第二章城轨车辆车体结构 丁太生ppt课件.ppt

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1、2022/12/22,城市轨道交通车辆,1,城轨车辆的车体丁太生-编辑,2022/12/22,城市轨道交通车辆,2,第二章 城轨车辆车体结构,车体是容纳乘客、司机的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础。一般车体由底架、侧墙(壁)、端墙(壁)、车顶及门、窗组成。 车体应具有足够的强度以确保乘客安全，同时还应具有隔热、隔音性能，并须安装座椅、扶手和通风等设施。,教学内容,车体的类型及特征车体轻量化结构车体内装与设备车体的组成及底架的组成车体的材料,2022/12/22,城市轨道交通车辆,3,车体的组成车体承载结构：底架、侧墙、端墙、车顶等车内设备：车门窗、空调、照明、通风、内装等,2022/1

2、2/22,城市轨道交通车辆,4,5-1 车体的类型及特征 一、车体的类型:,底架承载结构侧壁和底架共同承载结构整体承载结构,2022/12/22,城市轨道交通车辆,5,1、底架承载结构全部载荷均由底架来承担中梁和侧梁都比较强大中、侧梁都制成中央断面比两端大的鱼腹形平车和长大货车,2022/12/22,城市轨道交通车辆,6,2、侧壁和底架共同承载结构中梁不需要制成鱼腹形梁，侧梁的断面尺寸较小桁架式结构板梁式结构,2022/12/22,城市轨道交通车辆,7,2022/12/22,城市轨道交通车辆,8,2022/12/22,城市轨道交通车辆,9,3、整体承载结构底架、侧端墙、车顶共同承载由很多纵向梁

3、及横向梁组成一个个钢环底架的中梁轻巧，甚至可以取消波纹地板,2022/12/22,城市轨道交通车辆,10,2022/12/22,城市轨道交通车辆,11,2022/12/22,城市轨道交通车辆,12,1)一般为带有司机室车辆和中间车，以及动车与拖车之分。2)由于服务于市内公共交通，在车内的平面布置上有其特征，例如座位少，车门多且开度大，内部服务于乘客的设备较简单等。3)重量的限制较为严格，特别是高架轻轨车和独轨车，要求轴重小，以降低线路的工程投资。,二、城轨车辆车体特征,2022/12/22,城市轨道交通车辆,13,4)使车体轻量化。5)对车体的防火要求严格，特别是运行于地下隧道的地铁车辆，一旦

4、发生火灾后果不堪设想。在车体的结构及选材上采用防火设计和阻燃处理。 6)对车辆的隔音和减噪有严格要求，以最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。7)由于用于市内交通，对车辆的外观造型相色彩都有美化相与城市景观相协调的要求。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,14,三、对车体的要求,1、足够的强度和刚度应力与变形满足要求；承受一定的撞击；弹性体自振频率；,2022/12/22,城市轨道交通车辆,15,2、尽量减轻自重整体承载结构新材料（铝合金、不锈钢、复合材料）,2022/12/22,城市轨道交通车辆,16,3、良好的空气动力性能（高速客车）外形流线形，减小空气阻力；密封性好，减小客室内

5、压力波动；,2022/12/22,城市轨道交通车辆,17,隧道内的压缩波和隧道出口的微气压波,2022/12/22,城市轨道交通车辆,18,5-2 车体结构,梁柱结构和型材结构1、梁柱结构（钢材料）纵向梁、横向梁、立柱蒙皮焊接,2022/12/22,城市轨道交通车辆,19,2022/12/22,城市轨道交通车辆,20,组成底架侧墙车顶端墙,2022/12/22,城市轨道交通车辆,21,钢结构车体承载结构的特点：1）整体承载结构梁柱结构蒙皮2）封闭的环侧墙立柱底架上横梁车顶横梁3）环之间用纵向梁连接底架侧梁（底架中梁）车顶侧梁底架波纹板（梁）侧墙纵向梁车顶纵向梁4）工艺性好（耐侯钢）5）重量较大

6、,2022/12/22,城市轨道交通车辆,22,2、型材结构（铝合金）挤压型材挤压型材焊接形成底架、侧墙等部件；各部件之间通过焊接、铆接、螺栓连接,2022/12/22,城市轨道交通车辆,23,2022/12/22,城市轨道交通车辆,24,一、传统城轨车辆车体结构（梁柱结构）,2022/12/22,城市轨道交通车辆,25,2022/12/22,城市轨道交通车辆,26,1、底架,其中最重要的承力件为侧梁，其断面为槽钢.,2022/12/22,城市轨道交通车辆,27,侧梁：作为底架结构中最主要的承力部件和连接构件；作为侧墙结构中的主要承力部件和安装基础,2022/12/22,城市轨道交通车辆,28

7、,牵引梁： 由两根槽钢及上下盖板组焊而成，用于安装车钩缓冲装置并传递纵向力。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,29,枕梁： 由钢板焊接而成的闭口箱形断面。其它各横梁的作用：将牵枕缓冲结构与侧梁联结起来形成底架钢结构，从而保证底架的足够的强度和刚度，以承受作用于底架上的各种载荷；作为平地板和纵向波纹板的支撑，在纵向力作用下防止平地板和纵向波纹地板的失稳。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,30,2022/12/22,城市轨道交通车辆,31,2022/12/22,城市轨道交通车辆,32,2、侧墙 侧墙由上、下侧梁、水平纵梁、立柱、窗框纵梁等组成的框架结构。,2022/12/22,城市

8、轨道交通车辆,33,2022/12/22,城市轨道交通车辆,34,3、车顶 车顶是由上边梁、车顶弯梁、车顶纵向梁、空调机组安装座平台和水箱盖等组成钢骨架，再在骨架外面焊有车顶板，共同组成车顶钢结构。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,35,2022/12/22,城市轨道交通车辆,36,4、端墙,2022/12/22,城市轨道交通车辆,37,端墙,2022/12/22,城市轨道交通车辆,38,2022/12/22,城市轨道交通车辆,39,2022/12/22,城市轨道交通车辆,40,2022/12/22,城市轨道交通车辆,41,2022/12/22,城市轨道交通车辆,42,5、风挡装置（折

9、棚装置） 铁风档和橡胶风挡。1）铁风挡 铁风挡由挡框总成、渡板及缓冲装置、叠板弹簧总成、磨耗面板和风挡胶皮5部分组成。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,43,2022/12/22,城市轨道交通车辆,44,2）橡胶风挡 由立橡胶囊总成、横橡胶囊总成、防晒板总成，橡胶垫、渡板总成和缓冲装置等组成。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,45,2022/12/22,城市轨道交通车辆,46,橡胶风挡的优点：应用广，能满足各种车辆的需要；具有特殊形状的弹性橡胶囊和密封垫，可防止雨水、尘土等进入；具有良好的纵向伸缩性和横向、垂向柔性，以适应车辆通过曲线和振动等；噪音小，橡胶风档对车体的气密性好，

10、可以降低车内噪声。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,47,2022/12/22,城市轨道交通车辆,48,二、我国自已制造的几种地铁车辆车体结构介绍,1、DK8型地铁电动客车 DK8型地铁电动客车是长客厂1982年为北京地铁制造的，共制造52辆。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,49,1）整车参数车辆自重： 33.5t车辆全长： 19520mm车体长： 19000mm车辆定距： 12600mm车体宽： 2600mm车顶距轨面最大高度： 3509mm构造速度: 80km/h平均速度： 36km/h起动加速度： 0.9m/s2制动减速度： 1.0m/s2,2022/12/22,城市轨

11、道交通车辆,50,2）车体结构简介 采用无中梁波纹地板薄壁筒型整体焊接结构。钢结构材质均为碳素结构钢，并经防腐处理。底架牵引梁 20号槽钢侧梁 18号槽钢端梁 18号槽钢金属地板 2mm波纹板车顶板 2mm侧墙板 2.5mm,2022/12/22,城市轨道交通车辆,51,2022/12/22,城市轨道交通车辆,52,2022/12/22,城市轨道交通车辆,53,2、DK20型鼓型地铁电动客车1）总体说明全车为6辆编组，MC+M+M+M+M+MC第三轨受电，750V采用鼓形车体,2022/12/22,城市轨道交通车辆,54,2022/12/22,城市轨道交通车辆,55,2022/12/22,城市

12、轨道交通车辆,56,2）车体结构采用无中梁波纹地板薄壁筒型整体焊接结构；采用低合金耐候钢；梁柱多采用“”形断面；客室内板采用玻璃钢。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,57,3、北京复八线交流传动电动车组1）总体说明动车编组形式：（Mc-T）+（M-T）+（T-Mc）VVVF可变电压和可变频逆变器控制的交流传动系统；,2022/12/22,城市轨道交通车辆,58,2022/12/22,城市轨道交通车辆,59,2022/12/22,城市轨道交通车辆,60,2022/12/22,城市轨道交通车辆,61,2022/12/22,城市轨道交通车辆,62,2022/12/22,城市轨道交通车辆,63

13、,2）车体结构采用无中梁波纹地板薄壁筒型整体焊接结构；材料：耐候钢板，低碳合金钢内饰：玻璃钢隔热隔音材料。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,64,三、轻量化车体结构,1、概述1）城轨车辆车体轻量化的意义：降低运行阻力，节省牵引和制动力；减小对轨道的压力，从而减少车轮和轨道的磨耗；减少车辆和线路的维护保养；直接减少车辆材料的消耗。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,65,2）城轨车辆车体结构轻量化的措施（结构、材料）采用不锈钢材料（减少12t）、铝合金材料（减少35t）,2022/12/22,城市轨道交通车辆,66,2、铝制车体1）铝制车体的结构型式钢结构车体一般采用梁柱承载结构。

14、全铝结构的车体一般均采用挤压型材组合结构,2022/12/22,城市轨道交通车辆,67,2）钢和铝材料的力学性能比较从铝合金的机械性能可知，其密度和弹性模量仅为钢的三分之一，所以铝制车体一般可比钢车体减轻1/41/3。为弥补铝的弹性模量较低所带来的缺点，常将车体构件制成中空截面的大型挤压铝型材以使材料得到最充分的利用。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,68,2022/12/22,城市轨道交通车辆,69,3）铝制车体的结构,2022/12/22,城市轨道交通车辆,70,2022/12/22,城市轨道交通车辆,71,铝合金车体的结构特点与优点：采用铝合金型材焊接而成的承载式车体。骨架：大型

15、中空铝合金挤压型材板：大型中空铝合金挤压型材（双面铝合金型材）带加强筋的单面铝合金板材,2022/12/22,城市轨道交通车辆,72,车体采用中空截面大型挤压铝型材的优点为：与钢结构相比，制造时焊缝数量大为减少、焊接工作量可减少4060，焊接变形易于控制，制造工艺简单；可根据结构强度要求制成不同截面形状的挤压材，从而使材料得到更充分的利用；车体的自重大为减轻，与钢制车体相比自重可降低1/41/3 ；耐腐蚀性优良，使用寿命长、检修工作量少；简化生产过程，节约制造工时，降低生产成本。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,73,3、上海地铁车辆车体结构1）总体说明编组形式：A-B-C-C-B-A

16、A-带司机室的拖车；B-带受电弓的动车；C-不带受电弓的动车。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,74,车辆主要技术参数,2022/12/22,城市轨道交通车辆,75,2）车体结构采用铝合金承载式车体。由底架、侧墙、车顶、端墙组成封闭筒型结构大型中空挤压型材，,2022/12/22,城市轨道交通车辆,76,2022/12/22,城市轨道交通车辆,77,铝制车体的结构底架车体底架设计成上拱型，在空载状态下车体中央位置最大上挠度为l0mm，在满载时地板面保持水平，即挠度为零；由侧梁、地板梁、枕梁、牵引梁和端梁组成，大部采用大型中空截面挤压铝型材拼焊而成；在A车司机室端底架的前端设有撞击能量吸

17、收区；,2022/12/22,城市轨道交通车辆,78,无中梁结构，在两枕梁之间设地板梁和侧梁而无横梁，垂向载荷和纵向力均由地板梁和侧梁承担；牵引梁电缆及管路孔,2022/12/22,城市轨道交通车辆,79,2022/12/22,城市轨道交通车辆,80,地板梁在其横向由5块形状较复杂的中空截面的挤压型材焊起来，高度为70mm，其上下翼板之间有6块斜筋板和一块腹板，每块地板梁下部还设有2对安装车下设备的吊挂座,2022/12/22,城市轨道交通车辆,81,底架侧梁为高325mm、宽212mm的形状复杂的铝合金挤压型材，在两腹板之间有多块斜筋板和隔板，由于侧梁在车体中受力较大，其壁厚为4mm，个别地

18、方达6mm及12mm,2022/12/22,城市轨道交通车辆,82,侧墙：从组装工艺上，侧墙不作为独立的整体部件，而是将一个车窗的窗框、窗下侧壁及其左右窗间壁或门间壁做成一个部件及两端2块侧壁，直接与底架、车顶组装,2022/12/22,城市轨道交通车辆,83,车顶：由复杂形状断面的两端小圆弧部分挤压型材和中部大圆弧部分铝合金挤压车顶板组成,2022/12/22,城市轨道交通车辆,84,端墙,铝合金的焊接：惰性气体保护焊,2022/12/22,城市轨道交通车辆,85,4、巴黎地铁车辆车体结构采用铝合金型材焊接而成的承载式车体。骨架：大型中空铝合金挤压型材板：底架，大型中空铝合金挤压型材（双面铝

19、合金型材）其它，带加强筋的单面铝合金板材。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,86,5、德国Duewag公司城轨车辆车体结构采用铝合金型材焊接而成的承载式车体。骨架：大型中空铝合金挤压型材板：底架，大型中空铝合金挤压型材（双面铝合金型材）其它，带加强筋的单面铝合金板材。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,87,6、国外高速列车车体结构1）德国ICEI高速列车车体结构采用铝合金型材焊接而成的承载式车体。骨架：大型中空铝合金挤压型材板：底架，大型中空铝合金挤压型材（双面铝合金型材）其它，带加强筋的单面铝合金板材。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,88,2022/12/22,城市

20、轨道交通车辆,89,2）法国TGV高速列车车体结构采用耐候钢焊接而成的承载式车体。骨架：型钢板：薄耐候钢板底架、车顶，波纹板；其它，平板。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,90,3）日本新干线300系列高速列车车体结构采用铝合金型材焊接而成的承载式车体。骨架：大型中空铝合金挤压型材板：底架，大型中空铝合金挤压型材（双面铝合金型材）其它，带加强筋的单面铝合金板材。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,91,4）CRH2动车组车体简介采用铝合金型材焊接而成的承载式车体。骨架：大型中空铝合金挤压型材板：大型中空铝合金挤压型材（双面铝合金型材）,2022/12/22,城市轨道交通车辆,92

21、,2022/12/22,城市轨道交通车辆,93,2022/12/22,城市轨道交通车辆,94,2022/12/22,城市轨道交通车辆,95,2022/12/22,城市轨道交通车辆,96,2022/12/22,城市轨道交通车辆,97,5-3 车体内装与设备一、车体内装,定义：车体钢结构以内到内侧墙、内顶板及地板布所包络部分.作用：隔热、隔声、阻燃分类：分为底架、侧墙、端墙、车顶结构特点：考虑车体结构与车内设备,2022/12/22,城市轨道交通车辆,98,2022/12/22,城市轨道交通车辆,99,2022/12/22,城市轨道交通车辆,100,1、底架内装地板布：PVC地板：复合铝板减震：橡

22、胶件阻尼浆,2022/12/22,城市轨道交通车辆,101,2022/12/22,城市轨道交通车辆,102,2、侧墙和端墙墙板；复合铝板隔热、隔声：矿渣棉,2022/12/22,城市轨道交通车辆,103,3、车顶内装与侧墙相同空调风道与风口灯具,2022/12/22,城市轨道交通车辆,104,二、车内设备,1、车门1）车门内藏门车门在侧墙内部滑轮、钢丝绳、导轨双向风缸、解锁气缸风缸内两种活塞、开始关门大活塞作用，压力大，速度快，接近关闭时，小活塞起作用，压力小，速度慢；紧急解锁装置。,2022/12/22,城市轨道交通车辆,105,2022/12/22,城市轨道交通车辆,106,2）车门外挂门

23、结构与内藏门相似车门位于车体外边,2022/12/22,城市轨道交通车辆,107,3）车门塞拉门平移、塞紧和外移,2022/12/22,城市轨道交通车辆,108,门板与车体表面平齐，美观；空气阻力小；密封性好，减少车内噪声；高速客车选用；,2022/12/22,城市轨道交通车辆,109,2、车窗,2022/12/22,城市轨道交通车辆,110,2022/12/22,城市轨道交通车辆,111,3、空调装置 将车外新鲜空气和车内再循环空气，除尘、冷却、加热、加湿后送入车内，并将车内污浊空气排出；通风系统；空气冷却系统；空气加热系统；空气加湿系统,2022/12/22,城市轨道交通车辆,112,20

24、22/12/22,城市轨道交通车辆,113,2022/12/22,城市轨道交通车辆,114,结构原理单元式主要参数总送风量新风量制冷量,2022/12/22,城市轨道交通车辆,115,气流组织,2022/12/22,城市轨道交通车辆,116,4、客室座椅（纵向）立柱扶手,2022/12/22,城市轨道交通车辆,117,5、司机室,2022/12/22,城市轨道交通车辆,118,6、车门逃生门,2022/12/22,城市轨道交通车辆,119,思考题,车体的结构形式有那些型式，各自特点？城市轨道交通车辆的车体特征；对车体有那些要求？钢结构车体承载结构的特点是什么？铝合金车体的结构特点与优点？车体怎样进行材料和结构的轻量化；车门的类型及特点；城轨车辆车体轻量化的意义,2022/12/22,城市轨道交通车辆,120,