12 車(chē)輛組成與性能參數(shù)1

1、復(fù)習(xí)思考：1、車(chē)輛的種類(lèi)：按寬度；按動(dòng)力；受流。2、車(chē)輛的組成：車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、連接裝置、制動(dòng)裝置課題引入：車(chē)體的種類(lèi)本講思路： 一、車(chē)體的作用與分類(lèi)1、作用：A：容納乘客和司機(jī)駕駛（對(duì)于有司機(jī)室的車(chē)輛）的部分，B：安裝和連接其他設(shè)備及組件的基礎(chǔ)。2、分類(lèi)：A：按照車(chē)體所使用材料：碳素鋼車(chē)體、鋁合金車(chē)體和不銹鋼車(chē)體三種。早期的城軌車(chē)輛車(chē)體材料基本上是碳素鋼（包括普通低碳鋼和耐候鋼），目前主要使用鋁合金和不銹鋼。B：按照車(chē)體結(jié)構(gòu)有無(wú)司機(jī)室：帶司機(jī)室車(chē)體和無(wú)司機(jī)室車(chē)體兩種。C：按照車(chē)體尺寸可分為A型車(chē)車(chē)體、B型車(chē)車(chē)體和C型車(chē)車(chē)體。D：按照車(chē)體結(jié)構(gòu)工藝不同可分為一體化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。二、車(chē)體的基本特

2、征1、車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣性：城軌車(chē)輛一般為電動(dòng)車(chē)組，有單節(jié)、雙節(jié)、三節(jié)式等，有頭車(chē)（及帶有司機(jī)室的車(chē)輛）和中間車(chē)，及動(dòng)車(chē)與拖車(chē)之分，其車(chē)體結(jié)構(gòu)也就有其多樣性。2、車(chē)內(nèi)設(shè)備簡(jiǎn)單：由于城軌車(chē)輛是服務(wù)于城市內(nèi)的公共交通，乘客數(shù)量多，旅行時(shí)間短，上下車(chē)頻繁，因此車(chē)內(nèi)設(shè)置的座位數(shù)量少、車(chē)門(mén)數(shù)量多而且開(kāi)度大，服務(wù)于乘客的車(chē)內(nèi)設(shè)備簡(jiǎn)單。3、車(chē)體考慮輕量化：對(duì)車(chē)輛的重量限制較為嚴(yán)格，特別是高架輕軌，要求列車(chē)重量輕、軸重小，以降低線(xiàn)路設(shè)施的工程投資。為減輕列車(chē)自重，車(chē)輛必須輕量化，對(duì)于車(chē)體承載結(jié)構(gòu)一般采用大型中空截面擠壓鋁型材、高強(qiáng)度復(fù)合材料或不銹鋼等，采用整體承載筒形車(chē)體結(jié)構(gòu)，車(chē)輛的其他輔助設(shè)施也盡量采用輕型材

3、料和輕量化結(jié)構(gòu)。4、運(yùn)營(yíng)安全性、舒適性：城軌車(chē)輛一般運(yùn)營(yíng)于城市人口稠密地區(qū)，并用于乘載旅客，所以對(duì)車(chē)輛的防火要求嚴(yán)格，特別是地鐵車(chē)輛。對(duì)車(chē)輛的隔音和降噪有嚴(yán)格要求，以最大限度降低噪聲對(duì)乘客和沿線(xiàn)居民的影響。5、與城市整體環(huán)境吻合：用于城市內(nèi)交通，車(chē)輛外觀造型和色彩必須考慮城市文化、環(huán)境美化，與城市景觀相協(xié)調(diào)。三、車(chē)體結(jié)構(gòu)1、鋼制車(chē)體：底架、側(cè)墻、端墻、車(chē)頂在單獨(dú)制成以后，再進(jìn)行組焊形成整體結(jié)構(gòu)。（1）焊接：采用弧焊組裝鋼結(jié)構(gòu)，靠電弧產(chǎn)生的熱量熔化填充金屬，使2個(gè)構(gòu)件熔敷接合?；『杆a(chǎn)生的熱量很大，對(duì)構(gòu)件的熱輸入量也很大。（2）結(jié)構(gòu)A：底架采用無(wú)中梁焊接結(jié)構(gòu)，由邊梁、橫梁、波紋地板、枕梁、牽引梁

4、和緩沖梁組成；B：側(cè)墻由邊梁、立柱、窗立柱、橫梁和墻板等零部件組成。在車(chē)門(mén)周?chē)O(shè)有門(mén)邊立柱和橫梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；C：車(chē)頂由邊梁、彎梁、縱向梁、頂板和車(chē)頂端部組成。如果車(chē)頂上安裝受電弓或空調(diào)機(jī)組等設(shè)備，則必須根據(jù)需要適當(dāng)加強(qiáng)承載能力，確保滿(mǎn)足強(qiáng)度要求；D：端墻：設(shè)端門(mén)。注：司機(jī)室的側(cè)墻和頂部的基本結(jié)構(gòu)與客室的側(cè)墻、車(chē)頂基本相似，前端一般設(shè)有前窗和為滿(mǎn)足功能需要而加裝的必要的結(jié)構(gòu)。2、不銹鋼車(chē)體（1）焊接：不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)只是碳素鋼的1/3，而熱膨脹系數(shù)是碳素鋼的1.5倍，熱量輸入后散熱慢而變形大，不利于對(duì)構(gòu)件尺寸及形狀的控制，但由于不銹鋼材料的電阻較大，所以對(duì)不銹鋼材料的焊接一般都采用電阻焊（即點(diǎn)焊）。

5、（2）結(jié)構(gòu)A：車(chē)頂：由波紋頂板、車(chē)頂彎梁、車(chē)頂邊梁、側(cè)頂板、空調(diào)機(jī)組平臺(tái)等部分組成。車(chē)頂采用波紋頂板無(wú)縱向梁結(jié)構(gòu)，頂板間搭接縫焊連接，與車(chē)頂彎梁點(diǎn)焊在一起，機(jī)組平臺(tái)由縱梁、彎梁、頂板點(diǎn)焊組成部件，再與車(chē)頂通過(guò)點(diǎn)焊組成一體。B：側(cè)墻：選用塞拉門(mén)、連續(xù)窗結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)該要求，側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)部分采取了比較特殊的方法，一扇連續(xù)窗全長(zhǎng)4070mm，在此范圍內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)必須便于車(chē)窗的安裝、固定，不得有任何與車(chē)窗相干涉的結(jié)構(gòu)。同時(shí)工藝性要好，結(jié)構(gòu)上必須可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊。設(shè)計(jì)中，將窗間有玻璃通過(guò)的側(cè)立柱壓出凹形，再通過(guò)窗帶過(guò)渡與窗框相連接，為便于加工，壓出凹形的立柱采用了強(qiáng)度較低的SUS301L-ST材料，同時(shí)為保證該處強(qiáng)

6、度，在其背面加了一根補(bǔ)強(qiáng)梁，為保證窗口及側(cè)墻的平面度，窗口周?chē)辛褐?、補(bǔ)強(qiáng)部分均為點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)。C：端墻：板、梁點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)。D：底架：采用碳素鋼端底架與不銹鋼底架塞焊連接，主橫梁與邊梁利用過(guò)渡連接板實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊連接，底架邊梁采用4mm SUS301L-HT材料，以提高底架的整體強(qiáng)度和剛度。注：點(diǎn)焊就是將2個(gè)或2個(gè)以上相疊加的金屬用電極加壓，通過(guò)大電流利用金屬的電阻，產(chǎn)生高熱，使疊加的金屬在加壓區(qū)產(chǎn)生熔合，使金屬連接到一起。點(diǎn)焊的特點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件的熱輸入量小，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，焊接時(shí)不需要技能很高很熟練的操作者也可以保證焊接質(zhì)量。塞焊屬于焊接的一種工藝，例如平板與平板之間的連接，用螺栓或鉚釘連接的地方，采用

7、塞焊工藝。（3）特點(diǎn)A：價(jià)格便宜，要求不銹鋼通用性高、容易購(gòu)買(mǎi)；B：耐腐蝕性好；C：具有能滿(mǎn)足車(chē)輛的足夠的強(qiáng)度； D：加工性好，在對(duì)其進(jìn)行剪切、彎曲、拉延、焊接等加工時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生缺陷。3、鋁合金車(chē)體鋁合金車(chē)體是一種輕型整體承載結(jié)構(gòu)，主體材料是鋁合金型材，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)或全焊接組裝，是一種新型的車(chē)體結(jié)構(gòu)。鋁合金材料密度小，比強(qiáng)大，構(gòu)造的車(chē)體在滿(mǎn)足車(chē)體強(qiáng)度和剛度的同時(shí)大幅度地減輕了車(chē)體的重量。（1）鋁合金材料特性A：質(zhì)輕且柔軟。B：強(qiáng)度好。C：耐蝕性能好。D：加工性能好。E：易于再生。（2）鋁合金材料車(chē)體的特點(diǎn)A：能大幅度降低車(chē)輛自重，在車(chē)輛長(zhǎng)度相同的條件下，與碳素鋼車(chē)體相比，鋁合金車(chē)體的自重

8、降低大約3035，強(qiáng)度重量比約為碳素鋼車(chē)體的2倍。碳素鋼車(chē)體、不銹鋼車(chē)體、鋁合金車(chē)體的重量之比約為10:8:6。B：具有較小的密度及楊氏模量，所以鋁合金對(duì)沖擊載荷有較高能量吸收能力，可降低振動(dòng)，減少噪聲。C：可運(yùn)用大型中空擠壓型材進(jìn)行氣密性設(shè)計(jì)，提高車(chē)輛密封性能，提高乘坐舒適性。D：采用大型中空擠壓型材制造的板塊式結(jié)構(gòu)，可減少連接件的數(shù)量和重量。E：減少維修費(fèi)用，延長(zhǎng)使用壽命。（3）鋁合金車(chē)體的型式純鋁合金車(chē)體第一種，車(chē)體由鋁板和實(shí)心型材制成，鋁板和型材通過(guò)鋁制鉚釘、連續(xù)焊接和金屬惰性氣體點(diǎn)焊等進(jìn)行連接。 第二種，車(chē)體結(jié)構(gòu)是板條骨架結(jié)構(gòu)，用氣體保護(hù)的熔焊作為連接方法。第三種，在車(chē)體結(jié)構(gòu)中應(yīng)用整體結(jié)構(gòu)，板