车体模块化结构

2.3.1 车体模块化结构概念

就车体结构形式而言，几十年来国内外都是采用全组焊结构，即底架、侧墙、车顶和端墙均为焊接而成，然后这四大部件组装时也采用焊接工艺。这种车体结构称为整体焊接结构，也称为一体化结构，这种结构是大家比较熟悉的。随着技术的发展，近几年来，国外研制了一种模块化车体结构，我国深圳和广州地铁2号线车辆采用了模块化结构。

模块化车体结构与整体焊接结构车体相比，最显著的特点就在于将模块化的概念引入车体设计、制造与生产管理的各个环节之中。整体焊接结构车体是先制造车体结构的车顶、侧墙、底架、端墙、驾驶室等部件，然后进行整个车体总成焊接，车体总成后再进行内装、布管、布线。模块化车体设计是将整个车体分为若干个模块，如图2－12所示。

图2－12 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

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 （车顶模块如图2－13所示），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2－14所示。

图2－13 车顶模块

1—顶板吊架；2—顶板槽梁；3—空调风道；4—隔声、隔热材料；5—内部装饰；6—灯带；7—出风口；8—顶板悬挂

图2－14 模块化车体组成

车顶模块；2—螺栓；3—侧墙模块；4—底架模块

2.3.2 车体模块化结构分析

1.模块化结构的优点

①在每个模块的制造过程中均注意验证其质量。模块制成后均须进行试验，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每个模块的制造可以独立进行，并解决了模块之间的接口问题，因此，复杂的和技术难度大的模块和部件可以从国外引进，其余模块和部件在用户本地生产。另外，对总装生产线要求不高，这均有利于国产化的逐步实施。

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。国外在模块化车体的设计、制造、试验与生产管理过程中已形成了整套的经验，从而保证了批量生产的质量。

2.模块化车体结构存在的缺点

①对于模块化结构的个别部件 （如驾驶室框架），有的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由于车体是容纳旅客的场所，就车辆结构而言，其强度是保证旅客安全的关键特性，因此在设计过程必须进行详细的强度、刚度计算，在此理论的指导下进行设计。试制完成后，必须进行相应的试验，证实确实满足要求，才能投入批量生产。

③为保证隔热、隔声性能，在车体组装后，在内部需喷涂隔声阻尼浆，安装玻璃棉或其他隔热、隔声材料。

④车体结构在使用中一般仅对表面涂装进行必要的维修，就结构自身而言，在正常工况下可以满足使用寿命30年的要求。如果由于事故和大修中需对车体某部位进行检修时，可以采用更换模块的方式进行，以减少维修工作量。

操作训练

实训项目：车体调整

实训装置：长春轻轨车辆车体

实训目的：掌握车体调整的方法；能够熟练使用工具对车体进行简单调整。

实训方法：见表2－4。

表2－4 车体调整工作步骤及检验标准

续表

思考题

1.简述车体的作用与分类。

2.简述车体基本结构的组成。

3.试述铝合金材料使用中应注意的问题。

4.试述不锈钢材料使用中应注意的问题。

5.什么是车体模块化结构？

6.车体模块化有什么优缺点？

实做题

1.分析现有车体材料的优缺点。

2.在实训室或企业维修段，完成车体的一项调整内容。