技术的牵引VVVF逆变器，实现牵引和再生、电阻、高转差率、反接制动控制，正常状态可不采用机械制动；采用IGBT元件的辅助逆变电源系统，实现对列车交流负载、直流负载供电及对蓄电池充电；采用微机网络通信控制的列车监控管理系统，实现列车的控制、故障诊断、子系统监控；设有ATC装置，实现列车的自动保护、自动操作和自动监视；设有ATO自动控制功能，其中单量车的载客量为同类型车的世界之首，直线电机功率均为同类车型之最；采用无线通信装置，实现与地面的通讯联络等。广州地铁四号线电客车直线电机车辆具有爬坡能力强、通过小曲线半径能力好、低噪声等优点。 车辆组成
广州地铁四号线电客车车辆的主要系统包括：车体、转向架、牵引控制系统、电制动、辅助电源、空气制动系统、ATC装置、列车控制技术、通信设备等。 1. 车体
车体结构采用轻量化设计，整体承载结构，底架无中梁。车体采用大断面挤压铝型材全焊接结构，地板、车顶、侧墙、端墙采用隔热和隔音材料。每节车每侧设置3套电动塞拉门，列车中间车辆连接设有贯通道。A车司机室端（即一位端）采用全自动车钩，另一端（即二位端）为半永久车钩；B车一位端采用半永久车钩，另一端（即二位端）为半自动车钩。车钩后端部设有可复原的能量吸收功能的缓冲机构，A车底架前端设有防爬器。 2. 转向架
采用庞巴迪的BM3000型直线电机径向转向架。转向架采用高锰合金焊接构架内置
布置方式，轮径全新为Φ730 mm，以降低重心和重量。一系悬挂装置为金属橡胶弹簧支承的弹性定位装置，并具有有利于曲线通过的轮对自导向功能；二系悬挂装置为空气弹簧带摇枕结构，并设有抗侧滚扭杆装置。
基础制动为外置式盘式制动，每根轴装备2个摩擦制动盘，每个制动盘配备1个盘式制动单元。盘式制动单元制动器安装于转向架端梁两侧。
直线电机采用三相直线感应电机(LIM)，冷却方式为自然冷却，额定功率为155 kw。每节车配置2台两轴径向转向架，每台转向架安装1台直线感应电机。直线电机悬挂于两轴箱的支撑横梁上，其悬挂高度不受一系弹簧、车辆高度变化、动挠度变化和橡胶弹簧蠕变的影响，能够保持直线电机与感应板的间隙相对稳定，其间隙可控制到9mm。直线电机悬挂在支撑横梁的吊臂上，吊臂安装在支撑梁上，共有5个吊臂，形成直线电机5点悬挂。直线电机的运动通过吊臂传递给直线电机连接节点，这种设计的3个牵引连杆及5个吊臂杆可以承担纵向牵引力、制动力和垂向吸引力。直线电机悬挂系统设有4个调整机构及弹性装置，与一系弹簧互为的结构。
感应板结构采用爆炸焊方式将铝板焊在钢板上，宽度为360 mm，铝质材料厚为7 mm。
3. 牵引、电制动
主电路通过HB和线路接触器连至输入电网，从电网获得电能。VVVF逆变器将1500V直流电压转换为驱动三相直线感应电机所需的三相交流电压，采用1台VVVF逆变器向2台直线感应电动机供电的交流传动系统，直线电机控制方式为间接矢量控制方式。
VVVF逆变器采用IGBT元件和脉宽调制技术；VVVF逆变器系统采用微机控制技术，并有诊断和故障信息储存功能。逆变器由IGBT模块组成，能够实现变压变频控制，控制牵引电机的磁通量和转矩，使得列车速度能在一个很宽的范围内调节。它还能够实现牵引/再生、电阻、高转差率、反接制动操作和向前／向后操作，不需切换主电路，而是通过对滑差频率及输出相序的控制来实现。 4. 辅助电源
辅助电源(SIV)将直流电压(DC1500V)逆变成三相交流电压(AC380V)，为空调、空压机、照明灯及控制电路等提供稳定的三相交流电压；直流输出电路将交流电压(AC380V)整流成蓄电池与低压直流负载使用的DC110V电压。
每列车装有2台(组)辅助逆变器(DC／AC)；每列车配备2台蓄电池充电机(AC／DC)，产生DCll0V直流电源，作为蓄电池充电和直流负载的电源；每列车装有2组蓄电池，其容量应能满足在无DC1500V电源时供列车紧急负载(包括紧急照明、紧急通风、开关门
等)运行45min的要求。
列车客室内部照明灯具平行布置在车辆顶部两侧，灯具具有耐振动、耐冲击和防潮的性能，并符合有关噪声标准。 5. 空气制动系统
每列列车上装备2台交流驱动的空气压缩机，及与其配套的空气供给系统；空气制动采用微机控制的电空制动系统，具有根据载荷调整制动力的功能。 6. ATC装置
列车具有配备司机的全自动驾驶功能，配备自动控制系统(ATC)，包括列车自动驾驶(ATO)、列车自动监控(ATS)、列车自动保护(ATP)，可自动折返。列车降级运行控制采用人工驾驶。 7. 列车控制技术
列车控制留有接口，以便将车辆状态与故障自诊断信息通过车载的无线设备，传输给位于车辆段的DCC。列车管理系统(TMS)集中提供了控制和监视车载系统和设备的功能，列车的操作及车载系统的故障诊断、故障数据记录、事件分析和报告等功能都集成在一个分布式智能系统中。列车采用了硬联线控制为主、TMS系统控制为辅的控制方式。
列车控制系统的核心是CCU，包括两个处理单元(CPU1)和（CPU2)，具有一个额外的接口用于显示单元。 8. 通信设备
列车设置车载通信、广播设备，可实现客室与司机室之间的双向通话，并留有可实现OCC直接向客室及司机室通话的功能。每节车厢内设置4个LCD可视频显示单元，播放高质量的视频图像和对图解图像进行显示，可实现光盘信息播放的功能，并留有通过车载无线设备实现即时插入文本的播放接口。每节客车车厢内的每对车门上方设置车站地图闪灯式报站装置，用于显示车辆运行方向、换乘信息及到站显示。
车辆参数
车辆技术参数
1. 线路条件：标准轨距为1435 mm 最小平面曲线半径：
项目 数值 正线 辅助线 车厂线 最大坡度： 项目 正线 辅助线和车辆段 目前四号线最大坡道为大南至新造下行50‰ 2. 列车供电方式
150 m 100 m 60 m 数值 60‰ 70‰ 车辆段以柔性接触网受电方式受电，隧道内、高架线路区段以及正线采用第三轨下部受电方式。 项目 供电电压 电压波动范围 车辆段接触网最大高度 受电弓工作高度范围 第三轨轨面距轨道轨顶面高度 第三轨中心线与轨道中心线距离 数值 DC1500V DC1000～1800V 4800 mm 175～1600 mm 200 mm 1510 mm 3. 列车在额定负荷(AW2)，平直干燥轨道上，额定供电电压情况下的牵引性能： 项目 列车结构速度 列车最大运行速度 冲击极限 起动平均加速度（0～35km/h） 列车在车辆段内能以20km/h的速度安全通过。
在额定负荷(AW2)下，全部动车工作时，正线列车平均旅行速度四号线≥52km/h。
数值 100 km/h 90 km/h m/s2 ≥1.0 m/s2 4. 列车牵引、电制动
采用一台VVVF逆变器向二台直线感应电动机供电的交流传动系统； VVVF逆变器采用IGBT元件和脉宽调制技术；
VVVF逆变器系统采用微机控制技术，并有诊断和故障信息储存功能； VVVF逆变器系统采用间接矢量控制方式。 5. 列车辅助电源
每列车装有二台（组）辅助逆变器（DC/AC），其功能是：产生AC3×380V、50Hz交流电源，向空调、风机等交流负载供电；
每列车配备二台蓄电池充电机（AC/DC）产生DC110V直流电源,作为蓄电池充电和直流负载的电源。
每列车装有二组蓄电池，其容量应能满足在无DC1500V电源时，提供列车紧急负载（包括紧急照明、紧急通风、开关门等）运行45分钟的要求。 6. 列车制动特性
在额定负荷(AW2)，在平直干燥轨道上，车轮半磨耗状态，额定供电电压： 项目 常用制动平均减速度 紧急制动平均减速度 数值 ≥ m/s2 ≥ m/s2 常用制动对所有负载工况（AW0～AW3）均有效，即满足制动减速度和冲击极限的要求。
列车停放能使超负荷（AW3）的列车在60‰坡道上制停住；列车停放能使空车（AW0）的列车在70‰坡道上制停住。 7. 列车故障运行能力
在损失1/4动力在AW2状态下可以保证运行一个往返；
损失1/2动力时，在AW2状态下，可在60‰的坡道上起动，并能使列车行驶到最近车站；
一列空载列车牵引一列在AW3状态(无动力)的故障列车能在60‰的坡道上起动。 8. 列车ATC装置
列车具有配备司机的全自动驾驶功能。配备自动控制系统(ATC)，包括：列车自动驾驶(ATO)、列车自动监控(ATS)、列车自动保护(ATP)，自动折返。
9. 空气制动系统
每列列车上装备两台交流驱动的空气压缩机以及与其配套的空气供给系统；空气制动采用微机控制的电空制动系统；具有根据载荷调整制动力的功能。 10. 空调与通风
每辆车设有薄型车顶一体式空调机组及控制系统，由辅助电源提供380V交流电供其工作供冷及通风，当全列车交流供电失效的情况下，启动紧急通风机，实现应急通风。 11. 列车控制技术
列车控制留有接口以便将车辆状态与故障自诊断信息通过车载的无线设备传输给位于车辆段的DCC。 12. 通信设备
列车设置车载通信、广播设备。可实现客室与司机室之间的双向通话，并留有可实现OCC直接向客室及司机室通话的功能。
每节车厢内设置四个LCD可视频显示单元。播放高质量的视频图象和对图解图象进行显示，可实现光盘信息播放的功能，并留有通过车载无线设备实现即时插入文本的播放接口。
每节客车车厢内的每对车门上方设置车站地图闪灯式报站装置，用于显示车辆运行方向、换乘信息及到站显示。 车辆基本尺寸
1. 车辆长度（不含列车两端车钩）、宽度、高度和重量 项目 长度 列车总长 车体外部最大宽度 车辆高度( 轨面至车顶高、 新轮) 重量（空车） 20 mm 3625 mm 约29 t 数值 A车 17600 mm 710 mm 20 mm 3625 mm 约29 t B车 16840 mm 2. 车钩中心线距轨面高度：500 +100 ±10 mm
3. 室车门数量以及净开宽度和净开高度 项目 客室车门数量 客室车门的净开宽度 客室车门的净开高度 4. 车辆载客量 项目 座位数量 载客量AW2（6人/m2） 载客量AW3（9人/m2） 列车额定载客AW2 列车超载载客AW3 5. 转向架各参数 项目 转向架中心距 车辆固定轴距 车辆固定轴距 车轮直径（采用整体辗钢车轮, 新轮） 车轮直径（半磨耗） 车轮直径（全磨耗） 轮对内侧距
数值 11140 mm 2000 mm 2000 mm 730 mm 690 mm 650 mm 1353±2 mm 数值 A车 28座 218人 313人 922人/列 1322人/列 B车 32座 243人 348人 数值 3对/侧 1400±4 mm 1860±10 mm 第二章 广州地铁四号线电客车的牵引控制系统
牵引控制系统的组成及工作原理
2.1.1 牵引控制系统的组成、功能和特点 1. 组成及功能
广州地铁四号线电客车的牵引控制系统分为主电路和控制电路两部分。 （1） 主电路：包括高速断路器、直线牵引电机、IGBT模块、电压电流传感器等。
主要功能为通过高速断路器和线路接触器将1500伏直流高压电接入进来，通过VVVF逆变器将其逆变成三相交流电压，供给直线电机，直线电机工作驱动轮对使其转动，最后达到列车运行的状态。
（2） 控制电路：包括司控器、主电路控制板等。
主要功能是通过各种监测传感器的信息反馈，将控制指令传达到主电路并使其执行。 2. 特点
列车牵引控制系统主电路的主要特点有：
（1） 整个主电路由两个逆变器电路组成，每个逆变器电路包括一个直流滤波电容器、一个VVVF逆变器电路。 （2） 采用大容量的IGBT模块。
（3) 为了减少IGBT和滤波电容器之间的杂散电感，滤波电容器的安装尽量靠近IGBT，并采用了叠片式低感母排。
（4） 采用了大容量的电容滤波器(FC)以吸收输入电网电压中的纹波。
（5） 当检测到主电路出现过电压时，释放晶闸管导通，滤波电容通过电阻放电，从而实现过电压保护。
（6） 主电路通过充电电阻充电。 牵引控制系统的工作原理
四号线车辆受电弓或集电靴通过接触网或第三轨受流，直流1500伏高压通过供电
接触器（集电靴受流时Pancgs1闭合，受电弓受流时Pancgs2闭合），MS主隔离开关箱以及高速断路器进入VVVF箱。
MS－主隔离开关；DCHS1,2－放电开关；HB－高速断路器；CHB1,2－充电接触器；LB1,2－线路接触器；CHR1,2－充电电阻；DCHR1,2－放电电阻；OVCR FR1，2－过压保护电阻；FL1,2－滤波电抗器；FC1,2－滤波电容器；OVCR F1,2－过压保护晶闸管；DCCT1,2－差动电流传感器；CTS1,2－输入电流传感器；DCP11,21－线电压传感器；DCP12,22－滤波电容电压传感器；CE1,2－电容；CTU1,2/CTV1,2－逆变器输出电流传感器；LIM直线电机
图2－1 牵引系统的主电路图
牵引控制系统的主电路图如图2－1所示。VVVF箱内有两个VVVF逆变器，每个VVVF逆变器驱动2个直线电机。当VVVF接受到牵引手柄给出的牵引指令后，充电接触器CHB闭合，滤波电容器充电，当滤波电容电压达到一定值时（滤波电容FC电压小于网压80-100V），线路接触器LB闭合，接着CHB分离，逆变器的门极开始工作。逆变器由IGBT模块组成，能够实现变频变压控制，将1500V直流电压转换为驱动三相直线感应电机所需的三相交流电压。如果DCP12,22（滤波电容电压传感器）检测到的电压高于1980V，门极将停止工作，同时LB分离，OVCR F1,2（过压保护晶闸管）导通，通过OVCR FR1，2（过压保护电阻）放电。当需要对VVVF箱进行检修的时候，就需要将MS箱隔离开关打到接地位置，这时与MS主开关机械联动的DCHS1,2（放电开关）闭合，FC1,2（滤波电容器）和FL1,2（滤波电抗器）等储能元件通过DCHR1,2（放电电阻）放电，保护检修员工的作业安全。
牵引控制系统的控制原理
2.2.1 正常控制原理
广州地铁四号线车辆的牵引控制系统正常情况下采用来自硬线的PWM牵引力指令，
如果检测到硬线 PWM信号超出正常的范围，VVVF逆变器就会采用来自TMS ( 列车管理系统) 的总线的牵引力指令。如果硬线PWM信号和TMS ( 列车管理系统) 总线都失效的情况下，列车还有一条紧急的备用硬线，当该紧急备用硬线被激活后，列车以20km／h的目标值进行驾驶，如果这时列车速度超过22k m／h ，VVVF逆变器将停止输出。另外，考虑到列车损失1／2动力时，在AW2状态下，可在60‰的坡道上起动，并能使列车行驶到最近车站，列车还增加了高加速的功能，当该功能被激活，转矩的指令值就会乘以计划值的1.335。上面这些功能可以尽量降低由于列车故障对运营的影响。 牵引控制系统的矢量控制原理
广州地铁四号线车辆的直线电机采用间接矢量控制方式，其控制性能可与他励电机相媲美，实现快速控制转矩，能将负载的扰动对速度的影响降到最低。
通过矢量控制可以实现正常情况下的列车牵引，感应板次边阻抗变化的补偿，感应板与直线电机之间气隙变化的补偿，感应板缺失时的防止直线电机过流， 再生制动等功能。
1. 感应板次边阻抗变化补偿
当感应板的电阻发生改变时，转矩电流(nQV)发生变化，VVVF逆变器的控制系统检测到这一变化后，会根据I1QF和I1QR的不同改正转差频率，使q轴电流回复到原来的值，控制直线电机转矩的波动。 2. 气隙变化控制
当直线电机与感应板之间的气隙变化时，直线电机的互感值发生变化，磁通电流(I1DF)也发生变化。控制系统检测到这一变化后，将根据I1DF和I1DR的不同改变d轴电流的指令值(I1R)，使d轴电流回复到原来的值，控制直线电机转矩的波动。 3. 无感应板时的控制
当直线电机通过感应板不连贯时，直线电机的互感值将减少，直线电机的电流大大增加，当直线电机电流超过VVVF逆变器的设定值时，传动控制系统将降低d轴电流I1DF和q轴电流I1QF的指令值，防止逆变器和直线电机过流。 VVVF控制功能
VVVF控制系统可以实现以下功能： 1. 牵引控制(加速)
从主控制器传来的向前/向后命令和牵引命令以及PWM命令，通过列车总线或硬连
线进入到B车的逆变器。逆变器根据收到的信号执行牵引加速控制。牵引控制主要实现以下控制功能：
（1） 牵引电机的矢量控制 （2） 恒转矩控制 （3） 特性牵引控制 （4） 反向启动控制 2. 再生制动控制(减速)
制动PWM命令通过列车总线进入到B车的逆变器。在制动期间，可以根据负载进行制动力控制，也就是说能够实现变负载控制。逆变器采用了再生模式，这样牵引电机反馈的能量就能够回馈到主电路。再生制动控制主要包含以下控制功能： (1) 牵引电机的矢量控制 (2) 恒转矩控制 (3) 特性控制 3. 保护功能
可以实现对主电路和控制电路的保护有： (1) 主电路单元温度限定：95度（整定值） (2) 主电路单元时间常数：900秒（整定值） (3) 过电压保护值 ：2000V（整定值） (4) 欠压保护值：1000V（整定值） (5) 二级欠压保护值：950V（整定值） 4. 故障检测功能 （1） 控制电路开机自检 （2） IGBT电路降功率试验 （3） 电压、电流传感器信号检查 （4） 速度传感器信号检查 （5） 控制电路电源欠压检测
（6） 高速断路器状态检测
（7） 线路接触器、预充电接触器状态检测 （8） IGBT门极驱动板状态检测 （9） 保护释放晶闸管状态检测
2.3 列车牵引模式和条件
2.3.1 列车牵引模式
广州地铁四号线列车的牵引模式主要有以下几种： 1. 正常的牵引：列车在满足牵引条件下，列车的牵引控制。
2. 高加速模式即爬坡模式：用于列车在坡道上启动，当高加速模式开关导通，VVVF识别高加速指令，系统进入高加速模式，转矩指令被增加至标准值的1.335倍，产生更大的加速度以便爬坡。
3. 向后驾驶即倒行模式：速度受，当倒行速度增加超过10km/h时，VVVF逆变器将停止工作，如果速度降到低于9km/h时，VVVF逆变器启动，列车重新加速。
4. 洗车模式：在洗车线洗车时使用，VVVF逆变器设定恒转矩指令值以3km/h的速度运行，如果速度超过km/h，VVVF逆变器将停止工作。
5. 紧急运行模式：列车出现紧急情况时使用（正常无法牵引），此种模式牵引，转矩指令值被设定为固有值加速到20km/h，如果速度超过22km/h，VVVF逆变器将停止工作。 列车牵引条件
广州地铁四号线列车既能人工驾驶，也能够自动驾驶。为了实现自动驾驶，列车上安装了ATC系统（ATP+ATO）。在通常情况下，列车运行受ATP保护。ATP又分为轨旁ATP设备和车载ATP设备。ATO驾驶只有在轨旁ATP设备和车载ATP设备都正常工作的情况下才能实现，牵引控制电路采用继电器联锁方式，对车门、停放制动、风压实行联锁控制保护。
要实现列车的牵引控制，必须给定：牵引方向、牵引指令、牵引参考值 1. 牵引方向
列车牵引方向由司控器方式/方向手柄给定。在动车之前必须先推动方式/方向手柄在向前或向后位。如果在列车运行过程中改变方式/方向手柄的位置，列车将会产生紧急制动。
2. 牵引指令
列车通过牵引控制保护电路输出牵引指令，指令的发出需经过几个联锁： 车门关好；无紧急制动；停放制动缓解；主风压力大于6bar； 3. 牵引参考值及牵引值
牵引参考值的传递有两种方式，一种是通过列车硬连线方式传递，一种是通过列车网络传递。其中列车硬连线方式优先，列车网络传递为备份。
由此知若需列车牵引，必须保证上述条件都满足，即：列车具备高压（HB将高压电连接）、列车方向手柄不在零位、门关好、列车主风压力大于6bar、停车制动缓解、无紧制、有牵引值、ATP车载设备正常（在信号情况下运行时）。
在紧急情况下，如各监测回路或继电器出现故障而不能正确传递检测信息时，列车将不能启动，若列车硬件故障需首先排除。此时需要及时将列车降级启动，以免对正线正常运营造成影响（如晚点、清客、救援等）。
为此，列车设有几个旁路开关，分别对车门（司机室侧门已全旁路，不再描述）、停车制动、主风压力1旁路（即主风压力低于）、主风压力2旁路（即主风压力低于6bar），空压机旁路、制动环旁路、紧急模式旁路、超速零速旁路，以取消启动联锁及设备故障保护功能。在打相应旁路开关时，必须排除列车状态实际上该类型的硬件故障，这是使用旁路的关键所在，否则严禁使用，当然，使用时需经行调同意。 1. 停车制动旁路（PKBROS）
旁路由于列车停车制动检测回路故障，导致列车不能牵引，切除此开关，可以重新实现牵引
2. 警惕按钮切除(DMCOS)
当司机台上的警惕按钮发生故障不能正常工作时，切除此按钮，可以让列车实现警惕按钮的功能。 3. 紧急模式开关(EMOS)
当牵引有硬连线故障，且总线发生故障时，可以旁路此开关，旁路后，列车将以20km/h速度运行，如果速度超过22km/h，则VVVF停止工作。制动的时候只有100％常用制动。
4. 门环切除(DLCOS)
当某一个或者是部分客室车门由于发生故障不能正常开闭从而影响动车时，切除门
环开关，可以让列车实现动车。 5. 制动环切除（EBYSW）
对于制动环路中由于某些接点不通而不能缓解的紧急制动，可以尝试切除该开关，使得紧急制动得以缓解。 6. 气制动切除(B07)
切除每一个B07，除了切除该转向架的气制动外，还可以对该转向架的气制动的电路旁路。
7. 牵引单元切除(UCOS)
当单个或多个VVVF有故障时，按下该按钮，可以使HB强制闭合，并使故障VVVF的保压制动得到缓解，从而实现动车，注：该开关只在VVVF故障情况下使用，使用后需重新分合主断，不能在合主断的情况下使用。 8. SIV复位按钮(RSPB2)
当SIV发生第一次严重故障时，可在司机室按下此按钮，复位SIV，但当再次发生严重故障时，则需通过车底SIV箱的本地复位按钮来实现复位。 9. 回送开关(TOWS)
该开关已经改造成超速及零速的旁路开关，在上述两项条件下产生紧制需恢复时，可使用该开关。 10. ATP切除(ATPCOS)
此开关为列车自动保护开关，切除此开关后，列车则失去了自我保护的功能。 11. 洗车开关(CWS)
当用洗车机给列车洗车时，开关打在洗车位，此时列车以3km/h的速度匀速运行。
牵引电机
电机概述
广州地铁四号线的牵引电机为3相8极的直线感应电机，安装在转向架上的部分是属于电机的定子，安装在轨道中间的感应板是电机的转子。由于采用自然风冷的冷却方式，因此直线电机的功率不大，额定功率只有120kw。感应板是采用铝钢复合型式，直线电机与感应板的设计距离是9mm。直线电机与感应板之间的距离对于列车的性能和安全都十分重要，所以在广州地铁的部分列车上装有监测该间隙的传感器，这样就可以在列车
运行的过程中监测线路的感应板与直线电机之间的距离是否存在异常的情况。当异常的情况出现时，该传感器就会将相应的报警信号传给列车的监控系统，并在列车的显示屏有相应的报警和记录。另外，在列车每天都经过的车辆段轨道( 如出入段线、 洗车线等) 装有直线电机位置传感器，检查直线电机的位置是否正常。这些设备都是为了直线电机车辆而专门增加的，它们的存在有效地保证了列车的直线电机以及感应板位置在正常的范围之内。
直线电机的结构及工作原理 1. 直线电机的结构
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成，如图2－2所示。
图2－2 直线电机结构原理图
由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。 2. 直线电机的工作原理
直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。
牵引控制系统常遇问题分析
广州地铁四号线车辆的牵引系统常遇问题主要有： 电机刮伤
广州地铁四号线列车运营期间的直线电机的气隙并没有调整到设计的范围(9mm)，而是调整到12mm。但在列车上线运营的初期，直线电机的底部还是出现了几次被硬物刮伤的划痕，这种划痕主要是由于直线电机在运行的过程中，将轨道里边没被清理的铁屑吸到直线电机和感应板的中间，从而造成了直线电机的刮伤。 制动的高电平施加
VVVF逆变器输出保压制动信号给制动控制单元，让制动控制单元执行保压制动功能，由于设计上是高电平施加保压制动，低电平缓解，所以在运营中，曾发生4个VVVF逆变器同时故障，导致列车的保压制动不能施加而后溜。而且四号线列车的其它制动指令都是高电平有效，这种设计是不合理的，对制动列车线故障，即断线或虚接导向安全的考虑欠周到。 能耗偏大
广州地铁四号线车辆直线电机的能耗比其它线路传统电机的能耗要偏大。据分析直线电机的能耗偏大主要原因有：
1. 初、次级气隙比传统电机大，导致其效率和功率因数都比较低；而且出于安全考虑现在的气隙比设计值要大3mm左右，这就更增加了能量的损耗；
2. 直线电机初级铁心两端开断，产生了边端效应，从而引起波形的畸变，也导致了能耗的增加；
3. 四号线试运营期间只有两列车在正线上运行，所以再生制动反馈的能量基本由供电所的制动电阻消耗掉，导致能耗的增加。
牵引控制系统各设备参数
牵引逆变器VVVF 项目 逆变器 供电系统 牵引电机 IGBT 额定电压 额定电流 数值 三相电压源型VVVF逆变器 DC1500V（1000V～1800V；1980V（瞬时） 120KW，155A 3300V 1200A 逆变输出 最大输出电压 直线电机 额定值 输出 电压 电流 频率 同步速度 绝缘等级 线圈温升极限 重量 感应板 型式 宽度 厚度 气隙 间隙传感器 传感器原理 测量范围 适用材料 线性度 采样周期 1080KVA（试验值）2 输出 AC1404V 持续功率 120kw 1100V 162A 22Hz km/h 1小时功率 155kw 1100V 210A 22Hz km/h 200级 200K(电阻测量法) 1550kg(包括防护板重量，不包括安全鼻重量) 铝钢复合式 360 mm 7＋25 mm 9.0＋1/-0 mm 涡电流 0～25 mm 铝和铜 ≦1％（25℃） ms 高速断路器
项目 额定电压 额定电流 分断能力( 2000V、L=2mH时) 过流整定值 滤波器 滤波电抗器 滤波电容器 2.6.7 接触器 LB1,2 CHB1,2
400A 400A ±10％ 数值 2000V 1000A 30,000A( 1500V、ι=15ms) 2200A 第三章 广州地铁四号线电客车的制动控制系统
制动控制系统概述
3.1.1 制动方式
制动是指人为地使列车减速或阻止其加速的过程。使列车减速或阻止其加速的力就叫做制动力，产生这种制动力的装置叫制动装置。列车制动必须满足两个条件：实现能量转换和控制能量转换。
制动方式按列车动能转移方式有摩擦制动和动力制动。城轨车辆常用的摩擦制动方式有闸瓦制动、盘形制动和磁轨制动，城轨车辆常用的动力制动有再生制动和电阻制动。城市轨道车辆一般采用再生制动和电阻制动相结合的电制动优先、空电联合的制动方式，保证在制动系统允许的条件下得到尽可能大的制动减速度。 3.1.2 制动控制系统类型
制动控制系统是制动装置在司机或其他控制装置（如ATC）的控制下，产生、传递制动信号，并对各种制动方式进行制动力分配、协调的部分。目前制动控制系统主要有空气制动控制系统和电空控制制动系统。城轨车辆采用的多为电空控制制动系统。 广州地铁四号线制动控制系统
广州地铁四号线车辆配备有两套制动系统：一个是电制动系统；另一个是电空制动系统（也叫混合制动）。
1. 常用制动优先使用电制动系统（几乎无磨损）。以转向架为单元，根据载重控制制动施加，在正常常用制动条件下，车组的主要制动由电制动提供。如果电制动不足，则由气制动补偿，以确保达到制动指令信号所要求的制动减速率。当速度低于6km/h时，电制动开始渐退出，空气制动开始逐渐施加，交替过程中总制动力不变。当速度小于某一值（项目设定）时，制动下降到某一定值保持不变从而施加保压制动。当列车再次牵引时，需要延迟到保压制动被牵引抵消后才开始启动。
2. （由EBCU（EP2002 G阀和S阀）的微处理器控制气制动；气动制动系统可采用主动式（常用制动）或被动式（停车制动）控制。在主动式控制中，利用气压（压缩空气）通过制动气缸和制动夹钳将制动闸片压靠在制动盘上。在被动式控制中，利用弹簧力对制动闸片施压。主动式和被动式制动相互，且不能同时动作（双通阀），从而可避免制动过度。主动式气制动由针对每台转向架（EP2002网关阀和智能阀）安装的电子制动
控制单元（EBCU）进行连续控制。
3.2 列车常用制动模式
广州地铁四号线常用的列车制动模式主要有常用制动、紧急制动、快速制动、停车制动和保压制动。
常用制动：用于正常的运行情况。
对于常用制动，主要使用电（ED）制动。如果需要，使用空气制动对电制动进行补充。常用制动带有防滑控制和冲击。制动时，必须将主控制器手柄置于制动位置。制动设定点直接正比于主控制器手柄的位置。缓解时，只需要将主控制器手柄置于零位或者牵引位。
紧急制动：是一种减速度较大的气制动。
紧急制动配有防滑控制，但只有空气制动，没有电制动和冲击控制，对紧急制动在每节车中单独进行控制。只有用快速制动：是一种特别的制动模式，可提供与紧急制动一样的减速率。
快速制动：带有防滑控制和冲击。
快速制动以电制动为主，在较低粘着系数下由气制动补充，在某些情况下由于载荷原因，这样的补充制动方式是必要的。要启动快速制动，必须将主控制器手柄置于快速制动位。制动指令可以撤消，将主控制器手柄置于零位置或牵引位可以缓解快速制动，此时列车不需要停稳便可缓解。紧急制动按钮造成的紧急制动才会降弓，其他原因造成的紧急制动不会导致降弓。可以触发紧急制动的系统和设备有警惕按钮系统、ATP 设备、110V DC 控制电源系统供电完全中断、司机台上的紧急按钮、气压低（主风管压力低于）、解钩、超速和紧急制动的列车电气环路的供电中断或功率损耗。只能在列车停稳且主控制器手柄置于零位之后才能缓解。 停车制动：由弹簧施加，由压缩空气缓解。
停车制动为每节车单独控制，可以使列车在AW3载荷下在60‰的坡道上停稳而不发生溜车，停放制动采用的是充气缓解，排气施加，当列车停稳后，按下司机台上的“停放制动施加”按钮，脉冲阀C 左侧线圈励磁，停放制动缸的压缩空气通过双向阀D,脉冲阀C排向大气，停放制动施加，按下司机台“停放制动缓解”按钮，脉冲阀C 右侧线圈励磁， 阀体向右侧运动，压缩空气通过脉冲阀C，双向阀D 进入停放制动缸，从而缓解停放制动，在电源故障时，可以手动操作停放制动脉冲阀缓解或者施加停放制动；也可以用方孔实现手动缓解。
保压制动：是为了防止车辆在停车前的冲击和停车后的溜行。它分两个阶段实施： （1） 当列车制动速度小于6km/h。VVVF触发保压制动信号，同时输给ECU，这时，由VVVF控制的电制动逐步退出，由ECU控制的气制动替代。
（2） 接近停车时，一个小于制动指令的保压制动由ECU开始自动实施。
电制动控制系统
车辆制动一般都是优先选择电制动。电制动分为再生制动和电阻制动两种形式。电制动具有滑行保护和载荷校正功能。因此，每节动车装备有：一个三相调频调压逆变器（VVVF）、一个牵引控制单元（DCU）、一个制动电阻、四个自冷式三相交流电机M1、M2、M3、M4（每轴一个，相互并联）。 再生制动
当发生常用制动时，电动机M变成发电机运行，将车辆的动能变成电能，经VVVF逆变器整流成直流电反馈回接触网，供列车所在接触网供电区段上的其它车辆牵引用和供给本车的其它系统（如辅助系统），此即为再生制动。 电阻制动
如果制动列车所在的接触网供电区段内无其它列车吸收该制动能量，VVVF则将能量反馈在线电容上，使电容电压XUD迅速上升，当XUD达到最大设定值1500V时，DCU启动能耗斩波器模块A14上的门极可关断晶闸管GTO：V1，GTO打开制动电阻RB,制动电阻RB与电容并联，将电机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉，此即为电阻制动。
3.4 电空制动控制系统
电空制动控制系统的结构
电空制动控制系统是一种模拟指令式的控制方式，采用电控制空气、空气再控制空气的方法。电空制动控制系统的方框图如图3－1所示。
图3－1 电空制 动控制系统结构原 理图
图中的输入信号的功能如下：
1. 制动指令：此指令是微处理机根据减速制动要求，即司机施行制动的百分比(常用全制动为100％)所下达的指令。它可以是各种形式的信号，例如模拟电流、七级数字信号等，而上海地铁车辆所使用的是最常用的脉宽调制信号。
2. 制动信号：这个信号是制动指令的一个辅助信号，它表示运行的列车即将要制动。 3. 负载信号：这个信号来自空气弹簧。由空气弹簧的空气压力通过气—电转换器转换成电信号。此信号以客室车门关闭时的贮存信号为准。
4. 电制动关闭信号：此信号为信息信号，它的出现就意味着空气制动要立即替补即将消失的电制动。
5. 紧急制动信号：这是一个安全保护信号，它可以跳过电子制动控制系统，直接驱动制动控制单元中的紧急阀动作。
6. 保持制动：这个信号能防止车辆在停止前的冲动，能使车辆平稳地停车。 它的功能分下列三个阶段实施：
第一阶段：当动车车速低于10 km/h时，保持制动并开始接受摩擦制动力，而电制动逐步消失。在保持制动出现后，电制动的减小延迟0.3s。动车和拖车的摩擦制动力只可达到制动指令的70％。
第二阶段：当车速低于4 km/h时，一个小于制动指令的保持制动级开始实施，即瞬时地将制动缸压力降低。这个保持制动的级取决于制动指令。这个级与时间有关，是由停车检测根据最初的状态来决定的。
第三阶段：由停车检测和保持制动信号共同产生一个固定的停车制动级，而这个固定的级经过负载的修正且与制动指令无关。停车制动的级只能随保持制动信号的消除而消除。
电空制动控制系统的原理
1. 当微处理机根据制动要求而发出制动指令时，伴随着也出现制动信号，此信号使开关线路凡导通，这样，制动指令就能通过R1和R2到达冲动器，以让其检测减速度的变化率是否过大。通过冲动器后的制动指令立即又到达负载补偿器，此补偿器实际就是一个负载检测器。它根据负载信号贮存器中所贮存的负载大小，检测制动指令的大小，然后将检测调整好的指令送至开关线路R3。为了防止制动力过大，R3只有当电制动关闭信号触发下才导通，否则是断开的。通过R3的指令又被送至制动力作用器(这里的制动力还是电信号)，中途还经过R4。制动力作用器将指令信号转化为制动力。
2. 为了缩短空走时间，作用器的初始阶段有一段陡峭的线段，然后再转向较平坦斜线平稳地上升，直至达到指令要求。从作用器出来的电信号被送至电—气转换器。这个转换器是将电信号转换成控制电流，再由这个控制电流去控制制动控制单元BCU中的模拟转换阀，并且接受模拟转换阀反馈回来的电信号，从而进一步调整控制电流。该转换器并没有真正将电信号(弱电)转换成控制空气压力。从电—气转换器输出的控制电流直接控制BCU中的模拟转换阀，这就完成了微处理机对BCU的控制。当然在列车速度低于4km／h时，制动指令将被保持制动的级(与制动指令相对应)所替代，这在前面已有叙述。 3. 当列车需要施行常用全制动(即100％制动指令)和紧急制动时，最大常用制动信号或紧急制动信号可触发一个旁路或门电路，使它输出一个高电平来驱动开关电路R4，使制动作用器直接接受负载贮存器的信号，从而大大缩短信号传输时间，并使电—气转换器工作。
4. 需要补充说明的是：制动作用器初始阶段有一段陡峭线段，这是由于跃升元件所导致的。跃升元件是一个非稳态触发器，它可由电制动关闭信号、制动信号及制动指令信号中的任一个信号将其触发，使它输出一个高电平。同样，这个高电平也可使旁路或门电路触发输出一个高电平从而使R4动作，导致制动作用器直接接收负载信号，产生了一段陡峭的线段。
3.5 基础制动控制系统
广州地铁四号线电客车的基础制动控制采用的式盘式制动装置， 盘式制动装置的结构及工作原理
盘式制动有轴盘式和轮盘式之分。一般采用轴盘式盘形制动装置，当轮对中间由于牵引电机等设备使制动盘安装发生困难时，可采用轮盘式盘形制动装置。制动时，制动缸通过制动夹钳使闸片夹紧制动盘，使闸片与制动盘间产生摩擦，把电动车组的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片散于大气。 盘式制动控制原理
每一节车各有一个S阀和一个G阀（即制动系统的控制单元），一个阀控制一个转向架。其中两个G阀中有一个是主G阀，负责与列车总线的通讯功能，由主G阀计算出当时本节车所需气制动力大小的电信号，并将电信号传输给其他三个阀，每个阀根据本转向架的载重而换算出相应的空气压力并通过气阀单元调整出需要的空气压力传向转向架的盘形制动器（即制动盘）来施加气制动。
第四章 广州地铁四号线电客车的车门控制系统
车门控制系统概述
车门按驱动方式的不同可以分为电控风动门和电传动门；按开启方式的不同可以分为内藏钳入式对开侧移门、外侧门、塞拉门和外摆式车门；按用途的不同可以分为客室车门、紧急疏散门和司机室车门。车门控制有气动控制和电动控制两种。
广州地铁四号线车门为电动塞拉门，每节车有6对车门，一边3对，两单元编号方式对应，即本端激活端时，左侧按1、3、5编号，右侧按2、4、6编号，另一单元与之对应。车门控制采用电控。
广州地铁四号线车门开关门的动作时间约为3秒正负，其控制及执行机构由：电子门控器（EDCU），门电机、门到位检测开关S1、S2，隔离开关S3（即切除），解锁开关S4，司机钥匙开关S5，内侧车门指示灯H1、车门切除指示灯H2、外侧车门指示灯等组成。
4.2 车门结构及工作原理
塞拉门的优点
塞拉门是地铁和轻轨列车普遍采用的一种车门系统, 与传统的内藏式车门和外挂式车门相比较, 塞拉门系统具有如下优点:
1. 具有良好的密封性能, 对传入客室内噪声有较好的屏蔽作用, 同时可降低客室空调的能耗;
2. 由于车门在关闭状态时, 门页外表面与车体侧墙成同一平面, 有利于列车在高速运行时减小空气的阻力; 3. 可靠性高, 控制智能化;
4. 使列车外观平滑, 整体和谐美观。
广州地铁四号线车辆的微动塞拉门系统是由丝杆螺母传动的电动电控车门, 具有可靠性高、结构紧凑、重量轻、维护性好、使用寿命长等优点。 塞拉门系统的组成及工作原理 1. 车门结构
车门系统由驱动电机、传动装置、承载导向装置、锁闭装置、操作装置和门控器等组成。（如图4－1 车门系统结构原理）
图4－1 车门系统结构原理
车门机构通过门顶的一个吊架被安装在车体的侧墙上,车门的左、右门页与携门架进行连接, 携门架通过滚珠直线轴承在长导柱上滑动, 进而通过长导柱传递开关门的力以及将门扇和携门架自身的重量传递给长导柱。同时, 携门架通过丝杆上的螺母与门的传动装置连接起来, 由丝杆的转动, 带动车门的运动。在门的运动中, 除了长短导柱起运动导向作用外, 门机构中还设有上、下滑道。上滑道安装在门顶, 携门架上有一个滚轮在滑道上滚动; 下滑道安装在门页上, 一个安装在车体结构上的滚轮摆臂装置沿滑道运动。两者也起着运动导向的作用。车门的手动解锁装置通过钢丝绳与电机制动闸相连接, 操作解锁装置后, 使制动闸盘的啮合的齿分开, 当列车停止后即可手动打开车门。运营初期操作解锁装置列车停止后车门将自动打开, 考虑到四号线为第三轨供电方式, 自动开门后, 乘客有可能会被挤落到隧道内造成事故, 给运营安全带来隐患, 所以与厂商协商后, 通过更改门控系统的软件后, 使操作解锁装置后车门需要手动才能打开。
2. 车门的工作原理
门的运动由电子门控器控制, 电机驱动。电机通过锁闭装置与丝杆螺母副连接, 丝杆上的螺母通过铰链与携门架相连。为了提供门页的摆动和平移运动, 门页与携门架相连; 同时, 携门架在纵向长导柱上滑动。长导柱连接在3个挂架上, 每端各一个, 中间再放一个。这3个挂架在短导柱上运动, 同时短导柱安装在承载支架上。携门架和挂架内安装有直线轴承, 以确保机构运动平稳。门页在摆动和平移运动过程中的控制, 由导向滚轮和上下导轨组成的系统完成。门页从完全关闭状态开始运动, 电机带动丝杆螺母副, 引起携门架、长导柱、挂架、下滚轮导向部件中的转臂动作, 并最终使得门页在导向系统的引导下向外做摆出运动。在达到完全摆出状态后, 导向系统控制门扇的直线平移, 使门页平行于车辆侧面运动。在平移过程中, 携门架使门页沿着长导柱自由滑动, 直到门页达到完全打开状态。这样就实现了车门在x,y方向上的运动, 完成塞拉动作。
4.3 车门控制原理
电子门控单元EDCU是车辆电源和车门机械操纵机构之间的接口，由可编程序控制器（PLC）实现，其客室车门的控制原理如图4－2所示。
图4－2车门的控制原理图
车门具有零速保护和安全联锁电路，开关门有报警装置。 4.3.1 开关门
整个门系统的运动是由EDCU来控制，电机驱动的。电机通过传动系统驱动丝杆螺母系统；丝杆上的螺母通过铰链与门页相连，因此驱动门叶开关，丝杆螺母机构保证了门页的同步性。
通常开关门是通过安装在司机室内的开关门按钮来实现的。开关门按钮安装在司机室内，每侧设一套。当司机用主控钥匙启动司机台时，开关得电，当所有车门被关闭和锁闭时，关门按钮灯亮，如果有任何一扇门处于打开状态，那么关门按钮就不会亮。这样就为司机提供了车门状态指示，使司机得以通过每侧的开关门按钮来操纵车门，并且每侧都有单独的电路。-
车门既可在ATO模式下自动打开也可以由司机进行开关，考虑到安全的因数，有两种不同的门控信号。 （1） 门开使能 （2） 开门指令
在通常的操作中车门打开可以由ATP来使能，这些操作都是在开门过程中通过EDCU来进行控制的。
只有当列车静止且在站台正确的位置时，ATP系统才能给出使能信号。在URM模式下操作，可以通过司机室的按钮来实现开门使能，在这种情况下，车门使能与牵引控
制单元的0km/h信号互锁。门只有在司机操纵台启动下才能打开。当列车控制只连接着ATP系统时，开门及关门是不可能的。
当司机按下关门按钮后，关门信号通过列车线向每个车门发出，每个车门的EDCU收到关门信号后将控制电机驱动丝杆从而使门页关闭并锁好。
单个车门的开关还可以通过乘务员钥匙开关来实现。在每辆车上的两个车门内外侧都安装有乘务员钥匙开关。当车门关闭锁上且蓄电池电源可用时，该乘务员钥匙开关可被授权人员使用来进出车辆。钥匙开关有三个档位，即开、断和关。只有当开关处于断位置时，钥匙才能被插入和拔出。当该位置处于开位时将导致车门解锁并部分打开，然后才能手动全部打开。将钥匙重新设定在断位不会影响车门的状态，打开车门将会断开车辆的安全回路。
将钥匙旋转至关闭位置将使车门关闭并锁上。一旦锁上，列车安全回路将重新形成，如果所有车门接受来自司机室开关门按钮的指令开关门时，操纵该装置将不会起作用。 零速度保护
车速为0时，车门控制器得到零速信号后开门功能才能作用。当车速大于5km/h时，车门仍然开启的时候，将启动自动关门。 安全回路
锁闭开关检测到检测到车门完全关闭后，其常开触点闭合，同一节车同侧所有车门的锁闭开关常开触点串联，形成关门安全联锁电路。一列车的关门安全联锁电路形成环路，所有车门关好后，司机室内门已锁闭指示灯亮，列车方可启动。列车左右侧安全联锁电路完全隔离，无共用元件。由于车门的状态关系到乘客及运营安全，为确保列车运行过程中车门正确锁闭，只要检测到有一个车门没有正确锁闭，列车将无法启动，而在运行过程中，如果有乘客将紧急解锁手柄拉下，安全回路断开列车将触发紧急制动并停车。 车门的切除
当单个车门故障时，为了不影响列车的正常运行，通过专用的钥匙将该车门进行电隔离称为车门切除。切除车门后，安全回路将通过门切除行程开关组成安全回路。门切除后，该门不再受开关门指令控制，可以通过专用的钥匙将该车门复位。 障碍物探测
如果关门时碰到障碍物，最大关门力最多持续0.5秒，然后车门可以重新打开一段距离，再重新关闭或保持这个位置进行一段时间的调节，再完全关上。如果障碍物一直
存在，经过几次探测后，门将处于打开状态。障碍物探测的次数及障碍物的大小可以通过EDCU来设定。
电动门的障碍物探测是通过测定电机电流值实现的，关门时序中，每一时序的额定电机电流曲线存储并可自动调整，如果电机电流实际值超过额定值，则启动障碍物探测功能。 故障诊断
在门控器上通过 LED 显示了所有的输入与输出门控器的信号, 确保无须任何手段即可方便地检查车门系统。除了显示门控器上个信号的输入输出状态以外, 还有一个 LED 指示灯可以显示车门的故障, 通过预设的 LED 指示灯的闪烁编码, 来显示车门所存在的故障, 不同的车门故障所闪烁的次数不同。如果同时存在几个车门故障, 那么将根据程序中设置的故障等级的优先顺序排列, 当优先级高的故障排除以后, 再显示次于该优先级故障的闪烁代码, 直到故障全部清除。同时, 诊断出的故障通过门总线传输给列车信息管理系统, 方便在司机的 TMS 上对故障进行监控。 再开门功能
在列车发出关门指令后, 发现车门的安全互锁回路信号没有反馈, 即可以通过激活再开门功能的再开门列车线, 使没有关到位的车门重新打开后再关闭, 关到位的车门将不再打开, 避免所有车门全部打开可能造成的影响运营的情况
4.4 车门控制系统常见故障分析
常见故障
广州地铁四号线车辆投入运营以来, 列车的故障较少, 相比一、二、三号线而言基本没有因车门系统故障而影响列车的正常运营。车门在列车使用中出现的故障主要集中为以下几点: （1） 车门不能打开； （2） 车门无法关闭； （3） 检测不到车门信号； （4） 开关门时动作不良。 故障原因分析
导致上述故障的原因主要有以下几个方面:
1.各种接线端连接不牢, 在列车正常运营过程中, 容易松脱。如开关门列车线松动从而导致车门不能正常打开或关闭, TMS的连接线路脱开而导致无法检测车门信号, 解决办法是重新紧固各接线端子。
2. 车门在运行中由于频繁的操作, 导致一些本来安装调好的门上机构的位置有了变化, 使门在开关的时候动作不良, 要注意调节和经常检查的一些机构有档销与门槛嵌块的相对位置关系，平衡轮与门页凹槽的相对位置关系等。
3.一些机械部件本身存在问题，如曾出现过门连轴器的一个螺钉断掉使驱动电机与丝杆的连接有松动导致不能开门。
4. 一些螺栓等紧固件松动, 车门的导轨螺栓松动, 会导致开门动作不良；门的下滚轮松脱而不能正常开门等。
车门的主要技术参数
广州地铁四号线车门的主要技术参数如下表： 项目 净开宽度 净开高度 供电电压 开门时间 关门时间 开、关门时间调整范围 障碍探测最小障碍物 车门关紧塞拉力 数值 1400±4 mm 1860±10 mm DC110V（允差根据EN50155标准） 3± 3± ≤25×60 mm（宽×高） ≤150-200N（每个门页） 第五章 广州地铁四号线电客车的车钩
5.1 车钩概述
车钩缓冲装置的作用
车钩缓冲装置是连接车辆最基本的部件，也是最重要的部件之一，它的作用是连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离，并且传递和缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。
SCHARFENBERG(r)车钩可实现铁路车辆的自动连挂。一节车厢驶到另一节车厢并对准后，这种车钩即可在无需人工协助的情况下实现车厢的连挂。即使在连挂车辆存在水平和垂直角度误差时，这种车钩也可实现车辆的自动连挂。该款车钩可实现连挂列车的竖曲线和平曲线运动及旋转运动。
除可实现机械连挂外，这种车钩还可实现电动和气动连挂。车钩实现机械连挂后，风管会自动连接起来。机械连挂后，电动车钩受气动作用向前移动，使二者之间形成电气连接。
钩尾座内的减震器确保了减震作用对缓冲和牵引均有效。车钩牵引杆还包括一个摩擦簧和一个缓冲器，对超过钩尾座吸收能力的作用力起到缓冲作用。
解钩既可通过驾驶室遥控自动完成也可在轨道旁手动完成。车厢解钩和分离后，车钩会再次进入连挂准备状态。 车钩的分类
城轨地铁车辆使用的车钩基本可以分为全自动车钩、半自动车钩和半永久牵引杆。车钩可实现两列车的连挂，实现两列车的机械和电气连接,车钩实现机械连挂后，风管会自动连接起来。机械连挂后，电动车钩受气动作用向前移动，使二者之间形成电气连接。机械连挂好可实现带动另一列车运行,电气连挂可实现两列车的通话及电气控制(如拍紧制时两列车同时紧制) 。连挂是否好可通过试拉,通话,缓解施加停车制动等判断,解钩可通过司机台面的”解钩”按钮实现
广州地铁四号线电客车的车钩应用情况
广州地铁四号线车辆的车钩系统在4辆编组的列车内部采用半永久牵引杆和半自动车钩连接的形式，在两列车组之间采用全自动车钩连接。每种形式的车钩均提供机械、气路和电路连挂。每4辆编组的列车外端设置全自动车钩，机械、气路、电路连挂和解
钩可以全自动完成。每4辆编组的列车可分为两个两辆车编组单元，单元之间采用半自动车钩连接，机械、气路连挂和解钩（也可手动解钩）可以全自动完成，电路连挂和解钩必须手动完成。每两辆车编组单元内两车之间采用半永久牵引杆。此种形式的车钩提供的机械、气路和电路连挂和解钩必须在库房内手动完成。
5.2 全自动车钩
广州地铁四号线车辆在每4辆编组的列车外端设置全自动车钩，机械、气路、电路连挂和解钩可以全自动完成。
全自动车钩位于列车前端部，其电气和风路连接装置都在钩头上，当车辆连挂时，车钩的机械、风路、电路系统都能自动连接；解构时可在司机室控制自动解钩或采用手动解钩。解钩后，车钩即处于待挂状态;电气连接器通过盖板自动关闭，以防止水和尘土进入；主风管连接器也自动关闭，防止压缩空气进入。 全自动车钩的结构
全自动车钩主要由机械钩头、环形橡胶缓冲器、风管连接器、电气连接器、对中装置、风动解钩系统、气路管、车钩支撑座、钩尾冲击座等部分组成。 1. 机械钩头
机械钩头和车钩锁闭器可以完成两列车组之间的机械连挂。车钩钩头上有阴阳锥形头，可以使两车钩中心线自动平行对中，并具有比较大的水平和垂直方向上的连接结合范围。
机械钩头有一个比较大的连接面可以吸收压缩能量。牵引力可以通过车钩锁闭器（钩盘、连杆、中心枢轴和拉伸弹簧）传递。牵引和压缩力从机械钩头通过车钩柄和橡胶缓冲器传递到车体底架上。
低于额定负荷的能量可以通过橡胶缓冲器吸收。超过橡胶缓冲器能量吸收能力的能
量（比如说由于冲击造成的）通过特定的保护装置吸收。 2. 环形橡胶缓冲器
环形橡胶缓冲器是用来缓和列车运行中个车辆之间的纵向作用力，以及车辆在调车连挂时的冲击作用。提高列车运行的平稳性和舒适度，保护车辆不致损坏。
环形橡胶缓冲器主要由橡胶金属片，前后钢制从板，牵引杆和缓冲器体组成。 3. 风管连接器
风路连接部分设有主风管连接器和解钩风管连接器。主风管配有主风管自动阀，在解钩时可自动切断气路，在连接时可自动接通气路。解钩风管始终处于连通状态，由司
机操纵电磁阀控制管路的通、断达到自动解钩或连挂的目的。主风管连接器由连接器和自动阀组成，自动阀主要由阀体、滑阀、顶杆、阀垫、密封圈、橡胶套和顶杆弹簧组成。在两钩的连挂过程中，位于两钩钩头前端的顶杆和密封圈最先接触并受压，在密封圈防止泄漏的同时，顶杆压缩顶杆弹簧，使阀垫、滑阀后退，开通主风管的气路。解钩时，因顶杆失去压力，顶杆在顶杆弹簧的作用下复位，从而自动截断主风管的气路，防止压缩空气泄漏。
解钩风管连接器主要由阀体、密封圈、滑套、橡胶套、前弹簧、后接头和滤尘网组成。在车钩连接时，两钩的密封圈相互受压，借助于滑套、橡胶套和前弹簧使压力达到70—160N，保证气路开通不泄漏。在解钩时，因其不设自动阀，不能自动关闭解钩风管气路，这样更有利于解钩风缸迅速排出风压，解钩风管活塞在弹簧作用下尽快复原，使车钩恢复为待挂状态。 4. 电气连接器
电气连接器由左右电气箱组成，分设于钩头的两侧，或者上下端面，并可前后伸缩。电气箱外装有保护罩，当两钩连接时，电气箱可推出使其端面高于车钩端面，此时保护罩自动开启；解钩后，电气箱退回至原位置，保护罩自动关闭。左右电气箱内的触点分别为固定触点和弹性触点，保证电气连接时密接可靠。 5. 对中装置
对中装置将解钩车钩保持在纵向车轴位置，防止车钩横向摆动。 固定：对中装置通过四枚螺钉固定在钩尾座轴承座下方。
工作模式：对中装置外壳内安装了一个旋转式凸轮盘，与钩尾座枢轴之间形成一种刚性连接，这样，车钩水平摆动时，钩尾座枢轴就会转动。凸轮盘有两处凹槽。通过碟形弹簧，两根带有滚子的心轴被压入凹槽。碟形弹簧使车钩保持在纵向车轴位置。 解钩并分离车辆后，车钩在偏准连挂范围内自动回到中心位置。超出这一角度，车钩保持外摆。
手动摆动：为实现超出偏准连挂范围的急弯道上的连挂（如修理厂内），可以手动方式将对中装置摆出对中范围。
水平调节；可根据纵向车轴，通过外壳后侧的两枚螺钉对车钩重新进行水平调节。 6. 钩尾冲击座
钩尾冲击座前端与车钩支撑座相连接，其后端与车体底架连接，并装有过载保护鼓形套筒，当冲击力超过580KN时，保护套筒对车钩和车体起过载保护作用。 7. 车钩支撑座
车钩支撑座附有垂向支撑和对中装置，垂向支撑使车钩处于水平位置，支撑座将列车纵向力传递到钩尾冲击座和车体底架上。对中装置使车钩未连挂前保持在中心位置，防止其摆动。
5.2.2 全自动车钩的工作原理
全自动车钩有待挂、连挂和解钩三种状态。 1. 待挂状态
待挂状态即车钩连接前的准备状态，这时钩头中的钩锁杆轴线平行于车钩的轴线，钩锁杆的连接销中心于钩舌中心销连接线垂直于车钩的轴线，弹簧处于松弛状态，该位置即车钩连挂准备位。 2. 连挂闭锁状态
欲使两钩连挂，原来处于连挂准备位的两钩相互接近并碰撞时，在钩头前端的锥形喇叭口引导下彼此精确地对中，两钩向前伸出的钩锁杆由于受到对方钩舌的阻碍，各自推动钩舌绕顺时针方向转到，直至在弹簧拉力作用下够所杆滑入对方钩舌的嘴中，并推动钩舌绕逆时针方向返回到原来位置为止。这时两钩的钩锁杆与两钩的钩舌构成一平行四边形，力处于平衡状态，两钩刚性地无间隙地彼此连接，处于闭锁状态。在连挂闭锁状态时，钩舌和钩锁杆的位置与连挂准备状态完全相同，钩舌在弹簧作用下力图保持处于闭锁位。当两钩受牵拉时，拉力均匀地分配在由钩锁杆和钩舌组成的平行四边形两对边即钩锁杆上。当两钩冲击时，冲击力由两钩壳体喇叭口凸缘传递。 3. 解钩状态
气动解钩：由司机操作解钩控制阀达到解钩。这时压力空气经过解钩管充入钩头中的解钩风缸中推动活塞向前运动，压迫在解钩杆上所设置的滚子上，两钩头中的钩舌被同时推至解钩位置。达到解钩后在排气，风缸中受压弹簧使活塞返回到原始位置。
手动解钩：通过拉动钩头一侧的解钩手柄，经钢丝绳、杠杆和解钩杆使两钩的钩舌转动，直至钩锁杆脱出钩舌的嘴口，由此使两钩脱开，处于解钩位。
5.3 半自动车钩
每4辆编组的列车可分为两个两辆车编组单元，单元之间采用半自动车钩连接，机械、气路连挂和解钩可以全自动完成（也可手动解钩），电路连挂和解钩必须手动完成。 半自动车钩用于两编组之间的连挂，通常半自动车钩的钩头连接形式与自动车钩相同，连挂方式和闭锁方式也相同。两个相同的车钩可以在直线线路和曲线线路上自动连挂。半自动车钩可以实现列车单元之间机械连接和风管连接自动连接，电气连接只能手
动。解钩时机械和气路部分可以自动，也可以手动操作，但是不能在司机室集中控制。在半自动车钩上设有贯通道支撑座，用于车辆运行过程和解钩之后支撑贯通道。支撑座可以承受贯通道及所承受的载荷。
半自动车钩的工作原理与全自动车钩基本相同。
5.4 半永久牵引杆
每两辆车编组单元内两车之间采用半永久牵引杆。此种形式的车钩提供的机械、气路、和电路的连挂和解钩必须在库房内手动完成。
半永久牵引杆用于同一单元内车辆之间的编组，使之编组成单元。列车单元在运行中一般不需要分解，通常只在维修时才分解。当两车连挂时即形成刚性连接，其连接间隙最小，垂向运动和转动也很小。这样的连接形式可以保证列车在出轨时车辆之间仍然可以保持相对位置，防止车辆重叠和，减少列车启动及制动时的冲动。每个半永久牵引杆上均有贯通道支撑座，用于车辆运行过程和解钩之后支撑贯通道。支撑座可以承受车辆正常运行时超员情况下贯通道所承受的载荷。半永久牵引杆只是将两车的连接方式由车钩连接改为牵引杆连接，取消了风路和电路的连接。风路和电路的连接只能依靠手动连接。
5.5 车钩的主要技术参数
车钩的主要技术参数见下表： 抗压强度 抗拉强度 车钩长度 车钩重量 车钩牵引杆 摩擦弹簧 车钩牵引杆 减震器 从车钩表面至安装面 不含电缆 行程 最大荷载 最大荷载 行程 移动/固定触件 电动车钩 阴/阳接触件 7/7 屈服强度 屈服强度 牵引 静态，牵引 缓冲 缓冲 800 KN 0 KN 1370±5 mm 约348 kg 约22 mm 约390 KN 约500 KN±10% 约150 mm 14/14 绝缘插头 车钩最大摆角 车钩 对中装置
垂直 水平 再对中角 4 约±6° 约±45° 约±15° 第六章 广州地铁四号线电客车的转向架
6.1 城轨车辆转向架概述
6.1.1 城轨车辆转向架的基本作用及要求
转向架的主要功能有：支撑车体、传递载荷；使车辆顺利通过曲线；传递牵引力和制动力；缓和振动和冲击，提高乘坐舒适性。因此城轨车辆转向架的基本作用及要求主要有：
1. 采用转向架可以增加车辆的载重、长度和容积，提高列车运行速度。 2. 保证在正常情况运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上。并通过轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体的沿着线路运动的平动。
3. 支撑车体，承受并传递来自车体与轮对之间或钢轨与车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。
4. 适应轮轨接触状态的变化，充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力。 5. 保证车辆安全运行，能灵活地沿线路运行及顺利地通过曲线。
6. 悬挂装置可以根据客流的变化调整其刚度，以保证车辆地板面与站台高度相协调，方便旅客的乘降，这对城轨车辆尤为重要。
7. 转向架的结构便于弹簧减震装置的安装，以使其具有良好的减震特性，缓和车辆和线路之间的相互作用力，减小振动和冲击，提高列车运行的平稳性和安全性。
8. 对动力转向架来说，还要便于安装牵引电机及传动装置，以提供驱动车辆的动力。
9. 转向架是车辆的一个部件。在转向架与车体之间的连接件尽可能要少，结构简单，拆装方便，便于转向架制造和维修。 城轨车辆转向架的分类及组成
城轨转向架一般分为动车转向架和拖车转向架，动车转向架即为动车上的转向架，拖车转向架即为拖车上的转向架。
城轨车辆转向架一般由构架、轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、基础制动装置、牵引电机与齿轮变速传动装置等部分组成。
6.1.3 广州地铁四号线电客车的转向架
广州地铁四号线电客车使用的转向架不是严格意义上的径向转向架，而是柔性转向架。柔性定位转向架是指在运行速度低，横向稳定性要求不高的情况下，一系采用柔性悬挂(定位刚度比常规转向架小),以降低轮对横移和摇头刚度(即剪切刚度和弯曲刚度)，由于踏面锥度的存在，减轻了约束的轮对就能够趋于径向位置。由于一系柔性定位转向架无径向装置，在通过曲线时不能使前后轮对同时趋于径向位置，故柔性定位转向架不是真正意义上的径向转向架。
转向架的结构
轮对轴箱装置
轮对由整体辗钢轮和车轴压装而成。车轮轮径为840mm，采用磨耗形踏面，允许车轮磨耗最小直径为770mm。
动力转向架的轮对轴身上安装有齿轮减速箱，用来将牵引电机的转矩传递给轮对，以牵引车辆沿轨道运行。
在轮对的两端装有轴箱，采用SKF排单列圆柱滚柱轴承。轴箱为铝制品，其作用为连接轮对与转向架构架，传递和承受车体和钢轨传来的垂直和侧向载荷。在轴箱盖上还有速度传感器和接地装置。
轮对踏面为锥形，其作用是：（1）便于通过曲线。车辆在曲线上运行，由于离心力作用，轮对偏向外轨，外轨上滚动的车轮滚动圆直径较大，而沿内轨滚动的车轮滚动圆直径较小，这正好和曲线区间线路外轨长，内轨短相适应，减少外轨车轮在钢轨的滑行。（2）可自动调中。车轮在直线线路上运行时，如果车辆中心线与轨道中心线不一致，轮对在滚动过程中能自动纠正偏离位置。（3）由于踏面与钢轨接触面可以不断变化，使踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。
不良影响是由于踏面斜度的存在，引起轮对以至整个车辆发生自激蛇行运动。蛇行运动是引起车辆振动，降低车辆运行品质的主要原因之一。
轮轴结合部采用过盈配合，采用冷压或者热套的方法，使两者牢固地结合在一起，为保证安全，绝不允许有任何忪脱现象发生。配合面锥度为1：300，直径是由内向外减少。
弹簧减振装置
弹簧减振装置包括一系悬挂——人字形多层橡胶弹簧、二系悬挂——空气弹簧、垂向液压减振器、横向液压减振器、抗侧滚扭杆和横向橡胶缓冲挡。
人字形多层橡胶弹簧装设在构架与轮对轴箱之间，它是由多层的橡胶片和钢板经硫化而制成的弹性元件。根据人字形的倾角和橡胶片的层数，可达到所要求的轴箱弹簧的静挠度，并且能做到保证构架和轴箱之间在纵向和横向不同定位刚度的要求。
在车体和构架之间装设有空气弹簧和层叠式橡胶弹簧组合而成的弹性元件，它起着传递载荷、减振和消音的作用。当空气弹簧失效时，层叠式橡胶弹簧还起着应急维持最低限度运行的要求。在车体和构架之间还装有垂向液压减振器用来衰减垂向的振动。
在车体与转向架之间装有高度控制阀，调节空气弹簧想胶囊内的空气，可调节车辆高度。其调节原理如图6－1所示。 ，保压ΔhΔ，充气ΔΔhα 图6－1 高度阀原理 1. 在正常载荷位置(保压)，即h＝H时，充气通路V→L和放气通路L→E均被关闭； 2. 当车体载荷增加时(充气)，这时h 架构架是由20SiMn低合金钢铸成或采用钢板焊接结构，在水平面呈H形，属于H型构架。它包括两根横梁和两根侧梁，各梁壁厚均12mm。在构架上焊有电机座、齿轮箱吊座及各种制动吊座。 牵引连接装置 牵引连接装置设于转向架的中部，起着连接车体和转向架作用，在过曲线时彼此可作少许转动，并且通过牵引杆传递牵引力和制动力。主要由中心销、中心销导架、复合橡胶衬套、中心架、牵引杆、横向减震器、横向橡胶止挡、起吊保护螺栓和碗型垫结构等组成。 牵引电机和齿轮减速箱 每台动力转向架上装有二台牵引电机，呈横向吊挂于构架横梁上。每一轮对的轴上装有单级齿轮箱，牵引电机的输出轴经弹性联轴节与齿轮箱的小齿轮相连接，电机的转矩通过齿轮箱减速(传动比为5.95 ：1)后驱动轮对。 6.2.6 基础制动装置 采用空气制动和电气制动两个系统。由于车辆采用直流电机作为牵引动力，在高速时采用电气制动，但是由于电气制动的效率随着运行速度的降低而降低，当车速降低到一定程度后必须采用空气制动系统。另外，当电制动力不足时，空气制动也作为辅助手段。 空气制动装置采用电子模拟控制制动系统，即：变量输入微机、微机控制电磁阀、电磁阀控制气路，直通充气制动。 6.2.7 抗侧滚扭力杆 为了提高乘坐舒适性，二系悬挂采用较小的刚度，但车辆在外力的作用下产生的侧滚运动或车体通过曲线、侧向力、偏载等因素导致车体偏斜时，二系悬挂较小的刚度使车体两侧较容易出现相对转向架的高度差，即车体相对于转向架发生侧滚运动，这将降低车辆乘坐舒适性和运行平稳性，并且可能使车辆超出列车的动态包络线，所以要在车体与转向架之间要抗侧滚扭力杆。 抗侧滚扭力杆原理：当车体相对于转向架的侧滚运动时，吊杆把车体侧滚运动传递给扭臂，扭臂绕扭杆中心作用一个力偶，使扭杆产生扭转变形。发生扭转变形的扭杆的复原弹力反作用于车体，可以缓冲并减少车体的测滚运动。从而保证了列车的运行安全性和乘坐舒适性。 6.3 转向架的主要技术参数 广州地铁四号线电客车转向架的主要技术参数详见下表： 最大设计速度 100 km/h 最大运行速度 平均运行速度 转向架轴距 车轮直径（新） 车轮直径（最小） 轮对内侧距 最大轴载荷 一系悬挂 二系悬挂 制动 轴承（轴箱） 90 km/h 大于等于45 km/h 2000 mm 730 mm 650 mm 1353 +2 / -2 mm 13 t 双圆锥弹性橡胶钢板混合材料弹簧 空气悬挂 制动盘制动 157 mm 锥形轴承单元 第七章 心得体会 经过近一个学期的努力我的毕业设计终于完成了。回顾做毕业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，既艰辛又充满乐趣。通过本次毕业设计，让我知道了做毕业设计不仅是对我大学三年所学知识的单纯总结和检验，更是对我自己分析问题、解决问题能力的一种提高，同时也是对自己搜索取舍、分析讨论、语言表述能力的考验。 由于我在广州地铁检修班，故毕业设计课题也比较特殊。我这次做的毕业设计课题是广州地铁四号线电客车的构造特点分析，这个课题自由发挥的空间大，但是由于其涉及技术先进，资料缺少，因此做起来还是有一定的困难的。我希望尽自己最大的努力认真完成并有所创新，所以我必须按照指导老师的要求，按照步骤，从课题分析、总体设计、详细设计、总结和答辩，一步步来，循序渐进，把自己所学知识用于到实践中去。 在课题分析阶段，由于我们的毕业设计课题在上个学期放假前就公布了，所以我可以利用暑假时间来研究分析这个课题。通过分析，并认真研究了毕业设计任务书，我把这个课题大致分为了广州地铁四号线电客车的车辆参数、牵引控制系统、制动控制系统、车门系统和车钩系统五大部分，且认真分析了每个部分所涉及的具体内容，这样就做到了心中有数，还初步列出了提纲，然后找指导老师分析了一下，结合老师的意见，最后确定下具体的内容。 在查阅资料阶段，我针对前面确定的提纲，按内容要求分别搜集资料。资料的查阅搜索是一项很繁琐的工作，我充分利用可以利用的资源，比如图书馆、网络、课堂笔记等方式，哪里又就往哪里去。最终，我准备的资料有<<城市轨道交通车辆>>、<<广州地铁四号线直线电机车辆技术知识>>两本书和在网上下载了几篇论文等资料。 在总体设计阶段，我首先筛选了与课题密切相关的东西，在分类整理。通过自己的学习以及自己所学知识，对这些内容消化学习，并做适当的修改，最后再一个部分一个部分的进行设计，再把各部分汇总成整体。 在详细设计阶段，由于前期总体设计完成了，所以我只需要对前阶段未完成的工作再做详细的修改设计，如排版、格式、图形处理等。最后再征询指导老师意见，检查修改，最终定稿。 接下来的任务就是打印说明书，吃透内容，准备答辩了，当然答辩完后，还要对整个过程进行总结。 每个阶段对我都是一种考验，也是对我三年学习成果的验收。 现在毕业设计虽然完成了，但是需要学习总结的东西却还有很多，下面几条是我总 结出来的任务比较重要的几点： 第一， 做到理论与实践的统一。如何将我们学习的理论知识应用到具体的实践中去，如何把别人的东西转变为自己的东西，这都是我们需要学习考虑的问题。 第二， 做到心中有数，有的放矢。切忌盲目地一味复制粘贴，一把抓的拼凑内容，这样是怎么都做不出高质量的毕业设计的，只有做到心中有数，有的放矢，才能又目标又步骤地做出又创新的毕业设计，才能真正将自己的思想融入到我们的毕业设计中去。 第三， 经常交流讨论以及认真仔细的必要。在做毕业设计的每一个环节，都要经常与指导老师、同组成员和同学交流意见，在吸收他们建议的同时，把自己的思想给表达出来了。在排版时最忌粗心大意，因为一标点符号的错误会让你花更多的时间去查找。 总之，通过这次毕业设计，我学到了很多东西。虽然完成了，但我觉得它还只是一个开始而已，对于我们今后要从事的工作来说，只有对自己提出更高的要求，才有更大的动力去努力。 在此，我要特意感谢我的毕业设计指导老师颜琴峰老师一直以来对我的悉心指导和热情帮助，正是在她的一路指引下，才让我在做毕业设计的过程中少走弯路，毕业设计才更加完美。 参考文献 1、《城市轨道交通车辆》主编：曾青中， 出版社：西南交通大学 2、《广州地铁四号线直线电机车辆技术知识》 3、广州地铁四号线车辆塞拉门系统的特点及常见故障分析 王东雷 4、广州地铁4号线直线电机车辆庞绍煌高伟广州市地下铁道总公司广州 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
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