城軌交通車輛車體-車體的基礎(chǔ)知識(shí)

項(xiàng)目二城軌交通車輛車體與車門車體是城軌交通車輛的基本組成部分之一，是城軌交通車輛的基礎(chǔ)和根本，車體的作用、分類、結(jié)構(gòu)是學(xué)生必須掌握的內(nèi)容。鋁合金車體和不銹鋼車體是目前城軌交通車輛車體的主流，車門是城軌交通車輛中使用頻率最高和故障率最高的設(shè)備，目前塞拉門和內(nèi)藏門是主流。項(xiàng)目導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握城軌交通車輛車體的作用與分類。（2）熟悉城軌交通車輛車體的結(jié)構(gòu)形式，能分析城軌交通車輛車體的基本結(jié)構(gòu)。（3）掌握城軌交通車輛鋁合金車體、不銹鋼車體的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)并能進(jìn)行車體材料的選型分析。（4）了解城軌交通車輛模塊化車體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)。（5）掌握城軌交通車輛車門的作用與分類，以及其基本結(jié)構(gòu)、作用原理。（6）掌握城軌交通車輛外掛門、內(nèi)藏門、塞拉門和緊急逃生門的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。任務(wù)一車體的基礎(chǔ)知識(shí)城軌交通車輛車體車體是城軌交通車輛的基礎(chǔ)框架和主體，車體的主要作用是運(yùn)載乘客、承受車輛垂直載荷，并安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電氣設(shè)備和服務(wù)設(shè)施，車體材料還要具有防火、隔音、隔熱等性能。任務(wù)一1.車體的作用不帶司機(jī)室的城軌交通車輛的車體是為乘客提供服務(wù)的一個(gè)公共場(chǎng)所，同時(shí)是安裝、連接車輛上其他設(shè)備和組件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；對(duì)有司機(jī)駕駛設(shè)備的車體（頭車）來說，除具備上述作用外，其還是供司機(jī)操作城軌列車和安裝司機(jī)操作臺(tái)的場(chǎng)所。一、車體的作用與分類任務(wù)一2.車體的分類01020304按照車體結(jié)構(gòu)有無司機(jī)室可分為帶司機(jī)室車體和不帶司機(jī)室車體兩種。按照車體所使用的材料可分為碳素鋼車體、鋁合金車體和不銹鋼車體三種，早期的城軌交通車輛車體材料基本上都是碳素鋼（包括普通低碳鋼和耐候鋼），目前新生產(chǎn)的城軌交通車輛主要使用鋁合金和不銹鋼車體。按照車體尺寸可分為3m寬的A型車車體、2.8m寬的B型車車體和2.6m寬的C型車車體，如廣州地鐵1、2號(hào)線和深圳地鐵車輛采用了A型車；廣州地鐵3、4號(hào)線和天津?yàn)I海輕軌采用了B型車。按照車體結(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)。如廣州地鐵1號(hào)線車輛采用的是一體化結(jié)構(gòu)，而2號(hào)線采用的則是模塊化結(jié)構(gòu)。一、車體的作用與分類任務(wù)一1.車體的基本特征（1）城軌交通車輛車體結(jié)構(gòu)有多樣性特點(diǎn)，目前城軌交通列車都是電動(dòng)車組，列車編組有單節(jié)、雙節(jié)、三節(jié)式等多種形式；車輛有帶有司機(jī)室的頭車和中間車；有動(dòng)車與拖車之分。（2）城軌交通車輛是城市內(nèi)的公共交通系統(tǒng)，乘客數(shù)量多，旅行時(shí)間短，上下車頻繁，有高峰期、平峰期之分，因此城軌交通車輛在制造時(shí)車內(nèi)設(shè)置的座位數(shù)量少、車門數(shù)量多而且開度大，車內(nèi)服務(wù)于乘客的設(shè)備相對(duì)簡單。二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一1.車體的基本特征（3）為降低城軌交通系統(tǒng)建設(shè)的工程投資，城軌交通車輛的質(zhì)量限制較為嚴(yán)格，特別是高架輕軌車輛，更是要求列車質(zhì)量輕、軸重小。（4）為減輕車輛自重，車輛采用輕量化設(shè)計(jì)，對(duì)于車體承載結(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體結(jié)構(gòu)，車輛的其他輔助設(shè)施也盡量采用輕型材料和輕量化結(jié)構(gòu)。二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一1.車體的基本特征（5）城軌交通車輛一般運(yùn)營于城市人口稠密的地區(qū)，對(duì)防火要求嚴(yán)格，車體的結(jié)構(gòu)均采用防火設(shè)計(jì)，材料必須經(jīng)過阻燃處理。（6）對(duì)車輛的隔音和降噪有嚴(yán)格要求，以最大限度降低噪聲對(duì)乘客和沿線居民的影響。（7）用于城市內(nèi)交通，車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)。二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一Step1底架承載結(jié)構(gòu)。Step2側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)。Step3整體承載結(jié)構(gòu)。2.車體的結(jié)構(gòu)形式二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一圖2-1所示為鋼制車體的整體承載結(jié)構(gòu)。由圖可知，車體結(jié)構(gòu)是板梁式結(jié)構(gòu)，側(cè)墻、端墻上固接由金屬板、梁組焊而成的車頂，使車體的底架、側(cè)墻、端墻、車頂連接成一個(gè)整體，成為開口或閉口箱形結(jié)構(gòu)，這種車體結(jié)構(gòu)的各部分結(jié)構(gòu)均承受載荷，因而稱為整體承載結(jié)構(gòu)。如圖

2-1任務(wù)一圖2-2所示為城軌交通車輛車體的一般結(jié)構(gòu)形式，由圖可知城軌交通車輛車體底架是車體結(jié)構(gòu)和設(shè)施的安裝基礎(chǔ)，承受城軌交通車輛的主要?jiǎng)印㈧o載荷，因此底架必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，底架也是城軌交通車輛制造廠生產(chǎn)和城軌交通車輛檢修作業(yè)的重點(diǎn)。如圖

2-23.車體結(jié)構(gòu)分析與基本要求二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一底架中部斷面較大并沿其縱向中心線貫通全車的梁稱為中梁，它是底架的骨干。底架兩側(cè)邊的縱向梁稱為側(cè)梁，側(cè)墻固定其上。底架兩端部的橫向梁稱為緩沖梁（或稱為端梁），端墻固定其上。在轉(zhuǎn)向架的支承處設(shè)有枕梁，為橫向梁中斷面最大的梁。在兩枕梁之間設(shè)有兩根以上的大橫梁。為了吊掛設(shè)備，鋪設(shè)地板，底架上還設(shè)有若干小橫梁和縱向輔助梁，同時(shí)達(dá)到了增強(qiáng)底架強(qiáng)度和剛度的目的。由上述梁件構(gòu)成底架的一般結(jié)構(gòu)，其中，中梁和枕梁承擔(dān)載荷最大，因而最為重要。二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一城軌交通車輛整體承載結(jié)構(gòu)車體是由若干縱向、橫向梁和立柱組成的鋼骨架（也稱鋼結(jié)構(gòu)），再安裝內(nèi)飾板、外蒙皮、地板、頂板、隔熱材料、隔音材料、車窗、車門及采光設(shè)施等組成。一般包括：底架、端墻、側(cè)墻、車頂、車窗、車門、貫通道和車內(nèi)設(shè)施等部分。側(cè)墻由桿件、墻板和門窗組成。桿件包括立柱、上弦梁、橫梁和其他輔助桿件，它們與底架的側(cè)梁連接在一起。二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一墻板有蒙皮和內(nèi)飾板，蒙皮是用鋼板、不銹鋼板或鋁合金板制成的，內(nèi)飾板具有車內(nèi)裝飾的功能，經(jīng)過阻燃處理。端墻結(jié)構(gòu)與側(cè)墻基本相同，除端梁外，還設(shè)有角柱、端立柱、上端梁和墻板等。車頂結(jié)構(gòu)包括車頂彎梁、車頂橫梁、車頂端彎梁及車頂板等。為滿足安全運(yùn)載乘客的需要，車體結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度；為提高乘坐舒適度，車體結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度，保證車體的自振頻率與轉(zhuǎn)向架的自振頻率不一致，避免產(chǎn)生共振現(xiàn)象而降低乘坐舒適度。試驗(yàn)結(jié)果表明：轉(zhuǎn)向架采用空氣彈簧時(shí)，車體鋼結(jié)構(gòu)的自振頻率應(yīng)達(dá)到8Hz以上。二、車體的基本特征、結(jié)構(gòu)形式與基本要求任務(wù)一車體是城軌交通車輛結(jié)構(gòu)的主體與基礎(chǔ)。車體的強(qiáng)度、剛度關(guān)系著城軌交通車輛運(yùn)行安全的可靠性和舒適性；車體的質(zhì)量則關(guān)系到能耗、加減速度、載客能力以及列車的編組形式。車體結(jié)構(gòu)形式、性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要取決于車體材料。對(duì)于車輛的設(shè)計(jì)和制造而言，減輕車體自重和降低能耗是必須解決的問題，其中的主要方法是實(shí)現(xiàn)車輛的輕量化。城市軌道運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展給城市軌道車輛提出了越來越高的要求，輕量化、可靠性、模塊化設(shè)計(jì)等已成為現(xiàn)代化城市軌道車輛設(shè)計(jì)與制造的重要標(biāo)志。任務(wù)一三、車體結(jié)構(gòu)的發(fā)展城軌交通車輛車體結(jié)構(gòu)的發(fā)展與鐵道車輛車體結(jié)構(gòu)的發(fā)展有許多相同之處，即由最初的全木結(jié)構(gòu)逐漸演變?yōu)殇撝频准芘c木制車體的組合結(jié)構(gòu)，再到鉚接全鋼結(jié)構(gòu)；車體材料由鋼迅速發(fā)展為輕量化和耐腐蝕的輕型不銹鋼或者鋁合金；車體結(jié)構(gòu)由骨架與外板構(gòu)成的單殼結(jié)構(gòu)，演變?yōu)橐圆讳P鋼雙薄板結(jié)構(gòu)和鋁合金大型中空擠壓型材結(jié)構(gòu)為主的全雙殼結(jié)構(gòu)。任務(wù)一三、車體結(jié)構(gòu)的發(fā)展近代城軌交通車輛車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)或輕金屬結(jié)構(gòu)，以達(dá)到滿足強(qiáng)度和剛度要求的同時(shí)減輕車輛自重。我國地鐵車輛的車體結(jié)構(gòu)