城轨车辆车体
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城轨交通车辆车体—车体模块化结构研究
（2）由于车体是容纳乘客的场所，就车辆结构而言，其强度是 保证乘客安全的关键特性，因此在设计过程中必须进行详细的强度、 刚度计算，在计算结果的指导下进行设计。试制完成后，必须进行相 应的试验，证实确实满足要求，才能投入批量生产。
三、模块化结构的注意事项
（3）为保证隔热、隔声性能，在车体组装后，在内部需喷涂隔 声阻尼涂料和安装玻璃棉或其他隔热、隔声材料。
块制成后均需进行试验，从而保证整车总装后试 验比较简单，整车质量也容易保证。
02
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，各模块和部件可
以由不同的工厂同时生产。而且，模块化生改善劳动条件、降低施工难度 、提高劳动效率、保证整车质量。
二、模块化结构的优点
（4）车体结构在使用中一般仅对表面涂装进行必要的维修，就 结构本身而言，在正常工况下可以满足使用30年的要求。如果由于事 故和大修中需对车体某部件进行检修时，可以采用更换模块的方式进 行，以减少维修工作量。
模块化结构的优点 如下：
可以减少工装设备、简化施工程序、降低生 04
产成本。
05
可采用更换模块的方式进行车辆检修，方便
维修。目前国内地铁车辆生产企业在模块化车体
的设计、制造、试验与生产管理过程中已形成了
整套的体系，从而保证了批量生产的质量。
三、模块化结构的注意事项
（1）模块化结构的个别部件（如驾驶室框架）采用了部分钢材 制造，各部件之间又采用了钢制螺栓连接，所以车体自重要比全焊接 结构车体稍重。
如
图
2-14
图2-14车顶模块结构 1—顶板吊梁； 2—顶 板横梁； 3—空调风道； 4—隔声、隔热材料； 5— 内部装饰；6—灯带； 7— 出风口
三、模块化结构的注意事项
（3）为保证隔热、隔声性能，在车体组装后，在内部需喷涂隔 声阻尼涂料和安装玻璃棉或其他隔热、隔声材料。
块制成后均需进行试验，从而保证整车总装后试 验比较简单，整车质量也容易保证。
02
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，各模块和部件可
以由不同的工厂同时生产。而且，模块化生改善劳动条件、降低施工难度 、提高劳动效率、保证整车质量。
二、模块化结构的优点
（4）车体结构在使用中一般仅对表面涂装进行必要的维修，就 结构本身而言，在正常工况下可以满足使用30年的要求。如果由于事 故和大修中需对车体某部件进行检修时，可以采用更换模块的方式进 行，以减少维修工作量。
模块化结构的优点 如下：
可以减少工装设备、简化施工程序、降低生 04
产成本。
05
可采用更换模块的方式进行车辆检修，方便
维修。目前国内地铁车辆生产企业在模块化车体
的设计、制造、试验与生产管理过程中已形成了
整套的体系，从而保证了批量生产的质量。
三、模块化结构的注意事项
（1）模块化结构的个别部件（如驾驶室框架）采用了部分钢材 制造，各部件之间又采用了钢制螺栓连接，所以车体自重要比全焊接 结构车体稍重。
如
图
2-14
图2-14车顶模块结构 1—顶板吊梁； 2—顶 板横梁； 3—空调风道； 4—隔声、隔热材料； 5— 内部装饰；6—灯带； 7— 出风口
城轨车辆车体结构
表面处理技术
表面预处理
去除车体表面的油污、锈蚀等杂质，确保表面处理质量。
喷涂工艺
采用先进的喷涂设备和工艺，确保涂层均匀、附着力强、耐腐蚀性 好。
表面装饰
根据设计要求，对车体表面进行装饰处理，如贴膜、喷绘等。
质量检测与评估方法
无损检测
采用射线、超声、磁粉等 无损检测方法，对车体焊 缝进行内部缺陷检测。
刚度。
满足强度要求
对关键承载部位进行强度校核，确 保车体在各种工况下都能安全可靠 地运行。
考虑疲劳强度
针对车体在运行过程中受到的交变 载荷，进行疲劳强度设计和评估。
耐撞性设计考虑
能量吸收结构
在车体前端设置能量吸收区域， 通过塑性变形吸收碰撞能量，保
护乘客安全。
防爬装置
在车体侧面设置防爬装置，防止 在侧面碰撞时车辆相互攀爬，降
现状
目前，城轨车辆车体结构已经实现了轻量化、高强度、耐腐 蚀等目标。同时，为了满足不同城市的需求，车体结构也呈 现出多样化的特点，如A型车、B型车、C型车等。
未来趋势与挑战
未来趋势
未来城轨车辆车体结构将继续向轻量化、高强度、节能环保等方向发展。同时， 随着新材料、新工艺的不断涌现，车体结构的设计和制造将更加精细化和个性化 。
低事故严重性。
紧急疏散通道
确保在碰撞事故发生后，乘客能 够迅速安全地疏散到车外。
04 关键部件及连接技术
车门系统
车门类型
01
包括塞拉门、内藏门、外挂门等，不同类型的车门具有不同的
开启方式和结构特点。
车门驱动方式
02
主要有气动、电动和人力驱动三种方式，现代城轨车辆多采用
电动驱动方式。
车门控制系统
城市轨道交通车辆车体
城市轨道交通车辆车体车体可分为带司机室的车体和不带司机室的车体，不带司机室的车体主要是为乘客提供服务的公共场所，也是安装并连接车辆上其他设备、组件的基础结构；带司机室的车体还能安装司机操作台等装置。
1、城轨列车基本上是电动车组，有单节、双节、三节式等编组形式。
2、城轨车辆是城市内的公共交通系统，乘客的数量多，旅行时间短，上下车频繁，城轨车辆的座位数量少，车门数量多且开度大，车内服务设备简单。
3、城轨车辆的重量轻、轴重小，车辆采用轻量化设计。
4、城轨防火要求严格，采用防火设计，材料必须经过阻燃处理。
5、车辆的隔声和降噪要求高，对沿线居民的影响小。
6、车辆外观造型、色彩与城市文化、环境和景观协调。
一、车体的种类车体按不同的分类方式分为不同的类型。
1、按使用的材料分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体。
早期多使用碳素钢制造车体，目前主要使用铝合金和不锈钢材料制造车体。
2、按有无司机室可分为带司机室车体和不带司机室车体。
3、按尺寸分为3 m宽的A型车车体、2.8 m宽的B型车车体和2.6 m宽的C型车车体。
4、按车体结构工艺可分为一体化结构和模块化结构二、车体的结构形式按照车体结构承受载荷方式，车体可分为底架承载结构、侧墙和底架共同承载结构和整体承载结构。
1、底架承载结构。
车体的全部载荷由底架承担的车体结构称为底架承载结构。
2、侧墙和底架共同承载结构。
由侧墙、端墙与底架共同承担载荷的车体结构称为侧墙和底架共同承载结构或侧墙承载结构，侧墙、端墙、底架等通过固接形成一个整体。
3、整体承载结构。
由图可知，车体结构是板梁式，侧墙、端墙上固接由金属板、梁组焊而成的车顶，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，这种车体结构的各部分结构均承受载荷，因而称为整体承载结构。
三、车体结构城轨车辆车体底架是车体结构和设施的安装基础，承受城轨交通车辆的主要动、静载荷，因此要求底架必须具有足够的强度和刚度，底架也是城轨车辆生产制造和检修作业的重点。
车体的作用与分类
01
3.1.1车体的作用与分类
2 车体的分类 按车体结构有无司机室可分为带司机室和不带司机室车体两种。 按照车体所使用的材料可分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车
体三种，早期的城轨交通车辆车体材料基本上都是碳素钢（包括普通低 碳钢和耐候钢），目前新生产的城轨交通车辆主要使用铝合金和不锈钢 车体。
按照车体尺寸可分为3 m宽的A型车车体、2.8 m宽的B型车车体和 2.6 m宽的C型车车体，如广州地铁1、2号线和深圳地铁车辆采用了A型 车；广州地铁3、4号线和天津滨海轻轨采用了B型车。 按照车体结构工艺不同可分为一体化结构和模块化结构。如广州地铁1号 线车辆采用的是一体化结构，而2号线采用的则是模块化结构。
1 车体的作用
城轨交通车辆车体车体是城轨交通车辆的基础框架和主体，车体的主 要作用是运载乘客、承受车辆垂直载荷，并安装传动机构、电气设备和服 务设施，车体材料还要具有防火、隔音、隔热等性能。 不带司机室的城轨交通车辆的车体是为乘客提供服务的一个公共场所，同 时是安装、连接车辆上其他设备和组件的基础结构；对有司机驾驶设备的 车体（头车）来说，除具备上述作用外，其还是供司机操作城轨列车和安 装司机操作台的场所。
3.1.1车体的作用与分类
教学目标
掌握城轨车辆车体的基本作用和分类。
教学重点
车体是城轨车辆的一个重要组成部分，是车辆结构的主体，是供旅 客乘坐和司机驾驶的部分，也是安装与连接其它设备和部件的基础。了 解和掌握车体的组成和分类是从事车辆运营工作的基本要求。
目录
01 02Biblioteka 车体的作 车体的分用
类.
3.1.1车体的作用与分类
01
问题： 1、城市轨道交通车辆车 体的作用是什么？ 2、简述城市轨道交通车 辆车体的分类？
3.1.1车体的作用与分类
2 车体的分类 按车体结构有无司机室可分为带司机室和不带司机室车体两种。 按照车体所使用的材料可分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车
体三种，早期的城轨交通车辆车体材料基本上都是碳素钢（包括普通低 碳钢和耐候钢），目前新生产的城轨交通车辆主要使用铝合金和不锈钢 车体。
按照车体尺寸可分为3 m宽的A型车车体、2.8 m宽的B型车车体和 2.6 m宽的C型车车体，如广州地铁1、2号线和深圳地铁车辆采用了A型 车；广州地铁3、4号线和天津滨海轻轨采用了B型车。 按照车体结构工艺不同可分为一体化结构和模块化结构。如广州地铁1号 线车辆采用的是一体化结构，而2号线采用的则是模块化结构。
1 车体的作用
城轨交通车辆车体车体是城轨交通车辆的基础框架和主体，车体的主 要作用是运载乘客、承受车辆垂直载荷，并安装传动机构、电气设备和服 务设施，车体材料还要具有防火、隔音、隔热等性能。 不带司机室的城轨交通车辆的车体是为乘客提供服务的一个公共场所，同 时是安装、连接车辆上其他设备和组件的基础结构；对有司机驾驶设备的 车体（头车）来说，除具备上述作用外，其还是供司机操作城轨列车和安 装司机操作台的场所。
3.1.1车体的作用与分类
教学目标
掌握城轨车辆车体的基本作用和分类。
教学重点
车体是城轨车辆的一个重要组成部分，是车辆结构的主体，是供旅 客乘坐和司机驾驶的部分，也是安装与连接其它设备和部件的基础。了 解和掌握车体的组成和分类是从事车辆运营工作的基本要求。
目录
01 02Biblioteka 车体的作 车体的分用
类.
3.1.1车体的作用与分类
01
问题： 1、城市轨道交通车辆车 体的作用是什么？ 2、简述城市轨道交通车 辆车体的分类？
城市轨道交通车辆构造-车体(PPT41页)
部载荷并传递给整个车体；承受因各种原因而引起的横向力 和走行部传来的各种振动和冲击；
底架中部断面较大并沿其纵向中心线贯通全车的梁称为 中梁，它是底架的骨干。底架两侧边沿的纵向梁称为侧梁， 侧墙固定其上。底架两端部的横向梁称缓冲梁(或称为端梁)， 端墙固定其上。在转向架的支承处设有枕梁，为横向梁中断 面最大的梁。在两枕梁之间设有两根以上的大横梁。为了吊 挂设备，铺设地板，底架上还设有若干小横梁和纵向辅助梁， 同时达到了增强底架强度和刚度的目的，其中，中梁和枕梁 承担载荷最大，因而最为重要。
不锈钢
材料
C(max) Si(max) Mn(max)
Ni
Cr
S(max) P(max) N(max)
SUS301L 0.03
1.00
2.00 6.00~8.00 16.00~18.00 0.030 0.045 0.20
SUS304
0.08
1.00
2.00 6.00~10.50 16.00~20.00 0.030 0.045
任务一 车体的结构
2.车体的结构形式 按照车体结构承受载荷的方式不同，车体可分为底架承载 结构、侧墙和底架共同承载结构和整体承载结构三类。
任务一 车体的结构
图2-1 整体承载结构车体
任务一 车体的结构
模块化车体结构
模块化车体设计是将整个车体分为若干个模块，如图 2-2所示，在每个模块的制造过程中完成整车需要的内装、 布管与布线的预组装(见图2-3)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。每一模块的结构部 分本身采用焊接，而各模块之间的总成采用机械连接，如 图2-4所示。
任务一 车体的结构
模块化结构的缺点 ①模块化结构的个别部件(如司机室框架)采用了部分钢材 制造，各部件之间又采用了钢制螺栓连接，所以车体自重 要比全焊结构稍重； ②为保证隔热、隔声性能，组装后，内部需喷涂隔声阻尼 浆和安装玻璃棉或其他隔热、隔声材料； ③车体结构在使用中仅对表面涂装进行必要的维修，在正 常工况下可以满足使用寿命30年的要求。
底架中部断面较大并沿其纵向中心线贯通全车的梁称为 中梁，它是底架的骨干。底架两侧边沿的纵向梁称为侧梁， 侧墙固定其上。底架两端部的横向梁称缓冲梁(或称为端梁)， 端墙固定其上。在转向架的支承处设有枕梁，为横向梁中断 面最大的梁。在两枕梁之间设有两根以上的大横梁。为了吊 挂设备，铺设地板，底架上还设有若干小横梁和纵向辅助梁， 同时达到了增强底架强度和刚度的目的，其中，中梁和枕梁 承担载荷最大，因而最为重要。
不锈钢
材料
C(max) Si(max) Mn(max)
Ni
Cr
S(max) P(max) N(max)
SUS301L 0.03
1.00
2.00 6.00~8.00 16.00~18.00 0.030 0.045 0.20
SUS304
0.08
1.00
2.00 6.00~10.50 16.00~20.00 0.030 0.045
任务一 车体的结构
2.车体的结构形式 按照车体结构承受载荷的方式不同，车体可分为底架承载 结构、侧墙和底架共同承载结构和整体承载结构三类。
任务一 车体的结构
图2-1 整体承载结构车体
任务一 车体的结构
模块化车体结构
模块化车体设计是将整个车体分为若干个模块，如图 2-2所示，在每个模块的制造过程中完成整车需要的内装、 布管与布线的预组装(见图2-3)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。每一模块的结构部 分本身采用焊接，而各模块之间的总成采用机械连接，如 图2-4所示。
任务一 车体的结构
模块化结构的缺点 ①模块化结构的个别部件(如司机室框架)采用了部分钢材 制造，各部件之间又采用了钢制螺栓连接，所以车体自重 要比全焊结构稍重； ②为保证隔热、隔声性能，组装后，内部需喷涂隔声阻尼 浆和安装玻璃棉或其他隔热、隔声材料； ③车体结构在使用中仅对表面涂装进行必要的维修，在正 常工况下可以满足使用寿命30年的要求。
城市轨道交通车辆车体及内饰
城市轨道交通简称为城轨。
城轨车辆车体按材料不同，可分为耐候钢车体、不锈钢车体、铝合金车体三种。
城轨车辆的车体采用由车底架、侧墙、车顶、端墙（驾驶室）四大部分组成的封闭筒形薄壳整体承载结构。
1,底架列车底架就是由各种纵向钢梁和横向钢梁组成的长方形构架。
它承托着车体，是车体的基础。
车底架上部车体及承载物的全部重量，并通过上、下心盘将重量传给行走部。
在列车运行时，它还承受机车牵引力及列车运行中所引起的各种冲击力及其它外力。
2,侧墙钢制车体的侧墙由边梁、立柱、窗立柱和墙板等零部件组成。
在车门周围设有门边立柱和横梁进行补强。
铝合金车体的侧墙，左右各有五个车门和四个车窗，而侧墙的上部又与车顶部件组合在一起。
3、车顶。
钢制车体的车顶，由边梁、弯梁、纵向梁、顶板和车顶端部组成。
不锈钢车体的车顶有波纹顶板、车顶弯梁、侧顶板、空调机组平台等几部分组成。
铝合金车体的车顶，两侧小圆弧部分采用形状复杂的中空截面挤压铝型材，中部大圆弧部分为带有纵向加强杆件的挤压成形的车顶板，其长度与车顶等长，车顶组装时仅仅留下几条与车顶等长的纵向长焊缝。
4、端墙。
地铁车辆两端的驾驶室端墙设有端门，在端门两边设有立柱进行补强外，其他结构基本与侧墙结构类似。
其余端墙基本农贯通道，端板安装在两侧墙板和车顶之间，用于连接贯通道。
城轨车辆内饰。
客室车箱结构。
客室车箱一般由客室座椅、扶手、屏风、车窗、车门和其他设备构成的。
1.客室座椅。
现在城轨车辆的客室座椅都采用新型的防火材料，大多由钢骨架支撑的玻璃制品，采用符合人体工程学习的造型，座椅颜色以蓝色为主。
每个座椅宽为430mm，按2个座位或6个座位为一组，固定在车体侧墙上，没有与地板连接。
列车的供暖设备装在座椅下，保证暖空气覆盖车箱底部，避免头顶热风造成乘客燥热、头晕。
2.扶手和屏风。
水平、垂直扶手和侧边屏风由抛光的不锈钢材料制成。
以某地铁车辆为例，每节A车的扶手有：14个连续的从顶板到地板的垂直扶手，13个水平扶手与垂直扶手连接，10个屏风在每节车的右侧，9个对称的屏风在车的左边（由于ATC室的存在）1个水平拉手，22个把手。
城轨车辆车体结构
（二）不锈钢材料使用中应注意的问题 2、不锈钢材料的焊接 不锈钢导热系数是碳素钢的1/3，而热膨胀系数是 碳素钢的1.5倍，热量输入后散热慢而变形大，不利于 对构件尺寸及形状的控制，但由于不锈钢材料的电阻 较大，所以对不锈钢材料的焊接一般都采用点焊。点 焊的特点是对构件的热输入量小，易实现自动控制， 焊接时不需要技能很高的操作者也可以保证焊接质量。 不锈钢车体在组合外板、梁、柱时为了减少热量 的输入，采用点焊代替弧焊，梁、柱的结合部位采用 连接板传递载荷。对于无法实现点焊的部位，可以采 用塞焊来减小热影响区。
车体模块组成
1. 底架模块；2. 侧墙模块；3. 端部模块； 车顶模块； 5. 牵引梁模块；6. 枕梁模块。
车顶模块组成
1. 顶板吊梁；2. 顶板横梁；3. 空调风道；4. 隔声、隔热材料； 5. 内部装饰；6. 灯带；7. 出风口；8. 顶板悬挂。
模块化车体组成
1. 车顶模块；2. 螺栓；3. 侧墙模块；4. 底架模块。
四、车体的模块化结构
一体化结构: 就车体结构形式而 言，几十年来国内外都 是采用全组焊结构，即 底架、侧墙、车顶和端 墙均为焊接而成，然后 这四大部件组装时也采 用焊接工艺，这种车体 结构称整体焊接结构， 也称为一体化结构。
四、车体的模块化结构
模块化结构: 模块化车体结构与整体焊接结构车体相比，最显 著的特点就在于将模块化的概念引入到车体设计、制 造与生产管理的各个环节之中。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，车体总成后再 进行内装、布管布线。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、布管与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。每一模 块的结构部分本身采用焊接，而各模块之间的总成采 用机械连接。
城轨交通车辆车体与车门—铝合金车体
五、铝合金车体在设计和制造中应注意的问题
铝合金车体有许多的优点，但在设计、制造中尚需注 意许多问题，如铝合金选材、铝合金结构焊接工艺的研究、 铝合金材料疲劳特性和寿命的试验、结构优化设计、刚度、 防腐蚀等问题。
1.铝合金材料的合理选择 2.铝合金车体的组装
一、铝合金材料的特性
质轻且柔软，
耐蚀性能好。
四、铝合金车体的结构
1.底架
底架是车体的基础结构，底架结构模块包括地板、边梁 （左和右)、枕梁（2根)、牵引梁（2根）组件。边梁、枕梁、 牵引梁采用连续焊接组合在一起，将地板、隔热隔声材料、 底架下管路和电线槽预先与底架组成一体，然后与侧墙和端 部模块连接，底架边梁在整个长度上与侧墙模块进行机械连 接，在底架的架车位置进行局部加强。
车体由底架、侧墙、车顶、端墙等预先装配好 的模块组成，车体总装配时，用螺栓将这些预装配 好的模块按顺序联结在一起。
车体的模块是用铝型材（占车体质量约90%） 焊接而成的，几乎所有的挤压型材都是由合金 ENAW 6005A 制成，它们是空心的。
四、铝合金车体的结构
由于强度要求，底架的牵引梁用铝合金ENAW 7020 （铝合金板和一块铝合金挤压型材)制成。某些低应力区 域由合金板 ENAW 5083制成。每车模块的每侧有5对客 室门结构和4个车窗结构，带司机室的拖车模块每侧还包 括一个司机室门框架和一个前端门框架，中间端宽度与贯 通道宽度几乎相同。
三、铝合金车体的形式
1.纯铝合金车体
(2)车体结构是板条骨架结构，用气体保护的熔焊作为连接方法。 (3)在车体结构中应用整体结构，板皮和纵向加固件构成高强度
大型开口型材。 (4)车体采用空心截面的大型整体型材，结构更加简单。型材平
行放置并总是在车体的全部长度上延伸，通过自动连续焊接进 行连接。该车体结构以具有多种多样截面的型材为基础，并充 分利用铝合金良好的机械性能。
城轨车辆车体及轻量化
任务三 城轨车辆车体及轻量化
三、车体的基本参数 2、车体的其他参数
（1）车辆定距：12600mm （2）转向架轴距：2200mm （3）车钩高度：660mm （4）车轮直径：新轮 840mm，最大磨耗时 770mm （5）轮对内侧距：1353±2mm
任务三 城轨车辆车体及轻量化
四、车体材料的轻量化
任务三 城轨车辆车体及轻量化
1、车体的尺寸
三、车体的基本参数
（1）A型车：车体长 22000mm，车体宽3000mm，车体高度（车顶距轨面的 距离）3800mm 。 （2）B型车：车体长 19000mm，车体宽2800mm，车体高度（车顶距轨面的 距离）3800mm 。 （3）C型车：车体宽2600mm，长度和高度均不大于B型车。
因此不锈钢、铝合金这些车体轻量化材料得到了广泛应用。
我国地铁车辆车体采用整体承载结构
任务三 城轨车辆车体及轻量化
2、车体的组成
城轨车辆车体是由若干纵向、横 向梁和立柱组成的钢骨架，再安装 内饰板、外蒙皮、地板、顶板及隔 热、隔音材料、车窗、车门及采光 设施等。 城轨车辆车体一般包括：底架、
端墙、侧墙、车顶、车窗、车门、 司机室、贯通道和车内设施等
城轨车辆车体材料常用材料有普通钢(含耐候钢)、不锈钢和铝合金等3种材料。 （1）普通钢车体强度低、重量大、能耗高、腐蚀重、维修量大、使用寿命短。 （2）不锈钢是一种含镍铬的高强度合金钢，其强度是普通钢的1倍以上，特别是轻量 化不锈钢的强度可达到普通钢的3倍，可使车体轻量化。 （3）铝合金的比重只相当于普通钢的1/3，弹性模量也只有钢的1/3，在保证车体同 等强度下，车体自重最大可减轻50%。
任务三 城轨车辆车体及轻量化
一 车体的作用与分类 二 车体的结构组成 三 车体的基本参数 四 车体材料的轻量化
城轨交通车辆车体的基础知识
车体的基础知识
1.西安地铁2号线车辆车体概述
西安地铁2号线车辆为B2型车，车体断面呈鼓形，可适度增加 车体内部的有效空间，车体两侧采用内藏式双开电动拉门结构。 车辆的车体不但能够承受自重、载重及列车在牵引、制动中产生 的纵向载荷和运行检修中产生的斜对称载荷，而且还能够承受一 列6辆编组的电动列车以3～5 km/h的速度进行车辆连挂时产生的 纵向冲击力。车体的纵向静载荷为800 kN，配置安装合理的缓冲 吸能结构系统，进而提高车辆的安全性，确保发生事故时对司乘 人员具有更高的保护能力。
车体的基础知识
2 车体的基本特征、结构形式与要求
2.车体的结构形式
图2-1 钢制车体的整体承载结构
（3）整体承载结构。由图可知 ，车体结构是板梁式，侧墙、端墙上 固接由金属板、梁组焊而成的车顶， 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，这种车体结构的各部分结构均 承受载荷，因而称为整体承载结构。
车体的基础知识
2.西安地铁2号线车辆车体的钢结构
车顶由波纹顶板、车顶弯梁、车顶边梁、侧顶板、空调机组平台、 受电弓平台等几部分组成。车顶采用波纹顶板无纵向梁结构，与车顶弯 梁点焊在一起，机组平台由纵梁、弯梁、顶板点焊组成部件，再与车顶 通过点焊与弧焊组成一体。
侧墙主要由侧立柱，窗上、下横梁，门扣铁，侧墙上、中、下墙板 （其中上墙板为冷弯型钢），门上横梁，侧墙下边梁等主要零部件组成 。端墙为板梁点焊结构，主要特点是：端角柱向车体外端翻边，使之与 车顶、侧墙的点焊工艺性更好，提高了点焊效率和质量。
车体的基础知识
2 车体的基本特征、结构形式与要求
3.车体结构分析与基本要求
由图可知城轨车辆车体底架是车体结构和设施 的安装基础，承受城轨交通车辆的主要动、静载 荷，因此要求底架必须具有足够的强度和刚度， 底架也是城轨车辆生产制造和检修作业的重点。
城市轨道车辆的组成
城市轨道车辆的组成以城市轨道车辆的组成为题，我们将介绍城市轨道车辆的各个部分以及其功能。
一、车体结构城市轨道车辆的车体通常由钢材制成，具有足够的强度和刚度来承受车辆的运行和载荷。
车体外部通常采用铝合金或不锈钢面板进行装饰，以提高车辆的美观性和耐腐蚀性。
车体内部则设计有座椅、扶手、车门等设施，以提供乘客的舒适感和便利性。
二、动力系统城市轨道车辆的动力系统通常由电动机、牵引系统和能源供应系统组成。
电动机负责提供车辆的动力，通常采用交流电机或直流电机。
牵引系统则将电动机的动力传输到车轮上，通常采用齿轮传动或牵引电缆传动。
能源供应系统则提供电能给电动机，通常通过接触网或第三轨供电。
三、制动系统城市轨道车辆的制动系统用于控制车辆的速度和停车。
常见的制动系统有机械制动、电阻制动和电子制动等。
机械制动通常采用摩擦制动或电磁制动，通过摩擦力或电磁力来减速或停车。
电阻制动通过将电动机的旋转能量转化为电能来减速或停车。
电子制动则通过控制电动机的电流来实现减速或停车。
四、辅助设备城市轨道车辆的辅助设备包括通信设备、监控设备、空调设备、照明设备等。
通信设备用于车辆之间的通信和与控制中心的通信。
监控设备用于监视车辆的运行状态和乘客的安全。
空调设备用于调节车辆内部的温度和湿度，以提供乘客的舒适感。
照明设备用于照亮车辆内部和外部环境。
五、安全设备城市轨道车辆的安全设备主要包括紧急制动系统、火灾报警系统和紧急疏散设备等。
紧急制动系统用于在紧急情况下迅速停车，以保证乘客的安全。
火灾报警系统用于监测车辆内部的温度和烟雾，一旦发现火灾，会自动报警并采取相应的措施。
紧急疏散设备包括紧急出口、灭火器等，用于在紧急情况下疏散乘客和灭火。
六、车辆控制系统城市轨道车辆的控制系统用于控制车辆的运行和停车。
常见的控制系统有自动驾驶系统和人工驾驶系统。
自动驾驶系统通过车载计算机和传感器来实现车辆的自动控制，可以实现列车的自动驾驶和自动停车。
人工驾驶系统则由驾驶员来控制车辆的运行和停车。
城轨车辆车体及客室的检查与维护—车内设备
地板布（客室地板布局部 破损、开胶卷边）
任务11 车内设备
一 车体内饰 二 车体内设 三 车内设备的检查与维护
任务十一 车内设备
一、车体内饰
车体内饰是保证乘客舒 适性的一部分，包括：中顶 板、灯带、通风格栅、侧顶 板、门口立罩板、侧墙板、 地板布、间壁（电气柜）等
任务十一 车内设备
1、中顶板、灯带、辐流格栅
任务十一 车内设备
2、侧顶板、侧墙板
一、车体内饰
任务十一 车内设备
一、车体内饰 3、间壁、地板及地板布
任务十一 车内设备
二、车体内设
客室设有1个空调控制柜和一个 综合电气控制柜；8对双开电动内藏 门；纵向排布的座椅；座椅下部设有 干粉灭火器；8个扬声器，8个动态线 路地图；8个LCD信息显示器；2个客 室监视摄像头；4个门内部紧急解锁 装置等；有些客室还设有残疾人轮椅 区。
任务十一 车内设备
客室座椅
二、车体内设
立柱、扶手
任务十一 车内设备
客室车门
二、车体内设
车窗
任务十一 车内设备
贯一 车内设备
三、车内设备检查与维护
拉手、吊环（客室拉手吊带 磨损、断裂）
立柱、扶手杆（客室立柱、 扶手杆松动）
车窗玻璃（客室车窗玻璃 龟裂）
任务11 车内设备
一 车体内饰 二 车体内设 三 车内设备的检查与维护
任务十一 车内设备
一、车体内饰
车体内饰是保证乘客舒 适性的一部分，包括：中顶 板、灯带、通风格栅、侧顶 板、门口立罩板、侧墙板、 地板布、间壁（电气柜）等
任务十一 车内设备
1、中顶板、灯带、辐流格栅
任务十一 车内设备
2、侧顶板、侧墙板
一、车体内饰
任务十一 车内设备
一、车体内饰 3、间壁、地板及地板布
任务十一 车内设备
二、车体内设
客室设有1个空调控制柜和一个 综合电气控制柜；8对双开电动内藏 门；纵向排布的座椅；座椅下部设有 干粉灭火器；8个扬声器，8个动态线 路地图；8个LCD信息显示器；2个客 室监视摄像头；4个门内部紧急解锁 装置等；有些客室还设有残疾人轮椅 区。
任务十一 车内设备
客室座椅
二、车体内设
立柱、扶手
任务十一 车内设备
客室车门
二、车体内设
车窗
任务十一 车内设备
贯一 车内设备
三、车内设备检查与维护
拉手、吊环（客室拉手吊带 磨损、断裂）
立柱、扶手杆（客室立柱、 扶手杆松动）
车窗玻璃（客室车窗玻璃 龟裂）
城市轨道交通列车车体
图2-10 车体的一般结构
Hale Waihona Puke 1.4 车体的基本结构 1）底架
（1） 端梁
是指底架两端的 横向梁，其上固 定有端墙，又称 缓冲梁。
（2） 枕梁
是指转向架支撑 处的横向梁。
（3） 侧梁
是指底架两侧边 沿的纵向梁，其 上固定有侧墙。
（4） 中梁
位于底架中部， 断面较大并沿纵 向中心线贯穿全 车。
1.4 车体的基本结构 2）侧墙
1.3 车体的结构形式
1）底架承载结构 底架承载结构又称自由承载结构，是指由底架承担全部载荷的车体结构。 2）侧壁承载结构 侧壁承载结构又称侧墙和底架共同承载结构，是指由底架、侧墙和端墙共同承担载荷的 车体结构。 3）整体承载结构 整体承载结构是指由底架、侧墙、端墙和车顶共同承担载荷的车体结构。将底架、侧墙、 端墙和车顶焊接成一个整体，形成开口或闭口的箱型结构，此时车体各部分均参与承受载荷， 从而使承重更加均匀，如图2-9所示。
（3）为了降低城轨线路建设的工程投资，要求城轨车辆，特别是高架轻轨车辆质量轻、 轴重小。为使车辆轻量化，车体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。
（4）由于城市轨道交通人口密集，所以对车辆的防火要求很高，特别是地铁车辆，通常 车体的结构采用防火设计，且材料必须经过阻燃处理。
（5）车辆应符合隔音和降噪的要求，最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。 （6）车辆的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。
1.1 车体的类型 5）按车体结构工艺分类
按结构工艺的不同，车体可分为一体化结构车体和模块化结构车体。一体化结构车体是 几十年来国内普遍采用的。模块化结构车体是20世纪90年代中后期在国外发展起来的一种新 型车体结构。目前，模块化结构车体在国内以理论研究为主，实际应用相对较少，但这将是未 来车体结构的发展趋势。
Hale Waihona Puke 1.4 车体的基本结构 1）底架
（1） 端梁
是指底架两端的 横向梁，其上固 定有端墙，又称 缓冲梁。
（2） 枕梁
是指转向架支撑 处的横向梁。
（3） 侧梁
是指底架两侧边 沿的纵向梁，其 上固定有侧墙。
（4） 中梁
位于底架中部， 断面较大并沿纵 向中心线贯穿全 车。
1.4 车体的基本结构 2）侧墙
1.3 车体的结构形式
1）底架承载结构 底架承载结构又称自由承载结构，是指由底架承担全部载荷的车体结构。 2）侧壁承载结构 侧壁承载结构又称侧墙和底架共同承载结构，是指由底架、侧墙和端墙共同承担载荷的 车体结构。 3）整体承载结构 整体承载结构是指由底架、侧墙、端墙和车顶共同承担载荷的车体结构。将底架、侧墙、 端墙和车顶焊接成一个整体，形成开口或闭口的箱型结构，此时车体各部分均参与承受载荷， 从而使承重更加均匀，如图2-9所示。
（3）为了降低城轨线路建设的工程投资，要求城轨车辆，特别是高架轻轨车辆质量轻、 轴重小。为使车辆轻量化，车体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。
（4）由于城市轨道交通人口密集，所以对车辆的防火要求很高，特别是地铁车辆，通常 车体的结构采用防火设计，且材料必须经过阻燃处理。
（5）车辆应符合隔音和降噪的要求，最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。 （6）车辆的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。
1.1 车体的类型 5）按车体结构工艺分类
按结构工艺的不同，车体可分为一体化结构车体和模块化结构车体。一体化结构车体是 几十年来国内普遍采用的。模块化结构车体是20世纪90年代中后期在国外发展起来的一种新 型车体结构。目前，模块化结构车体在国内以理论研究为主，实际应用相对较少，但这将是未 来车体结构的发展趋势。
城轨交通车辆车体—车体材料的选用
一、国内外地铁车辆车体材料选用的现状
铝合金的比重只相当于普通钢的1/3，弹性模量也只有钢的1/3， 在保证车体同等强度的条件下，车体自重最大可减轻50%；而且铝合 金的耐腐蚀性好，可以延长车辆的使用寿命。因此，许多国家都在积 极开发和生产铝合金车。法国于1896年将铝合金用于铁道客车车窗上 。1905年，英国铁路电动车的外墙板采用了铝合金。美国在1923年至 1932年有700辆电动车和客车的侧墙与车顶采用铝合金。1952年伦敦 地铁、1954年加拿大多伦多地铁车辆均采用了铝合金车体。20世纪60 年代以来，德国科隆、波恩铁路的市郊电动车组也相继实现了车体铝 合金化。
一、国内外地铁车辆车体材料选用的现状
日本从1962年的山阳地铁2000系开始采用铝合金车体，至1999年 累计生产约1万辆。法国、德国、英国和俄罗斯等国在高速铁路车辆上 都采用了铝合金车体。20世纪90年代以来，意大利米兰地铁、奥地利 维也纳地铁以及新加坡地铁都采用了铝合金车体。近年来，我国地铁 车辆车体也采用了铝合金材料，上海地铁1、2号线及明珠线，广州地 铁1、2、3号线，深圳地铁1、4号线，南京地铁1号线等都采用了铝合 金车体车辆。
任务五 车体材料的选用
城轨交通车辆车体选用何种材料不但影响车体的强度和刚度，直接关 系车辆运行的安全性和乘客的舒适性，而且关系到车辆的载客能力和能耗 大小，也关系到车辆检修工作量和使用寿命，并且影响到车辆采购费和运 营维修费的高低。因此，选择地铁车辆车体材料时，不但要考虑车辆采购 价格，还要考虑车辆长期运行时的运营和维修费用。
一车辆车体材料有耐候钢、不锈钢和铝合金三 种。自1863年英国伦敦建成世界上第一条地铁线以来，地铁车辆长 期采用普通钢车体。因为普通钢车体强度低、质量大、能耗高、腐蚀 重、维修量大、使用寿命短，自20世纪50年代开始，人们开始用不 锈钢和铝合金取代普通钢车体。
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42
第二节 铝板
客室地板，直流传动车与交流传动车的结构是不同的。直流 传动车的地板是先在底板上纵向布置4mm厚的橡胶条，再铺设16m m厚的多层夹板，用螺钉将多层夹板固定在底架上，然后在多层 夹板上粘接2 5 mm厚的灰色PVC材料地板。这是一种理想的具有 耐磨、阻燃和防滑功能的地板面材料，但粘结塑料地板的粘接剂 在潮湿的环境中很容易丧失粘性，因此当多层夹板一旦受潮，塑 料地板就很容易起泡，甚至脱落。
30
第二节 铝合金车体
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
31
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
32
第二节 铝合金车体
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
33
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
34
第二节 铝合金车体
四、铝合金车体架车
按不同的修程规定其架车点 也可用三点架车，其顶点号为：1、2、10或3、4、
• 一体化结构和模块化结构
广州地铁一号线车辆是一体化结构，二号线则是模块化结构。
5
第一节 概 述
二、车体的基本特征与结构
1.车体的基本特征 1)城市轨道交通车辆一般为电动车组，有单节、双节、三节式 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。 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。
第一节 概 述
表2-2 天津滨海轻轨车辆车体规格
13
14
第二节 铝合金车体
一、铝合金材料特性 (1)质轻且柔软 铝的密度为2.71g/cm2，约为钢密
度(7.87g/cm2)的1/3，杨氏模量也约为钢的1/3。 (2)强度好 纯铝的抗拉强度约为80MN/m2，是低碳
钢的1/5。 (3)耐蚀性能好 铝合金的特性之一是接触空气时表
城市轨道交通车辆
第二章 车 体
1
第二章 车 体
【问题导入】
城市轨道交通车辆中，车体 是一个重要的组成部分。那么车 体有哪些种类，车体的结构又是 怎样，有什么特点,通过这一章的 学习，我们就能解决这些问题。
2
【学习目标】
1.掌握车体的作用与分类。 2.熟悉车体的结构形式。 3.掌握铝合金车体的结构和特点。 4.掌握不锈钢车体的结构和特点。 5.熟悉车体的模块化结构。 6.掌握车门的组成和控制原理。
2)具有较小的密度及杨氏模量，所以铝合金对冲击载荷有较高 能量吸收能力，可降低振动，减少噪声。
3)可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，提高车辆密封性 能，提高乘坐舒适性。
4)采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，可减少连接件的 数量和质量。 5)减少维修费用，延长使用寿命。
17
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
45
第二节 铝合金车体
六 、铝合金材料使用中应注意的问题
2 铝合金车体的组装
• 铝合金的比重只相当于钢的1/3，弹性模量也只有钢的1/3。
材料的刚度与弹性模量有关，因此，铝合金车体的设计不能采用 钢质车体的结构形式，而应该充分利用新型铝合金性能的特点， 采用大型中空挤压型材。 • 采用长大挤压型材使大多数焊缝接头位于长度方向上，因此可 以集中焊接；与板梁结构相比较变形大量减少，并且机械化程度 高，大大减少了人工，提高了劳动效率。 • 整体结构的铝合金车体有着非常好的耐冲击性能，因为其工作 断面面积增大2～3倍，零件的长细比也明显地减小。
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。
• 碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体
早期的城轨车辆车体材料基本上是碳素钢(包括普通低碳钢和耐候钢)， 目前主要使用铝合金和不锈钢。
• 带司机室车体,无司机室车体
• A型车车体、B型车车体和C型车车体
广州地铁一、二号线和深圳地铁车辆采用了A型车；广州地铁三号线和天 津滨海轻轨采用了B型车。
19
20
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第三种
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第三种
21
22
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第四种
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第四种
23
24
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
2)混合结构铝合金车体 除了上述纯铝合金车体外，还有钢底架的混合结
3
【教学建议】
1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及城市轨道 交通车辆车体实训室中进行，课后可实地参观。 2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一 个，车辆车体的仿真模型一套或能放视频投影的设备 及课件、视频介绍一套。 3.课时要求：课堂讲授3课时；模拟操作2课时。
4
第一节 概 述
•一、车体的作用与分类
五、铝合金车体结构
图为上海地铁车辆铝合金车体的 断面，其形状类似鼓形，这种外形 可以使车辆在圆形隧道内获得最大 截面积(或称之为充塞比)，增大车 内空间，另一方面有利于提高车辆 在圆形隧道内的活塞效应，加强隧 道的自然通风能力。它是由底板、 侧墙、车顶、端墙等组成整体承载 的薄壳型结构。
40
第二节 铝合金车体
6
第一节 概 述
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。
构铝合金车体。这种车体侧墙与底架的连接基本都采 用铆接或螺栓连接的方式。其作用有两点：一是可避 免热胀冷缩带来的问题，二是取消了成本很高的车体 校正工序。
25
第二节 铝合金车体
四、铝合金车体架车
• 由于车体采用铝合金焊接结构，车体较碳素钢结构容易 产生变形，因此在日常架车检修工作中应特别注意使用合 适的顶车位置，以防车体翘曲变形。为此制造商制定了顶 车位置，并在外墙下沿标有顶车标记，其标记为“▲”。 •架车点如下图所示。
交流传动车做了改进，将多层夹板改换成表面很平坦的铝合
金轻型型材，然后在铝型材表面直接粘贴PVC塑料地板，这就避
免了塑料地板起泡和脱落的弊病。
43
第二节 铝合金车体
六 、铝合金材料使用中应注意的问题
铝合金车体有许多的优点，但在设计、制造中尚需注意 许多问题。如铝台金选材、大型铝型材料成型技术、铝合金 结构焊接工艺的研究、铝合金材料疲劳特性和寿命的试验、 结构优化设计、刚度的问题、防腐的问题等。
44
第二节 铝合金车体
六 、铝合金材料使用中应注意的问题
1 铝合金材料的合理选择 • 使用铝合金材料的车体多为焊接结构，且在大气条件下工作， 因此要求铝合金材料不仅应具有适当的强度和刚度，而且要求有 良好的焊接性能，特别是焊缝性能要接近母材性能水平。 • 最好在焊后的自然时效状态即能达到固熔处理加人工时效状态 的性能水平。此外还要求材料的抗腐能力和抗应力腐蚀能力强、 应力集中敏感性低、焊接接头处的抗脆断能力和抗疲劳能力高。 • 大型挤压型材的车体建议选用下面的铝合金材料：受力结构件 的材质应考虑选用6005A，主要是该种铝合金焊接后，焊缝强度 恢复较大。板材建议采用5083(国内牌号为LF4)。
10或7、8、9或5、6、9。
35
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
36
第二节 铝合金车体
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
37
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
面会形成一层致密的氧化膜，这层膜能防止腐蚀，所 以耐蚀性能好。
(4)加工性能好 车辆用型材挤压性能好，二次机加 工、弯曲加工也较容易。
(5)易于再生 铝的熔点低(660°C)，再生简单。
15
第二节 铝合金车体
表2-3 车辆常用铝合金材料的特性及用途
16
第二节 铝合金车体
二、铝合金材料车体的特点
1)能大幅度降低车辆自重，在车辆长度相同的条件下，与碳素 钢车体相比，铝合金车体的自重降低大约30％～35％，强度质 量比约为碳素钢车体的2倍。
7
第一节 概 述
2. 车体结构组成
• 车体由底架、侧墙、端墙、车顶、车门、车窗 等部分组成。
8
第一节 概 述
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 9
第一节 概 述
18
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第一种 第二种
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体 • 第三种，在车体结构中应用整体结构，板皮和纵向加固件构 成高强度大型开口型材。 • 第四种，车体采用空心截面的大型整体型材，结构更加简 单。型材平行放置并总是在车体的全部长度上延伸，通过自动连 续焊接进行连接。该车体结构是以具有多种多样截面的型材为基 础，并充分利用铝合金良好的机械性能。
第二节 铝板
客室地板，直流传动车与交流传动车的结构是不同的。直流 传动车的地板是先在底板上纵向布置4mm厚的橡胶条，再铺设16m m厚的多层夹板，用螺钉将多层夹板固定在底架上，然后在多层 夹板上粘接2 5 mm厚的灰色PVC材料地板。这是一种理想的具有 耐磨、阻燃和防滑功能的地板面材料，但粘结塑料地板的粘接剂 在潮湿的环境中很容易丧失粘性，因此当多层夹板一旦受潮，塑 料地板就很容易起泡，甚至脱落。
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第二节 铝合金车体
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
四、铝合金车体架车
按不同的修程规定其架车点 也可用三点架车，其顶点号为：1、2、10或3、4、
• 一体化结构和模块化结构
广州地铁一号线车辆是一体化结构，二号线则是模块化结构。
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第一节 概 述
二、车体的基本特征与结构
1.车体的基本特征 1)城市轨道交通车辆一般为电动车组，有单节、双节、三节式 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。 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。
第一节 概 述
表2-2 天津滨海轻轨车辆车体规格
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第二节 铝合金车体
一、铝合金材料特性 (1)质轻且柔软 铝的密度为2.71g/cm2，约为钢密
度(7.87g/cm2)的1/3，杨氏模量也约为钢的1/3。 (2)强度好 纯铝的抗拉强度约为80MN/m2，是低碳
钢的1/5。 (3)耐蚀性能好 铝合金的特性之一是接触空气时表
城市轨道交通车辆
第二章 车 体
1
第二章 车 体
【问题导入】
城市轨道交通车辆中，车体 是一个重要的组成部分。那么车 体有哪些种类，车体的结构又是 怎样，有什么特点,通过这一章的 学习，我们就能解决这些问题。
2
【学习目标】
1.掌握车体的作用与分类。 2.熟悉车体的结构形式。 3.掌握铝合金车体的结构和特点。 4.掌握不锈钢车体的结构和特点。 5.熟悉车体的模块化结构。 6.掌握车门的组成和控制原理。
2)具有较小的密度及杨氏模量，所以铝合金对冲击载荷有较高 能量吸收能力，可降低振动，减少噪声。
3)可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，提高车辆密封性 能，提高乘坐舒适性。
4)采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，可减少连接件的 数量和质量。 5)减少维修费用，延长使用寿命。
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第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
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第二节 铝合金车体
六 、铝合金材料使用中应注意的问题
2 铝合金车体的组装
• 铝合金的比重只相当于钢的1/3，弹性模量也只有钢的1/3。
材料的刚度与弹性模量有关，因此，铝合金车体的设计不能采用 钢质车体的结构形式，而应该充分利用新型铝合金性能的特点， 采用大型中空挤压型材。 • 采用长大挤压型材使大多数焊缝接头位于长度方向上，因此可 以集中焊接；与板梁结构相比较变形大量减少，并且机械化程度 高，大大减少了人工，提高了劳动效率。 • 整体结构的铝合金车体有着非常好的耐冲击性能，因为其工作 断面面积增大2～3倍，零件的长细比也明显地减小。
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。
• 碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体
早期的城轨车辆车体材料基本上是碳素钢(包括普通低碳钢和耐候钢)， 目前主要使用铝合金和不锈钢。
• 带司机室车体,无司机室车体
• A型车车体、B型车车体和C型车车体
广州地铁一、二号线和深圳地铁车辆采用了A型车；广州地铁三号线和天 津滨海轻轨采用了B型车。
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第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第三种
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第三种
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第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第四种
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第四种
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第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
2)混合结构铝合金车体 除了上述纯铝合金车体外，还有钢底架的混合结
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【教学建议】
1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及城市轨道 交通车辆车体实训室中进行，课后可实地参观。 2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一 个，车辆车体的仿真模型一套或能放视频投影的设备 及课件、视频介绍一套。 3.课时要求：课堂讲授3课时；模拟操作2课时。
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第一节 概 述
•一、车体的作用与分类
五、铝合金车体结构
图为上海地铁车辆铝合金车体的 断面，其形状类似鼓形，这种外形 可以使车辆在圆形隧道内获得最大 截面积(或称之为充塞比)，增大车 内空间，另一方面有利于提高车辆 在圆形隧道内的活塞效应，加强隧 道的自然通风能力。它是由底板、 侧墙、车顶、端墙等组成整体承载 的薄壳型结构。
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第二节 铝合金车体
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第一节 概 述
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。
构铝合金车体。这种车体侧墙与底架的连接基本都采 用铆接或螺栓连接的方式。其作用有两点：一是可避 免热胀冷缩带来的问题，二是取消了成本很高的车体 校正工序。
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第二节 铝合金车体
四、铝合金车体架车
• 由于车体采用铝合金焊接结构，车体较碳素钢结构容易 产生变形，因此在日常架车检修工作中应特别注意使用合 适的顶车位置，以防车体翘曲变形。为此制造商制定了顶 车位置，并在外墙下沿标有顶车标记，其标记为“▲”。 •架车点如下图所示。
交流传动车做了改进，将多层夹板改换成表面很平坦的铝合
金轻型型材，然后在铝型材表面直接粘贴PVC塑料地板，这就避
免了塑料地板起泡和脱落的弊病。
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第二节 铝合金车体
六 、铝合金材料使用中应注意的问题
铝合金车体有许多的优点，但在设计、制造中尚需注意 许多问题。如铝台金选材、大型铝型材料成型技术、铝合金 结构焊接工艺的研究、铝合金材料疲劳特性和寿命的试验、 结构优化设计、刚度的问题、防腐的问题等。
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第二节 铝合金车体
六 、铝合金材料使用中应注意的问题
1 铝合金材料的合理选择 • 使用铝合金材料的车体多为焊接结构，且在大气条件下工作， 因此要求铝合金材料不仅应具有适当的强度和刚度，而且要求有 良好的焊接性能，特别是焊缝性能要接近母材性能水平。 • 最好在焊后的自然时效状态即能达到固熔处理加人工时效状态 的性能水平。此外还要求材料的抗腐能力和抗应力腐蚀能力强、 应力集中敏感性低、焊接接头处的抗脆断能力和抗疲劳能力高。 • 大型挤压型材的车体建议选用下面的铝合金材料：受力结构件 的材质应考虑选用6005A，主要是该种铝合金焊接后，焊缝强度 恢复较大。板材建议采用5083(国内牌号为LF4)。
10或7、8、9或5、6、9。
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第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
图2-3 上海地铁车辆(A型)架车点
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第二节 铝合金车体
面会形成一层致密的氧化膜，这层膜能防止腐蚀，所 以耐蚀性能好。
(4)加工性能好 车辆用型材挤压性能好，二次机加 工、弯曲加工也较容易。
(5)易于再生 铝的熔点低(660°C)，再生简单。
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第二节 铝合金车体
表2-3 车辆常用铝合金材料的特性及用途
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第二节 铝合金车体
二、铝合金材料车体的特点
1)能大幅度降低车辆自重，在车辆长度相同的条件下，与碳素 钢车体相比，铝合金车体的自重降低大约30％～35％，强度质 量比约为碳素钢车体的2倍。
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第一节 概 述
2. 车体结构组成
• 车体由底架、侧墙、端墙、车顶、车门、车窗 等部分组成。
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第一节 概 述
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 9
第一节 概 述
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第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体
第一种 第二种
第二节 铝合金车体
三、铝合金车体形式
1)纯铝合金车体 • 第三种，在车体结构中应用整体结构，板皮和纵向加固件构 成高强度大型开口型材。 • 第四种，车体采用空心截面的大型整体型材，结构更加简 单。型材平行放置并总是在车体的全部长度上延伸，通过自动连 续焊接进行连接。该车体结构是以具有多种多样截面的型材为基 础，并充分利用铝合金良好的机械性能。