动车组车体

制作：向涛 曾圣宇
高速动车组车体密封技术与隔音技术
高速动车组车体密封技术 高速动车组的密封措施
高速动车组所采取的密封措施主要涉及到车体结构、车窗、 高速动车组所采取的密封措施主要涉及到车体结构、车窗、车 车体结构 、（侧门 端墙门）、通过台、空气系统和厕所设备。 侧门、 ）、通过台 门、（侧门、端墙门）、通过台、空气系统和厕所设备。
当动车组在空旷地带直线行驶时，空气绕流列车外表面。从风洞试验 结果来看，列车表面压力可以分为三个区域：头车鼻尖部位正对来流方向 为正压区；头部附近的高负压区：从鼻尖向上及向两侧，正压逐渐减小变 为负压，接近与车身连接处的顶部与侧面处，负压达到最大值；头车车身、 拖车和尾车车身为低负压区。因此，在动车（头车）上布置空调装置及冷 却系统进风口时，布置在靠近鼻尖的区域内，此处正压较大，进风容易， 而排风口则应布置在负压较大的顶部与侧面。在有侧向风作用下，列车表 面压力分布发生很大变化，当列车在曲线上运行又遇到强侧风时，还会影 响到列车的倾覆安全性。
龚瑞庭 罗
剑
流线形车体结构
扶手为内置式；脚蹬做成翻板式，使侧门关闭时可以包住它。两 车辆连接处采用橡胶大风挡，与车身保持平齐，避免形成空气涡 流
龚瑞庭 罗
剑
客车车体轻量化的意义与原则
• 轻量化的意义： 轻量化的意义： • (1)降低原材料消耗降低车辆的 (1)降低原材料消耗降低车辆的 制造成本； 制造成本； • (2)节省牵引动能降低列车的 (2)节省牵引动能降低列车的 运行费用； 运行费用； (3)减少车辆对线路的冲击及 (3)减少车辆对线路的冲击及 减轻线路维护工作量； 减轻线路维护工作量； (4)提高车辆的启动加速度及 (4)提高车辆的启动加速度及 制动减速度, 制动减速度, 提高列车的运行速 度及曲线通过速度 • 车体轻量化的原则： 车体轻量化的原则： • (1)车体的轻量化以车体强度、 (1)车体的轻量化以车体强度、 车体的轻量化以车体强度 刚度、车内噪声、 刚度、车内噪声、平稳性指标 等满足相关标准要求为原则。 等满足相关标准要求为原则。 • (2)在现有客车断面及主体结 (2)在现有客车断面及主体结 构下进行， 构下进行，以不至于给现有工 工艺流程、胎具、模具等） 艺（工艺流程、胎具、模具等） 带来太大的不便。 带来太大的不便。 • (3)学术研究与现车生产相结 (3)学术研究与现车生产相结 合。 • (4)等强度设计 等强度设计。 (4)等强度设计。
徐
坚 温世海
玻璃纤维加强塑料(FRP)介绍
• 轻质高强，相对密度为碳钢的 1/4~1/5，强 度可与高级合金钢相比。 • 耐腐蚀性能好，对大气、水和一般浓度的 酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好 的抵抗能力。 • 热性能良好，在瞬时超高温情况下，是理 想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞 行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
• 目前高速列车车体采用的材料有耐候钢、 不锈钢、铝合金等。在轻量化上不锈钢优 于耐候钢，铝合金又优于不锈钢。在车体 内装饰上，广泛采用玻璃纤维加强塑料 (FRP)、聚胺脂等高分子复合材料，这些新 材料的采用，大大降低了列车内装饰的重 量。
徐 坚 温世海
铝合金优点介绍
• 铝合金密度低，减重效果好；强度比较高， 有良好的运行品质；具有良好的塑性，挤 压成型容易，制造工艺简单，节省加工费 用；良好的耐腐蚀性，延长了客车的使用 寿命，可降低维修费；
制作：向涛 曾圣宇
高速动车组车体密封技术与隔音技术
高速动车组车体密封技术
高速动车组的密封性能试验
1.车体结构漏气检查 车体结构漏气检查 在车体金属结构焊接完成后，须查找是否有漏气的地方。对所有开口处进 行封堵，然后给气体充气增压至规定的压力（4000Pa），根据噪声或肥皂水 寻找泄漏处。对泄漏处作上标记，带放气后进行补焊或用米高胶堵漏。在规 定的稳压时间内，反复检查，知道没有泄露的地方为止。 2.车体气密性试验 2.车体气密性试验 车体气密性试验室采用内部充气的方式进行，即在封堵了所有的开口以后， 使车内形成一个气密舱室，然后使用压缩空气向车内慢慢充气加压。当车内 达到规定的高压力值以后停止供气，测定压力将至规定的低压力值所需的时 间。 3.车门气密性试验 车门气密性试验 将车门总成装在特制的试验腔室上进行气密性。安装方式尽量与使用时相 同。车门安装在试验腔室后，腔室形成了一个密闭容器，期内达到规定的压 力后，检验车门是否能保持良好的密封性能。
动车组车体
第二组
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组长 欧海龙 流线型车体结构 龚瑞庭 车体轻量化装置 徐 坚 密封及隔音技术 曾圣宇 防火安全技术 李雪华 CRH1、CRH2车体参数
罗 剑 温世海 向 涛 周 达 周 阳
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流线形车体结构
随着列车运行速度的提高，周围空气的动力作用对列车和列车运 行性能产生影响；同时，列车高速运行引起的气动现象对周围环 境也产生影响，这就是高速列车的空气动力学问题。 1、动车组运行中列车承受表面压力
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徐
坚 温世海
车体轻量化材料
目前，高速车辆的车体材料主要有不锈钢、 • 目前，高速车辆的车体材料主要有不锈钢、高强度耐候钢 和铝合金。铝合金车体： 和铝合金。铝合金车体：用铝合金制造车体的尝试早在 世纪上半期就已经开始，最早用于地铁和市郊列车， 20世纪上半期就已经开始，最早用于地铁和市郊列车， 后来应用于普通列车上。近年来， 后来应用于普通列车上。近年来，特别是进入2 0世纪9 0 年代，与车体等长的多品种大型中空挤压型材的出现， 年代，与车体等长的多品种大型中空挤压型材的出现，使 铝合金成为生产高速列车的主导材料。 铝合金成为生产高速列车的主导材料。铝合金车体的优势 主要有：制造工艺简单，节省加工费用；减重效果好； 主要有：制造工艺简单，节省加工费用；减重效果好；有 良好的运行品质；耐腐蚀，可降低维修费。 良好的运行品质；耐腐蚀，可降低维修费。 • 为了进一步减轻重量，改善隔声性能，以及便于设计、 为了进一步减轻重量，改善隔声性能，以及便于设计、 制造， 制造，国外已开始试用纤维增强塑料夹层结构代替金属制 造车体。纤维增强塑料具有质轻，强度高，疲劳强度高、 造车体。纤维增强塑料具有质轻，强度高，疲劳强度高、 裂纹扩展速率低，较好的结构阻尼性、 裂纹扩展速率低，较好的结构阻尼性、隔热和耐蚀性能等 优点。其缺点是弹性模量低，抗弯扭刚度。 优点。其缺点是弹性模量低，抗弯扭刚度。
徐
坚 温世海
高速动车组车体密封技术与隔音技术
高速动车组车体密封技术
（一）对列车的作用
将车辆看成有多个泄漏出（诸如车窗、脚蹬门、车辆连接部、端墙门、 空调设备和厕所设备等）的弹性封闭容器，如果容器内部压力和外部压力之 间存在差异，则会出现两种情况：1.车体变形； 2.由于泄漏而造成的内外压 力平衡。
比金属差，价格贵。若用碳素纤维制造车体， • 比金属差，价格贵。若用碳素纤维制造车体，又将比铝合 这是下一代高速列车的理想材料。 金车体减重30%，这是下一代高速列车的理想材料。
徐
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车体结构的轻量化设计
• 车体的钢结构轻量化 • 车体内装轻量化 • 车体的内部设备轻量化
来自百度文库
徐
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动车组车体轻量化材料介绍
徐 坚 温世海
• 可设计性好，可以根据需要，灵活地设计出 各种结构、性能产品。 • 电性能好，是优良的绝缘材料，用来制造绝 缘体。高频下仍能保护良好介电性。
聚氨酯材料优点介绍 · 硬度范围宽，相同硬度下，比其它的弹性体
承载能力高
徐
坚 温世海
• 耐磨、抗冲击性高，广泛耐油、脂和化学品， 回弹范围广。 • 低温柔顺性好，采用特殊的配方，140℃下 稳定。 • 不受臭氧侵蚀的影响，抗霉菌，耐辐射，可 做成阻燃性材料。 • 可与木材、金属和大部分塑料粘接，可制成 降噪音材料
剑
流线形车体结构
可以解决好运行稳定性等问题。
一般来说，动车和拖车的车体长、宽、高需要根据内部布置的 要求由设计任务书规定，所以车身的外形设计主要是横断面形状设 计。动车组车身横断面形状设计有以下特点： 整个车身断面呈鼓形，即车顶为圆弧形，侧墙下部向内倾斜 （5°左右）并以圆弧过渡到底架，侧墙上部向内倾斜（3°左右） 并以圆弧过渡到车顶。这不仅能减少空气阻力，而且有利于缓解列 车交会压力波及横向阻力、侧滚力矩的作用。车辆底部形状对空气 阻力的影响很大，为了避免地板下部设备的外露，采用与车身横断 面形状相吻合的裙板遮住车下设备，以减少空气阻力，也可防止高 速运行带来的沙石击打车下设备。车体表面光滑平整，减少突出物。 如侧门采用塞拉门；。
5、运动列车受力
列车运行中受到多个力的作用，其中有空气阻力、升力、横向力以及 纵向摆动力矩、扭摆力矩和侧滚力矩等。针对上述动车组所受空气动力， 必须进行满足空气动力学特性的动车组外型设计。对于高速动车组来说， 列车头型设计非常重要，好的头型设计可以有效地减少运行空气阻力、列 车交会压力波，
龚瑞庭 罗
1.车体密封 车体密封
对车体要进行计算与试验，车体应能承受规定的压力（±6000Pa）。现代高速 动车组车体的总体结构师由铝合金大型挤压型材制成，筒形车体由地板、侧墙和车顶 组成，三部分焊接在一起，从设计上就是整体密封的，因此车体的密封主要取决于焊 接工艺，在车体的结构焊接完成后要按照上述方法进行漏气检查和气密性试验，来保 证车体的密封性要求。直通车下山的管路和合电缆穿孔等都要采取密封措施。
压力波的作用
（二）对旅客的影响
高速列车在会车时，特别是在隧道内高速会车时，车体表面将承受正负 数千帕的瞬时压力变化。如果列车不密封，则压力波辉传到车厢内，旅客会 感到不舒服，轻者耳膜受压迫，重者头晕恶心，甚至耳膜破裂。
高速动车组的密封性要求
1.日本新干线高速列车运行标准，要求将车体所有开启部位堵塞之后， 车内压力由4000Pa降至1000Pa的时间必须大于50s。 。 2.欧洲高速列车的密封性标准，主要来自于德国。对密封客车，车内压 力由3600Pa下降到1350Pa的时间不少于10s；对于高速列车的中间拖车，在 启动空调设备的情况下不少于18s。
3、动车组通过隧道时列车承受表面压力
列车在隧道中运行时，将引起隧道内空气压力急剧波动，因此列车表 面上各处的压力也呈快速大幅度变动状况，完全不同于在明线上的表面 压力分布。压力波幅值的变动与列车速度、列车长度、堵塞系数（列车 横截面积与隧道横截面积的比值）、头型系数（又称长细比，即车头前 端鼻形部位长度与车头后部车身断面半径之比）以及列车侧面和隧道侧 面的摩擦系数等因素有关，其中以堵塞系数和列车速度为重要的影响参 数。 龚瑞庭 罗 剑
流线形车体结构
4、列车风
当列车高速行驶时，在线路附近产生空气运动，这就是列车风。当列 车以时速200公里行驶时，在轨面以上0.814米、距列车1.75米处的空气运 动速度将达到17米/秒，当列车以这样或更高的速度通过车站时，列车风 对人和物的危害就不可忽视。高速列车通过隧道时，在隧道中所引起的纵 向气流速度约与列车速度成正比。在隧道中列车风将使得道旁的工人失去 平衡以及将固定不牢的设备等吹落在隧道中。铁路规定，在列车速度高于 160公里/小时行驶时不允许铁路员工进入隧道。列车速度稍低时，也不允 让员工在隧道中行走和工作，必须要在避车洞内等待列车通过。
龚瑞庭 罗
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流线形车体结构
2、动车组会车时列车承受表面压力
当一列车与另一列车会车时，将在两列相对运行列车一侧的侧墙上引 起压力波（压力脉冲）。这是由于相对运动的列车车头对空气的挤压， 将在与之交会的另一列车侧壁上掠过，使列车间侧壁上的空气压力产生 很大的波动。随着会车列车速度的大幅度提高，会车压力波的强度将急 剧增大。这一压力波动产生的冲击力可造成门窗密封的破坏，车窗玻璃 破碎。压力波传入车内会引起乘客耳感不适以及影响周围环境等。
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高速动车组车体密封技术与隔音技术
高速动车组车体密封技术
高速动车组的密封性能试验
4车窗气密性试验 车窗气密性试验 同样，将车窗总成装在特制的试验腔室上进行气密性试验。安装方式尽量 与使用时相同。车窗安装在试验腔室后，腔室形成了一个密闭容器，其内达 到规定的压了后，检验车窗能否保持良好的密封性能。 5通过台气密性试验 通过台气密性试验 同样，将通过台总成装在特制的试验架上进行气密性试验。安装方式尽量 与使用时相同。通过台安装在试验架上以后，试验架形成了一个密闭容器， 期内达到规定限额压力后，通过台须保持良好的密封性能。