城軌車輛構(gòu)造與維修-車體構(gòu)造與檢修

車體材料應(yīng)用車體材料應(yīng)用車體材料的應(yīng)用車體的結(jié)構(gòu)形式、性能和技術(shù)經(jīng)濟指標主要取決于車體材料，因此，對車體構(gòu)件和內(nèi)部裝飾所使用的材料應(yīng)考慮的主要因素如下：1．具有構(gòu)件所要求的高強度和剛度。2．質(zhì)量輕。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．施工容易且價格便宜。6．易于維修。7．有利于環(huán)境的改善（隔熱、隔音性能提高）。8．有利于提高舒適度（減振等）。車體材料應(yīng)用車體材料車體結(jié)構(gòu)按使用的主要材料可分為普通碳素鋼車體、高耐候結(jié)構(gòu)鋼車體、不銹鋼車體、鋁合金車體。1．鋼制車體。20世紀80年代以前的鋼制車體主要采用普通碳素鋼，自重較大，使用過程中易受腐蝕，其強度由于腐蝕而降低，增大了維修工作量和維修成本。后來采用了含有銅或鎳、鉻等金屬元素的耐大氣腐蝕的低合金鋼系列，使車體鋼結(jié)構(gòu)的自重減輕了10%~15%,同時在工藝上也采取了一定的防腐措施，使車體的壽命有所延長，但在減輕車體自重和防腐蝕等方面仍然不能盡如人意。2．不銹鋼車體。不銹鋼車體的耐腐蝕性較好，強度高。在保證強度和剛度的前提下，車體鋼板的厚度可以減薄，其結(jié)構(gòu)形式與鋼制車體相似，從而實現(xiàn)了車體的薄壁化和輕量化，使車體的質(zhì)量比鋼制車體減輕20%~25%。另外，車頂板、側(cè)墻板和底板一般都采用成型的波紋板制成，克服了薄板平整度難于保證的缺點，同時滿足了強度要求。車體材料應(yīng)用3．鋁合金車體。為了進一步實現(xiàn)車體的輕量化，國外許多國家充分利用鋁合金密度小、耐腐蝕、容易擠壓成型的優(yōu)點，在解決了鋁合金焊接的難點后，尤其是大型空心鋁型材研制成功后，使利用鋁合金制造車體成為可能。采用鋁合金車體，其自重相比鋼制車體可減30%～40%。但鋁合金在積水狀態(tài)下的耐腐蝕性能將降低，這是鋁合金的一個缺點，因此，在車輛的維護和維修過程中要注意采取排水措施，避免積水。車體概述車體的作用車體是容納乘客和司機駕駛（對于有司機室的車輛）的部分，又是安裝和連接其他設(shè)備及組件的基礎(chǔ)。車體是車輛的主體結(jié)構(gòu)，是容納乘客的地方，又是安裝與連接車輛設(shè)備和部件的基礎(chǔ)。車體的主要功能是運載旅客，承載和傳遞載荷，安裝傳動機構(gòu)，電氣設(shè)備及其它一些設(shè)施。為使旅客乘車的安全舒適，車體還要安裝防火、隔音、隔熱材料。車體概述車體特征：城軌車輛的車體與一般鐵路客車車體有許多相同之處，但由于其特殊的用途，又具有其自身的特征：城軌車輛一般為電動車組，有三節(jié)、四節(jié)編組和六節(jié)編組等多種編組形式，分別由拖車和動車組成，車的兩端部設(shè)置有司機室。由于屬于城市軌道交通范疇，在車內(nèi)的平面布置上有其特征，如座位少、車門數(shù)量多且開度大，車廂內(nèi)部的客用設(shè)備相對較為簡單等。質(zhì)量的限制較為嚴格，要求軸重小，以降低線路的工程投資。為使車體輕量化，對于車體承載結(jié)構(gòu)一般采用大型中空截面擠壓鋁型材，或高強度復(fù)合材料，或不銹鋼。對車體其他輔助設(shè)施也盡量采用輕型化材料。對車體的防火性能要求高，在車體的結(jié)構(gòu)及選材上均采用防火設(shè)計和阻燃處理直接經(jīng)濟損失。車輛外觀造型和色彩具有美化和與城市景觀相協(xié)調(diào)的要求。車體概述（三）車體的分類1.按使用的主要材料分類：車體結(jié)構(gòu)按使用的主要材料可分為普通碳素鋼車體、高耐候結(jié)構(gòu)鋼車體、不銹鋼車體、鋁合金車體。2.按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分，有板梁組合結(jié)構(gòu)、開口型材與大型中空型材組合結(jié)構(gòu)、大型中空型材結(jié)構(gòu)3種形式。這些結(jié)構(gòu)都屬于整體承載結(jié)構(gòu)。3.按承載方式分類按承載方式分，可以分為底架承載、側(cè)墻承載和整體承載3種形式。整體承載式結(jié)構(gòu)，即所有車體承載件和外板都參與承載，這樣能充分發(fā)揮所有承載零部件的承載作用，有效地減輕車體質(zhì)量。特別是板梁組合結(jié)構(gòu)，原則上可按照有限元法計算的車體強度、剛度來分配材料：強度不足的部位補強，剛度不足的部位補剛，強度、剛度富余的部位將材料去掉，從而收到最佳的輕量效果。車體概述4.按板、梁、柱之間的結(jié)合方式分類從板與梁（柱）、梁（柱）與梁（柱）之間的結(jié)合方式來分，有焊接、鉚接、螺栓(釘）聯(lián)結(jié)或混合連接結(jié)構(gòu)。我國和日本大多數(shù)采用焊接結(jié)構(gòu)。焊接一鉚接或焊接、螺栓(釘）連接在歐洲應(yīng)用較多。5.按車體組合方式分類按車體組合方式分，可以分為一體化設(shè)計和模塊化設(shè)計。如廣州地鐵一號線車輛采用的是一體化設(shè)計，而二號線車輛采用的則是模塊化設(shè)計。6.按車體尺寸分類按車體尺寸分為A型車車體、B型車車體和C型車車體，如：廣州地鐵一、二號線、深圳地鐵一號線車輛采用了A型車；廣州地鐵三號線天津濱海輕軌采用了B型車；廣州四、五號線為L型車，采用線性電機技術(shù)。車體概述車體規(guī)格及技術(shù)參數(shù)廣州地鐵一號線車輛車體規(guī)格如下：兩端車鉤連接中心線長度：有司機室：24140mm無司機室：22800mm車體最大寬度： 3000mm車頂中心線距軌面高度： 3800mm客室地板面距軌面高度：1130mm（1500mm）車門高：1800mm（1860mm）車門寬：1300mm（1400mm）兩轉(zhuǎn)向架中心距（定距）：15700mm車體規(guī)格12廣州地鐵①號線一號線車輛為八字形結(jié)構(gòu),列車以黃色為主色調(diào)，車體兩邊各有一條紅色的飾帶，象征著廣州地下臥著幾條巨龍，給廣州帶來繁榮與昌盛。一號線列車總長約140m，列車高3.8m，寬3m，每列車有48個座椅，每個座椅最多可座7人。在超員載荷可座2592人。一號線車門系統(tǒng)采用的是電控氣動車門，通過相關(guān)的繼電器和電磁閥控制車門風(fēng)缸，車門風(fēng)缸驅(qū)動門頁進行開和關(guān)。同時，采用了相關(guān)的保護措施，當(dāng)車門夾人或夾物后，列車將無法啟動，直到司機重開一次門，讓被夾人離開后或?qū)⒈粖A物清除后才能動車，以防止夾人夾物行車，保證乘客安全。一號線每個單元車設(shè)有兩個車頂單元式空調(diào)機組，整列車共有12個空調(diào)機組。空調(diào)系統(tǒng)是由獨立的控制單元控制運行，具有制冷、通風(fēng)和緊急通風(fēng)等功能。此外在車頂空調(diào)單元及客室內(nèi)都分布有溫度傳感器，用以實時檢測客室內(nèi)的溫度，空調(diào)系統(tǒng)將根據(jù)室內(nèi)外溫差自動調(diào)節(jié)客室溫度，讓乘客始終保持舒適的感覺。一號線的廣播系統(tǒng)包括：司機室對客室廣播、運營控制中心對客室內(nèi)部廣播、自動報站和司機室與司機室對講。當(dāng)列車從站臺出發(fā)后經(jīng)過軌道特定位置，將會自動觸發(fā)相應(yīng)的廣播，讓乘客了解到站信息，以及地鐵站周邊的建筑設(shè)施、旅游景點等。

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車體技術(shù)參數(shù)車體長度：A車長度:23612mmB、C車長度：21860mm車體寬度：鼓形處車體寬度：3090mm地板處車體寬度：3000mm車體高度：A車高度:3486mmB、C車高度：3364.5mm車體撓度AW3狀況下：在車體底架邊緣測量的下?lián)隙炔怀^-20mm；AW2狀況下：在車體底架邊緣測量的下?lián)隙炔怀^-17mm；AW0狀況下：在車體底架邊緣測量的下?lián)隙炔怀^-10mm。車體的強度要求：車體在承載各種最大垂直載荷的同時，沿車體縱向水平方向施加不小于1200kN的靜載荷，不小于960kN拉伸載荷，車體不產(chǎn)生變形。設(shè)計壽命：在正常運用條件下，運用期限至少30年，對車體結(jié)構(gòu)件無需加固。14廣州地鐵②號線二號線列車外型為“鼓形”結(jié)構(gòu)，而非一號線的“八字”型結(jié)構(gòu)，列車以香檳色為主色調(diào)，車體兩邊各有一條黃色的飾帶，車體和車頭設(shè)計為流線型，更加體現(xiàn)了現(xiàn)代列車的造型特點，與一號線列車相比，二號線列車外玻璃窗加寬，使列車的整體美觀性進一步增強。在每節(jié)車廂的兩側(cè)各有４個長座椅，縱向靠墻布置，座椅表面采用壓網(wǎng)紋的不銹鋼制成。在車廂內(nèi)還設(shè)置了橫向拉桿并加裝拉環(huán)，車廂內(nèi)墻面與天花板以白色調(diào)為主，使列車內(nèi)顯得清爽淡雅。二號線列車總長約140m，列車高3.8m，寬3m，每列車有48個座椅，每個座椅最多可座7人。在超員載荷可座2592人。二號線采用了目前世界上比較先進的電動車門，采用微處理器控制，電動機驅(qū)動。車門具有障礙物探測功能，即當(dāng)車門夾人夾物后會自動彈開一段距離，以供人或物離開，然后再關(guān)閉。另外二號線車門在客室內(nèi)部都設(shè)置有緊急解鎖裝置，以供乘客在緊急情況下使用。二號線的廣播系統(tǒng)與一號線的廣播系統(tǒng)大致相同，但與一號線相比，二號線車輛客室內(nèi)兩端還設(shè)有兩個乘客信息顯示屏，顯示下一站到站信息，以提醒乘客到站下車。車體技術(shù)的發(fā)展趨勢車體技術(shù)的發(fā)展趨勢（一）車體結(jié)構(gòu)輕量化減輕車輛的自重一直是交通運輸部門長期以來奮斗的目標，減輕自重不僅可以節(jié)約材料，減少牽引動力的消耗，而且可以減輕車輛走行部和線路的磨耗，延長使用壽命，帶來巨大的經(jīng)濟效益。一般車體承載結(jié)構(gòu)的質(zhì)量約占車輛自重的20%-25%,因此，研究車體承載結(jié)構(gòu)的輕量化具有很大的現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)的鐵路客車車體均采用由普通碳素鋼車體制成的，有眾多縱、橫型材構(gòu)成的骨架和外包板結(jié)構(gòu)，形成一個筒形薄殼整體承載結(jié)構(gòu)，一般自重達到10～30t。普通碳素鋼車體在使用過程中腐蝕十分嚴重，增加了維修的工作量和費用。為了提高車體的耐腐蝕性能，延長車體使用壽命，推廣使用含有銅或鎳、鉻等合金元素的低合金鋼材料，可以使車體鋼結(jié)構(gòu)自重減輕10%～15%。車體技術(shù)的發(fā)展趨勢如果采用半不銹鋼或全不銹鋼車體，在保證強度、剛度的前提下，板厚可以減小，從而達到車體薄壁化、輕量化，同時也提高了使用壽命。一般不銹鋼車體自重比普通碳素鋼減輕l～2t。

為了進一步實現(xiàn)車體的輕量化，德、日、英等國在近代的高速列車、地鐵車、輕軌車和有軌電車上采用了鋁合金車體。由于鋁合金的密度僅為鋼的1/3，彈性模量也是鋼的1/3，為了充分發(fā)揮材料的承載能力，鋁合金車體在結(jié)構(gòu)形式上與鋼車體有很大的差異。鋁合金車體的主要承載構(gòu)件一般采用大型中空截面的擠壓鋁型材制造，以提高構(gòu)件的剛度，充分發(fā)揮材料的承載性能，達到最大限度地減輕車體自重的效果。全車的底架、側(cè)墻、車頂均采用大型中空截面的擠壓鋁型材拼焊而成，比鋼制車體的焊接工作量減少了40%，制造工藝大為簡化，質(zhì)量可以減輕3～5t，同時可以保證車體承載結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)（一般25～30年）不需要維修或少維修。車體技術(shù)的發(fā)展趨勢車體結(jié)構(gòu)模塊化就車體結(jié)構(gòu)而言，多年來國內(nèi)外都采用焊接結(jié)構(gòu)，即底架、車頂、側(cè)墻和端墻均焊接而成，上述部件組裝成車體時也采用焊接工藝。隨著技術(shù)的發(fā)展，一種不同于以往的模塊化結(jié)構(gòu)車體已逐漸被采用。目前廣州地鐵2號線即采用了模塊化結(jié)構(gòu)的車輛。模塊化車體與整體焊接結(jié)構(gòu)車體相比，最顯著的特點是將模塊化概念引人到車體設(shè)計、制造與生產(chǎn)管理的各環(huán)節(jié)之中。整體焊接結(jié)構(gòu)車體是先制造車體結(jié)構(gòu)的車頂、側(cè)墻、底架、端墻、司機室等部件，然后進行整個車體總成焊接，總成后再進行內(nèi)裝、布管與布線。模塊化車體設(shè)計是將整個車體分為若干個模塊，在每個模塊的制造過程中完成整車需要的內(nèi)裝、布管和布線的預(yù)組裝并解決相互之間的接口問題。各模塊完成后即可進行整車組裝。每個模塊結(jié)構(gòu)部分的本身采用焊接方式，各模塊之間的總成采用機械連接。車體技術(shù)的發(fā)展趨勢

1．模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點（1）在每個模塊的制造過程中均注意驗證其質(zhì)量。模塊制成后均須進行試驗，從而保證整車總裝后試驗比較簡單，整車質(zhì)量也容易保證。（2）由于每個模塊的制造可以獨立進行，并解決了模塊之間的接口問題，因此。復(fù)雜的和技術(shù)難度大的模塊和部件可以由國外引進，其余模塊和部件在用戶本地生產(chǎn)。另外，對總裝生產(chǎn)線的要求不高，有利于國產(chǎn)化的逐步實施。（3）可以改善勞動條件，降低施工難度，提高勞動效率，保證整車質(zhì)量。（4）可以減少工裝設(shè)備，簡化施