轨道车辆结构与设计(1)
轨道车辆结构与设计复习
用地布置紧凑
城市轨道交通车辆段的设计原则与位置
❖
城市轨道交通车辆段的设计位置：
一般采用贯通式或尽端式
贯通式：设置在线路中央地带，两端均可
收发车，能力较大
尽端式：设置在线路一端，能力小些
❖
城市轨道交通车辆段的工作范围与内容：
日常维护：
➢ 收车后对车辆按养护规定进行日常检查保养
➢ 对车辆内外部清洗打扫
保证系统不
缺项, 规定设计任务要实现的总体目标;
❖ 横向是指要实现与其他系统之间的接口功能,
保证其他系统的正常工作。
❖ 一、总体设计一般原则
❖ 1、合理的技术参数
❖ 2、制造、使用方便
❖ 3、标准化
❖ 4、环保节能
❖ 5、合适的外形设计
❖ 二、总体设计主要内容
❖ 1、确定车组组成方式，牵引制动方式和主要
城市轨道交通限界,包括：
车辆限界
设备限界
建筑限界
1、基准坐标系：
❖ 垂直于轨道线路中心线，以轨距中心线为原点
❖ 2、计算车辆
❖ 为制定或校核车辆界限而虚构的车辆。
❖
❖ 城市轨道车辆总体设计
❖ 为提供能满足市场需求的城市轨道交通车辆,
需要对车辆进行纵向和横向的总体设计、规
划。
❖ 纵向是指理清车辆本身系统关系,
❖ 5、构架
❖ 6、车体与转向架的连接装置
❖ 各组成部分的功能
❖ 转向架的优点
走行部的分类
❖ 一、轮轨系统转向架的分类
❖ 1、按运行速度分：
❖ 高速转向架，快速转向架，普通转向架
❖ 2、按车轴数目和类型分：
❖ 分为二轴，三轴，多轴转向架和B、C、D、
城市轨道交通车辆的车体结构组成讲解
城市轨道交通车辆的车体结构组成讲解城市轨道交通是一种现代化的公共交通方式，其车辆的车体结构组成非常重要。
车体结构不仅影响车辆的外观和舒适性，还决定了车辆的安全性和运行效能。
本文将从车体整体结构、车体材料、车体重量和车体附属设备四个方面，对城市轨道交通车辆的车体结构进行详细讲解。
一、车体整体结构城市轨道交通车辆的车体主要由车体壳体、车体底盘和车体屋盖三部分组成。
车体壳体是车体的主体结构，承担着车辆的荷载和保护乘客的功能。
车体底盘是承载轮对和悬挂系统的基础部件，其结构应具备足够的强度和刚度，以保证车辆在运行过程中的稳定性和可靠性。
车体屋盖则是覆盖在车体顶部，旨在提供乘客休息和储物的空间。
二、车体材料城市轨道交通车辆的车体材料决定了车体的强度、重量和耐久性。
目前常用的车体材料包括钢材、铝合金和复合材料。
钢材具有较高的强度和刚度，适用于承受较大荷载的部件，如车体壳体和底盘。
铝合金具有较好的耐腐蚀性和成形性，适用于车体屋盖等外壳部件。
复合材料具有较高的强度和轻量化的特点，适用于提高车辆整体的耐久性和乘坐舒适度。
三、车体重量城市轨道交通车辆的车体重量直接影响着车辆的能耗和运行成本。
因此，车体重量的控制十分重要。
一方面，车体结构需要具备足够的强度和刚度，以保证车辆的运行安全；另一方面，车体结构需要尽可能地轻量化，以降低能耗和提高运行效能。
因此，车体结构的设计需要在强度和重量之间找到一个平衡点，通过优化设计和材料选择，使车辆在满足强度要求的同时，尽可能地减轻车体重量。
四、车体附属设备城市轨道交通车辆的车体还包括一些附属设备，如车门、窗户、灯光和通风系统等。
这些设备主要用于提供乘客进出车辆的通道，保证车内的采光和通风，以及提供车辆行驶时的灯光照明。
车辆的附属设备需要与车体的结构相适应，确保设备的稳固性和可靠性。
同时，附属设备的设计还需要满足乘客的舒适性和安全性要求。
城市轨道交通车辆的车体结构组成是一个综合性的工程问题，需要考虑多个因素的综合影响。
城市轨道交通车辆构造教案第1章
基础知识及发展概况
图1-9 大连DLW系列轻轨电车
第二节 城市轨道交通车辆发展概况
(5)高档次70％低地板轻轨车 高档次70%低地板轻轨车由中国北车集团 唐山机车车辆厂研制，该车是目前国内首辆与发达国家具有同等档次和 水平的70％低地板轻轨车，如图1-10所示。
基础知识及发展概况
图1-10 高档次70%低地板轻轨车
(3)轴重 是指按车轴形式，在某个运行速度范围内该轴允许负 担的并包括轮对自身在内的最大总质量。
第一节 城市轨道交通车辆基础知识
(4)每延米轨道载重 是车辆设计中与桥梁、线路强度密切相关 的一个指标，同时又是能否充分利用站线长度、提高运输能力 的一个指标，其数值是车辆总质量与车辆全长之比。
(5)通过最小曲线半径 指配用某种形式转向架的车辆在站场或厂、段内 调车时所能安全通过的最小曲线半径。 (6)轴配置或轴列数 若是4轴动车，设两台动力转向架，则轴配置记为 B—B；若是6轴单铰轻轨车，两端为动力转向架，中间为非动力铰接转向 架，其轴配置记为B—2—B。
第二节 城市轨道交通车辆发展概况
图1-6 北京城市轨道交通不锈钢地铁车
第二节 城市轨道交通车辆发展概况
(2)天津滨海不锈钢城轨车 天津滨海110km/h不锈钢城轨车，是长春 轨道客车股份有限公司为天津滨海线研制的一种整体承载筒形点焊结 构的轻量化车辆，如图1-7所示，是国内首批不锈钢城轨客车，它创 造了多项全国第一，填补了多项城轨车的技术空白。
基础知识及发展概况
图1-7 天津滨海不锈钢城轨车
第二节 城市轨道交通车辆发展概况
(3)武汉铝合金城轨车 武汉城轨车是我国首次自主研发设计的 B型铝合金车体结构城轨车辆，如图1-8所示。
基础知识及发展概况
城市轨道交通车辆构造
项目1 城轨车辆概述
目录
01
认识城轨车辆
02
城轨车辆技术 参数和限界
03
城轨车辆的 编组和标识
01
认识城轨车辆
任务引入
2018年7月26日，成都地铁6号线首 辆列车正式亮相，如图1-1所示。列车采 用A型8辆编组，全长185 m，宽3 m，全 车定员2 480人，最大载客量可达3 456人， 为目前载客量最大的地铁列车。
1.1 城轨车辆概况 2）有轨电车
有轨电车 的主要特征
01 投资少，约为地铁线路的1/3～1/10。 02 相对地铁，有轨电车更加灵活。 03 中运量。
04 平稳、舒适。
1.1 城轨车辆概况 3）轻轨
轻轨是指列车在专用轨道上运行的 中运量城市轨道交通系统。轻轨起源于 欧洲，是在有轨电车的基础上发展起来 的。目前，轻轨在欧洲、北美和发展中 国家都得到了广泛应用。
1.1 城轨车辆概况
表1-1 不同类型城轨的比较
1.1 城轨车辆概况 1） 城轨车辆概况
地铁是指以地下运行为主、部分设 于路面或高架线上的一种城市轨道交通 系统，是“地下铁道”的简称。地铁发 展迅速，现在已经成为现代都市最重要 的交通工具之一。
1.1 城轨车辆概况 1） 地铁
全部或大部分线路建 于地下。
（a）重庆跨座式独轨
（b）日本悬挂式独轨
图1-4 不同类型的独轨
1.1 城轨车辆概况 4）独轨
独轨的 主要特征
（1）磁悬浮列车的工作原理建设周期仅 为地铁的1/2，造价成本仅为地铁的1/3。
（2）采用直线电机，爬坡能力强。
（3）中运量。
（4）轴重小、占地面积小。
1.1 城轨车辆概况 5）磁悬浮列车
城市轨道交通车辆构造-车体(PPT41页)
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。
兰交大轨道车辆构造与设计习题及答案第4章 车体结构与设备布置
第四章车体结构与设备布置1、简述车体的类型及组成车体组成：车体是指转向架之上的车厢部分（也称上部结构）。
它由司机室、车顶、侧壁、间壁、车架和排障器等部分组成。
（1）按用途可分工业电力机车和干线运输大功率电力机车（2）按承载方式分：（a）底架承载式车体（平车）（b）侧壁和底架共同承载式车体（敞车）（c）整体承载车体。
（客车，罐车，棚车）2、简述车体轻量化、防火、密封和隔声降噪的措施。
实现结构轻量化的主要途径有两个：（1）采用新材料，（2）合理优化结构设计。
轨道车辆防火措施（1）结构抗火：除按常温条件核算车体的强度和刚度外，还要按350C的条件核算强度和刚度，这样才能够保证在失火初期各结构不变形，为旅客的疏散提供保证。
⑵隔断火源：车上使用的电气拒要用金属制作，远离热源和油箱；电缆中间要没有分线接头.并保留10%的备用线，经过热源处要加防护套。
（3）防止火灾蔓延：车辆间壁板中间要加0.5mm金属板；动车机房和客室间要设防火门：电缆穿过隔墙处要加设热涨管；通风管道和暖气管罩内壁.要用金属制作。
（4）车门设计应有利于乘客的疏散：外端门应设计成手动、风动的横向拉门，侧门为自动外塞门。
车上其它各种门在发生火灾时都能手动打开，车门和车窗上的玻璃要设计成活动的。
（5）车辆难燃化：车辆难燃化是列车防火、灭火及旅客能否来得及琉散的关键，在设计车辆时.不同部位应采用不同等级的防火材料来提高列车的防火性能。
（6）车内应设有灭火相辅助照明设备I辅助照明灯由蓄电池供电，在列车停运时能供给辅助照灯工作1一2小时。
机器间要装有温度传感器式的火情遥控探测装置，能随时反映工作间的温度情况。
每节车厢要没有有线电话或无线电话，当发生情况时能及时与司机通话。
⑺加强车内的巡回检查，引导旅客安全疏散：做到火灾早期发现，早期扑救.引导旅客安全疏散。
当列车在隧道内发生火灾时，首先将着火车厢的旅客疏散到相邻车厢避难，再关闭车门、车窗等，列车可以连挂着着火车厢继续运行，拖出隧道灭火。
城市轨道交通车辆的基本组成
城市轨道交通车辆的基本组成城市轨道交通车辆主要由车体、转向架、车门系统、车体连接装置、制动系统、电力牵引系统、空调和通风系统、辅助电源系统、列车通信系统、列车控制系统与监控系统组成。
1、车体。
车体即容纳乘客的部分，也是安装与连接其他设备和部件的基础。
现代城市轨道交通车辆车体采用整体承载结构，由大断面铝型材或不锈钢制成，其组成部分有底架、侧墙（车窗、车门）、端墙、车顶等。
2、转向架。
转向架又叫走行部，是能相对车体回转的一种走行装置，它安装于车体和轨道之间，用于支撑车体，同时用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶并承受与传递来自车体及线路的各种荷载，缓和其动力作用，是保证车辆运行品质的关键部件。
转向架一般由构架、一系悬挂装置、二系悬挂装置、轮对轴箱装置、基础制动（闸瓦制动或盘形制动）装置等组成。
动力转向架还装有牵引电动机和传动装置。
3、车门系统。
车门系统包括客室车门、司机室侧门、客室与司机室通道门、司机室前端疏散门。
客室车门关系到列车运营和乘客的安全，目前客室车门主要有内藏门、外挂门、塞拉门三种结构形式。
客室车门在列车运行中必须可靠锁闭，并具有防挤压保护功能，以防在关门时夹伤乘客；在设计上要通过监测装置将车门状态与列车牵引指令电路联锁。
同时，为了应对故障或突发的紧急情况，每个车门都配置了可现场操作的故障隔离装置和紧急开门装置。
4、车体连接装置。
车体连接装置主要包括车钩缓冲装置和贯通道装置（风挡装置）。
车钩缓冲装置由车钩和缓冲器两部分组成，安装于车体底架的两端，用于车辆间的连接与分解，其作用包括：使多节车辆编组成一列车，传递车辆间的牵引力、制动力和其他纵向冲击力，缓和及衰减车辆间的冲击力。
贯通道装置（风挡装置）位于两节车厢的连接处，是两车的通道连接部分，具有良好的防风、防雨、防尘、隔声、隔热功能，能使乘客安全地穿行于车厢之间。
5、制动系统。
制动系统的主要作用是产生制动力，保证运行中的列车按需要减速或在规定的距离内安全停车及防止停放的车辆溜走，确保行车安全。
城市轨道交通车辆构造总结
城市轨道交通车辆构造总结城市轨道交通车辆是一种特殊类型的车辆，它们被用于在城市之间或城市内运输乘客。
这些车辆的构造通常包括以下几个方面：1. 车体结构：城市轨道交通车辆的车体通常由强度高的钢材制成，以提供足够的支撑和安全性能。
车体通常具有流线型设计，以减少空气阻力和提高列车的运行效率。
车辆的车体外部还会涂有特殊的防腐涂料，以保护车体免受恶劣环境的影响。
2. 轮组系统：轨道交通车辆的轮组系统包括车轮、轴承和轴箱等组件。
车轮通常由坚固耐磨的合金钢制成，以承受列车的重量和运行时的冲击力。
轴承则被用于支撑车轮，并减少摩擦阻力。
轴箱则被安装在车体下部，用于将轴承和车轮与车体连接起来。
3. 牵引系统：城市轨道交通车辆的牵引系统用于向车辆提供动力。
常见的牵引系统包括电动牵引系统和内燃牵引系统。
电动牵引系统通过电动机和电池组提供动力，而内燃牵引系统则使用燃油发动机来驱动车辆。
这些牵引系统通常还包括变速器和传动装置，以调节车辆的速度和扭矩。
4. 控制系统：城市轨道交通车辆的控制系统用于监控车辆的运行状态并控制车辆的行驶。
控制系统可以包括传感器、计算器和执行器等组件。
传感器用于收集车辆的运行数据，计算器则根据这些数据进行计算和分析，最后执行器用于控制车辆的操作，例如加速、减速和制动等。
5. 客舱设计：城市轨道交通车辆的客舱设计通常会考虑乘客的舒适性和安全性。
客舱内部通常会安装座椅、扶手和把手等设施，以提供乘客的舒适支撑和稳定性。
此外，车厢内也会配备紧急疏散设备，例如灭火器和逃生门，以应对紧急情况。
综上所述，城市轨道交通车辆的构造包括车体结构、轮组系统、牵引系统、控制系统和客舱设计等方面。
这些构造的设计和制造都是为了提供安全、高效和舒适的乘坐体验。
城市轨道交通车辆技术《城轨车辆组成结构》
城市轨道交通车辆组成结构
1车体构造
2车体检修
3车门构造
11车底设备与电路气 路系统布置
5车钩装置结构 6车钩装置组装
10车顶设备及系 统布置
9转向架组装
8转向架检修
7转向架结构
第五页，共六页。
内容总结
3 车辆结构特点。〔1〕车体结构采用了大断面中空挤压铝型材模块化车体结构和整体承载结 构设计，车辆自重轻，列车牵引能耗小。〔2〕鼓形车体、对开式电动塞拉客室侧门以及手动塞拉 司机室侧门结构不仅增大了客室空间，而且车体外表平整，无凹凸结构，造型美观。〔5〕车体之 间采用贯穿式通道连接，乘客可以在车辆之间流动，使各车辆的载客量得以均匀分布。〔1〕 应 用了先进的列车自动驾驶〔ATO〕系统。12车内设备及微机控制
流调频调压〔VVVF〕技术。
❖ 〔3〕逆变器采用了频率高、功率大的电力电子器件——IGBT。
❖ 〔4〕列车制动采用电气〔再生制动和电阻制动〕和空气混合制动方 式。
❖ 〔5〕采用了先进的微机控制技术，并具有故障自诊断功能。如牵引 控制单元、辅助逆变器控制单元、电子制动控制单元、空调控制单元 及车门控制单元均采用了微机控制技术。
❖ 3 供电方式特点 ❖ 深圳地铁一期工程轨道线路采用柔性接触网供电，供电电压为
DC1500V，通过列车的逆变器将接触网的直流电转变为380V交流 电和110V直流电，来牵引列车和驱动设备。
第三页，共六页。
4地铁车辆的组成结构
❖ 城轨列车组成由车体〔含司机室贯穿道〕、车门、车钩 及缓冲装置、转向架空调通风系统和系统设备〔主电路 系统、辅助系统、牵引制动控制系统，气制动系统，列 车通信控制系统、乘客信息系统、照明系统和空调系统〕 等局部组成。
第01章 轨道交通车辆设计概述
5. 车辆主要技术经济指标，并与国内外同类产品的比较;
6. 新技术新结构及关键性零部件的先期试验计划，试验结构的设 计，试验大纲编制，并进行必要的性能试验，
7. 材料的主要规格，以及标准化的综合要求等。
• 机械制图、机械原理、机械零件、工程材料、机械强度、 电工学、电控与微机控制技术、液压技术。
• 车辆构造、车辆系统动力学、车辆强度设计、车身美工与 造型、车辆制造工艺与维修。
3、发展趋势
动车组设计技术在近百年中也经历了由经验设计 发展到以科学实验和技术分析为基础的分析设计阶段， 进而自上世纪60年代中期在设计中引入电子计算机后 又形成了计算机辅助设计(CAD)等新方法、并使设计 逐步实现半自动化和自动化的演变。
卫生及给水设备等)
5.材质要求，
6.其他要求。
3、车辆设计
（1）车辆设计原则 （2）车辆设计类型 （3）车辆设计任务
（1）车辆设计原则
车辆是铁路运输的基本工具，设计制造出更多更好的车辆以适应铁 路运输的要求，是铁道车辆生产部门的重要任务。
车辆设计是车辆生产的第一道工序，车辆设计应贯彻下述原则: 1.要求运用安全、经济合理、技术先进。 2.做到保证使用、方便修造、美观舒适， 3.积极采用和发展“三新”，即新技术、新工艺、新材料。 4.必须重视产品的“三化”，即标准化、通用化、系列化工作 5.在保证可靠性的前提下尽可能轻量化。 6.设计要在有关标准和法规的指导行进行。
车辆设计图纸和技术文件直接表达了产品的技术水平和对产品的 质量要求，规定了产品的性能和使用维修条件，是组织车辆生产的主 要依据之一。
4、车辆试制、试验和鉴定任务
城市轨道交通车辆结构与设计
城市轨道交通车辆结构与设计摘要：轨道交通作为一种重要的陆上交通工具，得益于该种交通模式人员承载能力强，建设成本投入低，整体运营速率较快等优势，现已成为广大人民群众日常通行当中的首选交通模式。
轨道列车是一个非常复杂的系统，其中结构设计尤为重要，直接关系到列车的运行安全。
关键词：城市；轨道交通；车辆结构；设计1车身轻量化设计策略在进行轨道交通车辆结构设计的过程中，相关工作人员必须要对车身当中的板梁结构进行着重关注。
由于板单元的应力较大，它主要用于建造车体的主梁，而梁单元是小梁形成的单元之一，同时混合了焊接技术。
车身的总体结构是结合多年来的设计和试验验证结果确定的。
因此，在车体结构轻量化的过程中，车体的梁柱布置不会发生变化。
主要通过高新技术减轻车体结构所用材料的重量，不影响车体的承载条件。
主要工作是优化局部板梁的厚度，梁单元的厚度不会因结构承载而消除。
1.1科学选择最佳变量1.1.1分组优化为了提高轨道交通车辆的运行速度，减少车辆运行过程中的能源消耗，现代化技术人员会对车身进行轻量化设计，选择的轻量化结构越多，其轻量化效果越显著。
然而，在对车辆结构进行轻量化设计的过程中，为其添加过多的轻质结构单元部件，其设计过程就会涉及到多方面因素，还要对车辆的自身稳定性作出全面考量，这就导致轻量化设计效率无法达到令人满意的效果。
因此，在实际的轻量化设计的过程中，技术人员可采取分组轻量化设计模式，并根据厚度的相似性和差异进行分组。
但值得技术人员关注的是，采取整体化的板梁结构设计模式，能够让轻量化设计效率更具优势，相关技术人员必须要对整体结构当中质量较大的结构部件进行优化设计，并应考虑质量较小构件的应力和灵敏度分析。
轻量化前，技术人员需要提前对轨道交通车辆的具体结构状况进行深入的了解和分析，从而制定出最佳的设计方案，以达到轻量化后的理想效果。
1.1.2变量的进一步划分结合初始变量，相关工作人员便能获取较为初期的变量信息参数，随后要对各类变量的参数状况进行调整，还要对变量变化对应的结构质量改变进行严格监管，以此来保障结构质量到达理想标准，同时还不会对车辆主体结构的强度造成影响。
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。
城市轨道交通车辆与结构(第一章车辆形式、组成、限界)
驱动方式
粘着式：旋转电机 直/交流电机 非粘着式：直线电机
按设备配置条件
拖车（ A：带司机室） 动车（C：无司机室） 带受电动车（B：无司机室）
按承载性能/运量
地铁 轻轨 电车
3、城轨车辆主要技术参数
（1）性能参数
自重、载重和容积 （t、m3） 轴重 （t） 构造速度 （km/h） 每延米载重 （t/m） 最小曲线通过半径 （m） 轴配置或轴列数 （例B-B、B-2-B） 加速度 （最大启动/制动、平均加速度） 功率配置（自重） （kW/t）(10～15kW/t) 牵引供电 （供电压、最大网流、电机功率等） 制动方式 （摩擦、再生、磁轨、电阻制动） 定员及单位面积站立人数（人、人/m2）
(c)
(a)具有双排球形转盘的铰接转向架；(b) 具有球心盘的铰接转向架； (c) TGV高速列车的雅可比铰接转向架
3、轻轨限界
车辆轮廓限界
车辆轮廓限界应根据车体横断面和车辆下部设备外轮廓各点所规定的 纵横坐标值。本车辆轮廓限界主要根据轻轨6轴单铰车辆样车资料所 确定的各点的x、y坐标值。
车辆接近限界是以轻轨6轴单铰车辆样车的构造和有关的参数为依据， 考虑到车辆弹簧挠度和各项间隙、误差、磨耗等技术参数的影响，对 车辆在运行中可能出现的各种工况所产生的横向偏移量和垂直偏移量 进行分析计算，所得出的各点x、Y坐标值。 车辆在具有最不利的公差和磨耗情况下，并计及车辆在运行中最不利 位置所引起的最大偏差，均应容纳在该轮廓之内。
3900~5600 3700 4 1300 1900 235~255
3900~6000 3700 5 1300 1900 300~320
城市轨道交通列车车体
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。
城轨车辆架构课程设计
城轨车辆架构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并描述城轨车辆的基本结构组成及其功能，包括车体、转向架、制动系统、供电系统和信号系统等关键部分。
2. 学生能够掌握城轨车辆的运行原理，了解不同系统之间如何协调工作，保证车辆的正常运行。
3. 学生能够了解城轨车辆的发展历程及其在我国城市交通中的应用。
技能目标：1. 学生通过分析城轨车辆的实际案例，培养解决问题的能力，能够运用所学知识对车辆故障进行初步诊断。
2. 学生能够设计简单的城轨车辆模型，通过实践活动提高动手能力和团队合作能力。
3. 学生能够运用信息技术手段，收集、整理和分析城轨车辆的相关资料，提升信息处理能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习城轨车辆架构，培养对我国城市轨道交通事业的热爱和责任感，增强环保意识和社会责任感。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，学会尊重他人意见，提高沟通表达能力。
3. 学生在学习过程中，形成积极向上的学习态度，敢于面对挑战，勇于克服困难。
本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，设计具体、可衡量的学习目标。
通过本课程的学习，使学生不仅掌握城轨车辆的基础知识，提高实践技能，还培养其良好的情感态度价值观，为我国城市轨道交通事业的发展储备优秀人才。
二、教学内容1. 城轨车辆概述- 了解城轨车辆的定义、分类及其在城市交通中的作用。
- 熟悉城轨车辆的发展历程及未来发展趋势。
2. 车体结构及功能- 学习车体的结构设计、材料及主要功能。
- 掌握车体与转向架的连接方式及其对运行性能的影响。
3. 转向架及制动系统- 研究转向架的结构组成、工作原理及性能要求。
- 学习制动系统的分类、工作原理及制动效能。
4. 供电与信号系统- 掌握城轨车辆的供电方式、设备组成及其工作原理。
- 了解信号系统的功能、组成及其在城轨车辆运行中的作用。
5. 城轨车辆运行原理- 学习城轨车辆的动力系统、传动系统及控制系统。
- 掌握各系统之间如何协调工作，保证车辆的正常运行。
城市轨道交通车辆构造-车体
城市轨道交通车辆构造-车体引言城市轨道交通是现代城市公共交通系统的重要组成部分，其中车体是车辆的重要组成部分之一。
本文将介绍城市轨道交通车辆构造中车体的相关内容，包括车体的结构、材料、设计要求等方面的内容。
1. 车体结构城市轨道交通车辆的车体结构一般包括车顶、车侧、车底、车端四个部分。
下面将对这四个部分进行详细介绍。
1.1 车顶城市轨道交通车体的车顶主要用于安装车辆的控制系统、通风系统等设备，保证车内的正常运行和乘客的舒适度。
车顶一般采用铝合金或碳纤维等轻质材料制作，以减轻整个车体的重量。
1.2 车侧车体的车侧是车辆的外壳部分，起到保护乘客和车辆内部设备的作用。
车侧一般由钢板制成，并在表面进行防腐处理和喷涂防尘漆。
车侧上还设有车门，方便乘客上下车。
1.3 车底车体的车底是支撑整个车体的基础部分，一般由钢材制成，并设置有悬挂装置和缓冲装置，以减少车辆在运行过程中的震动和噪音。
车底还安装有电动机和传动装置等重要组件。
1.4 车端车体的车端是车辆的前后部分，连接车厢和司机室。
车端一般采用钢材制作，并加强结构以保证载客安全。
车端还设有防撞装置和部分车辆控制设备。
2. 车体材料城市轨道交通车体的材料选择对车辆的性能和耐用性有重要影响。
以下是常用的车体材料：2.1 钢材钢材是城市轨道交通车体最常用的材料之一。
它具有强度高、抗震性好、成本低等优点，能够满足车体的强度和刚度要求。
但钢材的重量较大，需要进行防腐处理来延长使用寿命。
2.2 铝合金铝合金是一种轻质高强度的材料，被广泛应用于城市轨道交通车体的制造中。
它具有重量轻、抗腐蚀性好等优点，可以有效减轻整个车体的重量，并提高车辆的运行效率。
2.3 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高强度、轻质的材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
它被广泛应用于高速列车等特殊领域，可以显著提高车体的强度和刚度，同时减轻车体的重量。
3. 车体设计要求城市轨道交通车辆的车体设计要满足以下几个方面的要求：3.1 强度和稳定性车体需要具备足够的强度和稳定性，能够承受列车在运行过程中的惯性力和外部碰撞等作用，保证乘客和车辆的安全。
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12轨道车辆设计与制造复习题一、选择题1．为了抑制运行时车体横摆，转向架一般安装两个 B 。
A 纵向液压减振器B 横向液压减振器C 垂向液压减振器D 差压阀2．横向限位橡胶止挡作为限制车体运行中（特别是曲线运行）B 过大而设置，安装在转向架构架上。
A 纵向位移B 横向位移C 垂向位移D 以上都对3．为了获得稳定的回转阻尼力，防止高速运行时转向架发生蛇形，每台转向架安装两个 A 。
A 纵向液压减振器B 横向液压减振器C 垂向液压减振器D 差压阀4. 转向架基础制动装置采用的是卡钳式盘形制动，卡钳式盘形制动分为轮盘和轴盘制动两种形式。
关于CRH2轮盘和轴盘制动叙述正确的是： D。
A 动车有两个制动轮盘B 拖车有两个制动轮盘C 拖车有两个制动轴盘D 全部车轮装设制动轮盘5．CRH2型动车转向架轴箱定位采用 A。
A 转臂式定位B 双拉杆式定位C 弹性橡胶定位D 导框式定位6. CRH2型动车转向架与车体连接的牵引装置为 A 。
A 单拉杆牵引装置B Z字双拉杆牵引装置C 平行四边形四连杆机构D 都不是7. CRH2型动车转向架驱动装置牵引电机采用 C 。
A 体悬结构B 轴悬结构C 架悬结构D 都不对8. 车轮踏面现有形式 C。
A 锥形踏面B 磨耗性踏面C 都是9. 把车轴制成空心轴的主要目的是 C 。
A 提高强度B 提高刚度C 减轻重量D 都对10.高速动车组车辆的轻量化是 D 。
A 车体结构轻量化B 车内设备轻量化C 转向架轻量化D 都是二、填空题1．铁路交通系统线路包括轨道、路基和桥隧建筑物。
2．城市轨道交通限界，根据限界中不同层次的功能要求，分层确定为车辆限界、设备限界和建筑限界。
3．轨道列车牵引模式有：集中型驱动模式和分散型驱动模式。
4．对轴箱定位装置的要求是：在纵向、横向具有适当的弹性定位刚度值。
？5．动力转向架牵引电机悬挂方式大体上分为三类：轴悬、架悬、体悬。
6．车体结构的承载形式主要可归纳为整体承载型、侧壁和底架共同承载型和底架（车架）三类。
7．车辆基础制动装置，客车大多采用单元制动装置、盘形制动。
8．在研究碰撞交通事故中，通常将碰撞分为下列两种情况：（1）车辆与另一车辆、物体或地面结构的第一次碰撞，通常称为一次碰撞；（2）乘员在车辆内部与结构、座椅或者其他人员等发生的一次或多次碰撞，称为二次碰撞。
9．防爬器功效有两个方面：（1）防止碰撞时一列车爬到另一列车上；（2）吸收车辆在一定速度下发生正面撞击时的能量。
10．现代轨道车辆结构强度问题包括：（1）静轻度（刚度）分析；（2）疲劳轻度分析；（3）模态分析；（4）耐撞击安全防护设计与分析。
1. CRH系列动车转向架轴箱定位形式：CRH1CRH2为转臂定位CRH3为橡胶弹簧定位CRH5双拉杆定位2. 轮对中车轴的形式：空心车轴和实心车轴4.CRH2、CRH5动车组制动方式：轮盘制动；轴盘制动5. CRH2、CRH5动车电机驱动悬架形式：轴悬；架悬；体悬；其他驱动方式6. 城市轨道交通车辆限界：是城市轨道交通车辆设备及建筑物的安全净空尺寸。
根据限界中不同层次的功能要求，分层确定为车辆限界、设备限界和建筑限界。
7. 轨道列车牵引模式8. 对轴箱定位装置的要求:在纵向、横向具有适当的弹性定位刚度值，性能稳定，结构简单，无磨耗或少磨耗，制造维修方便。
9. 车轮踏面斜度作用：便于通过曲线；在直线上自动调中10. 车辆上采用的弹簧减振装置类型:1.起缓和冲击作用的弹簧装置 2.起衰减震动作用的减震器 3.其弹性约束作用的定位装置11.焊接结构的工艺性：对焊接构架，可用腹板加上、下盖板组焊而成12.刚性车钩和非刚性车钩:刚性车钩不允许两连挂车钩存在相对位移，如果在车辆连接之前两车钩的纵向轴线高度已有偏差，那么连挂后两车钩的轴线处在同一条直线处上呈倾斜状态。
非刚性车钩允许两个相连的车钩钩体在垂直方向上有相对位移。
13. 客车基础制动装置形式：单元制动装置，盘型制动14. 缓冲器的工作原理：缓冲器的工作原理是借助压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量15．防爬器功效：防止碰撞时一列车爬到另一列车上；吸收车辆在一定速度下发生正面撞击时的能量16. CRH5型动车转向架轴箱定位：双拉杆式定位17. CRH系列动车组转向架二系悬挂型式：空气弹簧+液压减振器18. 抑制高速车辆运行时的蛇形运动措施为了提高车车辆的抗蛇形稳定性，高随车车辆上普遍使用了抗蛇形减震器，它安装在车体与转向架之间，用于抑制转向架的摇头运动19. 铁路限界的组成20.动力转向牵引电机悬挂方式：抱轴式悬挂，车体悬挂，转向架悬挂21.磨耗形踏面的优点磨耗型踏面的磨耗呈平行磨耗，即磨耗时与原来的形状比较接近，，运行品质能较长期地保持稳定，而且每次旋轮的车削量少，轮箍寿命长，减少轮缘磨耗的作用，磨耗型踏面与轨面的接触点的变动范围较宽，其磨耗也较均匀。
22. 轨道车辆车体承载型式：整体承载型；侧壁和底架共同承载型；底架承载型23. 车钩分类：自动车钩（刚性车钩和非刚性车钩）和非自动车钩24. 机车车辆车体设计内容：1.确定车组的组成方式，牵引与制动性能，结构形式，主要参数和性能指标等 2.选择标准部件和转向架、牵引电机、车钩缓冲装置等专用部件 3.绘制车组及各车辆总图和断面图。
4.考虑特殊零部件的结构形式、主要尺寸；活动部件的运动范围分析；确定部件间连接形式或安装方式等。
5.确定组成部件的设计要求，形成车组各主要组成部件的设计要求。
25.疲劳破坏过程：裂纹成核阶段；微观裂纹扩展阶段；宏观裂纹扩展阶段；断裂阶段26.车辆限界：限制机车车辆横断面用的即为机车车辆横断面的最大尺寸，机车车辆静止停在平直轨道上，无论空重状态，并考虑最大磨耗等，其轮廓均不得超过机车车辆限界。
27.簧下质量：一系悬挂系统一下部分称为簧下质量（或称死重量）包括轮对、轴箱装置等。
28.蛇形运动：由于机车车辆的车轮踏面具有一定的锥度，当轮对沿着钢轨滚动时，会产生一种既横向移动又绕通过其质心的铅垂轴转动的合成运动29.二系悬挂：车体与转向架间的连接装置，实际上就是二系悬挂系统30.轴悬驱动：包括刚性轴悬驱动装置和弹性悬挂驱动装置，对于刚性悬挂驱动装置牵引点击的一端通过两个抱轴轴承刚性地支撑在车轴的抱轴的轴颈上;另一端弹性地吊挂在转向架的构架上。
弹性悬挂驱动装置的牵引电机、小齿轮、大齿轮均悬挂在构架上，大齿轮与车轮间通过设置空心轴弹性联轴器传递力矩。
32.粘着力“机车或机动车的动轮在其承受的载重P和发动机传来的驱动力矩M的作用下在弹性变形的轮轨接触后沿纵向产生驱动是动轮纵向前进的切向力F。
34.架悬式驱动：所谓架悬式，实际上是指将牵引电机整个悬挂在构架上，其全部质量由转向架构架承担，不再与车轴发生直接的联系，而驱动扭矩则通过一套灵活的机构（即驱动机构）传递给车轴（或车轮）。
36.转向架一系轴箱定位方式各有什么特点转臂式定位:允许轴箱与构架在上下有较大的位移，橡胶弹性节点在纵向和横向能提供适宜定位刚度，通过改变锥形橡胶弹性套的厚度和角度，可以容易的改变轴箱定位的横向和纵向的定位刚度，橡胶弹性节点不承受垂向载荷，产生的垂向附加刚度很小。
拉杠式定位:当轴箱上下运动时两个轴箱拉杠分别以构架拉杠座的两个心轴为圆心作一定弧度的上下摆动，若拉杠为纯刚性，则轴箱中心的运动轨迹为一条曲线，但由于拉杠两端是橡胶关节，轴箱中心的运动轨迹实际接近一条直线。
橡胶弹簧定位:重量轻、结构简单、吸收高频震动减少噪音，耐久性较差易老化，相对钢弹簧而言这种弹簧的垂直刚度也较大。
37. 锥形踏面与磨耗形踏面接触点及磨耗的特点是什么？1.锥形踏面与钢轨接触区域小，产生局部磨耗，踏面呈凹形，在曲线上时，轮轨为两点接触，轮缘与钢轨接触点位置偏前。
相对速度大，轮缘磨耗大2.磨耗形踏面，轮轨接触点变化范围大，轮轨磨耗较均匀，蛇形运动的临界速度低，减小悬挂时的切削量，在曲线上时，轮轨为一点接触，轮缘与钢轨接触点位置偏后，相对速度小，轮缘磨耗小38.空气弹簧的主要优点是什么？1.空气弹簧的刚度很低，可显著降低车辆的自振频率；2.空气弹簧和高度控制阀并用时，可按车体在不同静载荷下，保持车辆地板面距轨面的高度不变，还可保持空、重车时车体的自振频率几乎相等，使空、重车不同状态的运行平稳性接近；3.同一空气弹簧可以同时承受三维方向的载荷，利用空气弹簧的横向弹性特性，可以代替传统的转向架摇动台装置，从而简化结构，减轻自重；4.在空气弹簧本体和附加空气室之间装设有适宜的节流孔，可以替代垂向安装的液压减振器；5.空气弹簧具有良好的吸收高频振动和隔声性能。
39. 如何确定缓冲器的容量E？（写出推动过程）40. 车体的承载结构有那几种型式？它们有何特点？1.整体承载型：整体结构承载形式能充分发挥所有结构材料的承载能力，因而易于达到强度高、抗变形能力强和重量轻的设计目标，是较好的一种承载型式41.作用在车体上的载荷有哪几种？1.铁道与城市轨道车辆的车体载荷:垂直静载荷;垂直动载荷;纵向力;侧向力;扭转载荷;2.高速列车客车车体的载荷:垂向载荷;准静态纵向载荷;侧向力;扭转载荷;顶车载荷;气动载荷48. 转向架的功能以及轮轨车辆转向架的结构组成分别是什么？功能：1、承受车体的重量，并将其均匀的传递到轨道。
2、导引车辆沿着轨道行驶，顺利地通过曲线和道岔3、产生足够的牵引力，使得车辆达到需要的运行速度4、产生足够的制动力，保证车辆在规定的制动距离内停车5、缓和线路不平顺对车辆的动力作用，保证车辆具有较好的运行平稳性性和稳定性组成：轮对轴箱装置，弹性悬挂装置，牵引驱动装置，基础制动装置，构架，车体与转向架的连接装置49.简述车体轻量化设计的重要性和主要措施重要性：轻量化对于客车来说就是节能增效，通过减轻客车自重、降低每位旅客所占重量，从而降低每位定员的牵引消耗，增加了运能，使所用材料得以充分的利用，有利于提高速度，同时也有益于改善列车的运行品质。
主要措施：（1）采用轻量化材料，以轻质高强度材料代替高密度材料，这是轻量化设计最为直接的方法；（2）运用结构优化设计技术，这是在已有材料和结构的基础上，根据设计要求，设置参数和约束，采用最优化技术得到最轻量结构参数设计方案，是近二十年间迅速发展起来的一种现代设计方法。
（3）改善车体结构，减轻车体质量和气动阻力。
（4）采用模块化、集成化，以使车体于以最小的体积实现功能。
52.某一列动车组在进出一车站时要通过一半径R=150m的曲线，该列车中车辆定距为19.5m，转向架固定轴距为2.8m，设该车于曲线处的轮轨间隙为35mm，转向架侧梁端部某点M的坐标为M（1815，1100），该点纵方向有350mm间隙，横方向有300mm间隙。