周海廷+袁旭景

[摘 要]對既有高速動車組的車端風擋組成從風擋結(jié)構(gòu)、功能、動力學性能、運用維修等方面進行了分析提出了高速動車組風擋組成的設計優(yōu)化方案。

[關鍵詞]高速動車組 風擋 優(yōu)化設計

中圖分類號：G225 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）03-0121-01

風擋組成是高速動車組列車端部重要的連接部件，不僅給客乘人員提供安全、舒適的通道，還具備隔音、隔熱、防雨、降阻等隔離外部環(huán)境的功能。我國高速動車組風擋組成按照功能分為外風擋和內(nèi)風擋，按照安裝方式分為整體式和分體式。

為了適應高速動車組運用發(fā)展的需求，本文對原有的風擋組成從整個壽命周期進行了全面分析，發(fā)現(xiàn)在可維護性方面需要加強。目前的維護均需要打開內(nèi)風擋，但由于開啟、關閉內(nèi)風擋操作費力費時；同時進出內(nèi)風擋空間小，維護不方便，所以本文探究了優(yōu)化設計風擋的結(jié)構(gòu)，以更好地滿足運營和維護的需求。

1.風擋結(jié)構(gòu)組成

風擋組成為柔性連接，位于兩車端之間，分為外風擋和內(nèi)風擋兩大部分，內(nèi)風擋包括內(nèi)風擋折棚組成和渡板組成，渡板組成是跨接兩車端的活動橋梁。車端的線纜和車鉤包含于內(nèi)外風擋之間，需要頻繁地進行檢修。風擋組成及連接部件如圖1所示。

2.風擋組成結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

2.1 外風擋組成結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析探究

外部風擋主要為減少風阻擾流，為車輛高速運行提供良好的流線型，滿足空氣動力學的需求，降低能耗。實驗研究結(jié)果表明，采用外風擋結(jié)構(gòu)可以使列車空氣阻力降低10%左右。外風擋分為整體式折棚風擋和分體接觸式膠囊風擋，從空氣動力學、水密性、重量等方面進行分析，整體式外風擋優(yōu)于接觸式外風擋，但是這兩種風擋均不能作為維護的檢查口用于維護。從車端結(jié)構(gòu)、檢修部件分布以及檢修場所分析，從外風擋底部區(qū)域進入可以更方便地檢查維護車端連接部件。

綜上分析，優(yōu)化后外風擋采取整體結(jié)構(gòu)的折棚風擋，周邊采用防水密封設計；為了滿足從底部方便維護的需求，外風擋底部折棚采用可拆卸結(jié)構(gòu)，采用的四角鎖與框架連接固定，可以快速拆解用于車端部件維護檢查，也可以方便更換底部折棚，以適用沙石對風擋的擊打造成的損壞；同時為了將內(nèi)部產(chǎn)生的冷凝水方便排出和平衡車輛運行期間風擋擠壓造成的內(nèi)外折棚間的壓力差，在風擋底部折棚開半月孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)外壓差通過底部折棚空隙補償內(nèi)外風擋折棚間的氣流。

2.2 內(nèi)風擋折棚組成結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析探究

目前的內(nèi)風擋折棚采用快速解編的分體式結(jié)構(gòu)，用于解編維護車端部件，這種結(jié)構(gòu)氣密性弱，操作機構(gòu)不能滿足長期頻繁開啟需求。優(yōu)化后內(nèi)風擋折棚采用雙層密封整體結(jié)構(gòu)，通過安裝框直接與車體固定，底部置于車鉤之上，并由車鉤支撐風擋，風擋和所包含的密封區(qū)域均進行了簡化。隨著風擋底部區(qū)域置于車鉤上部，將車鉤安裝座區(qū)域排除在密封區(qū)域，隔離了來自車鉤和轉(zhuǎn)向架區(qū)域的噪音，提高車內(nèi)環(huán)境的舒適度。

2.3 內(nèi)風擋渡板組成結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析探究

內(nèi)風擋渡板組成主要保證乘客提供一個安全、舒適的通道，目前高速動車組均配置的內(nèi)風擋渡板由于安裝結(jié)構(gòu)和車鉤運動范圍的限制，在車鉤和渡板之間沒有足夠的空間放置內(nèi)風擋折棚，基于此，車鉤只能被風擋包含，維護不能從外部操作。為了減小內(nèi)風擋渡板對車體安裝空間的需求，對擋渡板的結(jié)構(gòu)進行設計改進，采用翻板橋式搭接結(jié)構(gòu)替代既有的平行聯(lián)動渡板結(jié)構(gòu)；將渡板的承載由端部鋼結(jié)構(gòu)直接支撐承載，改為中間由車鉤通過托盤支承載荷并且能夠滑動滿足風擋柔性連接運動特性，其余部分固定在車端地板上，通過結(jié)構(gòu)方式、承載受力位置、機構(gòu)運動等進行了結(jié)構(gòu)變更，在滿足車端運動學的需求工況下，簡化了安裝空間，將內(nèi)風擋折棚置于車鉤之上變?yōu)榭尚?，?yōu)化前后車端風擋組成及連接部件對比如圖2所示：

3.結(jié)論及建議

在原有高速動車組車端連接的風擋組成的技術(shù)基礎上，借鑒國內(nèi)外成熟的同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和理念，在滿足運營性能和安全的前提下，充分考慮整個壽命期的可靠性、可用性和可維護性，優(yōu)化改進了內(nèi)外風擋折棚以及渡板的結(jié)構(gòu)。優(yōu)化后的風擋組成滿足了既有的功能、動力學和運動學特性，簡化了部件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了部件輕量化、結(jié)構(gòu)簡單化、維護的方便性和可靠性，提高了產(chǎn)品壽命周期運營維護的經(jīng)濟性。

參考文獻

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