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城市轨道交通车辆构造第2周第1次课件
城市轨道交通车辆构造
郝瑞朝
交通学院
2.1 车体概述
1.作用
分有司机室车体和无司机室车体两种。是容纳乘客和司机驾驶(对于有司机室的车辆)的地方,是安装、连接其它设备和部件的基础。
一、车体的作用与分类
2.车体分类
(1)按材料:分为碳素钢车体、铝合金、不锈钢车体。
(2)按有无驾驶室:可分为带驾驶室和无驾驶室两种。
(3)按车体尺寸:分为A、B、C型车车体。
(4)按照车体结构工艺:可分为一体化和模块化结构
1.车体的基本特征
(1)城市轨道交通车辆一般为电动车组,有6节、8节、4节式等;有头车(即带有驾驶室的车辆)和中间车,以及动车与拖车之分,其车体结构也就有其多样性。
二、车体的基本特征与结构
(2)由于城市轨道交通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)对车辆的质量限制较为严格,特别是高架轻轨,要求列车质量轻、轴重小,以降低线路设施的工程投资。
(4)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。
(5)城市轨道交通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。
(6)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。
(7)城市轨道交通车辆主要用于城市内交通,所以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。
2.车体的结构形式 按照车体承受载荷方式不同分为以下三种。
(1)底架承载结构:全部载荷由底架来承担的车体结构,称底架承载结构,也称自由承载结构。(2)侧墙和底架共同承载结构:由侧、端墙与底架共同承担载荷的车体结构,称侧墙和底架共同承载结构,也称侧墙承载结构。
(3)整体承载结构:在板梁式侧、端墙上固接由金属板、金属梁组焊接而成的车顶,使车体的底架、侧墙、端墙、车顶连接成一个整体,成为开口或闭口箱形结构,此时车体各部分结构均参与承受载荷,因而称这种结构为整体承载结构,如图所示。
钢制车体整体承载结构
3.车体的基本结构
《地铁车辆通用技术条件》规定了我国地铁车辆车体采用整体承载结构。
城市轨道交通车辆车体一般包括:底架、端墙、侧墙、车顶、车窗、车门、贯通道和车内设施等部分。
车体的一般结构形式1—缓冲梁(端梁) 2—枕梁 3—小横梁 4—大横梁 5—中梁6—侧梁 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
2.2 车体材料
按使用的主要材料车体可分三大类:碳钢(高耐候结构钢)、不锈钢、铝合金三大类。
对车体材料的要求:
- 足够的强度
- 足够的刚度
- 自重量轻量化
对车体材料进行分析比较如下:
1.车体轻量化
碳素钢:整体结构一般重10-13吨,现应用较多的是含铜或含镍铬等合金(或称耐候钢),车体可减轻10%-15%.
不锈钢:比普碳钢重量降低10%-20%.
铝合金:重量比碳钢降低20%-50%2.车体腐蚀状况(1)碳素钢车体:
以前的碳素钢车体,车体的雨檐周围、门口及车窗周围的立柱、墙板、地板等处容易被腐蚀,6年之后要进行局部修补,10年后要进行部分改造,20年后还要进行大的改造。
(2)铝合金车体:
铝合金车体除了车钩部分及车体内的螺钉座使用碳素钢外,其他部位均为铝合金。(3)不锈钢车体:
不锈钢车体具有耐腐蚀、免维修等特点。
3.制造成本(1)材料成本:在分析碳素钢车、铝合金车、不锈钢车的经济性时,必须先确定各种车的样式。(2)加工成本:在制造成本中,还要考虑加工因素的影响。1)碳素钢车体:用CO2气体保护的弧焊和用焊条的弧焊。
2)铝合金车体:MIG焊和TIG焊。3)不锈钢车体:点焊、MIG焊和TIG焊。4.维修管理。
不锈钢和铝合金维修量极少,基本不用维修。5.运营总成本。
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