2016年专家统计，轨道地铁车辆的铝化率为30%~40%，全铝车辆的发展还有相当大的潜力，仍是推广铝应用的重点领域

。中国当前有38个城市的轨道交通线路获得国家发改委审批通过，约有50个城市在继续建设与准备建设这类交通线路。   

   　　     
      据统计，地铁占城市轨道交通比例 74% ，地铁在城市建设中的重要作用可见一斑。通过以下来了解地铁列车的结构，

尤其机械构造。
    
            目前，地铁的车体正朝轻量化方向发展，主要采用大断面中空挤压铝型材模块化车体结构设计，采用整体承载结构。

机械部分有：车体、车钩及缓冲器、车门系统、转向架、空气制动、空调和通风等构成。

1 车体

      一般车体采用模块化设计。它包括自支撑构架，用螺栓连接的司机室和中间端。车体构架和中间端是由铝合金大型型

材和板组成，而司机室是由型钢构成的。焊接的型材与中间端和司机室端通过机械紧固装置相互连接。司机室和中间端都

由较大的玻璃钢罩板覆盖。通过车钩系统中的压溃管吸收能量。当发生事故时车前端的防爬装置能够分散碰撞力。

      列车通过贯通道连接在一起，贯通道上设计有折棚和位于车钩上的渡板。列车表面喷涂根据城市的特点进行。

2 车门
       
           根据车辆运营环境的不同，选择不同的车门。以广州地铁二号线车辆采用外挂式电控电动门为例。它由双向作用的电

机为驱动装置，采用皮带传动及丝杆装置作为传动机构。由EDCU（电子门控单元）来控制车门的开关及锁定。在司机室操

作控制按钮，通过EDCU控制电机转动来实现车门的开关，并设有障碍物探测重开门。由行程开关给出车门的状态信号，故

障信号由EDCU通过编码硬线传送给VTCU（车辆及列车控制单元）。 
      从安全可靠性上来讲，移动门一般适用于速度低于100km/h的列车上。特别是外挂门，由于外挂门属于外吊悬挂式结构

，下部悬空无支承。当列车在隧道中运行，随着速度的提高，其空气的阻塞比大大增加，对外吊的悬挂门产生较大的压力

。如果门的结构及强度不随速度的提高而改进设计的话，车门会产生晃动等不稳定因数，影响车门的安全可靠性。 
      由于移动门的结构决定车门与车体之间必须保证一定的间隙，因 此，移动门的密封性差。当列车达到一定的行驶速度

时（超过100km/h以上）便会产生车厢内窜风，给乘客带来不适；在车辆进出隧道等外界压力变化时，车内压力随着变化，

舒适性下降。由于移动门的密封性差，车辆走行部件产生的噪音很容易传入车内；同时由于移动门或凹或凸于车体，列车

在行驶中会使附近的空气产生涡流，空气阻力大，也就限制了移动门的使用速度。 
      塞拉门由于与车体在同一平面内保持列车较好的流线型，所以具有密封性好、空气阻力小等特点，但塞拉门的结构较

移动门复杂，且造价较高。 
车门的形式种类虽然各不相同，但实现的功能却大同小异，性能参数也差不多。

      为了安全起见，逃生装置在前端墙的中部，包括一个在顶部铰接的大窗和位于两个司机台之间的一个梯子，正常情况

该梯子折叠并隐藏起来。在列车不能到达下一站时，逃生装置用于疏散乘客。

3 车钩及缓冲装置
 
      车钩缓冲装置由车钩及缓冲器等部件组成，装在底架牵引梁上，是车辆的一个安全部件。其作用是： 
    （1）将车辆互相联挂，联结成为一组列车；
    （2）传递纵向牵引力和冲击力；
    （3）缓和车辆之间的动力作用；
    （4）实现电路和气路的连接。

      车钩缓冲装置共分三种类型：自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆。三种车钩均设有可复原能量吸收功能，采用橡

胶缓冲器。在自动车钩和半永久牵引杆上还设有超载保护装置，不可复原的可压溃变形管。其结构均采用先进的密贴式车

钩，它是依靠相邻车辆钩头上的凸锥和凹锥口互相插接，起紧密连接作用。其优点是：节省人力，保证安全方便。缺点是

：构造较复杂，强度较低。所以适用于地铁、轻轨等轻型轨道车辆上。

4 转向架

      转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或转

轴，转向架可以绕一中心轴相对车体转动。为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧装置和制动装

置。对于动车，转向架上还装有牵引电机和减速机构，以驱动车辆运行。转向架主要由以下部分组成:轮对轴箱装置、弹性

悬挂装置、构架、制动装置、牵引电机和齿轮变速传动装置、转向架支承车体装置。另外，在拖车转向架上还安装了ATC的

通讯天线。
      车辆在轨道上运行时，由于线路的不平顺、轨隙、道岔、轨面的缺陷和磨耗以及车轮踏面的斜度、擦伤和轮轴偏心等

原因，常会伴随产生复杂的振动和冲击。为了提高运行的平稳性必须设有弹簧减振装置，空气弹簧在改善车辆的动力性能

和运行品质上具有显著优点，被地铁和轻轨广泛应用。为了改善车辆的振动性能，地铁上大多采用液压减振器。 
      由于地铁承担运送乘客的任务，并且运行于地下隧道或高架线路上，要求转向架有较低的噪声和良好的减振性能，并

且能适应重载和空载变化的能力。一般广泛采用空气弹簧和橡胶弹簧作为弹性悬挂元件，弹簧减振装置包括一系悬挂——

人字形多层橡胶弹簧或者圆锥弹簧、二系悬挂——空气弹簧、垂向液压减振器、横向液压减振器、抗侧滚扭杆和横向橡胶

缓冲挡。 
      牵引传动装置在电动客车中占有十分重要的地位，是驱动列车运行的核心装置。包括一个牵引电机，齿式联轴节和齿

轮。其作用是将牵引电机输出的功率传给轮对。车辆的驱动机构是一种减速装置，用来使高转速、小扭矩的牵引电动机驱

动阻力矩较大的动轴，对驱动机构的要求：能使牵引电动机功率得到发挥；电动机电枢轴应与联轴节保证同心度，以降低

线路不平对齿轮的动作用力。

       牵引电机采用三相交流感应电机，由于采用这一电传动方式，牵引性能良好，运行可靠，使车辆具有良好的牵引制动

性能。

5 制动装置
       
      据成熟地铁经验，摩擦制动采用闸瓦制动。为了改善摩擦性能和增加耐磨性，大多数地铁车辆采用合成闸瓦。但合成

闸瓦的导热性能较差，又选择了导热性能良好的产品——粉末冶金闸瓦。既具有较好的摩擦性能，又有良好的耐磨性。在

闸瓦制动方式中，动能转化为热能的能力大，但热能散于大气的能力相对较小。当要求的制动功率较大时，有可能发生产

生的热能不能散失到大气中，而在闸瓦与车轮踏面积聚集，使他们的温度升高，严重的会导致闸瓦熔化或车轮踏面产生裂

纹。因此，在采用闸瓦制动时，对制动功率要有限制，即在车辆上安装一定的防滑系统。 
      动力制动在制动时，将牵引电机变为发电机，使列车动能转化为电能，对这些电能的不同处理方式形成了不同方式的

动力制动，主要有电阻制动和再生制动。其中的再生制动是把电动车组的动能通过电机转化为电能后，再使电能反馈回电

网给别的列车使用。显然这种方式既能节约能源，又减少了制动时对环境的污染，并且基本上无磨耗，是当前地铁行业首

选的制动方式。在制动控制系统方面，目前的制动系统主要有空气制动系统和电气制动控制系统，在比较两者后，发现电

气制动更具有优越性，电气制动的主要优点是全列车制动和缓解的一致性好，在制动和缓解时纵向冲击小，制动距离短，

便于做到动力制动和空气制动的协调。

6 车辆内部设备

      车辆内设包括服务于乘客的车体内的固定装置如车电、通风、取暖、空调、座椅、拉手等和服务于车辆运行的设备装

置大多吊挂于车底架，如蓄电池箱、继电器箱、主控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各种电器开关和接

触器箱等。

地铁用铝

      目前，国务院已经批准了 43 个符合建设地铁标准的城市，总规划里程超过 7500 公里，未来五年新增约 4000 公里

，年复合增幅将达到 16%。按照每公里配备 6 节车厢、每节车厢用铝约 10 吨计算，未来将新增铝材需求量 24 万吨。另

外，预期未来建设地铁标准的城市也将从已经批准的 43 个增加到 50 个左右，用铝量将会有进一步扩增。如果考虑存量

空间，按照地铁车体大部件按照 30 年使用期限计算，未来五年大概需要 5 万吨替换用铝。

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