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北京地鐵SFM05型電動車組

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北京地鐵 SFM05 型地鐵列車
074號車組駛出西紅門站
(2021年6月)
001號車組駛入安河橋北站
(2021年2月)
概覽
類型B型地鐵車輛
型號SFM05
原產國 中華人民共和國
製造南車青島四方機車車輛
產量86組
其中4號線53組,大興線33組
車輛總數516輛
車輛編號001-040(一期車)
061-093(二期車)
041-053(三期車)
製造年份2008年(一期車)
2010年(二期車)
2013年(二期車)
投入服務4號線:2009年9月28日
大興線:2010年12月30日
主要用戶北京京港地鐵有限公司
營運路線4號線大興線
車輛基地馬家堡車輛段
龍背村停車場
南兆路車輛段
技術數據
列車編組3M3T
UIC軸式2′2′+Bo′Bo′+2′2′+Bo′Bo′+Bo′Bo′+2′2′
編組長度117.88[1]m
車輛長度先頭車:19380[1] mm
中間車:19000[1]mm
車體闊度2800[1]mm
車體高度3800[1]mm
地板高度1,100[1]mm
車輛重量先頭車 30[1] t
中間動車 35[1] t
中間拖車 28[1]t
編組重量193t
軸距2200[1]mm
軌距1435mm
轉向架南車青島四方機車車輛
搖枕空氣彈簧轉向架
一期車:SDB-80 (B4)
二期車、三期車:SDB-80 (DX)
車體材質SUS301 不鏽鋼[1]
車門全列均為南京康尼機電股份制 [2][3]
電控電動外掛密閉門(6×4 對)
編組載客量1408 人
營運速度70~80km/h
設計最高速度80km/h
起動加速度0~40 km/h:≥ 0.83 m/s² [1][4]
0~80 km/h:≥ 0.5 m/s² [1][4]
常用減速度≥ 1.0 m/s² [1][4]
緊急減速度≥ 1.2 m/s² [1][4]
供電制式DC 750V第三軌供電[4][5]
受流方式上接觸型集電靴
傳動方式直-交
牽引電動機龐巴迪運輸制 MJC 220-1 [6]
鼠籠式三相異步交流牽引電動機(3×4 台)
電動機功率180 kW [6][7]
牽引功率2160 kW
傳動比7.611(137/18)[1][7]
控制裝置龐巴迪運輸
MITRAC TC1410 系列
IGBT-VVVF(1C4M1群方式,3組)
驅動裝置瓦特烏齒輪[7]
鼓形齒聯軸節驅動裝置
變速段數牽引4段
常規制動7段+緊急制動1段
制動方式再生制動(主)
閘瓦式電控空氣制動[1](輔)
制動控制裝置:克諾爾集團
EP-2002
安全防護系統泰雷茲集團ATO裝置與CBTC系統
SelTrac MS(GoA 2等級)
其它事項
外觀設計 德國 N+P Industrial Design

北京地鐵SFM05型電動車組北京地鐵電動車組車款之一,目前在4號線大興線運營,配屬於龍背村停車場馬家堡車輛段南兆路車輛段

簡介

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SFM05型列車由原南車青島四方機車車輛製造,共86組516輛,分三批次交付。

  • 一期列車(001-040)於2006年5月簽訂供貨合同[8][9],首兩列車於2008年10月28日運抵北京地鐵車輛廠[8],所有一期列車於2009年9月28日起上線運營。
  • 二期列車(061-093)為大興線列車,於2009年7月簽訂供貨合同[10],2010年12月30日起上線運營。
  • 三期列車(041-053)為4號線增購列車,於2011年啟動採購工作[11],2013年12月27日起陸續上線運營[12]

列車編組

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SFM05
安河橋北方向
天宮院方向→
車輛編號 1 2 3 4 5 6
車廂型號 SFM05Tc SFM05M0 SFM05M1 SFM05T0 SFM05M2 SFM05Tc
集電靴
形式區分 0××Tc1 0××M1 0××M3 0××T3 0××M2 0××Tc2
Tc M M1 T M Tc
動力單元 單元1 單元3 單元2
安裝機器設備[4] BAT MCM (L)
ACM (R)
BR
CP
MCM (L)
BR
MCM (R)
ACM (L)
BR
CP
BAT
車輛重量 30.0 t 35.0 t 28.0 t 35.0 t 30.0 t
額定載客量 226 人 244 人 226 人
MCM:電機逆變器箱;ACM:輔助逆變器
BAT:輔助蓄電池裝置;BR:制動電阻裝置;CP:電動空氣壓縮機

列車特點

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外觀與內裝

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列車採用整體承載內層筋板結構,車體材料以SUS301奧氏體不鏽鋼為主,外板採用符合歐洲EN 10088標準的EN1.4318材料,牽引梁和枕梁由高耐侯鋼製成,車體整體具有強度剛度好、抗衝擊性好、耐腐蝕、熔點高、外表無塗裝、維護方便等優點[1]

  • 一期列車的車頭裝飾有京港地鐵標誌和一條青色飾帶,應急逃生門下方噴塗白色「北京」二字,車號標示於車頭下方靠近排障器兩端的位置,不易發現。
  • 二期列車的車頭無京港地鐵標誌,而是噴塗紅色「北京」二字,車號標示於應急逃生門下方。
  • 三期列車與一期列車相比,取消了京港地鐵標誌處的青色飾帶,「北京」二字為紅色,且字體略大。

每列車的兩端都擁有緊急出口,並且每節車廂均設有緊急通風窗口。2019年起,部分車廂的座椅被拆除,並被改造為方便殘障人士的多功能區域[13][14]

車門系統

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每節車廂共4對車門,均為雙開電動電控外掛密閉門,每扇淨寬1300 mm,淨高1800 mm,實現了外掛門與密閉門的優勢互補[1][2][3]

  • 外掛密閉門既具有普通外掛門的可靠、操作簡單等優點,又解決了普通外掛門密封不良的問題。
  • 車門在關閉過程中,遇到直徑 ≥10 mm 的障礙物時,關門動作即自動停止 , 最大限度地保障了乘客的安全。
  • 車門採用螺杆鎖螺母的LS制動器,可靠性高、噪聲低、運動特性好,實現了車門「無鎖而閉」的目標。

車鈎與轉向架

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列車採用的SDB-80型轉向架以輕量化、低橫向剛度為特色,採用鋼板焊接H型構架、迷宮式軸箱、雙列圓柱滾子整體自密封軸承和整體輾鋼輪,在保持良好運行性能的同時儘可能減小振動噪聲。轉向架的一系懸掛採用軸箱橡膠彈簧,減輕了車輛通過曲線時的橫向力,從而改善了列車在曲線上的運行性能;二系懸掛採用無搖枕空氣彈簧,以改善列車的乘坐舒適性。[1]

列車的兩端及單元之間設有半自動車鈎,實現不同列車間的自動連掛,其餘的節與節之間則設有半永久牽引杆,使整列車的各節車廂在運行時成為一個整體。[15]

牽引及輔助系統

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列車的牽引及輔助供電系統由龐巴迪運輸提供,除牽引電機採用自通風外,電機逆變器和輔助逆變器均採用強迫通風,因此極大減輕了設備重量[1][4]

  • 牽引電機:型式為 MJC 220-1,額定功率 180 kW,額定電壓 585 V,額定電流 223 A,額定轉速 2,061 r/min,最高轉速 4,095 r/min[1][6][7]
  • 高壓箱:位於每節中間動車下方,內含充電迴路、高速斷路器、選擇開關、電壓繼電器、電流接觸器等,每列車三台高壓箱中的一台具有擴展供電功能[16]
  • 電機逆變器箱:位於每節中間動車下方,內含電機逆變器模塊、充電迴路、線路濾波器、接地故障傳感器等;每台電機逆變器箱的輸出電壓為 3AC 0~585 V,持續輸出電流為 3AC 892 A,最大輸出電流為 3AC 1320 A,以1C4M1群方式驅動其所在車廂的四台牽引電機[1][4][17]
  • 輔助逆變器箱:位於每列車的2車廂和5車廂下方,內含輔助逆變器模塊、充電迴路、過壓保護電阻等;每台輔助逆變器箱的額定輸出容量為 160 kVA,將線網的直流高壓轉換為 3AC 380 V 的交流低壓和 DC 110 V 的直流低壓,為列車的空調、蓄電池、空氣壓縮機等設備供電[1][4][18][19]

列車摒棄了傳統的高壓母線重聯供電模式,使用備用制動供電模式進行能量回收。當列車通過斷電區時,若檢測到無外部電源供電,列車智能管理系統會通知車輛牽引系統進入輕微制動模式,通過制動將列車的部分動能轉化為電能為列車供電。此方案在減少了母線配線和控制設備的同時,增加了列車可以承受的斷電區長度。[1]

列車還採用了蓄電池供電牽引技術,每節先頭車下方各安裝一套鹼性鎳鎘蓄電池組,每套蓄電池組由39個容量180 Ah的蓄電池單元構成,兩套蓄電池組可保證列車在供電中斷時仍能繼續運行1 km以上。[1][19][20][21]

制動系統

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列車採用克諾爾集團制 EP2002 模擬式電空制動系統,由 VV120 空氣壓縮機及其配套電機、雙塔乾燥器、總風缸及制動風缸、網關閥、智能閥、輔助控制板等組成,具有再生制動和故障檢測功能,且系統內組件的尺寸和重量相較於傳統方案均有所減小,便於安裝和維修[22]

不過由於控制軟件的問題,列車在啟動、制動時可能會出現突然抖動的狀況。

空調系統

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列車採用由廣州中車軌道交通空調裝備提供的空調系統(以 R407C 為製冷劑)。每節車廂的車頂兩端各安裝一台製冷量29 kW、通風量4000 m3/h的 DL29 系列空調機組[23],其中一期列車使用的 DL29E 和二期列車使用的 DL29H 的差異如下[24]

空調機組 空調使用的壓縮機
型式 重量 輸入功率 製冷劑注入量 製造商 型式
DL29E 640 kg 約 15 kW 2×4 kg 日本三菱 ZEN100YZA-C
DL29H 598 kg 約 14 kW 2×3.8 kg 美國谷輪 ZRH72KJE-TFD-650

空調系統充分利用列車控制網絡的優勢,依託先進的網絡操作平台,簡化了司機操縱台和列車布線的設計,促進了系統的集成化;當控制網絡出現故障時,空調系統仍可通過司機的簡單操作,按照某一功能方式正常運行,確保了列車的舒適性[25]

乘客信息系統

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  • 每節車廂設有8塊LED閃燈圖,顯示列車的運行方向、下一站、換乘站及線路、終點站等信息[26]
  • 每節車廂設有緊急報警通話裝置,方便乘客在緊急情況下與司機通話[26]
  • 列車的廣播系統可根據車廂背景噪聲大小進行自動、連續的音量調節,保證客室揚聲器的輸出音量始終高於客室背景噪聲5~10 dB,且任何時候都小於95 dB[26]
  • 車門附近設有LCD顯示器,顯示當前日期及時間、列車運行方向和下一站,並播放本地視頻節目[26]

事故

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  • 2010年3月23日21時23分,一列SFM05型列車在動物園站因制動系統故障而延遲發車,至21時38分才將故障排除[27]
  • 2011年9月15日7時41分,一列SFM05型列車由於車載信號出現不穩定情況,列車轉換為人工駕駛模式後運行至側線退出服務,導致後續部分列車的運行速度受到影響[28]
  • 2013年1月19日6時57分,一列SFM05型列車出現受流器接地及拉弧現象,導致出現大量煙霧,在約半小時後故障排除[29]
  • 2014年5月3日10時左右,SFM05型列車的011號車組在馬家堡車輛段調試時,因制動系統失效,衝進馬家樓橋東側與草橋東路交叉路口的綠地,所幸未造成人員傷亡[30][31]
  • 2015年10月26日18時30分,SFM05型列車的072號車組在角門西站公益西橋站區間臨時停車時,有乘客觸動緊急報警裝置,導致列車在多種運行模式下無法重新啟動[32];072號車組於19時13分在公益西橋站清客完畢[33],被046號車組推進至新宮站側線,公益西橋站的滯留乘客改由071號車組載乘[32]。該事故導致當晚4號線的四十多趟車次出現不同程度的晚點現象,最大晚點達到近一小時[32]
  • 2017年4月19日6時45分,SFM05型列車的046號車組在清源路站黃村火車站區間突發故障,至8時03分才將故障排除[34],期間列車的運行間隔加大,義和莊站天宮院站間採取單線雙向運行模式[35]
  • 2018年11月8日8時27分,一列SFM05型列車在陶然亭站菜市口站區間發生車載設備故障,於8時31分在菜市口站清客退出運營[36]
  • 2019年9月9日14時16分,一列SFM05型列車在北宮門站西苑站區間突發故障,導致後續列車的運行間隔加大,故障列車在14時30分退出運營正[37]

參考資料

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  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 馬雲雙; 劉玉文. 北京地铁4号线地铁车辆. 機車電傳動. 2010, (4): 43-48. 
  2. ^ 2.0 2.1 徐洪春. 北京地铁4号线车辆车门系统. 鐵道車輛. 2011, 49 (7). 
  3. ^ 3.0 3.1 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:客室侧门. 2013-02-22. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 徐洪春. 北京地铁4号线车辆电气系统. 鐵道車輛. 2011, 49 (9) [2012-06-25]. (原始內容存檔於2014-09-11). 
  5. ^ 北京地铁4号线首批列车抵达北京. 京港地鐵. 2008-10-28 [2012-06-25]. (原始內容存檔於2014-09-11) (中文(簡體)). 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:牵引电机. 2013-02-22. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:齿轮箱. 2013-02-22. 
  8. ^ 8.0 8.1 中國南方機車車輛工業集團公司. 南车制造的北京地铁四号线新车亮相京城. 國務院國有資產監督管理委員會. 2008-10-31. 
  9. ^ 新京報. 地铁四号线11亿元购车. 搜狐網. 2006-05-27 [2022-07-18]. (原始內容存檔於2022-07-18). 
  10. ^ 中國南方機車車輛工業集團公司. 中国南车签北京地铁大兴线、八号线车辆供货合同. 國務院國有資產監督管理委員會. 2009-07-30. 
  11. ^ 北京晨報. 北京地铁大兴线将缩短行车间隔 卫生间增女厕蹲位. 人民網. 2013-03-16. 
  12. ^ 北京晨報. 北京地铁大兴线早高峰提速1分钟. 中國新聞網. 2013-12-25 [2022-07-18]. (原始內容存檔於2022-07-18). 
  13. ^ 千龍網. 北京地铁4号线及大兴线车厢内增设多功能区. 搜狐網. 2019-01-17 [2022-07-18]. (原始內容存檔於2022-07-18). 
  14. ^ 北京地铁4号线拆除部分座椅设多功能区. 千龍網. 2020-09-15 [2022-07-18]. (原始內容存檔於2022-07-18). 
  15. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:车钩与缓冲装置. 2013-02-22. 
  16. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:高压系统. 2013-02-22. 
  17. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:牵引系统. 2013-02-22. 
  18. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:辅助电源系统. 2013-02-22. 
  19. ^ 19.0 19.1 尤維秀; 劉玉文. 北京地铁4号线车辆电气系统的冗余设计. 城市軌道交通研究. 2012, 15 (11): 79-82. 
  20. ^ 北京晨報. 4号线列车断电仍能跑. 新浪新聞. 2009-06-01 [2009-06-05]. (原始內容存檔於2012-10-17). 
  21. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:蓄电池. 2013-02-22. 
  22. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:制动系统. 2013-02-22. 
  23. ^ 葛黨朝; 李小平. 城市轨道交通车辆空调系统. 重慶: 重慶大學出版社. 2021. ISBN 978-7-5624-7592-7. 
  24. ^ 北京京港地鐵有限公司. 北京地铁4号线 列车培训课件:空调系统. 2013-02-22. 
  25. ^ 冷慶君. 北京地铁4号线列车空调通风和采暖系统控制方式设计. 電力機車與城軌車輛. 2008, 31 (3): 19-22. 
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  36. ^ 北京青年報. 北京地铁4号线故障4分钟完成清客 已恢复运营. 國家應急廣播. 2018-11-08 [2022-07-22]. (原始內容存檔於2022-07-22). 
  37. ^ 北京晚報. 北京地铁4号线发车突然延时,故障车辆已退出运营正线. 北晚新視覺. 2019-09-09 [2022-07-18]. (原始內容存檔於2022-07-18).