轨道车辆内装系统设计研究

(整期优先)网络出版时间:2018-12-22
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轨道车辆内装系统设计研究

仇杰常福军赵飞王宠

(天津中车唐车轨道车辆有限公司天津300000)

内装系统作为轨道车辆客室内人-机交互的首要对象,直接影响着整体效果。内装系统设计时不仅要考虑我们看的见的美观性,还需同时考虑安全性、工艺性、结构性和可维护性。本文主要从材质选择、外形设计、安装结构、防火安全等方面入手,详细阐述了内装设计过程中的重点考虑项点,从而保证了列车内装满足旅客乘坐的舒适性和安全性。

一、前言

内装系统布局在轨道车辆车内的周圈和两端,主要包括防寒材、地板、侧墙、边顶、中顶、端墙等,参见附图1。防寒材包覆在整车的车体内表面,起到隔热保温作用;地板、侧墙、顶板、端墙装于客室表面,是人机交互的直接对象。内装系统设计的宗旨为:安全、可靠、美观、轻量、方便安装和检修。

图1内装系统断面

二、材质选择

材质选择主要考虑结构强度、轻量化、防火安全等因素。目前内装系统应用比较广泛的主要有玻璃钢、胶合板和铝制件等。玻璃钢相对密度在1.5~2.0之间,为碳钢的1/4~1/5,可拉伸强度可与高级合金钢相媲美,在保证强度的前提下满足减重需求;具有良好的耐腐蚀性,可取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等;热导率低,只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料,在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料;对于形状复杂和不易成型的产品其加工工艺性也较简单。同时具有强度好、重量轻、耐腐蚀、抗烧蚀、工艺性优良等特点,玻璃钢在轨道车辆内装设计中应用越来越广泛,目前成为内装侧墙、边顶、中顶、端墙的首选材料。经阻燃处理的胶合板安全、轻便,其天然质朴、自然高贵的特点给旅客营造出亲和高雅的乘坐环境,也被广泛用于车辆内装设计,目前主要应用在顶板、端墙、地板等部位。地板作为旅客的直接承载部位,强度一定要高,多选用铝框架结构胶合板和铝地板,能够满足重量轻、强度大、结构稳定、防火、防振、耐腐蚀的要求。

但随着新型材料的成功研制,轨道车辆内装选材不再局限于玻璃钢、胶合板和铝制件等,也在不断进行新材料的尝试。

三、外形设计

内装系统各部位的外形设计基本原则为造型美观,安装后整体视觉宽敞、通透。安装时尽量贴合车体轮廓,为乘客留出足够的活动空间,安装后保障在衔接处线条顺畅,使乘客视觉舒适。例如侧墙与地板在折角位置选用不锈钢地脚线进行过渡,防止折角处突兀。中顶、边顶、灯带设计出流畅的弧度并进行合理衔接,即提高客室视觉美感又增加客室光照舒适度,参见附图2。

另外,安装结构和需安装、包覆或遮挡的机构的大小也对外形设计有一定影响,例如地铁车辆边顶需安装电视且需将门机构包覆,其外形设计可参见附图3。

图3边顶设计

四、结构设计

结构设计重点考虑强度、安装工艺、轻量化、检修维护等项点。项目设计初期,内装各部位请求车体在相应安装位置预留好安装孔、安装码、滑槽或安装支架,装车时直接与车体相连,保证安装后的可靠性。比如车顶通过骨架连接在车顶滑槽上,灯带安装共用车顶骨架,边顶一端挂在灯带卡槽内,一端锁紧在门罩板折边上,既保证了安装强度,又节约安装空间。

内装系统设计时在保证强度的前提下还要实现轻量化,比如地板选用铝蜂窝复合地板、瓦楞板铝地板、PP蜂窝地板和铝型材框架地板结构,即满足承载要求,又实现轻量化。

通常,为了节约安装空间,内装结构设计时会将周围的其他部位集成进来,形成模块化结构。模块化结构不仅有利于安装工艺性,易于定位调整,提高装配质量,而且还能缩短生产周期,便于检修维护,因此模块化设计理念被广泛应用于轨道车辆内装系统设计中。模块化侧墙安装包括骨架安装和侧墙安装,骨架与车体相连,侧墙集成了风道和出风口,安装于侧墙骨架上。模块化侧墙安装要求骨架安装精度要高,侧墙与骨架安装孔定位精度要高,参见附图4;模块化顶板将风道与扶手集成于一体,既简化安装工艺,又节约车内空间,参见附图5。

图5模块化顶板

五、防火安全

随着车内各部位集成化、轻量化、舒适化发展要求,越来越多的高分子聚合物等非金属材料大量应用到列车上,保障车辆的防火安全成为设计的重要考虑前提。防火安全主要从内装部位的材料选择上实现,尽可能选用不燃或难燃材料,保证物料的固有安全,或者即使选择可燃材料,但经过阻燃处理,同样达到防火安全标准。

现行内装系统的的防火设计参照标准主要有TB/T3138-2006《机车车辆阻燃材料技术条件》和TB/T3237-2010《动车组用内饰材料阻燃技术条件》。

六、结束语

随着轨道车辆研发技术的日新月异,以及新型材料的不断引进,内装系统的设计水平也在不断提升。研发技术的积累使内装的安全、可靠、轻量、美观等特性易于实现,而现阶段内装安装过程中存在的难调整、难定位等问题也会随着模块化技术的不断改进和创新迎刃而解。

参考文献:

[1]王卫.25型客车的模块化研制[J].铁道车辆,2006,44(9).

[2]徐会庆.轨道车辆车内顶板模块化工艺研究与实施[J].道交通装备与技术,2014,4.

[3]兰永霞.高速动车组客室中顶板的设计与分析[J].铁道车辆,2011,49(12).