城市轨道交通车辆模块化设计初探

李琳 陈巨太 王希文

中车南京浦镇车辆有限公司，江苏 南京 210031

摘要：轨道交通车辆模块设计是一个系统工程，轨道交通可分为车体模块，内装模块，转向架模块，车钩缓冲装置，空调模块数等，文章对部分模块的模块化设计实例做了详细阐述，认为轨道交通车辆模块化是一个任重道远的工作，是一个系统工程，单靠车辆企业来完成这项工作是不可能的，需要相关部门来统一归口管理

一.关键词 轨道交通；车辆；模块化设计探究

二.引言

随着人们物质生活的日益提高，出行方式逐渐多样化，交通拥堵日益严重。为缓解城市交通压力，我国的大中城市陆续修建城市轨道交通，主要包括轻轨与铁轨道路系统的构建。城市轨道交通代表了城市的公共交通运输系统的主干线，是贯穿城市的运输命脉，与老百姓的日常生活息息相关。参考先前成功的实例，修建大客容量城市轨道交通刻不容缓，而实现这一根本举措的重要方式为对车辆模块化的设计探究。

三.城市轨道交通的发展

轨道交通是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大、全天候、无污染，又安全等特点，属绿色环保交通体系，特别适应于大中城市。

城市轨道交通车辆是运输乘客的主要载体，其特点有：一.载客能力强、二.动力性能好，速度快、三.安全性能高，环保污染小等。按照车辆规格，车辆分为A（带司机室拖车）、B（无司机室带受电弓的动车）、C（无司机室不带受电弓等我动车）三个等级。满足不同乘客的不同需求。轨道交通车辆模块起着非常重要的作用，缩短生产周期，跟进社会需求的步伐，在满足基本需求的情况下进行再优化，实现从量变到质变的跨城市越。虽然取得了不朽的成绩，但依旧是一个任重而道远的工作，需要车辆企业和相关部门协调管控，充分发挥其优势作用。促进城市轨道交通发展更快更好。

四.何为模块化设计

 何为模块化设计，简单地说就是将产品的各个要素独立出，然后各个要素结合在一起，构成一个具有特定功能的子产品，也可以看做是通用模块，此模块与其他产品要素进行多种组合，构成一个新的系统，产生多种性能相似，但功能相同或者不相同的系列产品。模块拥有三大特征，即相对独立性，互换性，通用性。运用到车辆工程上，各个模块可以进行相对独立的研发，制造，调试等，实现汽车总零件模块化，但同时各个模块之间的衔接处又是可以互换的，例如衔接口的尺寸，设计参数，这样可以大大增强零件的可利用性，在横纵系列的设计制造上，实现了跨系列的生产，在一定程度上节约了车辆的生产成本。

五．车辆模块化的设计目的

车辆模块化设计的本意是以少数应对多数，用不同模块间的各种组合方式，大大缩短车辆的制造周期，去达到一个批量生产的目的。缓解人民日益增加的物质生活与社会生产力这对矛盾。

六．模块化装配设计的基本原则

车辆模块化装配设计有七大基本原则。一、经济性原则；二、节能降耗原则；三、同样的操作集中在同一个位置，采用同一种方式处理；四、柔性生产，柔化车型；五、工位时间的均衡性；六、以人为本的工业设计及服务；七、总装线无物流交叉原则。在车辆总装配中，总装工艺十分复杂耗时，此模块装配的实施，不仅减少了零件材料的使用，另一方面，采用最优的连接方式，提高了生产车辆的时效性，缩短了生产车辆的周期，节约了劳动力成本输入。

七．车辆模块化装配设计的内容及其优点

城市轨道交通车辆按照车辆类型，运输范围等可分为九类，均可以有由车体，制动系统，风源系统，电气传动控制系统，辅助电源等模块组成，对于制造工人们来讲，在生产流水线上，这些模块相互独立，操作它们的工人们各司其职，制作出来的各个模块的基本零件，最终组装成车辆的总装。在劳动时间一定的条件下，减轻了工人们的劳作负担，大大增加了社会生产力。对于企业来说，模块化装配设计的应用，是企业为适应广大用户的需求做出的创新改革，这一创新，缩短了生产制造的周期，使得企业对于竞争者作出的举动可以做出更加迅速的回应。管理者不得不更加适应产品设计上的各种发展，仅仅了解直接竞争厂商的竞争战略是远远不够的，“科学技术是第一生产力”，模块是知识的载体，企业间的相互竞争，以及对于模块装配设计在车辆制造中的应用，无形之间增加了新产品的研发，于企业，于社会，都是一种进步。另一方面，运用成熟的模块，可以大大降低采购，物流，生产周期。高效率的生产方式，加快了车辆产品上市的时间，降低了企业的生产成本的投入，同时又提高了生产效率，促进了企业经济的蓬勃发展。模块不仅仅是相互独立的，同时也是相互合作相辅相成的。模块设计的良好运用，对于企业组织间各部门，起到了良好的组织合作的协调与凝聚，继而进行更为深入的专业化研究和不同模块系统的并行开发。

八．车辆模块化的设计应用

前段模块化设计

车辆的前端模块包括散热器横梁，空调冷凝器及散热器总成，前端支架，前保险杠防撞梁总成，发动机盖锁体总成，喇叭等传感器等相关零件。集成性方面，前端模块集成散热器等框架结构，可以为驾驶者保护小腿做了结构支撑。零件温度范围设计时可考虑长期在零下40度到一百三十度的范围内。工艺要求方面，设备根据需求要随时进行改造，模具的设计主要考虑弯曲变形。注意成品的合格率，严格要求成型工艺。行人保护方面，前端模块是正面碰撞中的重要部位，与腿部和臀部碰撞相关，部件的结构设计，支撑强度，都直接影响驾驶员的安全性

车门的模块化装配

车门模块包括门护板，密封条，玻璃升降装置，扬声器，外后视镜，车门线束等部件。需要注意的有两个方面。第一，车门角度达到最大时候，注意内部线束端子与门线束端子是否有足够的空间。第二门铰链应为拆卸式结构，同时控制好力度。采用模块化设计的优点有，工人安装起来省时省力，另一方面，生产线利用率最大，提高取件的便利性。

好。

小结

城市轨道交通在日常生活中起着至关重要的作用，车辆的模块设计，是车辆企业对于生产技术的一种革新。不仅解放了生产力，提高了企业和工人的效益。更重要的是，推动了车辆企业的对于新产品的研发。

“科学技术是第一生产力”我们在发展自身技术的同时，要与时俱进，紧跟世界科技发展的步伐。虚心学习它国优秀的生产技术，查漏补缺，不断完善。我国的车辆工程正处于一个快速发展的时期，相信不久的以后，“中国制造”可以伫立于世界民族之林，大放异彩！

参考文献：

[1]殳企平.城市轨道交通车辆制动技术[M].北京:中国水利水电出版社，2011.

[2]童时中。模块化原理设计方法及应用[M].北京:中国标准出版社，2000.