车体设计简介

车体设计
目录
一、车体定义 二、车体发展历程 三、车体材料 四、车体结构
一、车体定义
➢车体定义 车体是车辆上供装载货物或乘客的部分,是车辆运输 的载体又是安装与连接车辆其他组成部分的基础无论 普通客车，还是地铁、轻轨、磁浮、低地板、电动车 组，车体都可以分为车顶、侧墙、端墙和底架4个部 分
➢车体主要作用 车体钢结构承担自重、载重、整备重量及由于轮轨 击和簧上振动而产生的垂直动载荷；列车起动、变速、 上下坡道时，在车辆之间所产生的牵引和压缩冲击力 等纵向载荷；风力、离心力、货物对侧壁的压力等侧 向载荷。
➢22型客车 中国铁路第二代主型客车 1959年开始生产，1994年停止生产。车体长23.6m，车 宽3.105m，车体为有中梁薄壁筒体全钢焊接结构。在钢 骨架外焊有金属板，形成一个封闭壳体，俗称薄壁筒型 结构车体；为增加结构的强度和刚度，壳体内采用了墙 板压筋方式，形成整体承载 22A、22B、22C 是22型客车改型，区别主要在车体的 材质上 22A型是长春轨道客车生产的，车体结构广泛采用耐候 钢 22B型是在22型原型（碳素结构钢）以及改进22A型客 车的基础上车体结构广泛采用耐候钢
➢车体分类 车体按用途分为客车车体、货车车体和机车车体 客车车体是供旅客乘坐的，安装生活所需的各项设备 货车车体用于装载各种货物 柴油机车和电力机车车体内安装有各种牵引和控制所需 的机电设备，并设有司机室。 客车车体和司机室具有隔声、隔热性能 货车车体符合货物的特性，并适应装卸的需要 车体外形同列车运行阻力有关，高速列车的机车车辆多 采用流线型车体。
➢铝合金车体 CRH5动车组全部车体共有41种型材 车体断面全是合金6005A-T6 底架下部型材大部分是合金6082-T6 端墙的型材用合金6106、6005A-T6、6082-T6 各部位焊接件用铝板6082-T6 特点
车辆自重可以大大减轻 具有优良的导热性，散热性好 具有良好的耐腐蚀性能 便于加工、制造、维修，工作量小，可以回收 价格适中
➢碳钢车体结构
主要承载结构 整体承载无中梁筒形结构，由端墙钢结构、侧墙钢结构、 底架钢结构、车顶钢结构和裙板钢结构五大部分组成， 所有使用的钢材具有良好的可焊性。 车体钢结构广泛采用冷轧型材 波纹地板、侧墙的纵向梁、上边梁及车顶的侧顶板和边 梁、端角柱等
车顶采用帽形弯梁，两端设有顶端槽钢，车顶两侧设有雨檐 侧墙采用大板对接焊接工艺，立柱采用帽形结构，窗口上、
四、车体结构
➢ 车体主要组件及作用 车顶：安装受电弓、空调机组、送风和照明装置；而 低地板客车，机电设备也安装在车顶上 侧墙：有车门、车窗，供旅客乘车和观景用。侧墙内 外表面及安装件，是旅客近距离接触最多的部位，要注 意外观质量 端墙：有端门、风挡（或贯通道），供旅客来往各车 之间，应急逃生。地铁客车端墙上还设有车窗 底架：支撑在转向架上从而使车辆运行。下部安装机 电设备（低地板客车除外）、车钩缓冲装置、制动装置。 上部安装各种乘坐器具，如座椅、卧铺等
主要部件接口
侧墙和底架的连接
侧墙和车顶的连接 边梁与地板之间的连接
端墙和车顶顶连接
表面涂装 底架 在表面预处理后24小时内采用环氧底漆处理。 底架下部采用吸音涂料AFRAPLAST A94处理，厚度 为转向架区域2.5至3mm,中间区域1.5至2mm 。 车顶和端墙 在表面预处理后24小时内采用环氧底漆处理，干膜 厚度70至110μm。 喷聚氨脂面漆39309，干膜厚度40至60μm。
➢不锈钢车体 除端部底架和前端墙外墙板以外，全部采用高强度车 辆专用SUS301L铬镍型奥氏体冷轧轻型不锈钢钢材和 SUS304不锈钢钢材。 SUS301L不锈钢分为5个强度等级，分别为LT、DLT、 ST、MT、HT。 特点
耐腐蚀 免涂装 寿命长 维修费用低 对环境的影响小
主要部件接口 底架与侧墙
车顶与端墙
侧墙与端墙
车顶与侧墙
表面涂装 不锈钢表面可以不做涂装处理，保持材料原有的外观特点
结构特点 耐腐蚀 轨道客车使用的不锈钢为奥氏体不锈钢，其抗腐蚀 能力是普通碳钢的100倍以上 免涂装 寿命长 不锈钢车的车体钢结构的寿命可达到80年 维修费用低 对环境的影响小
➢铝合金车体结构 主要承载结构
车体为鼓形、整体承载筒形结构。 整个断面由12种共22块中空、闭口、薄壁、通常的挤压 铝型材插接组焊而成 型材长度与车体基本等长。 承载部件：空气动力学端部结构、车顶、侧墙、底架、 外端墙、内端墙等
头车车体结构分解图
5 6
4
3 2 1
1.空气动力学铝结构，2.内端墙，3.底架， 4.外端墙，5.车顶，6.侧墙
端底架 端部底架结构采用高耐候结构钢，主要由不锈钢端梁、 牵引梁、枕梁、碳钢边梁及小横梁（不锈钢）组成。
车顶 由机组平台、车顶弯梁、波纹顶板、车顶上边梁、侧顶 板等主要零、部件组成。 两根冷弯型钢边梁、数根拉弯成形的车顶弯梁通过连 接板点焊在一起，形成桁架结构，然后在桁架上铺设侧 顶板和波纹顶板。
底架 由纵向放置的4种挤压铝型材(7块断面)组成，通过插槽 连接在一起，并与两侧梁平行。
侧墙 由纵向放置的4种挤压铝型材组成，通过插槽连接在一 起。
车顶 由纵向放置的4种挤压铝型材(7块断面)组成，通过插槽 连接在一起。
外端墙 由4种挤压铝型材组成，通过插槽连接在一起。
端梁 位于底架端部，主要由挤压铝型材的合金条组成，用来 支撑车钩。
CRH1、2、3、5型动车组 CRH1型动车组采用不锈钢车体 CRH2、3、5型动车组铝合金车体
三、车体材料
➢碳钢车体 ➢不锈钢车体 ➢铝合金车体
➢碳钢车体 板材及型材采用镍铬系耐候钢 型钢和厚度＞6mm的板材允许使用普通碳素钢 车顶空调机组座处平顶板、厕所、洗脸室等易腐部位 铁地板采用不锈钢板 特点 结构简单 工艺性好 成本低廉
结构特点
目前世界上应用最为广泛的一种车辆结构，具有结构简 单、选材方便、施工容易等优点。
➢不锈钢车体结构
主要承载结构 不锈钢车体钢结构由底架、车顶、侧墙、端墙点焊而成。 采用薄壁、筒型整体承载结构，使底架，两侧为两根不锈钢冷 弯型钢边梁，在两个不锈钢边梁之间布置不锈钢主横 梁，底架上面铺设的不锈钢波纹地板。
下设有通长纵向梁，窗间设有小纵向梁，以保证钢结构整体 承载 钢结构塞拉门口采用整体钢门框，整体钢门框由前门框、后 门框、门上横梁、门下横梁和门机构安装座等组成 端墙在端门门口两侧设安装风挡用的立柱
车体底架枕梁端和枕梁两侧2m范围内边梁上设顶车位 一、四位侧门附近的侧墙上设侧灯座（餐车三、四位）二、
22型客车是中国铁路第二代主型客车， 1959年生产1994年停止生产。车体为全 金属焊接结构。在钢骨架外焊有金属板 ，形成一个封闭壳体，俗称薄壁筒型结 构车体；为增加结构的强度和刚度，壳 体内采用了墙板压筋方式，形成整体承 载。
22型车
21型车
25型车
24型车
23型车
➢21型客车 中国铁路第一代主型客车 1953年开始生产，1961年停止生产 车长21.9745 m，车宽3.0045 m 车体为全钢铆接焊接组合结构 1957年进行减轻自重的设计改进，将车体结构改为 焊接，侧墙带压筋 车体结构采用碳素结构钢
➢25型客车 中国铁路第三代主型客车 自1967年开始试制，1986年由铁道部下达25.5米新型 空调客车的研制要求 25型客车除基本车型外还有双层客车 车体结构特点：低合金钢（高强度耐候钢）结构的车 体为无中粱、无压筋、薄壁筒形整体承载结构
➢动车组
澳大利亚EDI226项目 不锈钢车体
机组平台 平台是典型的板梁结构，设计时充分考虑到平台的自身强度、 刚度及其对车体总体强度、刚度的影响。平台还特别注意平 整以确保机组座处的气密、水封。
侧墙 侧墙梁柱断面选用帽形，与外板点焊后形成箱形结构， 从而加大断面矩以提高抗弯刚度。
侧墙骨架主要由帽形立柱、纵梁及连接板点焊组成
端墙
端墙采用板梁点焊结构。端墙有防止列车相撞时出现套 车和与底架、侧墙、车顶共同作用防止客室受损确保乘 客安全的作用。
二、车体发展历程
➢车体发展历程
25型客车是中国铁路第三代主型客 车，1967年开始生产。25型客车除 基本车型外还有双层客车。车体钢 结构系用无中梁无压筋薄壁筒形整 体承载结构。
动车组
21型客车是中国自行设计第一代主 型客车，1953年开始生产，车体为 全钢铆接结构，底架上无金属地板 ，作用于车内地板面上的载荷主要 依靠底架的各梁传递，走行部采用 均衡梁导框式转向架。1957年再次 进行减轻自重的设计改进，将车体 结构改为焊接，侧墙带压筋，车辆 自重降至43/39t
侧墙： 在表面预处理后24小时内采用环氧底漆处理，干膜 厚度40至80μm。 喷聚氨脂面漆101，干膜厚度15至20μm。 喷聚氨脂清漆52，干膜厚度45至60μm。
结构特点 车体重量轻，满足高速车减重的要求 车体断面由双层挤压型材构成，刚性好，有利于抵挡 两车交会时产生的压力波 双层挤压型材结构有利于减少声音和热量的传递 结构稳定性好、碰撞安全性高 车体结构机加工量低、焊缝数量少，纵向通长焊缝易 于实现自动化焊接，从而提高工作效率、降低劳动强度 气密强度高 空气动力学性能好 良好的耐腐蚀性，使用寿命达30年
三位侧门附近的侧墙上设顺位牌（餐车三、四位） 侧门两侧设扶手 侧门采用塞拉门的车，在一、四位端设调车脚蹬 两端外端墙设攀登车顶用的扶梯
主要部件接口 车顶与侧墙接口
车顶与端墙接口 端墙与底架接口
侧墙与底架接口
搭接
对接
表面涂装
车体钢结构在彻底干燥的情况下，涂两遍防锈漆，每遍 漆膜厚度不小于30μm 车体钢结构内部及底架外部在涂完防锈漆后，再涂4mm厚 的隔声阻尼防腐浆