关于城市轨道交通中车辆设计技术要点探讨

王日欣

摘  要：城市轨道交通中车辆设计技术的有效落实，一方面能够有效降低车辆脱轨时间发生的概率，使车辆交通安全性与稳定性得以显著提升;另一方面，凭借车厢尺寸调整方案，更便于根据车厢功能系统的构建拟定更完善的设计方案，以便满足基本活动要求同时，提升乘客旅途休憩的舒适度。本文基于车辆尺寸与转向架设计展开分析，在明确技术要点同时，期望为后续城市交通系统构建提供良好参照。

关键词：城市交通;轨道交通;车辆设计;技术要点

轨道交通体系是现代城市文化与经济交流的主要渠道，更是城市居民出行首要选择的交通形式。出于交通安全性与稳定性角度考虑，在车辆设计期间通常需要结合功能空间需求为乘客提供较好的活动与休憩空间，并保障车辆结构的质量，才能使轨道交通车辆为更多乘客所接受，以便为后续交通系统的优化提供更好的引导。

1 轨道交通车辆设计概述

轨道交通车辆设计是基于人体工程学要求提供的功能空间规划方案，在设计期间通常需要考虑车辆行驶的稳定性与安全性，并通过力学分析找寻到更适宜的行驶速度，以便满足城市高效率的交通需要，同时还需要考虑旅客活动、休憩、行走的要求，才能使旅客出行的舒适度得以显著提升。另外，不同地区的乘客的体型存在较明显的差异，在车辆空间设计期间，还需要根据不同地区交通环境更细致的划分布局方案。

2 车辆整体尺寸设计分析

2.1 车辆长度尺寸

轨道车辆长度主要包括客室、包房与驾驶室总长度，其余厕所、盥洗室与乘务室面积均为辅助面积，可结合客室或包房内部环境进行设计，并不影响整体车厢长度数据。期间，为确保车身在轨道转弯时满足稳定性驾驶要求，通常需要根据车体长度设置牵引缓冲装置，使端部偏向曲线外侧而中部偏向内侧，便能够有效降低整体长身的偏移量，以此避免外界与形变量造成的脱轨隐患，使车辆形式稳定性得到更好的保障。

2.2 车辆宽度尺寸

车辆宽度尺寸主要受边轨界线控制，在设计过程中若能够避免偏移量对车体结构造成损害，车辆宽度易扩大处理，以便车厢内被活动空间增加，提升乘客出行与休憩的舒适度。

2.3 车辆高度尺寸

首先，车辆高度应受客货车站台高度与车钩高度等数据限制，避免在通行过程中出现直接的碰撞，才能确保车内功能空间不会受到影响。其次，基于转向架心盘面等因素限制，若车厢高度高于某个界线，则处于高速运输环境中，便极易使车辆重心偏高，使车厢脱轨风险增大，难以保障乘客的生命财产安全。

3 车辆客室设计分析

3.1 基本设计要求

在车辆客室设计期间，设计者需认真考虑车厢内人体工程学尺寸，确保客车厢使用空间充足，且具备足够的并行与活动空间，才能为乘客营造更舒适的休憩场所。其次，在原有车辆客室基础上，还需要借鉴国外先进资料，分析现代车厢设计的优缺点，基于车辆交通与服务功能逐渐完善的需求，更深入的研究车厢内部空间的组成关系，以便为客室设计方案提供更详细且良好的引导。

3.2 主客室设计分析

主客室在设计规格方面比较其他车厢要求更高，并且在坐席安排与布置方面，应结合此类车厢的功能组成进行规划，确保客室满足最基本的交通活动要求，同时还需要考虑清扫等工作的展开，因此客室内结构仍需以简单结构为主，在坐席下部与墙角处预留清扫空间，并且出于物理性能考虑，车窗设计应根据车厢采光要求设置确切尺寸，但因为车窗材料的特殊性，通常会影响车辆结构的强度与隔热性能，因此在设计期间需额外设计保护措施，并做好车窗缝隙的密封处理，才能有效降低车厢内热能的损耗。

4 车辆整体转向架设计

转向架总体设计工作的重点在于根据该转向架预期达到的功能及技术要求，在综合考虑继承性与先进性的基础上提出切实可行的结构方案。通过总体设计绘制的转向架总图及部分部件图说明该转向架的结构形式及主要尺寸;还要通过适当的计算与校核，论证该方案是现实可行的，并能达到预期的技术要求。明确转向架及配用该转向架的车辆的运用条件是转向架功能分柝的基础，而功能分析又将为转向架结构选型提供依据。运用条件包括列车最高可能运行速度、通常运行的速度范围、使用环境及车辆的运输对象等。运行速度是转向架的主要技术指标，也是转向架设计的重要依据。在通常运行的速度范围内车辆应该具有较好的或尽可能好的动力性能。构造速度是构件强度计算的依据，同时还需要考虑将来列车速度普遍提高后有提高该转向架动力性能的可能性。

其次，在转向架尺寸设计过程中，应注意转向架盘面距轨面高度与旁承距轨面高度尺寸的控制，避免尺寸契合度不足导致脱轨等问题出现，对乘客生命安全难以提供应有的保障。同时，在两轴颈中心横向间距尺寸控制期间，应基于垂向力数据确定适宜的尺寸，以便转向架底梁与两轴颈中心的横向间距保持一致，在转弯或车内动荷载环境中，保持车辆运行的稳定性，使车辆结构免受损害。

5 车辆贯通道设计分析

随着轨道交通的飞速发展，人们在追求安全、便捷的同时，对舒适和美观也提出了更高的要求。贯通道作为两车连挂后的韧性连接部分，既可允许两节车厢进行各种相对运动，又可为乘客提供一个舒适美观的安全通道。目前不同城市轨道交通车辆的用户对贯通道的相关技术参数有不同的要求，且国内尚无城市轨道交通车辆贯通道方面的相关标准。

（1）贯通道承载能力取值。设计中贯通道承载能力按承载5500N/m2考虑，是按照最大立席（超员）人数按8人/m2计，人均体重按60kg计算;其中动荷系数取值为 0.15。动荷系数取值根据空气弹簧状态决定，空气弹簧有气：10%～15%;空气弹簧无气：25%（极限状态35%），结合车体强度试验中动荷系数取值经验，可认为动荷系数取值为 0.15较合适。

（2）贯通道解編。设计中贯通道的解编时间不得超过20min，是考虑到最不利情况，主要针对带有内饰板的整体式贯通道;对于分体式的贯通道，经过供货商培训合格的操作工人连挂和解编时间只需几分钟。和贯通道的连挂和解编时间考虑的因素一样，传热系数k应该≤5.0W/（m2·K）、计权噪声降低量NRW≥30dB的取值也是基本设计要求。

6 结束语

城市轨道交通车辆设计工作的有效落实，不但能够根据地区乘客交通需求提供更舒适的车厢活动环境，以便增强城市人口对轨道交通系统的出行依赖性，同时凭借车辆尺寸与转向盘设计方案，更便于在原有基础上增强车厢结构的整体性，以便车辆通行的安全性与稳定性得以保障。故而，在论述关于城市轨道交通中车辆设计技术要点期间，必须明确城市轨道交通车辆设计难点与要素，并提供详细的设计方案，才能为后续轨道交通车辆体系的构建提供更全面的技术保障。

参考文献

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