地铁车辆的基本组成及原理
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地铁车辆基础知识培训
运营公司 2013.03
1
ห้องสมุดไป่ตู้
目 录
1. 城轨车辆类型 2. 二号线一期工程车辆主要技术参数
3. 城轨车辆技术介绍
2
1.城轨车辆类型
依据是所选用列车的规格。按照国际标准，城市轨道交通列车可 分为A、B、C三种型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度。 凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编 组列车。 选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨（上海轨道交通8号线除 外），采用2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量 和站台长度。
51
52
53
转向架
转向架作用：
1. 动车转向架具有驱动作用，通过齿轮传动装置将牵 引电机转矩传递至车轮，再通过轴箱装置将车轮沿钢 轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平移
2. 支撑车体，承受并传递车体与轮对间载荷，并使轴 重平均分配 3. 充分利用轮轨间黏着，传递牵引力与制动力 4. 缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证良好运行平稳 性和安全性 5. 保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力
13
3.城轨车辆技术介绍
14
A、B型车辆参数比较
15
16
17
城轨车辆主要组成系统
18
列车编组
19
列车编组图（6节编组）
20
车体
车体概述 ●车体是容纳乘客和司机驾驶的地方，又可以安装与连接其他设备和部件。 ●一般有底架、端墙、侧墙及车顶等。 ●车体结构为轻型、整体承载铝合金结构，底架、侧墙、端墙及车顶均承受载荷。 车体结构能承受垂向、纵向、扭转等载荷。司机室端部结构设计必须满足意外撞车 时的要求。 车体分类 ●按车体形状可以分为V型车体和鼓型车体 ●按车体生产工艺可以分为全焊接车体和铆接车体 ●按车体材料可以分为铝合金车体和不锈钢车体。铝合金车体特点：重量轻、结构 刚度大、隔音能力好、底架设备悬挂布置方便等优点；不锈钢车体具有熔点高、免 油漆等特点。
最大常用制动： 紧急制动：
≥1.0m/s2 ≥1.2m/s2
12
列车故障状态下运行能力要求
列车在丧失1/4动力的情况下，可适当降低列车运 行速度。 列车在AW3载荷工况下，丧失1/2动力的情况下， 能在正线30‰坡道上起动，运行到下一站，清客 后空车能运行至车辆段。
一列AW3载荷的列车，全部丧失动力时，能由一 列空载（AW0）列车，在正线30‰的坡道上起动 并推送到前方有停车线的车站。
54
转向架功能： 1.根据功能分为动车转向架和拖车转向架
2.转向架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。 3.一般由构架、轮对轴箱装置、牵引电机、齿轮传动、 弹簧悬挂装置、基础制动装置和牵引装置等组成。
7
车辆受电
车辆受电方式：架空接触网受电弓 额定供电电压 接触网高度（距轨面） 地下区段 地面及高架区段 库内 DC 1500V
4040mm 5000mm 5300mm
8
9
列车速度
最高运行速度： 构造速度： 平均旅行速度：
80 km/h 90 km/h ≥36km/h
10
列车平均加速度
73
74
电气牵引系统
75
76
受流装置
城轨车辆受流装置分为受电弓和集电靴两种；
77
78
受电弓与集电靴的技术参数比较
79
80
81
电气辅助系统
82
辅助系统包括逆变器及充电机箱（低压电源）、辅助高 压箱、扩展供电箱、接地开关箱等设备。
辅助逆变器是将母线DC1500V网压逆变成三相AC380V的 电压输出的设备，提供地铁列车上的AC220V用电设备及 AC380V用电设备使用。 充电机的工作原理是将辅助逆变器输出的AC380V变换成 DC110V输出，供全车控制用电和蓄电池充电使用。
40
贯通道
41
贯通道
42
车门
43
44
空调和通风
45
照明系统
列车照明系统采用110VDC电源，包括外部照明 和内部照明；
列车外部照明设有前置灯和标志灯；
客室内部照明设有正常照明和紧急照明；
照明方式采用LED平面光源，具有寿命长、节 能、环保等优点。
46
47
48
空气制动系统
3
地铁的定义
在我国的规范中是指，轴重相对较轻， 单方向输送能力在1万～3万人次的轨道 交通系统，称为轻轨；每小时客运量3 万～8万人次的轨道交通系统，称为地铁。
4
2. 二号线一期工程车辆主要技术参数
地铁车辆：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。
人工机械连接，不具备自动机械解钩功能； 人工气路连接； 人工电路连接； 解钩作业需在车辆段采用非气动方法进行
38
39
钩缓装置及车体吸能过程
阶段 1：正常情况下由可复原的弹性缓冲器进行能量 吸收。 阶段 2：由可恢复的弹性缓冲器和不可复原的可压溃 筒体进行能量吸收。 阶段 3：全自动车钩的过载保护装置发生作用，全自 动车钩向后移动。 阶段 4：相邻Tc车的防爬装置互相接触并发生变形， 吸收能量。 阶段 5：相邻Tc车端部结构变形吸收能量。
5
车辆主要技术参数
6
2号线一期工程的车辆选型
我们采购的车辆是：车辆采用B型车。列车编组为6辆编组 4动2拖。16列。
编组方式为：=Tc－Mp－M*M－Mp－Tc= Tc：带司机室的拖车 Mp：带受电弓的动车 M：不带受电弓的动车 = ——全自动车钩； ― ——半永久牵引杆 * —— 半自动车钩 每个Tc－Mp－M为最小可动单元，整列车可解编为两个 Tc－Mp－M最小可动单元。
DC24V模块是将DC110V变换成为DC24V电压供地铁列车 24V用电设备使用。
83
系统原理：
辅助电源电路系统采用各电源系统贯穿全列车 的方式。辅助电路系统由辅助逆变器、低压电 源以及蓄电池提供电源，为地铁车辆上除牵引 动力系统之外的所有用电设备提供电力。
其供电的设备有空调装置、风源装置、照明系 统、控制系统、旅客信息系统等。该系统的电 源电压为三相AC380V、 AC220V 、DC11OV、 DC24V。
89
90
91
乘客信息及视频监控系统
92
中央监视系统
93
乘客信息系统的室内布置
94
乘客信息系统的室内布置
95
列车自动控制系统（ATC）
96
结束语
本次讲座主要介绍了地铁车辆的基本组成、基 本工作原理。
谢
谢！
长沙市轨道交通运营有限公司
97 地铁车辆基础知识培训
55
动车转向架
56
构架
57
构架的功能
构架是转向架的骨架，也是最关键的零部件之 一，也是转向架其它各零部件的安装基础，在 机车的牵引运行中起传递牵引力、制动力、横 向力及垂向力的作用。
58
59
轮对
60
61
交流牵引电机
62
63
齿轮传动装置
64
65
悬挂系统
转向架设置两系悬挂系统
84
辅助供电模式
空调系统（含通风机） 1500VDC 低压电源
风源系统（空气压缩机）
其它
85
86
87
列车控制系统
88
列车控制采用分布式微机网络控制系统，以 通过贯穿列车的总线来传送信息，具有完善 的控制与监视、故障诊断、列车状态信息显 示和储存功能，控制系统显示装置的画面用 中文显示。 两端头车设置了列车信息中央装置，对整个 网络系统进行管理。 列车配备有车载自动控制系统（ATC)，具有 自动驾驶（运行）功能，其中包括有：车载 ATP设备、车载ATO设备、车载无线设备、车 载传感器、天线设备、车载人机接口设备 （MMI）等。 列车驾驶模式包括：ATO有人自动驾驶、ATP 防护人工驾驶、RM限速驾驶、车载信号切除 模式。
49
50
基础制动装置
其作用是将制动缸活塞上所产生的推力（制动 源力）放大若干倍后均匀地传递到各个闸瓦， 使之压紧车轮产生制动作用。 每个转向架设有4个踏面制动单元，其中2个带 有停放制动功能，成对角布置。
单元制动箱内均设有闸瓦间隙自动调整器，当 由于闸瓦或车轮的磨耗，使闸瓦和车轮的间隙 大于某一规定值时，闸瓦间隙调整器就会自动 动作，保证闸瓦间隙始终保持在规定的范围内。
轮对与构架之间称为一系悬挂系统 构架与车体之间称为二系悬挂系统
一系悬挂系统须隔离轮轨间高频振动，降低车辆运行 噪音，衰减垂向振动
二系悬挂系统须保证车辆的平稳性、舒适性和曲线通 过能力，减小车辆的横向振动和垂向振动 两系悬挂系统的综合匹配，必须确保车辆运行平稳， 减小车辆运行中的振动，提高车辆的舒适性和曲线通 过能力
在AW2、半磨耗车轮、平直干燥的轨道及 额定电压DC1500V等工况下的平均加速度 指标为：
列车从0加速到40 km/h： ≥1.00m/s2 列车从0加速到80 km/h： ≥0.6m/s2
11
列车平均制动减速度
在AW2、半磨耗车轮、平直干燥的轨道 等工况下，列车从最高运行速度80km/h 制动到停车，平均减速度为：
自动机械连接； 自动气路连接； 自动电路连接； 可在司机室内操作，实现自动气动解钩； 全自动车钩还设置过载保护装置
34
半自动车钩
35
半自动车钩技术特征
自动机械连接； 自动气路连接；
人工电路连接；
可自动连挂，可人工拉动手柄进行解钩 操作。
36
半永久牵引杆
37
半永久牵引杆技术特征
21
Tc车车体(带司机室的拖车 )
22
Mp车车体(带受电弓装置的动车 )
●
23
M车车体(不带受电弓的动车 )
24
驾驶室
25
铝合金车体与不锈钢车体的比较
26
内装
27
座椅、拉手、照明、通风、车门、空调及取暖
28
29
30
车钩和缓冲器
31
32
全自动车钩
33
全自动车钩技术特征
66
67
一系悬挂及轴箱
68
69
二系悬挂
70
71
牵引装置
牵引装置负责 车体和转向架 之间的纵向作 用力的传递
72
抗侧滚装置
地铁车辆还在车体和转向架之间设置抗侧滚装 置，每个转向架设有一套抗侧滚装置。
其功能是限制车体由于通过曲线时的离心力或 侧向风产生的侧滚运动，严格控制车体相对于 转向架构架的侧滚，使车辆运行在包络线的允 许范围内，提高车辆的倾覆安全性。
运营公司 2013.03
1
ห้องสมุดไป่ตู้
目 录
1. 城轨车辆类型 2. 二号线一期工程车辆主要技术参数
3. 城轨车辆技术介绍
2
1.城轨车辆类型
依据是所选用列车的规格。按照国际标准，城市轨道交通列车可 分为A、B、C三种型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度。 凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编 组列车。 选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨（上海轨道交通8号线除 外），采用2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量 和站台长度。
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转向架
转向架作用：
1. 动车转向架具有驱动作用，通过齿轮传动装置将牵 引电机转矩传递至车轮，再通过轴箱装置将车轮沿钢 轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平移
2. 支撑车体，承受并传递车体与轮对间载荷，并使轴 重平均分配 3. 充分利用轮轨间黏着，传递牵引力与制动力 4. 缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证良好运行平稳 性和安全性 5. 保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力
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3.城轨车辆技术介绍
14
A、B型车辆参数比较
15
16
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城轨车辆主要组成系统
18
列车编组
19
列车编组图（6节编组）
20
车体
车体概述 ●车体是容纳乘客和司机驾驶的地方，又可以安装与连接其他设备和部件。 ●一般有底架、端墙、侧墙及车顶等。 ●车体结构为轻型、整体承载铝合金结构，底架、侧墙、端墙及车顶均承受载荷。 车体结构能承受垂向、纵向、扭转等载荷。司机室端部结构设计必须满足意外撞车 时的要求。 车体分类 ●按车体形状可以分为V型车体和鼓型车体 ●按车体生产工艺可以分为全焊接车体和铆接车体 ●按车体材料可以分为铝合金车体和不锈钢车体。铝合金车体特点：重量轻、结构 刚度大、隔音能力好、底架设备悬挂布置方便等优点；不锈钢车体具有熔点高、免 油漆等特点。
最大常用制动： 紧急制动：
≥1.0m/s2 ≥1.2m/s2
12
列车故障状态下运行能力要求
列车在丧失1/4动力的情况下，可适当降低列车运 行速度。 列车在AW3载荷工况下，丧失1/2动力的情况下， 能在正线30‰坡道上起动，运行到下一站，清客 后空车能运行至车辆段。
一列AW3载荷的列车，全部丧失动力时，能由一 列空载（AW0）列车，在正线30‰的坡道上起动 并推送到前方有停车线的车站。
54
转向架功能： 1.根据功能分为动车转向架和拖车转向架
2.转向架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。 3.一般由构架、轮对轴箱装置、牵引电机、齿轮传动、 弹簧悬挂装置、基础制动装置和牵引装置等组成。
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车辆受电
车辆受电方式：架空接触网受电弓 额定供电电压 接触网高度（距轨面） 地下区段 地面及高架区段 库内 DC 1500V
4040mm 5000mm 5300mm
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列车速度
最高运行速度： 构造速度： 平均旅行速度：
80 km/h 90 km/h ≥36km/h
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列车平均加速度
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电气牵引系统
75
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受流装置
城轨车辆受流装置分为受电弓和集电靴两种；
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受电弓与集电靴的技术参数比较
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电气辅助系统
82
辅助系统包括逆变器及充电机箱（低压电源）、辅助高 压箱、扩展供电箱、接地开关箱等设备。
辅助逆变器是将母线DC1500V网压逆变成三相AC380V的 电压输出的设备，提供地铁列车上的AC220V用电设备及 AC380V用电设备使用。 充电机的工作原理是将辅助逆变器输出的AC380V变换成 DC110V输出，供全车控制用电和蓄电池充电使用。
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贯通道
41
贯通道
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车门
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空调和通风
45
照明系统
列车照明系统采用110VDC电源，包括外部照明 和内部照明；
列车外部照明设有前置灯和标志灯；
客室内部照明设有正常照明和紧急照明；
照明方式采用LED平面光源，具有寿命长、节 能、环保等优点。
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空气制动系统
3
地铁的定义
在我国的规范中是指，轴重相对较轻， 单方向输送能力在1万～3万人次的轨道 交通系统，称为轻轨；每小时客运量3 万～8万人次的轨道交通系统，称为地铁。
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2. 二号线一期工程车辆主要技术参数
地铁车辆：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。
人工机械连接，不具备自动机械解钩功能； 人工气路连接； 人工电路连接； 解钩作业需在车辆段采用非气动方法进行
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钩缓装置及车体吸能过程
阶段 1：正常情况下由可复原的弹性缓冲器进行能量 吸收。 阶段 2：由可恢复的弹性缓冲器和不可复原的可压溃 筒体进行能量吸收。 阶段 3：全自动车钩的过载保护装置发生作用，全自 动车钩向后移动。 阶段 4：相邻Tc车的防爬装置互相接触并发生变形， 吸收能量。 阶段 5：相邻Tc车端部结构变形吸收能量。
5
车辆主要技术参数
6
2号线一期工程的车辆选型
我们采购的车辆是：车辆采用B型车。列车编组为6辆编组 4动2拖。16列。
编组方式为：=Tc－Mp－M*M－Mp－Tc= Tc：带司机室的拖车 Mp：带受电弓的动车 M：不带受电弓的动车 = ——全自动车钩； ― ——半永久牵引杆 * —— 半自动车钩 每个Tc－Mp－M为最小可动单元，整列车可解编为两个 Tc－Mp－M最小可动单元。
DC24V模块是将DC110V变换成为DC24V电压供地铁列车 24V用电设备使用。
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系统原理：
辅助电源电路系统采用各电源系统贯穿全列车 的方式。辅助电路系统由辅助逆变器、低压电 源以及蓄电池提供电源，为地铁车辆上除牵引 动力系统之外的所有用电设备提供电力。
其供电的设备有空调装置、风源装置、照明系 统、控制系统、旅客信息系统等。该系统的电 源电压为三相AC380V、 AC220V 、DC11OV、 DC24V。
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乘客信息及视频监控系统
92
中央监视系统
93
乘客信息系统的室内布置
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乘客信息系统的室内布置
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列车自动控制系统（ATC）
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结束语
本次讲座主要介绍了地铁车辆的基本组成、基 本工作原理。
谢
谢！
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97 地铁车辆基础知识培训
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动车转向架
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构架
57
构架的功能
构架是转向架的骨架，也是最关键的零部件之 一，也是转向架其它各零部件的安装基础，在 机车的牵引运行中起传递牵引力、制动力、横 向力及垂向力的作用。
58
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轮对
60
61
交流牵引电机
62
63
齿轮传动装置
64
65
悬挂系统
转向架设置两系悬挂系统
84
辅助供电模式
空调系统（含通风机） 1500VDC 低压电源
风源系统（空气压缩机）
其它
85
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87
列车控制系统
88
列车控制采用分布式微机网络控制系统，以 通过贯穿列车的总线来传送信息，具有完善 的控制与监视、故障诊断、列车状态信息显 示和储存功能，控制系统显示装置的画面用 中文显示。 两端头车设置了列车信息中央装置，对整个 网络系统进行管理。 列车配备有车载自动控制系统（ATC)，具有 自动驾驶（运行）功能，其中包括有：车载 ATP设备、车载ATO设备、车载无线设备、车 载传感器、天线设备、车载人机接口设备 （MMI）等。 列车驾驶模式包括：ATO有人自动驾驶、ATP 防护人工驾驶、RM限速驾驶、车载信号切除 模式。
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50
基础制动装置
其作用是将制动缸活塞上所产生的推力（制动 源力）放大若干倍后均匀地传递到各个闸瓦， 使之压紧车轮产生制动作用。 每个转向架设有4个踏面制动单元，其中2个带 有停放制动功能，成对角布置。
单元制动箱内均设有闸瓦间隙自动调整器，当 由于闸瓦或车轮的磨耗，使闸瓦和车轮的间隙 大于某一规定值时，闸瓦间隙调整器就会自动 动作，保证闸瓦间隙始终保持在规定的范围内。
轮对与构架之间称为一系悬挂系统 构架与车体之间称为二系悬挂系统
一系悬挂系统须隔离轮轨间高频振动，降低车辆运行 噪音，衰减垂向振动
二系悬挂系统须保证车辆的平稳性、舒适性和曲线通 过能力，减小车辆的横向振动和垂向振动 两系悬挂系统的综合匹配，必须确保车辆运行平稳， 减小车辆运行中的振动，提高车辆的舒适性和曲线通 过能力
在AW2、半磨耗车轮、平直干燥的轨道及 额定电压DC1500V等工况下的平均加速度 指标为：
列车从0加速到40 km/h： ≥1.00m/s2 列车从0加速到80 km/h： ≥0.6m/s2
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列车平均制动减速度
在AW2、半磨耗车轮、平直干燥的轨道 等工况下，列车从最高运行速度80km/h 制动到停车，平均减速度为：
自动机械连接； 自动气路连接； 自动电路连接； 可在司机室内操作，实现自动气动解钩； 全自动车钩还设置过载保护装置
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半自动车钩
35
半自动车钩技术特征
自动机械连接； 自动气路连接；
人工电路连接；
可自动连挂，可人工拉动手柄进行解钩 操作。
36
半永久牵引杆
37
半永久牵引杆技术特征
21
Tc车车体(带司机室的拖车 )
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Mp车车体(带受电弓装置的动车 )
●
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M车车体(不带受电弓的动车 )
24
驾驶室
25
铝合金车体与不锈钢车体的比较
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内装
27
座椅、拉手、照明、通风、车门、空调及取暖
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30
车钩和缓冲器
31
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全自动车钩
33
全自动车钩技术特征
66
67
一系悬挂及轴箱
68
69
二系悬挂
70
71
牵引装置
牵引装置负责 车体和转向架 之间的纵向作 用力的传递
72
抗侧滚装置
地铁车辆还在车体和转向架之间设置抗侧滚装 置，每个转向架设有一套抗侧滚装置。
其功能是限制车体由于通过曲线时的离心力或 侧向风产生的侧滚运动，严格控制车体相对于 转向架构架的侧滚，使车辆运行在包络线的允 许范围内，提高车辆的倾覆安全性。