文章编号:100227610(1999)0620001210
新型电动车柏林城市快速铁路BR481 482
新型电动车组(一)
Ekkehard Gaβrtner，等(德)
摘要：为保证将来在德国首都柏林拥有一种吸引人的现代化城市快速铁路交通，柏林城市快速铁路有限公司计划制造1种新型换代的电动车组。由德国车辆制造公司(柏林)和德国AD tranz有限公司(亨尼希多夫)组成的联合公司，接受了研制BR481 482新型电动车共125组的委托。
关　键　词：城间电动车组；总体设计；德国
中图分类号:U271  　文献标识码:B
New Type E M U BR481 482for the Urban Fa st Ra ilway i n Berl i n
Ekkehard Gaβrtner,etc.(Ger m any)
Abstract:T he Berlin U rban Fast R ail w ay Co.L td.p lans to m anufacture a new type E M U of a new generati on,in o rde
r to ensure that there is an attractive modern urban fast rail w ay traffic in Berlin,the cap2 ital of Ger m any in the future.T he com bined company of DWA and the Ger m an AD tranz Co.L td.(H ennigs2 do rf)received the o rder to develop125units of the new type E M U BR481 482.
Key words:inter2city E M U;overall design;Ger m any
1　概述
1924年从斯德丁郊区车站—贝尔瑙站电气化线路上采用了750 V直流电压和侧轨受电，为柏林快速铁路系统打下了基础。1930年引用了城市快速铁路这个名字。就运输能力而言,30年代柏林快速铁路成为欧洲和全世界后来许多快速铁路的典范。二战结束时，柏林城市快速交通全部崩溃。战争结束后的政治形势，使柏林快速铁路不再显示出它的重要性，而且已经达到了最佳运输能力。柏林墙拆除并于1990年10月3日德国实现统一后，柏林重定为首都。因此，不仅要对柏林地区铁路的长途运输和地区运输作出新的规划，而且有必要对柏林快速铁路运输也作出规划。柏林快速铁路有限公司拥有大约1500辆车，除了BR480和BR485系列电动车组外，其他车辆均已陈旧。从车辆收稿日期:1999—06—21运输可靠性、经济性和吸引力等方
面考虑，这些车应该彻底更新。因
此，德国铁路公司于1992年把为柏
林快速铁路购置现代化电动车组
BR481 482的任务，交给了由德国
车辆制造公司(DW A，柏林)和
A EG轨道车辆有限公司亨尼希多
夫，目前为ABB公司和戴姆勒—本
兹运输部(AD tranz)组成的联合公
司。
该公司应从1996年起—1997
年底交25组BR481 482电动车组,
最初阶段先交出215组试制车组。
从1998年起，最迟到2004年为止,
交100组BR481 482电动车组。
在联合公司内部，对于德国车
辆制造公司下属工厂来说，具体作
如下分工:
(1)阿门多夫车辆厂研制动车
车体和旅客房间的内装饰;
(2)柏林轨道车辆研究所承担
外部和旅客包房设计;
(3)柏林轨道车辆设备有限公
司负责研制辅助系统(包括控制)、
空调和照明设备;
(4)对于AD tranz公司来说,
亨尼希多夫工厂负责研制牵引设
备、车下仪器布置、车辆控制装置、
电气部件安装、压缩空气设备、转向
架、司机室及其设计。
委托德累斯顿的V E M电气驱
动机构有限公司研制和提供牵引电
机(包括驱动机构)。
整个电动车组是在阿门多夫工
厂和亨尼希多夫工厂制造，图1为
试制的BR481 482电动车组。
2　车辆设计、主要技术参数和牵引
能力
  设计BR481 482电动车组
时，主要采用传统的快速铁路动车
组设置方法，在考虑了新的市场要
求情况下，也采用了一些已取得的
经验，主要为:
(1)通过现代化的工业设计来
提高它的吸引力;
1
综述・述评
图1　BR 481 482电动车组
  (2)满足旅客对安全性提出的
很高要求，车组中良好的透明性，显得格外明朗，结构上也方便残疾人乘坐，一等、二等车在舒适度方面稍
有差别，在车组中方便旅客流动、噪声降低、运行平稳;(3)特别是降低了运营保养费用和检修费用。为了以后继续采用经多次验证可靠的柏林列车编组，也给BR 481 482电动车组选用了∀∑列车的原理。柏林列车编组可以根据客流量，以简单而又经济的运营方式编成4节车厢编组、6节车厢编组以及8节车厢编组。这次，半个车组最小的运营单元则由作为最小功能单元的∀∑车组的2节车厢构成，利用全自动车钩来连接。BR 481
482∀∑电动车组由1个BR 481的电动车ETA (这个电动车带有1个司机
室、1台动力转向架和1台非动力转向架)和1个BR 482的电动车
ETB (这个电动车带有1个布置在
一等包房内的调车操作台和2台动
力转向架)所组成。
这种∀∑电动车组的轴式布置为B O ’2’+B O ’B O ’
。
∀∑车组的2节动车通过1个只能在工厂车间解开的短车钩和1个外形相同的风挡彼此连接起来。
与以前所有的柏林快速铁路车辆相比，使人感兴趣的是几乎无台阶的上、下车，特别是改善了残疾人乘坐轮椅的条件，把BR 481 482电动车组的地板高度规定为1000mm ，这就要求降低转向架范围内和车下布置的主要机组的高度。在保证运行平稳和噪声水平所规定的参数前提下，要求改变弹簧悬挂装置的设计。
图2为∀∑车组的侧视图和主视图。表1汇总了BR 481 482新型电
动车的主要技术参数。
3　车辆部件3.1　外形设计
研制BR 481 482电动车组时，必须注意和实施下列设计准则:
(1)车辆的使用寿命至少为30年;
(2)以典型改进来吸引旅客;(3)保留传统特征;(4)结构及其功能一目了然，性能良好;(5)
不能存在凸起的棱边和凸图2　∀∑车组的设计图
1—二等旅客房;2—一等旅客房;3—带有操作台、电子控制装置以及控制柜的司机室;4—控制柜或电子柜;5—调车司机操纵台;6—多功能间;7—活动的装卸台。
2国外铁道车辆　1999年第6期
图3　∀∑车组中的能量吸收方案
出部分，以防止在城市快速铁路上发生撞伤事故;
(6)尽可能在一个高台平面上布置纵向结构的仪器，采用外形轮廓相同的风挡，布置挡板时要显示出列车整体的特点;
(7)改善门、窗视野和加速旅
客换乘。
表1　BR 480 481电动车
的主要技术数据
接触轨额定电压 V 750+20%
-30%轨距 mm
1435车辆限界按铁路技术管理规程(EBO )G 2运行最小曲线半径 m 140运行最小竖曲线半径 m
1000轴式(∀∑车组)B O ’2’+B O ’B O ’
最大轴重 t
1117整备质量(空车) t  ETA 电动车2912　ETB 电动车2810车钩连接长度(∀∑车组) mm 36800车体上部长度(ETA 电动车、
ETB 电动车) mm
17700
车体最大宽度(保护板上部)
mm
3140
车体最大高度 mm 3585地板面高度 mm  旅客房1000　司机室1100车轮直径 mm  新的820　完全磨损后760车辆定距 mm
12100转向架固定轴距 mm 2200座席 人
　ETA 电动车44　ETB 电动车50  其中一等座席12  其中折叠席14
站席 4人・m -2
　ETA 电动车106　ETB 电动车94轮周牵引功率 k W
588电制动功率(轮周上) k W
1910最大起动加速度 m ・s
-2
110最大制动减速度 m ・s -2113最高运行速度 km ・h
-11003.2　车体3.2.1　车体钢结构
车体钢结构为焊接，质量为612t 。按照德国交通企业协会
(VDV )章程152条(1992年9月公
布)，装在底架平面上，受外部纵向试验作用力为2×400kN ；中部的纵向试验作用力为700kN 来确定
尺寸。在轻型结构中，只有与一种有
效的能量吸收系统相结合的情况下，具有相同的或者较高的安全性时，才能选用这种较低的检验作用
力。对于底架部件(如侧向纵梁和连接梁、枕梁前的隔板和弦杆)，采用了最厚为3mm 的114589号耐腐
蚀钢(按照D I N 5512的5C r N i M oT i 142)和采用了StE 460(根据D I N 17102)，这就保证了动车所需要的稳定性和寿命。
ETA 电动车车体钢结构必须在柏林车辆研究所进行静、动强度试验，为此利用600个应力测量点，对8种负荷状态进行了检查，并在钢结构上对所选择的部件进行变形测量，以检查稳定性。在负荷等级33%、67%和100%时施加作用力，这时，每个负荷循环周期都要重复3次。
两侧的保护板壁都放置在底架的纵梁上。它可以用来减小车辆和站台边缘之间的空隙，有一部分还位于铁道车辆限界线以外，当发生损坏时，易于更换。3.2.2　能量吸收、牵引和缓冲装置
对于BR 481 482电动车组来
说，在考虑到3.2.1节中所提到按以前BR 480电动车组的纵向试验作用力下，为动车的连接和可能的正面碰撞给定下列条件:
(1)1个空的完整电动车组在1条直线轨道上，以最大15km  h
的速度，撞向另1个同样是空的，但是已制动了的完整的电动车组，在此，不能在任何车辆上出现损坏现象。所采用的能量吸收元件在这种情况下，还必须具有自身再生能力;
(2)利用上述的列车组合状态，以15km  h ～25km  h 的速度范围进行碰撞，在此，允许碰撞车辆端墙范围内附加褶皱区域中有能量转换;
(3)1个空的完整电动车组，以8km  h 的最高速度，撞到1个固定的车挡上，而车辆上没有任何
损坏。图3示出了根据上述要求，研制出用于∀∑车组的能量吸收系统。1个∀∑电动车组的两端，各装上一个尖头结构的自动功能车钩，来进行功能连接。在∀∑车组的2节
3
柏林城市快速铁路BR 481 482新型电动车组(一)　Ekkehard Ga
βrtner ，等(德)
车辆之间则有1个短车钩，冲击能量由1个弹性关节和每个车钩臂中的Jarret 2套筒所吸收。在功能连接端部侧向缓冲器后面的附加能量吸
收元件，和另外安装在ETA 电动车功能连接端部车钩臂关节的断裂元件,
在强烈冲击时可以作为过载防护。功能连接两端的防爬板以及短连接端的止挡，在碰撞情况下会阻止车辆上爬。
以计算方式研究了整个列车可能的碰撞情况，并在表2中列出。值得注意的是，由计算求得的允许碰撞速度明显高于上面提出的要求。对于表2中的第1种情况，可以从图4中查出在整个电动车组内部缓冲作用力和缓冲距离的不同分布。
图4　缓冲力的分布
车钩有可能使2个∀∑车组自动地进行机械风和电气的连接或者脱开。车钩旋转范围的水平方向约为±10°，垂直方向约为±6°。可以利用薄壳套筒，手动连接位于∀∑车组2个电动车之间的短车钩，同时实行了风和电气连接，也可以同样的方式脱开。3.2.3　车窗、车门和风挡
电动车组大多为固定车窗，每节车辆短车钩端部的折叠车窗有可
能提供额外的通风。车窗玻璃为热板叠结构和以橡胶型条游动支承，它由单片安全玻璃组成。在前窗玻表2　各种不同的车组编组状态时
可能出现的碰撞情况碰撞部位
8节整个
电动车组Τ
8节整个电动车组碰撞
速度v A
km ・h -1情况1
v A
ETA 电动车]ETA 电动车
v =0
≤25
情况2
ETB 电动车
v A
]
ETA 电动车v =0≤22
情况3ETB 电动车
v A
]
ETB 电动车v =0
≤20
注：所有3种碰撞组合时，都遵守了预先给定
的水平纵向作用的最大结构力≤700kN
800kN 。
璃和房间的门窗上也应用了游动支承的原理。在柏林车辆研究所试验台上进行了广泛的静、动试验，证实了它的疲劳强度和坚固的设置，即能阻止车窗板叠的压出。
∀∑车组装备了12个由Bode M ob ile 铁道交通公司生产的双扇
电动—气动旋转滑动门。为了方便旅客换乘车，门的净开启宽度为
1300mm 。乘务人员可以从车辆的每一侧通过1个单扇的电动旋转滑动门或者通过旅客房间的旋转门，进入司机室。这种旋转门具有在发生危险情况时，从司机室操纵紧急开启机构。司机室外门上部配置了1个折叠式窗。
旅客房间的门除了中央控制机构以外，也可以由旅客从内部和外部打开以及从内部关闭。为此，在门板上和左侧的门柱上布置了相应的压力按键。在发生故障时，也可以利用钢丝绳机械解锁。司机室后面右侧和左侧的旅客房间，还各附加一个气动活动平台，这就给坐轮椅的乘客消除了车辆和站台边棱之间的缝隙。
ETA 电动车和ETB 电动车之
间外形一致的风挡，使得旅客能够在1个∀∑车组内自由通行，见图5。H übner 橡胶塑料责任有限公司生产的风挡，由1个装有无台阶盖板的活节桥板、1个与ETB 电动车端墙利用螺旋连接起来的框架、1个ETA 电动车端墙侧的连接框架和1个位于这些框架之间的波纹折棚组成。波纹折绷是利用铝型材加强的纺织材料。短连接端部4节的底下挡板，保证了车体与外形一致的风挡之间防尘和防水的连接。通过这种方式，也就把短车钩完全包住了。3.3　旅客房间3.3.1　平面图
根据现有车辆的运用经验和运营方面的新看法，来分配图2所示
1个∀∑电动车组可供使用的车内地
面面积，因此:
(1)在新型的∀∑车组中，只布
置1个司机室，也就获得了比BR 480电动车较大的旅客房间面积;
(2)在ETB 电动车功能连接端部，布置了1个调车操纵台，为只有1人时进行适当的调车作业创造
了条件;
(3)为了保证旅客迅速换乘，均匀地布置了6个1900mm 宽的通过台，并选用了双轨的旅客房门;
4国外铁道车辆　1999年第6期
图5　旅客房间及其外形一致的风挡
  (4)由于所布置的横向座席具有1678mm 的座席分位器(在二等车厢)和1850mm 的座席分位器(在一等车厢)，也就扩大了座位空间的百分比;
(5)在ETA 电动车上拥有一个宽敞的多功能间，在两端的侧墙上各有7个折叠座位，也为儿童小车、自行车、重货物和轮椅提供了可以调整的面积;
(6)通过纵向座位布置，来利用ETA 电动车和ETB 电动车之间的风挡范围，这样可提高旅客容量(图5);
(7)在ETB 电动车的功能连
接端部，出现了1个旅行舒适性较高的安静区域，用于布置拥有12个座位的一等包房。3.3.2　内部设计和安全规划
车辆内部是旅客在旅行中直接接触的环境，因此，对于舒适性非常重要。所以，车内旅客间的设计要先进、明亮并使旅客感到舒服。同时，还要注意必须实现的功能，即:
(1)表面应尽可能平坦，避免凸出的尖棱;
(2)护墙板要有清新的结构，并采用自然缝的原理;(3)所采用的材料应具有很高的不敏感性和阻抗能力;(4)旅客房间和通过台的灯光显示应有所差别;(5)最佳的清洗可能性;(6)维修易于安装和拆卸。地板由Po lyvan 31塑料板制成，通过橡胶元件游动地支承在底架的波纹铁地板上。顶板两侧、侧墙和顶板护墙板都是玻璃纤维增强塑料，表面涂上油漆，因此，便于维修。顶板为穿孔的不锈钢板。门柱和顶板两侧的护墙板都是可以折叠的。
防风墙的下部是胶合板结构,
在胶合板上还铺上一层设计合理的
硬纸层板，防风墙上部镶着玻璃板。通过台和一等包房之间的隔墙，结构与防风墙类似，只是在这种隔墙上多安装了一扇带有调节装置的透
明摆动门。旅客房间座席由金属外壳组成，在外壳上铺上泡沫塑料，并用装饰材料盖住。一等车座席还额外装上头靠和扶手。包括金属外壳在内的座席软垫和靠背，可以通过隐蔽的联锁装置迅速而容易地安装在座席构架上，而且也易于拆下。
对于城市快速铁路运营中的近
郊车来说，技术上的安全性越来越
显得重要，因此在BR 481 482电动车组上采取了一系列技术方面和道德方面的措施，来提高交通安全性和减少刑事犯罪行为，特别是在晚上和深夜。为此，采用了1550mm 宽的透明司机室后墙，通过台和一等包房之间的隔墙在整个车辆宽度上都是透明的，在ETB 电动车功能连接端上具有1700mm 宽的端墙车窗，特别是ETA 电动车和ETB 电动车之间具有外形一致的风挡。过道净宽度为1700mm ，高度为2000mm 。
3.3.5节将详细叙述旅客信息
系统，还附加有旅客电话和紧急呼叫系统。因此，车辆每一侧的通过台
上都配备了旅客电话间或紧急呼叫按键，所有双层车窗窗间板上和2
个动车之间的风挡范围内都设置了附加的紧急呼叫按键。旅客用信号
来传递危险情况时，能够使动车司机的操作安全可靠。例如：不会释放阻止逃跑的车门控制机构，在操作紧急呼叫按键以后，车门报警灯就会自动显示，以传递准确的危险部位信号。动车司机所拥有的功能无线电同样可以用于为旅客安全服务，向指挥台报警。
任何通过台上的旅客，在出现危险情况时都可去操纵车长阀。如果在隧道里旅客要操作车长阀，动车司机将在合适的地点，例如在下一个车站才实施紧急制动。
完全满足了D I N 5510第3级、BO Strab 防火准则、DB 2D S 899235
和说明书B 中所提出的防火技术
要求，这就提高了BR 481 482电动车组的安全性。3.3.3　采暖和通风
图6为BR 481 482电动车组采暖和通风系统的作用原理图。每节车辆的顶部布置4个空气加热装置。在冬天，通过布置在顶部两侧的孔口吸入外界空气，并在空气加热
5
柏林城市快速铁路BR 481 482新型电动车组(一)　Ekkehard Ga
βrtner ，等(德)