董雪妍,崔志超

（長春軌道客車股份有限公司,長春 130062）

動車組行駛速度主要受車輛重量影響大，為提高車輛速度，世界各國都在輕量化的技術(shù)上進(jìn)行研究。動車組的輕量化主要在動車組車體結(jié)構(gòu)與材料、轉(zhuǎn)向架、車內(nèi)內(nèi)裝結(jié)構(gòu)與材料等多方面考慮。根據(jù)用戶反饋和運營要求，在窗口下方增加窗臺以方便乘客使用，動車組根據(jù)不同車型平均每車車窗大約16個，即增加窗臺數(shù)目也在16個左右，側(cè)墻板單件重量對于整車影響不容小視。

1 CRH5型動車組側(cè)墻板

CRH5型動車組側(cè)墻板采用Nomex酚醛紙蜂窩復(fù)合材料，該材料是由Nomex酚醛紙蜂窩表面粘接酚醛樹脂預(yù)侵料復(fù)合而成的板材，也稱“三明治”復(fù)合板，其可根據(jù)結(jié)構(gòu)要求實現(xiàn)不同厚度、變曲率壓型，相同尺寸的三明治板質(zhì)量是常用膠合板的1/4。根據(jù)裝飾要求，表面也可噴漆或粘接防火板處理，是動車組側(cè)墻板使用的首選材料。

帶窗口的側(cè)墻板是紙蜂窩板直接壓型制造，窗口區(qū)域為空間曲面，墻板上復(fù)合有車窗卷簾、卷簾滑道、窗內(nèi)扣框等多種小件，結(jié)構(gòu)成熟穩(wěn)定，早已在我國各大重要線路上運行使用，詳見圖1。

圖1 CRH5型動車組側(cè)墻板

2 CRH5型車加窗臺存在問題匯總

CRH5型車紙蜂窩側(cè)墻板窗口區(qū)域為曲面過度，現(xiàn)欲在窗口下部增加窗臺，存在很多棘手的問題：（1）窗臺組件與側(cè)墻板組件連接，兩料件的接觸面勢必為曲面相接觸，且側(cè)墻板與窗臺均為外漏可見的旅客界面，若接合處縫隙處理不好，影響整體美觀性；（2）CRH5型動車組為高檔旅客列車，車內(nèi)內(nèi)裝布置美觀要求較高，窗臺要求為曲面圓滑造型，造型難度加大；（3）CRH5型動車組其上座椅均為可旋轉(zhuǎn)的座椅，側(cè)墻板增加窗臺后，窗臺勢必要突出墻板表面，旋轉(zhuǎn)座椅與側(cè)墻之間的間隙較小，故新增窗臺需避開座椅的旋轉(zhuǎn)半徑，且座椅的旋轉(zhuǎn)半徑在空間為一個曲面體，核對空間位置困難重重；（4）由于CRH5型動車組旅客界面要求較高，窗臺與側(cè)墻連接處，不允許外漏安裝緊固件，且考慮安裝工藝性，窗臺安裝時，要存在可調(diào)整量，以滿足側(cè)墻板外漏弧面與窗臺弧面對接。

3 CRH5型動車組窗臺方案

3.1 窗臺三維設(shè)計

基于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上增加窗臺存在的問題，對于在紙蜂窩側(cè)墻板上增加窗臺需要滿足條件如下：1.窗臺放置物品表面寬度（為從窗口到無放置物品邊緣）保證在85mm。2.為滿足紙蜂窩窗臺成型的厚度要求，放置物品接觸臺厚度為12mm，由窗臺臺面向下及向墻板方向?qū)挾仁湛s，以保證座椅旋轉(zhuǎn)。3.增加積水臺，若放置水杯傾灑，水不至于流入側(cè)墻與窗之間的縫隙中，且不至于水過快流向旅客身上。4.窗臺周圈無棱角及尖點，防止旅客無疑碰觸劃傷。5.由于側(cè)墻板材質(zhì)為紙蜂窩，故為保證側(cè)墻板與窗臺材質(zhì)統(tǒng)一，且質(zhì)量輕，窗臺同樣選取紙蜂窩為材料造型制作。

圖2 窗臺模型圖

如圖2所示，建模的三維模型與原紙蜂窩側(cè)墻嚴(yán)密貼合，窗臺上面周圈有積水突臺，突臺圓角R1，窗臺兩端加圓角R20。由于窗板表面與地面成一定角度，且窗板本身為曲面過度，為滿足窗臺臺面與地面平行，傾斜角度相對窗板面為111°，窗臺單件整體厚度為60mm。經(jīng)校驗，窗臺可擺放茶杯，滿足旅客放置小物品等要求。

3.2 側(cè)墻板窗臺安裝結(jié)構(gòu)

為滿足旅客界面美觀大方，且不外漏安裝釘，使窗臺與窗板接合為一體。在窗臺后方預(yù)埋安裝襯套，同時在側(cè)墻板上預(yù)埋帶7X20長圓孔的TUFNOL墊塊， TUFNOL墊塊可增加窗臺與窗板的連接強度，同時其上的長圓孔使安裝窗臺過程中在窗板寬度方向有調(diào)節(jié)量，避免工藝誤差。側(cè)墻板與窗臺之間使用內(nèi)六角圓柱頭螺釘連接，加平墊圈、彈墊圈確保牢固。六角圓柱頭螺釘方便拆卸安裝，具有反復(fù)安裝不掉扣等特點。

經(jīng)生產(chǎn)制造，將側(cè)墻板與窗臺板連接安裝，詳見圖3所示，窗臺與側(cè)墻板連接順暢，接觸圓弧面縫隙小于0.5mm，窗臺外觀美觀大方，窗臺與側(cè)墻板曲線完美過渡，安裝結(jié)構(gòu)牢固可靠，滿足整車輕量化要求。將側(cè)墻板安裝于動車中，與座椅間有間隙，座椅可方便旋轉(zhuǎn)。窗臺與側(cè)墻板結(jié)合成一個整體，形成側(cè)墻窗板模塊，該模塊可整體上車安裝方便。

4 動車組內(nèi)裝輕量化設(shè)計總結(jié)

動車組內(nèi)裝輕量化設(shè)計是一個很重要的課題，需要在設(shè)計過程中不斷研究和探討。動車組設(shè)計在考慮輕量化的同時，還需做如下方面的考慮：1.注重旅客的需求，從美學(xué)和人機工程學(xué)等多方面考慮，提高乘客乘車的舒適度。2.注重結(jié)構(gòu)安全可靠，不能為了輕量化而犧牲強度、剛度、增加乘客的不安全因素。3.動車組內(nèi)裝設(shè)計既要使用新的材料、新的工藝，也要考慮產(chǎn)品的成本與制造周期。

圖3 CRH5型動車組側(cè)墻板加窗臺樣件

[1]關(guān)明全等．鐵道客車設(shè)計手冊[M]．長春：鐵道部長春客車工廠，1989.

[2]王春會.連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計[D].西安:西北工業(yè)大學(xué),2005.

[3]支錦亦．鐵路客車內(nèi)部設(shè)計的發(fā)展趨勢[J]．中國鐵路，2006(2)：36-38．