自主知识产权地铁列车的设计研制
摘 要：本文介绍了自主知识产权地铁列车（A型车）的主要技术参数和性能以及主要部件的性能特点，并对国产化率进行探讨，对今后的国产化工作提出一些建议。主题词：地铁、国产化、设计、建议
90年代末，随着我国国民经济的飞速发展，我国有二十多个城市建成或开始筹建城市轨道交通，以缓解日趋严重的城市交通压力。以上海、广州地铁项目为主，通过引进国外车辆及技术，虽然使我国的轨道交通上了一个新台阶，采用A型车（铝合金车体，交流传动，无人驾驶等），但造价比较昂贵，而且零配件维护保养难，投资相当大，超过了一般城市的承受能力，给国民经济增加了负担。鉴于这种情况，为了降低造价，发展民族工业，国家计委提出了A型地铁列车国产化的课题，其研制水平要达到上海、广州进口车辆的水平。在上述形势下，铁道部积极组织，由原中车公司牵头，通号公司参加，开发以浦镇厂、长客厂、株州所、通号公司为主，联合国内实力较强的配件生产厂家，进行联合设计，抓住机遇，抓紧研制开发我国具有自主知识产权的地铁列车。
1. 主要技术参数和性能
1.1 车辆长度（车钩连接面之间长度）
Tc ： 24390mm
M、M’车 ： 22800mm
1.2 车体宽度 ： 3000mm
1.3 地板面距轨面高度（新轮、空载、空气弹簧充分充气）： 1130mm
1.4 车辆高度（车顶距轨面、新轮、空载、空气弹簧充分充气，不含受电弓） ——不含固定排气通风器 ： 3800mm
——含固定排气通风器 ： ≤3860mm
1.5 地板面距天花板最小高度 ： 2100mm
1.6 受电弓工作范围 ： 175～1600mm
最大升弓高度 ： 1700mm
1.7 列车车钩中心线距轨面高度（空车）： 720mm
1.8 转向架中心距 ： 15700mm
1.9 转向架轴距 ： 2500mm
1.10 转向架底部到钢轨表面的最小距离（磨耗轮） ： 60mm
1.11 轮径：新轮 ： 840mm
半磨耗轮 ： 805mm
磨耗轮 ： 770mm
1.12 传动比 约6.4
传动效率 ： 97%
1.13 使用环境温度 ： －25℃～＋40℃
1.14 相对湿度 ： ≤95％
1.15 轨距 ： 1435mm
1.16 最小平面曲线半径：
正线 ： 300m
辅助线 ： 150m
1.17 最小竖曲线半径 ：
正线 ： 3000m
辅助线 ： 2000m
1.18 最大坡度：
正线 ： 35‰
辅助线 ： 40‰
1.19 最大外轨超高 ： 120mm
1.20 站台高度 ： 1080mm
站台与直轨中心线距离 ： 1600mm
1.21 供电条件： 牵引供电方式 ： 架空接触网受流
供电电压 ： DC1500 + -20%33%
1.22 车辆型式和列车编组
1.22.1 车型：Tc—带司机室的拖车
M—带受电弓的动车
M’—动车
1.22.2 列车编组
列车由两个独立的基本单元车组组成，每个单元车组由两动一拖三节车辆组成，列车编组型式为：
－Tc*M*M’+M’*M*Tc－
“－”为自动车钩
“＋”为半自动车钩
“*”为半永久性牵引杆
1.23 载客量
无司机室客室： 座员：56人，定员：310人，超员：432人
单司机室客室： 座员：56人，定员：295人，超员：410人
1.24 轴重 ： ≤16t
1.25 列车牵引、制动性能： 1.25.1 列车构造速度： 100km/h
1.25.2 列车最大运行速度 ： 80km/h
1.25.3 起动平均加速度（0～35km/h） ： 1.0m/s2
1.25.4 常用制动平均减速度（V=80～0km/h） ： 1.0m/s2
1.25.5 紧急制动平均减速度（V=80～0km/h） ： 1.2m/s2
1.25.6 垂向及横向平稳性指标 ： W≤2.5
1.26 故障运行能力： 1.26.1 当一辆动车故障时，在超员载荷情况下，列车可以往返一个全程。
1.26.2 当两辆动车故障时，在超员载荷情况下，列车可在35‰的坡道上起动，并能使列车行驶到最近车站。
1.26.3 一列超载列车能够牵引一列空载故障列车（无动力）在35‰的坡道上起动。
1.27 限界：当列车降弓时，其外限尺寸应符合GB146.1《标准轨距铁路机车车辆限界》的有关规定，同时应满足用户限界的有关要求。
1.28 噪声：车内噪声符合GB14892-94《地下铁道电动车组司机室、客室噪声限值》和GB14893-94《地下铁道电动车组司机室、客室内部噪声测量》；车外噪声应符合有关国家标准。
2. 主要部件的性能特点
2.1 铝合金车体
铝合金车体采用大型挤压中空铝型材和板材焊接成型，由底架侧墙、车顶、端墙四大部件组成。底架为无中梁结构，每个底架由2根纵向长边梁，5块纵向长地板，2根端梁，3根主横梁和2个牵枕缓构成。地板为带有斜撑的中空结构，厚度为70mm。侧墙由4块中空型材插接对焊而成，厚度为30mm；车顶由2块纵向侧梁和5块纵向长顶板插接对焊而成，顶板的厚度为30mm。材质除牵枕缓采用7005外，其他都采用6005A。在每辆车的底架上设置4处架车，四处吊车和2处复轨用架车支承点。司机室下部的底架上还设有能量吸收区。铝合金车体组成后，为正上挠度，一般控制在11.8mm左右。车体在承受最大垂向载荷（AW3）的同时，沿车钩轴线上施加纵向1000kN的静压载荷，车体应力不超过设计许用应力。
2.2 内装饰
内装饰注意结构造型、颜色搭配和优质的内装材料，并且全部采用无木结构。地板由弹性支座、橡胶调整垫、铝蜂窝地板、PCV地板等组成。地板厚度（不包括70mm厚铝合金地板）为40mm，铝蜂窝地板厚度为17.5mm，能承受9人/ m2动载情况下的要求（每人按60kg计）。侧墙由复合玻璃钢成型板组成，侧墙厚140mm（包括30mm厚铝合金墙板）。车顶采用铝蜂窝板和铝板喷塑，两侧车顶用锁固定，可方便地打开以检修门机构。车厢内部色彩在整体上采用中等纯度，体现协调、舒适和现代的感觉。
2.3 客室侧门
客室每侧设5对内藏电动双开拉门，沿长度方向等间隔分布，门打开通过静高度为1850mm，净宽度为1400mm。设有机械锁闭装置及门的开关状态监视装置。车门的开、闭由司机集中控制，并与牵引联锁，车门的控制设有未正常关闭门时的再开闭功能，在每节车辆上每侧一端各有一个门，其内侧和外侧均设有乘务员钥匙开关。
2.4 空调与通风
每节车辆的顶部两端各设一个单元空调机组，每节车的两个空调机组由布置在同一节车的空调电气控制箱集中控制。空调单元在定员条件下须满足：
夏季：车内温度（外界环境温度35℃）≤27℃，车内相对湿度（外界湿度68％时）可小于65％;在＋45℃时能正常工作。
冬季：车内温度（外界环境温度－5℃）≥18℃。
每节车辆空调通风量为10000m3/h，新风量为3200m3/h，满足正常情况下（在定员载荷AW2时）新鲜空气量人均不小于10m3/h。应急通风由蓄电池供电，每节车辆新鲜空气通风量≥4000m3/h，并可维持45min。空调机组通过静压风道向客室输送调节后的新风，司机室设有独立的空调机组进行送风和回风。全车的废排均通过设置在客室顶棚内的排气装置排向车外。
2.5 转向架
转向架为无摇枕型式，采用钢板焊接结构的H型构架，轮对装置采用辗钢整体车轮，磨耗型踏面。传动装置是带齿轮联轴节的一级斜齿轮传动；采用中心销牵引装置；基础制动装置采用踏面闸瓦制动，每个车轮设置一个踏面制动单元，并设闸瓦间隙自动调节装置；每根车轴设置一个停放制动器。动力转向架与非动力转向架的构架，一、二系悬挂、牵引装置、基础制动装置等零部件能实现最大程度的互换。
2.6 制动与供风
2.6.1 制动原则
制动时优先使用动力制动（电制动）。动力制动应能与空气制动混合使用。动力制动不足部分应自动由空气制动补充；紧急制动仅使用空气制动。空气制动采用踏面制动。
2.6.2 空气制动
空气制动系统主要由基础制动装置、模拟制动机等组成。
2.6.3 基础制动装置
基础制动装置采用单元式踏面制动，带有闸瓦自动间隙调整器，并可手动调整。
2.6.4 停放制动
停放制动采用弹簧制动、空气缓解，并且有手动缓解功能。停放制动应能保证超员载荷下将列车停放在坡度为40‰的坡道上（轨道保持干净条件下）。
2.6.5 模拟制动机
模拟制动机主要由微机控制单元和制动控制单元组成。模拟制动机能根据载荷情况自动补充或独立完成整列车的制动要求，并且有防滑功能。
2.6.6 风源系统
每个单元车组设置一台空气压缩机组，压缩机产生的压缩空气经二次冷却器、油水分离器及空气干燥装置处理，处理后的干燥、洁净的压缩空气供给全车各用风设备。
