单元4-城市轨道交通车辆-3车体

第一节概述第二节转向架第三节车体结构及车内设备

第四节车端连接装置城市轨道交通车辆单元4

城市轨道交通车辆1、车体的作用2容纳之所，安装之基4.3.1车体结构

车体是容纳乘客和司机驾驶的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础2、车体的基本特征34.3.1车体结构（1）一般为电动车组，有单节、双节、三节式等，有头车和中间车，以及动车与拖车之分；（2）座位少、车门数量多开度大，内部服务设备较简单；（3）重量的限制较严格，轴重小，以降低线路工程投资；（4）为使车体轻量化，对于车体承载结构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；（5）对车体防火性能要求高，采用防火设计和阻燃处理；（6）对车辆隔音和减噪有严格要求，降低噪音对乘客和沿线居民影响；（7）车辆外观造型和色彩具有美化和与城市景观相协调要求。3、车体的结构组成44.3.1车体结构车体结构是指车体钢结构或车体铝合金结构。3、车体的结构组成54.3.1车体结构（1）底架：车底架设各种吊梁、吊卡、线槽、安装座，用来安装车钩缓冲装置、各种机电设备、制动设备等，由牵引梁+枕梁+侧梁+地板组成；（2）侧墙：侧墙设窗口及旅客乘降门口；（3）端墙：带驾驶室的车辆前端设司机瞭望窗口，后端设门口或贯通道口；（4）车顶：车顶设受电弓或空调机组安装座。车体基本组成4、车体的类型64.3.1车体结构碳素钢不锈钢铝合金耐候钢车体材料早期的城市轨道车辆车体材料基本上是碳素钢(包括普通低碳钢和耐候钢)，目前主要使用铝合金和不锈钢。（1）按照车体材料分：铆接结构焊接结构74、车体的类型4.3.1车体结构（2）按照制造工艺分：制造工艺现代城市轨道车辆车体全部采用焊接结构。底架承载结构底架侧墙共同承载结构84、车体的类型4.3.1车体结构（3）按照承载方式分：承载方式现代城市轨道车辆车体普遍采用整体承载结构整体承载结构矩型（V型）车体94、车体的类型4.3.1车体结构（4）按照车体截面分：车体截面鼓型车体5、车体的轻量化104.3.1车体结构（1）可因减少材料消耗量而降低了制造成本；（2）可减少牵引动力的消耗．同时也减少制动时产生的热能和粉尘，还减缓了洞内温度的上升；（3）可减少对轨道线路的压力，从而减轻线路的损耗，降低线路的维修费用；（4）可以提高运行速度，缩短乘客的旅行时间．减小旅客的乘车疲劳。间接地提高人们的工作效率；（1）轻量化的意义5、车体的轻量化114.3.1车体结构（1）采用比强度高的材料作为车体结构的承载件。有效地利用材料的强度和刚度保证设计要求。（2）采用变截面的方法(改变结构截面形状)提高结构刚度。采用最少的材料获得最大的刚度和强度。（3）尽量减少独立部件的数量，使用长尺寸构件。这样可以减少焊缝数量，提高焊接自动化水平，保证焊接质量，提高车体结构的抗疲劳强度。（4）车辆轻量化设计必须满足技术条件的要求和使用性能。应减少制造和维修费用，降低生产成本。（2）轻量化的设计原则5、车体的轻量化124.3.1车体结构1）车体材质的选择采用先进材料替代现有普通碳素钢车体材料，其中包括：

1）采用低合金钢材料，重量减轻10%~15%；

2）采用半不锈钢或不锈钢材料，重量减轻1t~2t；

3）采用铝合金材料，重量可减轻3t~5t。（3）车体轻量化的途径2）车体结构的轻量化1）采用变截面的方法(改变结构截面形状)提高结构刚度。2）尽量减少独立部件的数量，使用长尺寸构件。5、车体的模块化134.3.1车体结构图2-6车体模块组成

1—底架模块2—侧墙模块3—端部模块4—车顶模块5—牵引梁模块6—枕梁模块（1）在每个模块的制造过程中均要对其质量进行验证，从而保证整车总装后试验比较简单，整车质量也容易保证；（2）复杂的和技术难度大的模块和部件可以由国外引进，其余模块和部件可以在本地生产；模块化的优点整体焊接式模块化车体结构5、车体的模块化144.3.1车体结构图2-6车体模块组成

1—底架模块2—侧墙模块3—端部模块4—车顶模块5—牵引梁模块6—整梁模块（3）可以改善劳动条件，降低施工难度，提高劳动效率，保证整车质量；（4）可以减少工装设备，简化施工程序，降低生产成本；（5）在车辆检修中，可采用更换模块的方式进行，方便维修。模块化的优点整体焊接式模块化车体结构154.3.2车门一般城市轨道交通车辆共有四种车门，即：（1）客室车门；（2）司机室车门；（3）司机室通道门；（4）紧急疏散门。164.3.2车门按功能分为：客室侧门客室端门驾驶室侧门驾驶室后端门紧急疏散门1、客室车门17要有要有足够数量和有效宽度（一般为1300-1400mm)）；车门要均匀分布，以方便乘客的上、下车；车门附近要有足够的空间和面积，方便上、下车乘客的周转；具有较高的工作可靠性，确保乘客的安全。（1）客室车门的基本要求4.3.2车门18（2）客室车门的结构形式按照驱动系统动力来源的不同，分为：电控气动式车门电控电动式车门按照车门的运动轨迹以及与车体的安装方式，分为：内藏门外挂门塞拉门外摆门1、客室车门4.3.2车门19（2）客室车门的结构形式电控气动式车门气动式车门由压缩空气驱动传动气缸，再通过机械传动系统和电气控制系统完成车门的开关动作。机械传动系统的作用是将传动气缸活塞杆的运动传递至车门，使车门动作。

车门的电气控制系统一般采用电子控制技术，可根据乘客和司机的不同要求编制程序修改操作过程，自动监控装置具有全方位监控车门的系统、自动故障报警和记录等功能。为了防止车门夹伤乘客，现代自动车门还具有防夹功能，根据欧洲标准规定在关门时的最大挤夹力应小于250N。广州地铁一号线车门解气阀电磁阀1、客室车门4.3.2车门第6章城市轨道交通车辆20（2）客室车门的结构形式电控电动式车门电动式驱动装置由电动机、传动装置、控制器、闭锁装置和紧急开门装置组成。齿形皮带与两个门翼相固定，闭锁和解锁所需的扭矩由电动机提供。另一种电动式驱动装置为电动机通过一根左右同步的螺杆和球面支承螺母驱动滚珠摆动导向件和与其固定的门翼。

1-电机2-传力螺母3-关门限位装置4-闭锁限位开关

5-臂叉6-门页7-螺杆8-紧急解锁机构1、客室车门4.3.2车门21（2）客室车门的结构形式

内藏门车门开或关时，门叶在车辆端墙的外墙板与内饰板之间的夹层内移动。传动系统设于车厢内侧车门的顶部，装有导轮的门叶可在导轨上移动。内藏门具有如下特点：驱动机构占用车辆上的空间小；质量较轻；手动开、关门所需力量较小。1、客室车门4.3.2车门22（2）客室车门的结构形式

外挂门外挂门与内藏门的主要区别在于门叶和悬挂机构始终位于侧墙的外侧，车门传动机构原理与内藏门完全相同。外挂门具有如下特点：与其他形式的车门相比，采用外挂门形式的列车车内空间相对较大；由于门翼始终位于车体侧墙的外侧，因此车辆运行过程中会产生一定的运行阻力。外挂式车门1、客室车门4.3.2车门23（2）客室车门的结构形式

塞拉门塞拉门是车门在开启状态时，门叶贴靠在侧墙的外侧，车门在关闭状态时门叶外表面与车体外墙成一平面。塞拉门具有如下特点：保持列车外形美观；减小空气阻力；具有良好车厢密封性能，降低噪音。1、客室车门4.3.2车门24（2）客室车门的结构形式

外摆门开门时通过转轴和摆杆使门叶向外摆出并贴靠在车体的外墙板上，门关闭后门叶外表面与车体成一平面。外摆门的特点：在门开启的过程中，门叶需要较大的摆动空间1、客室车门4.3.2车门251、客室车门4.3.2车门26为防止列车在运行中开启客室车门或客室车门未全关就起动列车，消除因此带来对乘客的危险因素，客室车门系统应设置安全联锁，确保车速大于5km/h时不能开启、车门未全关闭时不能起动列车。1、客室车门4.3.2车门274.3.2车门（3）客室车门的控制“零速”列车线：只有当“零速”出现，即列车的运行速度小于1.8km/h(ATC设置)或3km/h(洗车模式)时，“开门”列车线才可能激活。开门/关门：客室车门的开关是由车门控制单元(EDCU)根据列车控制(开门列车线、关门列车线、零速列车线)电平信号和车门驱动机构上的元件(限位开关、车门位置传感器)电平信号来控制的。警告灯/蜂鸣器：在每扇客室车门的上方车体内外部各装设有一个警告灯，开关门时警告灯将会亮并闪烁。障碍物探测：关门防夹(关门时的障碍物探测)，开门时障碍物探测。1、客室车门284.3.2车门（3）客室车门的控制车门切除:一旦运营中有车门开关故障时，驾驶员可以通过用方孔钥匙将故障车门切除(切除开关有方向性，车外切除应是逆时针，车内切除应是顺时针，否则会造成切除机构损坏)。主隔离开关：在每扇门的驱机构上安装有一个主隔离开关。紧急解锁：每个门上设有紧急解锁装置，为了在紧急状态下手动开门，设有防护罩防止滥用车门隔离装置紧急解锁装置乘务员钥匙开关1、客室车门2、司机室侧门间壁门29在司机室两侧供司机上下车的车门。一般为单叶的内藏式滑动移门，其结构与客室车门类似，只是没有气动装置，用人工开关。（1）司机室侧门4.3.2车门2、司机室侧门间壁门30

供司机走入客室的通道。它在客室一侧没有开门手把，乘客是不能开启这扇门的。但在其上方有一红色紧急拉手，其用途是当乘客发现司机因突发急病时，可用紧急手柄开启通道门对司机进行抢救。（2）间壁门——由司机室开向客室的折页门4.3.2车门3、紧急疏散门和逃生装置314.3.2车门3、紧急疏散门和逃生装置324.3.2车门紧急疏散门为可伸缩的套节式踏级板，两侧设有扶手栏杆，中间铝合金踏板上涂有防滑漆，故乘客在上面行走时不会滑跌。其门锁在驾驶室内或室外都可开启，一旦门锁开启车门能自动倒向路基，并且还有缓冲器，不致使倒下的加速度过大，而使疏散门装置损坏1.弹簧杆；2.连干；3.安全疏散梯；4.伸缩杆。3、紧急疏散门和逃生装置334.3.2车门3、紧急疏散门和逃生装置34