第二章城轨车辆车体结构-丁太生
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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;
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城市轨道交通车辆
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列车型号
DKZ4
制造厂家
长客股份 北京地铁车辆厂
编组方形式
Mc-T + M-T' + T-Mc
受电方式
第三轨上部接触受电
额定线网电压(V)
750V
车体宽度级别
鼓型宽体C型车
外形尺寸(mm)长×宽×高
19600(Mc), 19000(T, M) * 2800 * 3510
转向架中心距(mm)
12600
固定轴距(mm)
2200
车轮直径(mm)
840
车钩高度(mm)
660
车辆自重(吨t)
Mc: 33.5, M: 32.1, T: 26.9, T': 24.3
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5、风挡装置(折棚装置) 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。
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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。
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
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2、DK20型鼓型地铁电动客车 1)总体说明 ① 全车为6辆编组,MC+M+M+M+M+MC ② 第三轨受电,750V ③ 采用鼓形车体
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隧道内的压缩波和隧道出口的微气压波
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§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
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组成 底架 侧墙 车顶 端墙
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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。
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三、轻量化车体结构
1、概述 1)城轨车辆车体轻量化的意义: ① 降低运行阻力,节省牵引和制动力; ② 减小对轨道的压力,从而减少车轮和轨道的磨耗; ③ 减少车辆和线路的维护保养; ④ 直接减少车辆材料的消耗。
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1、底架
其中最重要的承力件为侧梁,其断面为槽钢.
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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
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牵引梁: 由两根槽钢及上下盖板组焊而成,用于安装车钩缓
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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;
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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)
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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,减小客室内压力波动;
4)工艺性好(耐侯钢)
5)重量较大
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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
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一、传统城轨车辆车体结构(梁柱结构)
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18.8Cr不 4.8 锈钢
AC52含 铜钢
AGS铝合 8.2 金6005 挤压型材
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0.85
2.76
0.88 1.05
0.65
5.33
0.57 1
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2、铝制车体 1)铝制车体的结构型式 ① 钢结构车体一般采用梁柱承载结构。 ② 全铝结构的车体一般均采用挤压型材组合结构
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§5-1 车体的类型及特征 一、车体的类型:
① 底架承载结构 ② 侧壁和底架共同承载结构 ③ 整体承载结构
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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
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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
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二、城轨车辆车体特征
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。
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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。
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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。
钢 电风扇强制通风
推拉式通道门 8
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车门宽度/高度(mm) 车门形式 乘客信息系统 车辆自编号 生卒年份
备注
1300/1800 气动内藏式滑动门
列车广播,实时新闻,乘客监 视系统
S401~S431
1998 S401~S419为长春客车厂 制造,S420~S431为北京 地铁车辆厂制造。样车S401
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2)钢和铝材料的力学性能比较 ① 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1/4— 1/3。 ② 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。
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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。
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1)整车参数 车辆自重: 车辆全长: 车体长: 车辆定距: 车体宽:
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橡胶风挡的优点:
① 应用广,能满足各种车辆的需要;
② 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;
③ 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;
④ 噪音小,橡胶风档对车体的气密性好,可以降低车 内噪声。
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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������
① 侧墙立柱
② 底架上横梁
③ 车顶横梁
3)环之间用纵向梁连接
① 底架侧梁(底架中梁)������
② 车顶侧梁������
③ 底架波纹板(梁)������
④ 侧墙纵向梁
⑤ 车顶纵向梁
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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。
城轨车辆的车体
丁太生--编辑
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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。
车顶距轨面最大高度: 构造速度: 平均速度: 起动加速度: 制动减速度:
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33.5t 19520mm 19000mm 12600mm 2600mm
3509mm 80km/h 36km/h ≥0.9m/s2 ≥1.0m/s2
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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。
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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
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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
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2)车体结构 ① 采用无中梁波纹地板薄壁筒型整体焊接结构; ② 采用低合金耐候钢; ③ 梁柱多采用“[”形断面; ④ 客室内板采用玻璃钢。
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3、北京复八线交流传动电动车组 1)总体说明
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3)铝制车体的结构
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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
冲装置并传递纵向力。
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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。
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车体采用中空截面大型挤压铝型材的优点为: ① 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40%~60%,焊接变形易于控制,制造工艺简单; ② 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; ③ 车体的自重大为减轻,与钢制车体相比自重可降低
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3、整体承载结构 底架、侧端墙、车顶共同承载������ 由很多纵向梁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
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4、端墙
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端墙
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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1~2t)、铝合金材料(减少3~5t)
项目 单位重量 车体价格
车体材料 (P)
AC52含 1 铜钢
车体承载 结构重量 (m)
1
车体结构 材料价格 (P×m)
1
制造费 用 (C)
1wk.baidu.com
车体结构 总费用 (G)
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最高运行速度(km/h) 牵引电机功率(kw) 电动机形式 调压方式 平均加速度(m/s2) 平均制动减速度(m/s2) 座位数 额定载客数(人) 车体 通风方式 车厢间通道 每节车厢乘客门数
80 180 交流电动机 VVVF+GTO 0.83 0.94(常用), 1.2(紧急) 36(Mc), 47(M, T) 230(Mc), 245(M, T)
1/4~1/3 ; ④ 耐腐蚀性优良,使用寿命长、检修工作量少; ⑤ 简化生产过程,节约制造工时,降低生产成本。
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列车型号
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制造厂家
长客股份 北京地铁车辆厂
编组方形式
Mc-T + M-T' + T-Mc
受电方式
第三轨上部接触受电
额定线网电压(V)
750V
车体宽度级别
鼓型宽体C型车
外形尺寸(mm)长×宽×高
19600(Mc), 19000(T, M) * 2800 * 3510
转向架中心距(mm)
12600
固定轴距(mm)
2200
车轮直径(mm)
840
车钩高度(mm)
660
车辆自重(吨t)
Mc: 33.5, M: 32.1, T: 26.9, T': 24.3
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5、风挡装置(折棚装置) 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。
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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。
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
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2、DK20型鼓型地铁电动客车 1)总体说明 ① 全车为6辆编组,MC+M+M+M+M+MC ② 第三轨受电,750V ③ 采用鼓形车体
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隧道内的压缩波和隧道出口的微气压波
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§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
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组成 底架 侧墙 车顶 端墙
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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。
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三、轻量化车体结构
1、概述 1)城轨车辆车体轻量化的意义: ① 降低运行阻力,节省牵引和制动力; ② 减小对轨道的压力,从而减少车轮和轨道的磨耗; ③ 减少车辆和线路的维护保养; ④ 直接减少车辆材料的消耗。
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1、底架
其中最重要的承力件为侧梁,其断面为槽钢.
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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
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牵引梁: 由两根槽钢及上下盖板组焊而成,用于安装车钩缓
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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;
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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)
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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,减小客室内压力波动;
4)工艺性好(耐侯钢)
5)重量较大
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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
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一、传统城轨车辆车体结构(梁柱结构)
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18.8Cr不 4.8 锈钢
AC52含 铜钢
AGS铝合 8.2 金6005 挤压型材
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2.76
0.88 1.05
0.65
5.33
0.57 1
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2、铝制车体 1)铝制车体的结构型式 ① 钢结构车体一般采用梁柱承载结构。 ② 全铝结构的车体一般均采用挤压型材组合结构
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§5-1 车体的类型及特征 一、车体的类型:
① 底架承载结构 ② 侧壁和底架共同承载结构 ③ 整体承载结构
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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
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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
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二、城轨车辆车体特征
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。
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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。
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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。
钢 电风扇强制通风
推拉式通道门 8
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车门宽度/高度(mm) 车门形式 乘客信息系统 车辆自编号 生卒年份
备注
1300/1800 气动内藏式滑动门
列车广播,实时新闻,乘客监 视系统
S401~S431
1998 S401~S419为长春客车厂 制造,S420~S431为北京 地铁车辆厂制造。样车S401
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2)钢和铝材料的力学性能比较 ① 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1/4— 1/3。 ② 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。
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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。
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1)整车参数 车辆自重: 车辆全长: 车体长: 车辆定距: 车体宽:
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橡胶风挡的优点:
① 应用广,能满足各种车辆的需要;
② 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;
③ 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;
④ 噪音小,橡胶风档对车体的气密性好,可以降低车 内噪声。
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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������
① 侧墙立柱
② 底架上横梁
③ 车顶横梁
3)环之间用纵向梁连接
① 底架侧梁(底架中梁)������
② 车顶侧梁������
③ 底架波纹板(梁)������
④ 侧墙纵向梁
⑤ 车顶纵向梁
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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。
城轨车辆的车体
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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。
车顶距轨面最大高度: 构造速度: 平均速度: 起动加速度: 制动减速度:
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33.5t 19520mm 19000mm 12600mm 2600mm
3509mm 80km/h 36km/h ≥0.9m/s2 ≥1.0m/s2
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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。
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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
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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
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2)车体结构 ① 采用无中梁波纹地板薄壁筒型整体焊接结构; ② 采用低合金耐候钢; ③ 梁柱多采用“[”形断面; ④ 客室内板采用玻璃钢。
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3、北京复八线交流传动电动车组 1)总体说明
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3)铝制车体的结构
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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
冲装置并传递纵向力。
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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。
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车体采用中空截面大型挤压铝型材的优点为: ① 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40%~60%,焊接变形易于控制,制造工艺简单; ② 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; ③ 车体的自重大为减轻,与钢制车体相比自重可降低
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3、整体承载结构 底架、侧端墙、车顶共同承载������ 由很多纵向梁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
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4、端墙
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端墙
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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1~2t)、铝合金材料(减少3~5t)
项目 单位重量 车体价格
车体材料 (P)
AC52含 1 铜钢
车体承载 结构重量 (m)
1
车体结构 材料价格 (P×m)
1
制造费 用 (C)
1wk.baidu.com
车体结构 总费用 (G)
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最高运行速度(km/h) 牵引电机功率(kw) 电动机形式 调压方式 平均加速度(m/s2) 平均制动减速度(m/s2) 座位数 额定载客数(人) 车体 通风方式 车厢间通道 每节车厢乘客门数
80 180 交流电动机 VVVF+GTO 0.83 0.94(常用), 1.2(紧急) 36(Mc), 47(M, T) 230(Mc), 245(M, T)
1/4~1/3 ; ④ 耐腐蚀性优良,使用寿命长、检修工作量少; ⑤ 简化生产过程,节约制造工时,降低生产成本。