城轨车辆构造与维修-车体构造与检修

车体材料应用车体材料应用车体材料的应用车体的结构形式、性能和技术经济指标主要取决于车体材料，因此，对车体构件和内部装饰所使用的材料应考虑的主要因素如下：1．具有构件所要求的高强度和刚度。2．质量轻。3．具有耐老化、耐污染、耐磨耗及耐光照等特性。4．耐火、阻燃。5．施工容易且价格便宜。6．易于维修。7．有利于环境的改善（隔热、隔音性能提高）。8．有利于提高舒适度（减振等）。车体材料应用车体材料车体结构按使用的主要材料可分为普通碳素钢车体、高耐候结构钢车体、不锈钢车体、铝合金车体。1．钢制车体。20世纪80年代以前的钢制车体主要采用普通碳素钢，自重较大，使用过程中易受腐蚀，其强度由于腐蚀而降低，增大了维修工作量和维修成本。后来采用了含有铜或镍、铬等金属元素的耐大气腐蚀的低合金钢系列，使车体钢结构的自重减轻了10%~15%,同时在工艺上也采取了一定的防腐措施，使车体的寿命有所延长，但在减轻车体自重和防腐蚀等方面仍然不能尽如人意。2．不锈钢车体。不锈钢车体的耐腐蚀性较好，强度高。在保证强度和刚度的前提下，车体钢板的厚度可以减薄，其结构形式与钢制车体相似，从而实现了车体的薄壁化和轻量化，使车体的质量比钢制车体减轻20%~25%。另外，车顶板、侧墙板和底板一般都采用成型的波纹板制成，克服了薄板平整度难于保证的缺点，同时满足了强度要求。车体材料应用3．铝合金车体。为了进一步实现车体的轻量化，国外许多国家充分利用铝合金密度小、耐腐蚀、容易挤压成型的优点，在解决了铝合金焊接的难点后，尤其是大型空心铝型材研制成功后，使利用铝合金制造车体成为可能。采用铝合金车体，其自重相比钢制车体可减30%～40%。但铝合金在积水状态下的耐腐蚀性能将降低，这是铝合金的一个缺点，因此，在车辆的维护和维修过程中要注意采取排水措施，避免积水。车体概述车体的作用车体是容纳乘客和司机驾驶（对于有司机室的车辆）的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础。车体是车辆的主体结构，是容纳乘客的地方，又是安装与连接车辆设备和部件的基础。车体的主要功能是运载旅客，承载和传递载荷，安装传动机构，电气设备及其它一些设施。为使旅客乘车的安全舒适，车体还要安装防火、隔音、隔热材料。车体概述车体特征：城轨车辆的车体与一般铁路客车车体有许多相同之处，但由于其特殊的用途，又具有其自身的特征：城轨车辆一般为电动车组，有三节、四节编组和六节编组等多种编组形式，分别由拖车和动车组成，车的两端部设置有司机室。由于属于城市轨道交通范畴，在车内的平面布置上有其特征，如座位少、车门数量多且开度大，车厢内部的客用设备相对较为简单等。质量的限制较为严格，要求轴重小，以降低线路的工程投资。为使车体轻量化，对于车体承载结构一般采用大型中空截面挤压铝型材，或高强度复合材料，或不锈钢。对车体其他辅助设施也尽量采用轻型化材料。对车体的防火性能要求高，在车体的结构及选材上均采用防火设计和阻燃处理直接经济损失。车辆外观造型和色彩具有美化和与城市景观相协调的要求。车体概述（三）车体的分类1.按使用的主要材料分类：车体结构按使用的主要材料可分为普通碳素钢车体、高耐候结构钢车体、不锈钢车体、铝合金车体。2.按结构形式分类按结构形式分，有板梁组合结构、开口型材与大型中空型材组合结构、大型中空型材结构3种形式。这些结构都属于整体承载结构。3.按承载方式分类按承载方式分，可以分为底架承载、侧墙承载和整体承载3种形式。整体承载式结构，即所有车体承载件和外板都参与承载，这样能充分发挥所有承载零部件的承载作用，有效地减轻车体质量。特别是板梁组合结构，原则上可按照有限元法计算的车体强度、刚度来分配材料：强度不足的部位补强，刚度不足的部位补刚，强度、刚度富余的部位将材料去掉，从而收到最佳的轻量效果。车体概述4.按板、梁、柱之间的结合方式分类从板与梁（柱）、梁（柱）与梁（柱）之间的结合方式来分，有焊接、铆接、螺栓(钉）联结或混合连接结构。我国和日本大多数采用焊接结构。焊接一铆接或焊接、螺栓(钉）连接在欧洲应用较多。5.按车体组合方式分类按车体组合方式分，可以分为一体化设计和模块化设计。如广州地铁一号线车辆采用的是一体化设计，而二号线车辆采用的则是模块化设计。6.按车体尺寸分类按车体尺寸分为A型车车体、B型车车体和C型车车体，如：广州地铁一、二号线、深圳地铁一号线车辆采用了A型车；广州地铁三号线天津滨海轻轨采用了B型车；广州四、五号线为L型车，采用线性电机技术。车体概述车体规格及技术参数广州地铁一号线车辆车体规格如下：两端车钩连接中心线长度：有司机室：24140mm无司机室：22800mm车体最大宽度： 3000mm车顶中心线距轨面高度： 3800mm客室地板面距轨面高度：1130mm（1500mm）车门高：1800mm（1860mm）车门宽：1300mm（1400mm）两转向架中心距（定距）：15700mm车体规格12广州地铁①号线一号线车辆为八字形结构,列车以黄色为主色调，车体两边各有一条红色的饰带，象征着广州地下卧着几条巨龙，给广州带来繁荣与昌盛。一号线列车总长约140m，列车高3.8m，宽3m，每列车有48个座椅，每个座椅最多可座7人。在超员载荷可座2592人。一号线车门系统采用的是电控气动车门，通过相关的继电器和电磁阀控制车门风缸，车门风缸驱动门页进行开和关。同时，采用了相关的保护措施，当车门夹人或夹物后，列车将无法启动，直到司机重开一次门，让被夹人离开后或将被夹物清除后才能动车，以防止夹人夹物行车，保证乘客安全。一号线每个单元车设有两个车顶单元式空调机组，整列车共有12个空调机组。空调系统是由独立的控制单元控制运行，具有制冷、通风和紧急通风等功能。此外在车顶空调单元及客室内都分布有温度传感器，用以实时检测客室内的温度，空调系统将根据室内外温差自动调节客室温度，让乘客始终保持舒适的感觉。一号线的广播系统包括：司机室对客室广播、运营控制中心对客室内部广播、自动报站和司机室与司机室对讲。当列车从站台出发后经过轨道特定位置，将会自动触发相应的广播，让乘客了解到站信息，以及地铁站周边的建筑设施、旅游景点等。

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车体技术参数车体长度：A车长度:23612mmB、C车长度：21860mm车体宽度：鼓形处车体宽度：3090mm地板处车体宽度：3000mm车体高度：A车高度:3486mmB、C车高度：3364.5mm车体挠度AW3状况下：在车体底架边缘测量的下挠度不超过-20mm；AW2状况下：在车体底架边缘测量的下挠度不超过-17mm；AW0状况下：在车体底架边缘测量的下挠度不超过-10mm。车体的强度要求：车体在承载各种最大垂直载荷的同时，沿车体纵向水平方向施加不小于1200kN的静载荷，不小于960kN拉伸载荷，车体不产生变形。设计寿命：在正常运用条件下，运用期限至少30年，对车体结构件无需加固。14广州地铁②号线二号线列车外型为“鼓形”结构，而非一号线的“八字”型结构，列车以香槟色为主色调，车体两边各有一条黄色的饰带，车体和车头设计为流线型，更加体现了现代列车的造型特点，与一号线列车相比，二号线列车外玻璃窗加宽，使列车的整体美观性进一步增强。在每节车厢的两侧各有４个长座椅，纵向靠墙布置，座椅表面采用压网纹的不锈钢制成。在车厢内还设置了横向拉杆并加装拉环，车厢内墙面与天花板以白色调为主，使列车内显得清爽淡雅。二号线列车总长约140m，列车高3.8m，宽3m，每列车有48个座椅，每个座椅最多可座7人。在超员载荷可座2592人。二号线采用了目前世界上比较先进的电动车门，采用微处理器控制，电动机驱动。车门具有障碍物探测功能，即当车门夹人夹物后会自动弹开一段距离，以供人或物离开，然后再关闭。另外二号线车门在客室内部都设置有紧急解锁装置，以供乘客在紧急情况下使用。二号线的广播系统与一号线的广播系统大致相同，但与一号线相比，二号线车辆客室内两端还设有两个乘客信息显示屏，显示下一站到站信息，以提醒乘客到站下车。车体技术的发展趋势车体技术的发展趋势（一）车体结构轻量化减轻车辆的自重一直是交通运输部门长期以来奋斗的目标，减轻自重不仅可以节约材料，减少牵引动力的消耗，而且可以减轻车辆走行部和线路的磨耗，延长使用寿命，带来巨大的经济效益。一般车体承载结构的质量约占车辆自重的20%-25%,因此，研究车体承载结构的轻量化具有很大的现实意义。传统的铁路客车车体均采用由普通碳素钢车体制成的，有众多纵、横型材构成的骨架和外包板结构，形成一个筒形薄壳整体承载结构，一般自重达到10～30t。普通碳素钢车体在使用过程中腐蚀十分严重，增加了维修的工作量和费用。为了提高车体的耐腐蚀性能，延长车体使用寿命，推广使用含有铜或镍、铬等合金元素的低合金钢材料，可以使车体钢结构自重减轻10%～15%。车体技术的发展趋势如果采用半不锈钢或全不锈钢车体，在保证强度、刚度的前提下，板厚可以减小，从而达到车体薄壁化、轻量化，同时也提高了使用寿命。一般不锈钢车体自重比普通碳素钢减轻l～2t。

为了进一步实现车体的轻量化，德、日、英等国在近代的高速列车、地铁车、轻轨车和有轨电车上采用了铝合金车体。由于铝合金的密度仅为钢的1/3，弹性模量也是钢的1/3，为了充分发挥材料的承载能力，铝合金车体在结构形式上与钢车体有很大的差异。铝合金车体的主要承载构件一般采用大型中空截面的挤压铝型材制造，以提高构件的刚度，充分发挥材料的承载性能，达到最大限度地减轻车体自重的效果。全车的底架、侧墙、车顶均采用大型中空截面的挤压铝型材拼焊而成，比钢制车体的焊接工作量减少了40%，制造工艺大为简化，质量可以减轻3～5t，同时可以保证车体承载结构在使用期内（一般25～30年）不需要维修或少维修。车体技术的发展趋势车体结构模块化就车体结构而言，多年来国内外都采用焊接结构，即底架、车顶、侧墙和端墙均焊接而成，上述部件组装成车体时也采用焊接工艺。随着技术的发展，一种不同于以往的模块化结构车体已逐渐被采用。目前广州地铁2号线即采用了模块化结构的车辆。模块化车体与整体焊接结构车体相比，最显著的特点是将模块化概念引人到车体设计、制造与生产管理的各环节之中。整体焊接结构车体是先制造车体结构的车顶、侧墙、底架、端墙、司机室等部件，然后进行整个车体总成焊接，总成后再进行内装、布管与布线。模块化车体设计是将整个车体分为若干个模块，在每个模块的制造过程中完成整车需要的内装、布管和布线的预组装并解决相互之间的接口问题。各模块完成后即可进行整车组装。每个模块结构部分的本身采用焊接方式，各模块之间的总成采用机械连接。车体技术的发展趋势

1．模块化结构的优点（1）在每个模块的制造过程中均注意验证其质量。模块制成后均须进行试验，从而保证整车总装后试验比较简单，整车质量也容易保证。（2）由于每个模块的制造可以独立进行，并解决了模块之间的接口问题，因此。复杂的和技术难度大的模块和部件可以由国外引进，其余模块和部件在用户本地生产。另外，对总装生产线的要求不高，有利于国产化的逐步实施。（3）可以改善劳动条件，降低施工难度，提高劳动效率，保证整车质量。（4）可以减少工装设备，简化施