1.2 车辆组成与性能参数.1.doc

2.1 车体类型与结构复习思考：1、车辆的种类：按宽度；按动力；受流。2、车辆的组成：车体、转向架、连接装置、制动装置课题引入：车体的种类本讲思路： 一、车体的作用与分类1、作用：A：容纳乘客和司机驾驶（对于有司机室的车辆）的部分，B：安装和连接其他设备及组件的基础。2、分类：A：按照车体所使用材料：碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体三种。早期的城轨车辆车体材料基本上是碳素钢（包括普通低碳钢和耐候钢），目前主要使用铝合金和不锈钢。B：按照车体结构有无司机室：带司机室车体和无司机室车体两种。C：按照车体尺寸可分为A型车车体、B型车车体和C型车车体。D：按照车体结构工艺不同可分为一体化结构和模块化结构。二、车体的基本特征1、车体结构设计多样性：城轨车辆一般为电动车组，有单节、双节、三节式等，有头车（及带有司机室的车辆）和中间车，及动车与拖车之分，其车体结构也就有其多样性。2、车内设备简单：由于城轨车辆是服务于城市内的公共交通，乘客数量多，旅行时间短，上下车频繁，因此车内设置的座位数量少、车门数量多而且开度大，服务于乘客的车内设备简单。3、车体考虑轻量化：对车辆的重量限制较为严格，特别是高架轻轨，要求列车重量轻、轴重小，以降低线路设施的工程投资。为减轻列车自重，车辆必须轻量化，对于车体承载结构一般采用大型中空截面挤压铝型材、高强度复合材料或不锈钢等，采用整体承载筒形车体结构，车辆的其他辅助设施也尽量采用轻型材料和轻量化结构。4、运营安全性、舒适性：城轨车辆一般运营于城市人口稠密地区，并用于乘载旅客，所以对车辆的防火要求严格，特别是地铁车辆。对车辆的隔音和降噪有严格要求，以最大限度降低噪声对乘客和沿线居民的影响。5、与城市整体环境吻合：用于城市内交通，车辆外观造型和色彩必须考虑城市文化、环境美化，与城市景观相协调。三、车体结构1、钢制车体：底架、侧墙、端墙、车顶在单独制成以后，再进行组焊形成整体结构。（1）焊接：采用弧焊组装钢结构，靠电弧产生的热量熔化填充金属，使2个构件熔敷接合。弧焊所产生的热量很大，对构件的热输入量也很大。（2）结构A：底架采用无中梁焊接结构，由边梁、横梁、波纹地板、枕梁、牵引梁和缓冲梁组成；B：侧墙由边梁、立柱、窗立柱、横梁和墙板等零部件组成。在车门周围设有门边立柱和横梁进行补强；C：车顶由边梁、弯梁、纵向梁、顶板和车顶端部组成。如果车顶上安装受电弓或空调机组等设备，则必须根据需要适当加强承载能力，确保满足强度要求；D：端墙：设端门。注：司机室的侧墙和顶部的基本结构与客室的侧墙、车顶基本相似，前端一般设有前窗和为满足功能需要而加装的必要的结构。2、不锈钢车体（1）焊接：不锈钢导热系数只是碳素钢的1/3，而热膨胀系数是碳素钢的1.5倍，热量输入后散热慢而变形大，不利于对构件尺寸及形状的控制，但由于不锈钢材料的电阻较大，所以对不锈钢材料的焊接一般都采用电阻焊（即点焊）。（2）结构A：车顶：由波纹顶板、车顶弯梁、车顶边梁、侧顶板、空调机组平台等部分组成。车顶采用波纹顶板无纵向梁结构，顶板间搭接缝焊连接，与车顶弯梁点焊在一起，机组平台由纵梁、弯梁、顶板点焊组成部件，再与车顶通过点焊组成一体。B：侧墙：选用塞拉门、连续窗结构。为适应该要求，侧墙钢结构部分采取了比较特殊的方法，一扇连续窗全长4070mm，在此范围内，钢结构必须便于车窗的安装、固定，不得有任何与车窗相干涉的结构。同时工艺性要好，结构上必须可实现点焊。设计中，将窗间有玻璃通过的侧立柱压出凹形，再通过窗带过渡与窗框相连接，为便于加工，压出凹形的立柱采用了强度较低的SUS301L-ST材料，同时为保证该处强度，在其背面加了一根补强梁，为保证窗口及侧墙的平面度，窗口周围所有梁柱、补强部分均为点焊结构。C：端墙：板、梁点焊结构。D：底架：采用碳素钢端底架与不锈钢底架塞焊连接，主横梁与边梁利用过渡连接板实现点焊连接，底架边梁采用4mm SUS301L-HT材料，以提高底架的整体强度和刚度。注：点焊就是将2个或2个以上相叠加的金属用电极加压，通过大电流利用金属的电阻，产生高热，使叠加的金属在加压区产生熔合，使金属连接到一起。点焊的特点是对构件的热输入量小，容易实现自动控制，焊接时不需要技能很高很熟练的操作者也可以保证焊接质量。塞焊属于焊接的一种工艺，例如平板与平板之间的连接，用螺栓或铆钉连接的地方，采用塞焊工艺。（3）特点A：价格便宜，要求不锈钢通用性高、容易购买；B：耐腐蚀性好；C：具有能满足车辆的足够的强度； D：加工性好，在对其进行剪切、弯曲、拉延、焊接等加工时，不会产生缺陷。3、铝合金车体铝合金车体是一种轻型整体承载结构，主体材料是铝合金型材，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。（1）铝合金材料特性A：质轻且柔软。B：强度好。C：耐蚀性能好。D：加工性能好。E：易于再生。（2）铝合金材料车体的特点A：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3035，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。B：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。C：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。D：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。E：减少维修费用，延长使用寿命。（3）铝合金车体的型式纯铝合金车体第一种，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。 第二种，车体结构是板条骨架结构，用气体保护的熔焊作为连接方法。第三种，在车体结构中应用整体结构，