地鐵車輛不銹鋼車體發(fā)展概況

程海鵬

【摘 要】地鐵是城市軌道交通的骨干運輸形式，不銹鋼是地鐵車輛常用的重要材料類型，不銹鋼車輛的應用具有廣闊的市場前景。論文介紹了國內(nèi)外不銹鋼車輛的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，為國內(nèi)不銹鋼車輛的研究提供參考。

【Abstract】The subway is the backbone transportation form of urban rail transit. Stainless steel is an important material type used in metro vehicles， and the application of stainless steel vehicles has broad market prospects. This paper introduces the development process and current situation of stainless steel vehicle at home and abroad， and provides reference for the study of domestic stainless steel vehicle.

【關鍵詞】車輛；不銹鋼車體；發(fā)展

【Keywords】vehicles； stainless steel body； development

【中圖分類號】F407.472 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0146-02

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市公共交通的壓力逐漸增加，大客運量的城市軌道交通成為改善城市公共交通的有效途徑。

目前，城市軌道交通在城市公共客運交通中起到骨干支撐作用，而不銹鋼是地鐵車輛常用的材料類型。就車輛選型分析，地鐵車輛多數(shù)采用A、B型車。A型車具有車體寬、編組長，載客量大的特點，造價高，單節(jié)車廂有效車長22.1米，車高3.8米，寬3米，車輛購置、地下空間建設及相關設備配置的費用也較高。上海地鐵1、2、3號線以及南京地鐵1、2號線等地鐵線路均采用A型車。B型車較A型車苗條、小巧，車體有效車長19.8米，車高3.8米，寬2.8米，相比A型車載客量少，造價低。多數(shù)城市選用B型車，如北京地鐵、杭州地鐵、沈陽地鐵等。歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展，不銹鋼車輛已經(jīng)在地鐵、輕軌、有軌電車等多種軌道交通形式上得到應用，并展現(xiàn)出廣闊的市場前景[1]。

2 國外發(fā)展歷程

美國的巴德公司最早開始研制不銹鋼車輛，并于二十世紀三十年代生產(chǎn)出了世界上第一輛不銹鋼鐵路客車。法國隨后也生產(chǎn)出了不銹鋼鐵路車輛。早期開發(fā)不銹鋼車體的重要原因是克服碳鋼車體的腐蝕問題。

加拿大研制不銹鋼車輛稍晚于美國，其龐巴迪公司的拉帕卡杰爾廠在1982年以后的十年間生產(chǎn)了1500多輛客車，不銹鋼客車占將近90%，龐巴迪公司還為英法海底隧道生產(chǎn)了6個車種252輛不銹鋼客車，在多霧的海洋性氣候的特殊運行環(huán)境中，不銹鋼車體表現(xiàn)出了優(yōu)良的抗腐蝕性能[2]。

日本研制不銹鋼車體稍晚于美國和加拿大，不過，當代日本不銹鋼車輛的生產(chǎn)規(guī)模和制造工藝以及不銹鋼原材料的開發(fā)都具有世界領先水平。日本開發(fā)不銹鋼產(chǎn)品經(jīng)歷了蒙皮不銹鋼、半不銹鋼、全不銹鋼以及輕量化不銹鋼等幾個階段，而材料的研究也從SUS201、SUS304、SUS301進化成SUS301L等高機械性能產(chǎn)品。近些年，日本輕量化不銹鋼車體的大量制造為其減少了車體鋼結(jié)構(gòu)的維護和維修工作，也節(jié)約了大量能源[3]。

瑞典著名的高速擺式列車X2000，為了使車身重量控制在10t左右，該車選用了不銹鋼AISI301L/1.4318作為車體鋼結(jié)構(gòu)的設計用材。側(cè)墻和車頂設計成壓筋形狀，通過有限元分析后在內(nèi)部添加了補強板，車體下部還設有不銹鋼設備艙，并且參與整車承載。我國曾引進一列名為“新時速”的高速列車，如圖1所示，用以測試擺式列車在國內(nèi)的可行性。

韓國在二十世紀八十年代從日本引進了不銹鋼車體制造技術(shù)。韓進重工業(yè)公司生產(chǎn)的不銹鋼車輛達到生產(chǎn)總量的80%。其不銹鋼車體制造技術(shù)也具有一定的自動化水平，形成了生產(chǎn)效率較高的不銹鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線。

3 國內(nèi)發(fā)展歷程

我國從二十世紀八十年代開始研制不銹鋼車輛。1987年，長春客車廠與太原鋼鐵廠展開合作，采用其提供的1.5～3.0mm厚的0Cr18Ni9（即SUS304）不銹鋼卷板，生產(chǎn)了兩輛RW22客車，并交付上海局和成都局使用。RW22為我國最早生產(chǎn)并投入運營的不銹鋼材質(zhì)的客車[4]。1994年，長春客車廠與韓進重工合作生產(chǎn)30輛輕量化不銹鋼客車，運用于廣深鐵路，后來轉(zhuǎn)用于其他線路。1995年四方廠與德國阿門道夫廠合作制造20輛不銹鋼客車，由德方設計，四方廠進行生產(chǎn)，該車從底架橫梁、地板、側(cè)墻到車頂均使用了鐵素體形不銹鋼（N403），局部則使用更強的材料。此次生產(chǎn)的20輛不銹鋼客車多采用不銹鋼混合氣體保護焊，制作工藝精良，經(jīng)五六年運用后耐腐蝕效果明顯[5]。

2003年長春客車廠為天津濱海快線生產(chǎn)了自主研制的首列不銹鋼城軌客車，時速可達100km/h，標志著我國軌道車輛制造技術(shù)由碳鋼車體進入不銹鋼車體的跨越，如圖2所示。2006年四方龐巴迪生產(chǎn)的CRH1A型動車組也采用了不銹鋼車體，如圖3所示。

近年來，隨著我國軌道交通裝備制造業(yè)的發(fā)展壯大，逐漸積極主動地參與到世界各地不銹鋼地鐵列車項目的競標中。長客股份于2008年中標香港地鐵港島線一期工程的A型不銹鋼地鐵車輛，前后共生產(chǎn)22列共176輛地鐵車輛，并于2013年9月交付使用。2011年7月，長客再次中標香港鐵路有限公司的14億港元的A型不銹鋼地鐵車輛。2014年10月，長客廠中標美國馬薩諸塞州的284輛不銹鋼地鐵車輛，用以裝備波士頓橙線和紅線地鐵，該項目標志著我國鐵路車輛制造企業(yè)首次登陸美國市場。紅線和橙線列車的載客量分別與國內(nèi)A型車和B型車相近，采用全動車結(jié)構(gòu)，按照美國相關標準設計，至少可以服務30年。2015年7月四方機車廠中標香港鐵路有限公司93列共744輛地鐵列車。2016年3月，四方機車廠中標美國芝加哥846輛、總計13億美元的7000系列不銹鋼地鐵車輛項目，這是目前我國軌道交通裝備企業(yè)向發(fā)達國家出口的最大單地鐵車輛項目，也是第二次登陸美國。

4 結(jié)語

本文立足于軌道交通在城市公共交通的重要性，介紹了國外如美國、加拿大、日本、瑞典、韓國等國家關于不銹鋼車輛的起始、發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，詳細分析我國不銹鋼車輛的發(fā)展現(xiàn)狀，為國內(nèi)不銹鋼車輛的研究提供參考。

【參考文獻】

【1】龔明，丁叁叁.城市軌道車輛不銹鋼車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化探索[J].鐵道車輛，2009，47（7）：16-18.

【2】王旭東.談地鐵不銹鋼車體及其國產(chǎn)化問題[J].鐵道車輛，2000（38）：50-53.

【3】內(nèi)田博行.不銹鋼車輛的開發(fā)及最新的車體技術(shù)[J].國外機車車輛工藝，2004（3）：1-9.

【4】孫雙進.開發(fā)生產(chǎn)不銹鋼客車提高我國客車制造水平[J].鐵道車輛，36（6）：18-20.

【5】姚曙光.輕型不銹鋼車體結(jié)構(gòu)研究[J].城市軌道交通研究，2004（5）：82-84.