注：SMC—片狀成型料；EP—環(huán)氧樹脂；PA—尼龍；GF—玻璃纖維；
NR—天然橡膠；PC—聚碳酸酯；PUR—聚氨酯；UHMWPE—超高分子量聚乙烯；SBR—丁苯橡膠
 

1　車體結(jié)構(gòu)的輕量化
　　早期車體材料多采用耐候性鋼板，近年來，隨著高速化的進展，對車輛輕量化的要求越來越高，但目前占主導地位的結(jié)構(gòu)材料仍為鋁合金材料。
　　瑞士辛德勒公司采用絲纏繞技術(shù)成功地制造出玻璃纖維增強塑料(FRP)整體客車車廂，使客車總質(zhì)量降低10％。專門設計的纏繞機（Goliath）全長25米，有效纏繞長度15米，最大直徑3.8米，第一個車廂殼體的制造僅用了8天時間，這種全FRP車廂被編在兩節(jié)標準電車廂之間運行，在蘇黎世、巴塞爾和赫爾辛基成功地進行了各種運行試驗，運行速度達70km／h，行駛總里程超過4萬公里。繼之辛德勒公司又與SIG公司合作，進行了行駛速度達140km／h的運行試驗，取得了令人滿意的試驗結(jié)果。

2　復合材料模制機頭
　　現(xiàn)代列車為了適應高速行駛中空氣動力學的要求和人們的審美需要，使得車頭設計為呈流線型，三維外形結(jié)構(gòu)異常復雜。用金屬制造難度大、費用高，而復合材料質(zhì)量輕，耐沖擊性能好的優(yōu)點在車頭制造上得以充分展現(xiàn)。
　　1977年正式投入運營的英國Inter City 125型機車前部外殼是最早采用復合材料制造的，它是由層壓玻璃鋼板包夾聚氨酯泡沫芯材制成的。預先采取措施將供空調(diào)及電氣線路輸送管道的安裝空間留下，使整體布置十分合理。這種復合材料機頭外殼比鋼制品強度大，質(zhì)量輕約30～35％，耐沖擊強度很高，用一個0.9kg的方形鋼塊以350km／h的速度撞擊也不會穿透。
　　最近報道的意大利ETR 500型高速列車，采用了一種新型復合材料（Kevlar芳香族聚酰胺纖維／環(huán)氧樹脂），通過模壓制成了一個完全符合空氣動力學結(jié)構(gòu)的鼻形車頭，滿足了列車300km／h運行速度的要求。而對于穿越隧道，大部分時間在地下運行的機車，司機室的復合材料則要求采用阻燃性酚醛樹脂制造。酚醛樹脂具有高阻燃性和低可燃性，而且燃燒時發(fā)煙量小，毒氣含量低。穿越英吉利海峽隧道的38 LeShttle車的司機室重240kg，也是迄今具有代表性的最大手糊型酚醛制品之一。

3　主要車體內(nèi)裝及設備的輕量化

3．1車門
　　國外客車車門主要采用玻璃鋼制作。如英國XP64型客車、MK 111型客車均安裝了聚酯玻璃鋼門；法國的Mistra客車采用玻璃鋼夾層模制整體車門；前蘇聯(lián)26米長的輕型客車車門為三層夾層結(jié)構(gòu)，中間填充保溫泡沫塑料，內(nèi)外層為玻璃鋼；丹麥鐵路新型電動車的車門為雙扇車門，由玻璃鋼、蜂窩夾層材料及鋁框組成。

3．2　車窗及窗玻璃
　　法國、英國及日本鐵路客車上均采用了玻璃鋼窗框，有些還使用了阻燃性聚酯玻璃鋼。
　　玻璃是車輛車窗的傳統(tǒng)材料，隨著車速的不斷提高，列車穿越隧道時會產(chǎn)生巨大壓差，行駛過程中帶起的小石塊易造成玻璃的損壞，國外已開始使用聚碳酸酯（PC）板材作為車窗材料。它不僅有良好的透光性，易加工，還有突出的沖擊強度和抗蠕變性能。瑞士聯(lián)邦鐵路曾在460型電力機車上用2塊厚15mm的PC板作為車窗玻璃，撞擊試驗表明，一個質(zhì)量為1kg的球狀物體以540km／h速度撞擊車窗也不會擊碎。
　　PC板材質(zhì)量僅相當于同等厚度玻璃質(zhì)量的1／12～1／15。此外PC板材還具有良好的隔聲性能、阻燃性能，其受熱熔化時不會引燃其它物質(zhì)，不會產(chǎn)生毒氣，耐候性能優(yōu)越，短期載荷熱變形溫度達140℃，脆裂溫度低于－110℃，可在－40℃～100℃下長期使用。
　　PC板材也存在一些較明顯的缺點，如膨脹系數(shù)大，耐劃痕性能差，成本較高等。盡管如此，PC車窗玻璃在發(fā)達國家作為機車車窗玻璃已進入實用化階段，如荷蘭、日本、瑞士等國家均已采用經(jīng)硅酮涂層處理的PC窗玻璃。

3．3　座椅
　　過去的座椅采用鋼制骨架，一個雙人座椅的總質(zhì)量在50kg以上，一輛新干線電動車全部座椅的質(zhì)量達2.5噸，作為車體的內(nèi)飾設備占有較大的比例?，F(xiàn)在國外玻璃鋼座椅已較為普遍，如英國XP64型客車、MK11、MK111型客車，法國“珊瑚號”客車，日本部分客車和300系地鐵車及前蘇聯(lián)二等客車等均使用玻璃鋼座椅。

3．4　客車墻板、頂板、地板
　　國外客車墻板一般采用玻璃鋼和泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)，如德國漢堡高速鐵路上的客車墻板，捷克、瑞士、荷蘭、英國、日本、法國、奧地利等國的客車墻板也都已采用玻璃鋼制造。
　　大量玻璃鋼制品的應用隨之產(chǎn)生的是阻燃性問題。大部分玻璃鋼制品是采用不飽和聚酯樹脂，其阻燃性差、毒性大。近年來，日本、法國、德國、意大利等國通過對酚醛樹酯改性及選用新的固化體系，已成功地研制了可用手糊成型和可模壓成型的酚醛玻璃鋼制品，不需添加阻燃劑就有較高的阻燃性，且發(fā)煙量小、煙霧毒性小，取得了較好的應用效果。如日本國鐵客車采用手糊成型酚醛玻璃鋼制造墻板及空調(diào)通道，采用模壓成型制作酚醛玻璃鋼茶桌、窗框等。意大利ETR Y500型高速列車采用酚醛玻璃鋼預制夾層板制作電話間、儲藏室頂棚、車門。法國部分客車也采用酚醛玻璃鋼制造茶桌和座椅。

3．5　廁所、洗手間、集便廂、臥鋪、行李架、空調(diào)、風道
　　以上都是極易腐蝕的部件，最適合用玻璃鋼制造。

4　轉(zhuǎn)向架的輕量化
　　轉(zhuǎn)向架由構(gòu)架、驅(qū)動裝置、輪軸、彈簧、制動裝置及與車體連接的裝置構(gòu)成。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的主梁一般由6mm～12mm的鋼板焊接而成，轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量占車輛質(zhì)量的25％?，F(xiàn)在法國、德國、日本等國家正在試制鋁合金或FRP制的轉(zhuǎn)向架，除質(zhì)量可以減輕50％以外，CFRP轉(zhuǎn)向架還具有減振效果。然而這種轉(zhuǎn)向架除了成本和制作方法的問題外，其可靠性及耐久性等問題也尚無定論，迄今尚未進入實用化階段。

　　新干線電動車的每個車輪質(zhì)量為350kg。法國正在研制FRP車輪，輪心為FRP材料，與鋼制輪殼用膠粘劑粘接。這種車輪除能減輕彈簧質(zhì)量20％以外，還有降噪及緩和輪軌沖擊等效果。

　　美國采用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）制造心盤墊，車鉤托板磨耗板、緩沖器與鉤尾框間磨耗板。此材料耐磨性比其它塑料高15倍，比鋼制品高4倍。應用UHMWPE制造的心盤墊、磨耗板已運行了80萬公里未發(fā)生損壞，也不需潤滑、維護。此外美國轉(zhuǎn)向架軸承也采用UHMWPE材料制作，完全能滿足轉(zhuǎn)向架旁承承受高負荷的要求。美國鐵路還采用尼龍制造轉(zhuǎn)向架框、制動拉桿磨耗套等。軸承保持架采用塑料制造的趨勢已很明顯，法國使用纖維增強尼龍制造軸承保持架，比黃銅保持架耐磨、壽命更長。這種玻纖增強尼龍保持架1986年起就進行運行試驗，車輛軸負荷為270kW，運行速度為80km／h。

　　這種新型軸承保持架含有玻璃纖維填充劑和石墨潤滑劑，且密度小、質(zhì)量輕，可將軸承中滾子由原來的14個增加到15個，僅此一點就可提高軸承使用壽命20％，在徑向和軸向負荷強度方面提高9％～10％。前蘇聯(lián)1994年已有50萬副這種新型塑料保持架在貨車上投入了使用。

　　國外鐵路車輛普遍采用合成閘瓦。合成閘瓦的主要成分為鐵、氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、硫酸鋇等無機填料，用丁醛（丁二烯）／苯乙烯彈性粘合劑壓制而成，這種閘瓦可用于160km／h的列車。日本新干線列車速度達270km／h，電動車制動盤則采用碳纖維增強塑料。正在研制開發(fā)的復合材料制動盤還有鋁合金／陶瓷顆粒及碳／碳纖維復合材料。合成閘瓦與傳統(tǒng)鐵制閘瓦相比具有質(zhì)量輕、行走里程長、噪聲低的優(yōu)點。

5　橡膠減振、密封材料

　　目前國外鐵道車輛中大量應用橡膠制作各種減振、密封部件，如各種閥中的密封圈、膠墊，車門、車窗中固定玻璃的密封條，活動小桌及門窗的定位減振墊等。美國鐵路早在1948年就開始使用橡膠緩沖器，目前客運車輛應用的橡膠緩沖器已有20多個品種。

　　彈性膠泥緩沖器是近20年來歐洲鐵路聯(lián)合系統(tǒng)(UIC)國家首先使用的一種高技術(shù)緩沖器產(chǎn)品。用于彈性膠泥緩沖器的緩沖介質(zhì)是彈性膠泥材料。這是一種未經(jīng)硫化的有機硅化合物，有彈性、可壓縮性和流動性，其物理性能在－80℃～250℃范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性、抗老化性、無臭、無毒，對環(huán)境和人員無污染，集固、液兩種屬性于一體，是緩沖器理想的彈性膠泥材料。利用其彈性功能可在無復原彈簧條件下，實現(xiàn)緩沖器的復原回程；利用其可壓縮性實現(xiàn)緩沖器的壓縮行程；利用其流動性可以實現(xiàn)液壓緩沖器密封難的大容量，低阻抗能力。這種材料的流動粘度可根據(jù)需要進行調(diào)整，可使液壓緩沖器密封難的問題輕而易舉地解決。這種材料的成本約25／kg，一個緩沖器在50kJ的條件下，彈性膠泥用量不會超過4kg，其價格已完全能滿足彈性膠泥緩沖器大量推廣應用的市場要求。彈性膠泥緩沖器已于1993年納入UIC標準。這種緩沖器還大量推廣到貨車、軍工、航運等各大領(lǐng)域。國際上彈性膠泥緩沖器研制、生產(chǎn)處于領(lǐng)先地位的國家有法國、波蘭等歐洲國家，在貨車上已廣泛應用。在波蘭有兩種膠泥緩沖器用于客車上，德國的ICE列車上也裝有這種緩沖器。

　　彈性膠泥緩沖器的優(yōu)點是：容量大、阻抗力小、體積小、質(zhì)量輕、檢修周期長（波蘭產(chǎn)品稱可10年免檢驗），兼有液壓和橡膠緩沖器兩者的優(yōu)點，克服了液壓緩沖器制造復雜、密封難和橡膠緩沖器吸收率低的缺點。

6　粘接劑和涂料

　　車輛向高速、重載方向發(fā)展，對車輛的質(zhì)量有了更高的要求。粘接技術(shù)與傳統(tǒng)的鉚、焊技術(shù)相比有許多突出的優(yōu)點，如鉚、焊的點線連接，在溫度變化和長期疲勞時，易發(fā)生應力集中導致瞬時脆斷，而造成零部件的破壞。粘接技術(shù)會形成良好的密封、耐水、防腐蝕性從而提高了車輛的連接密封質(zhì)量、降低成本、提高了使用壽命，且粘接技術(shù)工藝簡單，不受連接件幾何形狀和場地的限制。粘接劑在車輛制造和維修中應用十分普遍，典型應用實例如下：
　　(1)采用膠粘劑（Y340厭氧劑）組裝輪對
　　(2)車輛外板和內(nèi)部設備的粘接
　　客車的壁板、地板、門板等采用蜂窩結(jié)構(gòu)的塑料作為中間層與內(nèi)外兩層板的膠粘劑。用瀝青膠將PVC地板面粘合在地板上，拼縫對接處采用粘接膠來替代釘子固定方法。
　　(3)車門采用的蜂窩結(jié)構(gòu)與鋁板粘合
　　(4)車底防腐橡膠底板的粘接
　　(5)車輛行走部件的應用
　　軸廂堵漏，滾動軸承廂部件裝配過盈的快速修復，金屬螺牙密封，油罐車罐體內(nèi)部防腐層、防寒罐車外部防寒材料粘合、罐車堵漏等。
　　(6)制動軟管端頭粘合密封
　　(7)管路螺紋連接件的密封防漏
　　涂料在車輛上的應用主要起防腐和裝飾作用。鐵路車輛涂料品種較多，按用途分為面漆、防銹底漆、膩子、預涂底漆、防腐厚漿涂料等五個類別。
　　此外貨車用涂料依用途而有所不同。保溫車用涂料類似客車，防腐要求甚至高于客車。敞車要求涂料附著力強，耐磨性及耐沖擊性好。