城市轨道车辆-车体

? 图2.2车体一般结构形式

? 1-缓冲梁(端梁)；2-枕梁；3-小横梁；4-大横梁；5-中梁 6-倒梁；7-门柱；8-侧立柱；

9-上侧梁；10-角柱；11-车顶弯梁； ? 12-顶端弯梁；13-端立柱；14-端斜撑 ?

? 车体的一般结构形式如图2.2所示，底架是车体结构和设施的安装基础，承

受主要的动、静载荷，因此底架必须具有足够的强度和刚度，是检修作业的重点。 ? 底架中部断面较大并沿其纵向中心线贯通全车的梁称为中梁，它是底架的骨

干。底架两侧边沿的纵向梁称为侧粱，侧墙固定其上。底架两端部的横向梁称缓冲梁(或称为端梁)，端墙固定其上。在转向架的支承处设有枕梁，为横向梁中断面最大的梁。在两枕梁之间设有两根以上的大横梁。为了吊挂设备，铺设地板，底架上还设有若干小横梁和纵向辅助梁，同时达到了增强底架强度和刚度的目的，由上述梁件构成底架的一般结构，其中，中梁和枕梁承担载荷最大，因而最为重要。 ? 车体结构包括以下六个部分： ? ——底架 ? ——两个侧墙 ? ——两个端墙 ? ——车顶

? 南京地铁一号线车体结构

? 底架是由2个底架边梁（1）加上5个底架型材（2）组成的。2个枕梁（3）固定在

底架上用来连接转向架。

? 底架还有2个钢性可安装放爬器端梁（4）

? 侧墙的每一个面由4块位于中间较大的模块（9）和1块位于两端较小的模块（8）

组成。这些模块都铆接在底架和车顶上。 ? 车顶由以下几个部分组成： ? -7个部件（7）（2个上侧梁，2个车顶侧板，2个车顶中间板，1个车顶中央板） ? 车顶安装在2个侧架（6）上。 ? 车端结构：

? 车端端板（10）安装在两侧墙板和车顶之间，用于连接贯通道。 ? 底架设备 A车

? A车底架装有以下设备： ? 两个拖车转向架（1） ? 组合制动吊架（2），包括： ? -LV低压箱 ? -空气压缩机 ? -制动储存风缸 ? -空气悬挂风缸 ? -主风缸

? -制动控制单元（BCU） ? -空气干燥机（3） ? -加热控制箱（4） ? 辅助逆变器（5） ? 蓄电池箱（6）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B车 C车

C车与B车底架装有以下设备： 两个动车转向架（7） 牵引/制动箱（8） 电抗器箱（9） 制动电阻箱（10） LV低压箱

组合制动吊架（11）包括： - 制动风缸 - 空簧缸 - 主风缸

- 制动控制单元（BCU） - 辅助逆变器（12）（C车） - 蓄电池箱（13）（B车） 司机室

司机室通过司机室块隔离墙与客室分开。未经允许乘客不能进入司机室。但是，司机可以自由进出与司机室和客室。

在司机室的左边安装了应急逃生门。该应急逃生门是机械式的，司机室隔门打开后，乘客可通过逃生门的梯子逃出车外。 司机室由以下几部分组成： 内部设备

-司机座椅（19） 司机两侧：

-边窗（16） -司机室门（17）

-开/关客室门的按钮（31） 司机上部：

-司机室空调（6）

-内部照明（图中未标） -外部信息显示器（7） 光亮度探测器（8） 司机后方：

-司机室隔墙（图中未标） 司机前方：

-司机控制台（13－22－23） -遮阳窗帘（15） -无线电设备（9） 在司机的左手边 -应急逃生门

-应急逃生梯（30）

-司机室灭火器（11）及安装在后面的水箱 司机台（21）下的设备 -音频控制单元ACU

? 外部设备

? -护手（26）

? -挡风玻璃（14、29） ? -刮雨器（27、35） ? -外部车头灯（34）：白色＋红色头灯 ? -外部车头灯（34）：白色＋红色运营灯 ? -无线电天线（在司机室顶） 1.底架

由地板、地板布、支撑梁、隔声、隔热材料和阻尼浆等组成。

? 端墙结构与侧墙基本相同，除端梁外，还设有角柱、端立柱、上端梁和墙板等。 ? 车顶结构包括车顶弯梁、车顶横梁、车顶端弯梁及车顶板等。 3.车顶

? 三、车体结构的基本参数

? 1．上海地铁一、二号线车辆车体规格(括号内为交流传动车辆的参数) ? 两端车钩连接中心线长度

? 有司机室 24140 mm ? 无司机室 22800 mm ? 车体最大宽度 3000 mm ? 车顶中心线距轨面高度 3800 mm

? 客室地板面距轨面高度 1130 mm(1500 mm)

? 车门高 1800mm(1860 mm) ? 车门宽 1300mm(1400 mm) ? 两转向架中心距(定距) 15700 mm ? 2．天津滨海轻轨车辆车体规格 ? 两端车钩连接中心线长度

? 有司机室(DK38) 19000 mm ? 无司机室(DK39) 19500 mm ? 车体最大宽度 2800 mm ? 车辆高度(轨面到车顶高度、新轮、不合受电弓)

? 3800 mm

? ? ? ? ?

转向架中心距 12600 mm 可承受纵向压缩载荷为 800 KN 最大纵向拉伸载荷为 650 KN

车门高 2012 mm 车门宽 1550 mm

? 第二节 铝合金车体

?

? 铝合金车体是一种轻型整体承载结构，主体材料足铝合金型材，通常采用模

块化结构或全焊接组装，是一种新型的车体结构。铝合金材料密度小、比强大，构造的车体在满足车体强度和刚度的同时大幅度地减轻了车体的重量而备受青睐。 ? 一、铝合金材料特性 ? (1)质轻且柔软。

? 铝的密度为2.7l g/cm2，约为钢密度(7.87 g/cm2)的1/3，杨氏模量也约为钢的1/3。

? (2)强度好。

? 纯铝的抗拉强度约为80 MN/m2，是低碳钢的1/5。但经过热处理强化及合金化

强化，其强度会大幅增加。如铝合金车体常用的材质6005A-T6，它的最低抗拉强度为360 MN/m2，能达到低碳钢相应的强度值。 ? 一、铝合金材料特性 ? (3)耐蚀性能好。

? 铝合金的特性之一是接触空气时表面会形成一层致密的氧化膜，这层膜能防止

腐蚀，所以耐蚀性能好。若再实施“氧化铝膜处理法”，就可以全面防止腐蚀。 ? (4)加工性能好。

? 车辆用型材挤压性能好，二次机加工、弯曲加工也较容易。 ? (5)易于再生。

? 铝的熔点低(660°C)，再生简单。在废弃处理时也无公害，有利于环保，符合

可持续发展战略。

? 根据铝合金车体结构及制造、运用情况，选择材料时应遵循以下原则： ? ①从轻量化方面考虑，要求强度、刚度好，而重量轻；

? ②从寿命方面考虑，要求耐蚀性、表面处理性、维护保养性好；

? ③从制造工艺方面考虑，要求焊接性、挤压加工性、成型加工性高。根据以上原则，

铝台金车体主要使用5000系列、6000系列、7000系列的铝台金。 ? 3个系列铝合金材料的特性及用途见表2.1 ? 表2.1 车辆常用铝合金材料的特性及用途 ? 二、铝合金材料车体的特点

? 世界上最早的铝合金车是1952年英国研制的伦敦地铁电动车组。铝合金车体

的发展经历了板梁期、开口型材期和现在的大型中空挤压型材期三个发展阶段，现在逐渐走向成熟。

? 二、铝合金材料车体的特点

? 铝合金车体具有如下优点：

? (1)能大幅度降低车辆自重，在车辆长度相同的条件下，与碳素钢车体相比，铝合金

车体的自重降低大约30％～35％，强度重量比约为碳素钢车体的2倍。碳素钢车体、不锈钢车体、铝合金车体的重量之比约为10:8:6。

? (2)具有较小的密度及杨氏模量，所以铝合金对冲击载荷有较高能量吸收能力，可降

低振动，减少噪声。

? (3)可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，提高车辆密封性能，提高乘坐舒适性。 ? (4)采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，可减少连接件的数量和重量。 ? (5)减少维修费用，延长使用寿命。 ? 三、铝合金车体形式 ? 1．纯铝合金车体 ? 大约可分四种形式：

? 第一种，车体由铝板和实心型材制成，铝板和型材通过铝制铆钉、连续焊接

和金属惰性气体点焊等进行连接。

? 除了车钩部分及车体内的螺钉座使用碳素钢外，其他部位都使用比重仅为碳素

钢1／3的铝合金，实现了车体的轻量化。这些铝板和型材等多为拉延材料(板材、挤压型材、锻造材料)。最近，很多地方使用大型挤压型材，进行热处理后，其机械性能有很大的提高。大型挤压型材的组合使车辆制造时焊接大量减少，但制造成本增大。