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1 車體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原則為了的滿足高速列車的運(yùn)用要求 動(dòng)車組的設(shè)計(jì)不同于我國(guó)現(xiàn)行通?？蛙囋O(shè)計(jì) 動(dòng)車組的設(shè)計(jì)應(yīng)該在滿足鐵路限界的條件下 具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能 具有輕量化的車體結(jié)構(gòu) 很好的密封性能以及安全可靠的使用壽命 我國(guó)時(shí)速為200公里速度級(jí)的動(dòng)車組 在引進(jìn)國(guó)外原型車的基礎(chǔ)上 進(jìn)行了適合國(guó)情并具有全新的現(xiàn)代意識(shí)改造 車體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原則體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面 動(dòng)車組車體 1 車體鋼結(jié)構(gòu) 底架 側(cè)墻 端墻和車頂?shù)?2 1 1滿足鐵路限界要求 3 1 2車體的輕量化設(shè)計(jì)車體結(jié)構(gòu)既要滿足輕量化的要求又必須保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度要求以及高壽命的安全度和可靠性要求 設(shè)計(jì)壽命達(dá)到20年以上 車體結(jié)構(gòu)輕量化的實(shí)現(xiàn)主要是通過選用輕型的材料及合理的設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn) 強(qiáng)度 剛度 輕量化 4 1 3完好的空氣動(dòng)力學(xué)外形動(dòng)車組具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能 列車良好空氣動(dòng)力學(xué)性能的實(shí)現(xiàn)主要通過車體外形的特殊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的 具體表現(xiàn)為 1 頭尾部為細(xì)長(zhǎng)流線型狀 2 列車下部均設(shè)有導(dǎo)流罩 且能夠方便開啟 3 列車縱斷面盡量采用平滑過渡方式 形狀不一致時(shí)應(yīng)加過渡區(qū)段 4 列車的外表面光滑平整 無明顯的突出和凹陷 5 列車的受電弓外形具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能 5 1 4嚴(yán)格的車輛密封要求車輛的密封質(zhì)量對(duì)列車的空氣動(dòng)力學(xué)性能及對(duì)車內(nèi)環(huán)境控制的影響很大 車輛整車落成后的密封性能應(yīng)達(dá)到下列指標(biāo) 1 車輛各部不得有滲漏水的現(xiàn)象 2 在關(guān)閉門窗及空調(diào)設(shè)備對(duì)外開口的情況下 車內(nèi)外壓力差由4000Pa降至1000Pa的時(shí)間應(yīng)大于50s 3 在車輛間的連接方式上要采用氣密式風(fēng)擋 車輛間的各種連接應(yīng)設(shè)有防雨措施及解編時(shí)的保護(hù)措施 6 車輛密封的實(shí)現(xiàn)主要通過以下幾個(gè)方面 車體結(jié)構(gòu)的密封 連續(xù)焊接的方式 固定車窗的密封 多硫橡膠等材料 保證耐油性 耐溶劑性 耐水性 耐腐蝕性等 采用填充式密封 有好的彈性 結(jié)合性 耐氣候性 抗沖擊性及足夠的粘接強(qiáng)度 移動(dòng)車門的密封 密封膠條實(shí)現(xiàn) 7 1 5人機(jī)工程設(shè)計(jì) CRH3 型動(dòng)車組司機(jī)室 8 1stclasscoach一等座車 一等座車 9 二等座車 10 餐車 吧臺(tái)區(qū) 11 衛(wèi)生間 12 擁有VIP座席的商務(wù)車廂和觀光車廂 13 有VIP座席的京滬高鐵商務(wù)車廂 14 商務(wù)車廂的小廚房 15 乘務(wù)員需掌握基本英語會(huì)話能力和沿途23站點(diǎn)人文地理知識(shí) 全力提供 陸地航班 式的高水平服務(wù) 正線全長(zhǎng) 約1318公里時(shí)速 300公里運(yùn)行時(shí)間 全程直達(dá)4小時(shí)48分左右票價(jià) 1750 935 555時(shí)速 250公里運(yùn)行時(shí)間 全程直達(dá)7小時(shí)56分左右票價(jià) 650 410 16 1 6其它方面的要求 車輛設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求 內(nèi)裝選材中的防火考慮及措施 車輛整車隔熱系數(shù)K值的限制值 列車零部件的保養(yǎng) 維修與換修的通用性 互換性 便利性及可靠性值 便于對(duì)車體內(nèi)外的機(jī)械化清洗作業(yè) 17 2 車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體要求車體結(jié)構(gòu)是車輛的主要承載結(jié)構(gòu) 對(duì)于動(dòng)車組車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下要求 1 車體承載結(jié)構(gòu)采用車體全長(zhǎng)的大型中空鋁合金型材組焊而成 或采用不銹鋼車體 為薄壁筒型整體承載結(jié)構(gòu) 2 車體承載結(jié)構(gòu)的底架 側(cè)墻 車頂 端墻以及設(shè)備艙組成為一個(gè)整體 3 車頭前端鼻部的開閉機(jī)構(gòu)應(yīng)能在司機(jī)室中操縱 4 車體所用材料應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)和防火的要求 18 5 車下安裝設(shè)備應(yīng)采用吊掛安裝方式 保證運(yùn)用安全和安裝方便 6 車下導(dǎo)流罩與側(cè)墻應(yīng)圓滑過渡 在限界允許的條件下距軌面的距離應(yīng)盡可能小 7 室前端下方裝有排障器 排障器中央的底部能承受137kN的靜壓力 其距軌面高度110 10mm 在車輪踏面磨耗允許范圍內(nèi)可調(diào) 8 車底架設(shè)四個(gè)頂車位 以便將車體頂起 9 腳蹬結(jié)構(gòu)應(yīng)采用可伸縮式結(jié)構(gòu) 以便適應(yīng)500 1200mm站臺(tái)高度要求 19 3 流線形車體結(jié)構(gòu)列車空氣動(dòng)力學(xué)動(dòng)車組頭型設(shè)計(jì)動(dòng)車組車身外型設(shè)計(jì) 3 1列車空氣動(dòng)力學(xué)隨著列車運(yùn)行速度的提高 周圍空氣的動(dòng)力作用一方面對(duì)列車和列車運(yùn)行性能產(chǎn)生影響 同時(shí) 列車高速運(yùn)行引起的氣動(dòng)現(xiàn)象對(duì)周圍環(huán)境也產(chǎn)生影響 這就是高速列車的空氣動(dòng)力學(xué)問題 20 1 動(dòng)車組運(yùn)行中列車的表面壓力從風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果來看 列車表面壓力可以分為三個(gè)區(qū)域 頭車鼻尖部位正對(duì)來流方向?yàn)檎龎簠^(qū) 車頭部附近的高負(fù)壓區(qū) 從鼻尖向上及向兩側(cè) 正壓逐漸減小變?yōu)樨?fù)壓 到接近與車身連接處的頂部與側(cè)面 負(fù)壓達(dá)最大值 頭車車身 中間車和尾車車身為低負(fù)壓區(qū) 21 因此 在動(dòng)車 頭車 上布置空調(diào)裝置及冷卻系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口時(shí) 應(yīng)布置在靠近鼻尖的區(qū)域內(nèi) 此處正壓較大 進(jìn)風(fēng)容易 而排風(fēng)口則應(yīng)布置在負(fù)壓較大的頂部與側(cè)面 在有側(cè)向風(fēng)作用下 列車表面壓力分布發(fā)生很大變化 尤其對(duì)車頂小圓弧部位表面壓力的影響最大 當(dāng)列車在曲線上運(yùn)行又遇到強(qiáng)側(cè)風(fēng)時(shí) 還會(huì)影響到列車的傾覆安全性 22 2 動(dòng)車組會(huì)車時(shí)列車的表面壓力列車交會(huì)時(shí)產(chǎn)生的最大壓力脈動(dòng)值的大小是評(píng)價(jià)列車氣動(dòng)外形優(yōu)劣的一項(xiàng)指標(biāo) 在一列車與另一靜止不動(dòng)的列車會(huì)車時(shí) 以及兩列等速或不等速相對(duì)運(yùn)行的列車會(huì)車時(shí) 將在靜止列車和兩列相對(duì)運(yùn)行列車一側(cè)的側(cè)墻上引起壓力波 壓力脈沖 這是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的列車車頭對(duì)空氣的擠壓 在與之交會(huì)的另一列車側(cè)壁上掠過 使列車間側(cè)壁上的空氣壓力產(chǎn)生很大的波動(dòng) 23 試驗(yàn)研究和計(jì)算表明 動(dòng)車組會(huì)車壓力波幅值大小與下列因素有關(guān) 隨著會(huì)車速度的大幅度提高 會(huì)車壓力波的強(qiáng)度將急劇增大 如圖所示 會(huì)車壓力波幅值與速度的關(guān)系曲線 24 由上圖可見 當(dāng)頭部長(zhǎng)細(xì)比 為2 5 兩列車以等速相對(duì)運(yùn)行會(huì)車時(shí) 速度由250km h提高到350km h 壓力波幅值由1015Pa增至1950Pa 增大近一倍 會(huì)車壓力波幅值隨著頭部長(zhǎng)細(xì)比的增大而近似線性地顯著減小 為了有效地減小動(dòng)車組會(huì)車引起的壓力波的強(qiáng)度 應(yīng)將動(dòng)車 車頭 的頭部設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)而且呈流線型 25 會(huì)車壓力波幅值隨會(huì)車動(dòng)車組側(cè)墻間距增大而顯著減小 為了減少會(huì)車壓力波及其影響 應(yīng)適當(dāng)增大鐵路的線間距 我國(guó) 鐵路主要技術(shù)政策 中規(guī)定 160km h時(shí) 線間距 4 2m 200km h時(shí) 線間距 4 4m 250km h時(shí) 線間距 4 6m 300km h時(shí) 線間距 4 8m 350km h時(shí) 線間距 5 0m 26 會(huì)車壓力波幅值隨會(huì)車長(zhǎng)度增大而近似成線性地明顯增大 會(huì)車壓力波幅值隨側(cè)墻高度增大明顯減小 但減小的幅度隨側(cè)墻高度增大而逐漸減小 高 中速列車會(huì)車時(shí) 中速車的壓力波幅值遠(yuǎn)大于高速車 一般高1 8倍以上 這是由于會(huì)車壓力波的主要影響因素是通過車的速度 在高 中速列車會(huì)車時(shí) 中速車壓力波主要受其通過車高速車速度的影響 高速車壓力波主要受其通過車中速車速度的影響 所以中速車上的壓力波幅值遠(yuǎn)大于高速車 27 3 動(dòng)車組通過隧道時(shí)列車的表面壓力列車在隧道中運(yùn)行時(shí) 將引起隧道內(nèi)空氣壓力急劇波動(dòng) 因此列車表面上各處的壓力也呈快速大幅度變動(dòng)狀況 完全不同于在明線上的表面壓力分布 試驗(yàn)研究表明 壓力幅值的變動(dòng)與列車速度 列車長(zhǎng)度 堵塞系數(shù) 列車橫截面積與隧道橫截面積的比值 頭型系數(shù) 長(zhǎng)細(xì)比 即車頭前端鼻形部位長(zhǎng)度與車頭后部車身斷面半徑之比 以及列車側(cè)面和隧道側(cè)面的摩擦系數(shù)等因素有關(guān) 其中以堵塞系數(shù)和列車速度為重要的影響參數(shù) 28 國(guó)外有的研究報(bào)告指出 單列車進(jìn)入隧道的壓力變化大約與列車速度的平方成正比 與堵塞系數(shù)的1 3 0 25次方成正比例 兩列車在隧道內(nèi)高速會(huì)車時(shí)車體所受到的壓力變化更為嚴(yán)重 此時(shí)壓力變化與堵塞系數(shù)的2 16 0 06次方成正比 并且兩列車進(jìn)入隧道的時(shí)差對(duì)壓力變化也有很大的影響 當(dāng)形成波形疊加時(shí)將引起很高的壓力幅值和變化率 此時(shí)車體表面的瞬時(shí)壓力可在正負(fù)數(shù)千帕之間變化 29 4 列車風(fēng)當(dāng)列車高速行駛時(shí) 在線路附近產(chǎn)生空氣運(yùn)動(dòng) 這就是列車風(fēng) 當(dāng)列車以200km h速度行駛時(shí) 根據(jù)測(cè)量 在軌面以上0 814m 距列車1 75m處的空氣運(yùn)動(dòng)速度將達(dá)到17m s 61 2km h 七級(jí)風(fēng)力 這是人站立不動(dòng)能夠承受的風(fēng)速 當(dāng)列車以這樣或更高的速度通過車站時(shí) 列車風(fēng)將給鐵路工作人員和旅客帶來危害 高速列車通過隧道時(shí) 在隧道中所引起的縱向氣流速度約與列車速度成正比 在隧道中列車風(fēng)將使得道旁的工人失去平衡以及將固定不牢的設(shè)備等吹落在隧道中 這都是一些潛在的危險(xiǎn) 30 國(guó)外有些鐵路規(guī)定 在列車速度高于160km h行駛時(shí)不允許鐵路員工進(jìn)入隧道 列車速度稍低時(shí) 也不讓員工在隧道中行走和工作 必須要在避車洞內(nèi)等待列車通過 5 列車空氣動(dòng)力學(xué)的力和力矩如圖所示 作用于車輛上的空氣動(dòng)力學(xué)的力和力矩 其中有 空氣阻力 上升力 橫向力 以及縱向擺動(dòng)力矩 扭擺力矩和側(cè)滾力矩 下面作一簡(jiǎn)要介紹 31 空氣阻力減少動(dòng)車組的空氣阻力對(duì)于實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行和節(jié)能都有重要意義 因此 需要對(duì)車體外形進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì) 以便最大可能地降低空氣阻力 動(dòng)車組的運(yùn)行阻力主要由空氣阻力和機(jī)械阻力 即輪軌摩擦阻力 軸承等滾動(dòng)部件的摩擦阻力等 組成 空氣阻力可以簡(jiǎn)略地用下面公式表示 式中Cx 空氣阻力系數(shù) 空氣密度V 列車速度 A 列車橫截面積 32 空氣阻力主要由以下三個(gè)部分組成 壓差阻力 頭部及尾部壓力差所引起的阻力 摩擦阻力 由于空氣的粘性而引起的 作用于車體表面的剪切應(yīng)力造成的阻力 干擾阻力 車輛的突出物 如手柄 門窗 轉(zhuǎn)向架 車體底架 懸掛設(shè)備 車頂設(shè)備 及車輛之間的連接風(fēng)擋等 所引起的阻力 33 研究表明 空氣阻力與速度的平方成正比 機(jī)械阻力則與速度成正比 速度為100km h時(shí) 空氣阻力和機(jī)械阻力各占一半 速度提高到200km h時(shí) 空氣阻力占70 機(jī)械阻力只占30 250km h速度平穩(wěn)運(yùn)行時(shí) 空氣阻力約占列車總阻力的80 90 以上 法國(guó)對(duì)TGV動(dòng)車的空氣阻力 R 的測(cè)試結(jié)果 V 100km h時(shí) R 5 526KN V 200km h時(shí) R 15 25KN 這說明 當(dāng)速度提高1倍時(shí) 空氣阻力 R 提高約2倍 34 升力把動(dòng)車組表面的局部壓力高于周圍空氣壓力的稱為正 局部壓力低于周圍空氣壓力的稱為負(fù) 作為一個(gè)整體 車輛是受正的 向上的 升力還是受負(fù)的 向下的 升力 取決于車輛所有截面的表面壓力累加結(jié)果是正還是負(fù) 升力也與列車速度的平方成正比 正升力將使輪軌的接觸壓力減小 為此將對(duì)列車的牽引和動(dòng)力學(xué)性能產(chǎn)生重要影響 35 橫向力動(dòng)車組運(yùn)行中遇到橫向風(fēng)時(shí) 車輛將受到橫向力和力矩的作用 當(dāng)風(fēng)載荷達(dá)到一定程度時(shí) 橫向力及其側(cè)滾力矩 扭擺力矩將影響車輛的傾覆安全性 側(cè)向阻力可以簡(jiǎn)略地用下面公式表示 式中CD 側(cè)面阻力系數(shù) 空氣密度V 列車速度A 列車側(cè)面投影面積 36 就車輛形狀而言 車頂越有棱角 其阻力越大 通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究認(rèn)為 最佳的車體橫斷面形狀應(yīng)當(dāng)是 車體側(cè)面平坦 且上下漸內(nèi)傾 可以降低升力 頂部稍圓 車頂與車體側(cè)面拐角處完全修圓 可以降低力矩 3 2動(dòng)車組頭型設(shè)計(jì)對(duì)于高速動(dòng)車組來說 列車頭型設(shè)計(jì)非常重要 好的頭型設(shè)計(jì)可以有效地減少運(yùn)行空氣阻力 列車交會(huì)壓力波和解決好運(yùn)行穩(wěn)定性等問題 37 1 頭型設(shè)計(jì)的基本要求 阻力系數(shù)一些高速鐵路發(fā)展比較早的國(guó)家 通過試驗(yàn)研究和理論計(jì)算 明確提出了各自的列車阻力系數(shù)指標(biāo) 頭型系數(shù) 長(zhǎng)細(xì)比 長(zhǎng)細(xì)比 即車頭前端鼻形部位長(zhǎng)度與車頭后部車身斷面半徑之比 頭 尾車阻力系數(shù)與流線化頭部長(zhǎng)細(xì)比直接有關(guān) 高速列車頭部的長(zhǎng)細(xì)比一般要求達(dá)到3左右或者更大 如圖所示 38 0系新干線列車 1964年 220km h 100系新干線列車 1985年 230km h 500系新干線列車 1997年 300km h 300系新干線列車 1992年 270km h 39 流線型形狀 能使流場(chǎng)繞三維物體外表面順暢流動(dòng) 在交界面處不產(chǎn)生或基本不產(chǎn)生流動(dòng)分離現(xiàn)象的三維物體形狀 即自然的空氣流動(dòng)形狀 鈍型形狀 三維物體端面與來流方向垂直或接近于垂直 對(duì)氣流有明顯滯止影響 在交界面處會(huì)產(chǎn)生大的流動(dòng)分離現(xiàn)象的物體形狀 40 41 2 動(dòng)車組頭部流線化設(shè)計(jì)頭部縱向?qū)ΨQ面上的外形輪廓線 要滿足司機(jī)室凈空高 前窗幾何尺寸 玻璃形狀 以及了望等條件 在此基礎(chǔ)上 盡可能降低該輪廓線的垂向高度 使頭部趨于扁形 這樣可以減小壓力沖擊波 并改善尾部渦流影響 同時(shí) 將端部鼻錐部分設(shè)計(jì)成橢圓形狀 可以減少列車運(yùn)行時(shí)的空氣阻力 如圖所示 42 設(shè)導(dǎo)流板方案 二拱方案 一拱方案 43 頭車外形比較 44 3 3動(dòng)車組車身外型設(shè)計(jì)動(dòng)車組車身橫斷面形狀設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn) 1 整個(gè)車身斷面呈鼓形 即車頂為圓弧形 側(cè)墻下部向內(nèi)傾斜 5o左右 并以圓弧過渡到底架 側(cè)墻上部向內(nèi)傾斜 3o左右 并以圓弧過渡到車頂 下圖為德國(guó)ICE動(dòng)車組車身斷面形狀 這不僅能減小空氣阻力 而且有利于緩解列車交會(huì)壓力波及橫向力 側(cè)滾力矩的作用 45 車體斷面比較 46 2 車輛底部形狀對(duì)空氣阻力的影響很大 為了避免地板下部設(shè)備的外露 采用與車身橫斷面形狀相吻合的裙板遮住車下設(shè)備 以減少空氣阻力 也可防止高速運(yùn)行帶來的沙石擊打車下設(shè)備 3 車體表面光滑平整 盡量減少突出物 如側(cè)門采用塞拉式 扶手為內(nèi)置式 腳蹬做成翻板式 使側(cè)面關(guān)閉時(shí)可以包住它 4 兩車輛連接處采用橡膠大風(fēng)擋 與車身保持平齊 避免形成空氣渦流 47 4 車體的密封隔聲技術(shù)車體的密封隔聲性能車體的密封技術(shù)車內(nèi)噪聲控制技術(shù)4 1車體的密封隔聲性能 1 車體的密封性能 壓力波對(duì)旅客舒適性的影響車外壓力的波動(dòng)會(huì)反應(yīng)到車廂內(nèi) 使旅客感到不舒服 輕者壓迫耳膜 重則頭暈惡心 甚至造成耳膜破裂 許多國(guó)家先后在壓力波對(duì)旅客舒適性的影響方面進(jìn)行了研究 48 國(guó)外高速列車的運(yùn)用實(shí)踐表明 沒有交會(huì)列車時(shí) 頭 尾車外面的氣流壓力變化為 頭部受2 5KPa左右的正壓 尾部為2 0KPa左右的負(fù)壓 有交會(huì)列車時(shí)特別在隧道內(nèi)會(huì)車時(shí) 車外氣流壓力會(huì)大幅度變化 對(duì)進(jìn)入隧道列車的氣流測(cè)定結(jié)果 速度200km h時(shí) 頭部正壓為3 2KPa 尾部負(fù)壓為4 9KPa 速度為280km h時(shí) 頭部正壓為3 9KPa 尾部負(fù)壓為5 5KPa 49 50 對(duì)車體密封性能的要求日本高速列車密封試驗(yàn) 要求將車體所有開啟部位堵塞 車內(nèi)壓力由4000Pa降至1000Pa的時(shí)間必須大于50s 歐洲高速列車曾采用壓力從4000Pa降至1000Pa的時(shí)間大于50s 車輛通過臺(tái)和空調(diào)設(shè)備關(guān)閉 現(xiàn)在 德國(guó) 意大利等國(guó)家采用壓力從3600Pa降至1350Pa的時(shí)間大于18s 我國(guó)在 200km h及以上速度級(jí)列車密封設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定暫行規(guī)定 中要求 整車落成后的密封性能試驗(yàn) 要求達(dá)到車內(nèi)壓力從3600Pa降至1350Pa的時(shí)間大于18s 車體結(jié)構(gòu)的密封性能要求壓力從3600Pa降至1350Pa的時(shí)間須大于36s 組成后的車窗 車門 風(fēng)擋應(yīng)能在 4000Pa的氣動(dòng)載荷作用下保持良好的密封性 51 2 車體的隔聲性能 高速列車的噪聲源高速列車的聲源主要是 輪軌噪聲 碰撞 摩擦聲 空氣沿車體表面流動(dòng)產(chǎn)生的摩擦聲和受電弓與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的摩擦聲 風(fēng)擋等構(gòu)件的撞擊聲 列車進(jìn)出隧道產(chǎn)生的壓縮波和反射波所產(chǎn)生的噪聲等 國(guó)外高速列車運(yùn)行噪聲的控制德國(guó)在聯(lián)邦鐵路城間特快列車ICE技術(shù)任務(wù)書中 對(duì)高速列車運(yùn)行噪聲作了技術(shù)規(guī)定 距鐵路中心線25m處 當(dāng)列車運(yùn)行速度為250km h時(shí) 列車通過的最大聲級(jí)不得高于88dB A 列車運(yùn)行速度為280km h時(shí) 通過的最大聲級(jí)不得高于89dB A 52 53 車內(nèi)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)極限值車內(nèi)噪聲一般由以下幾部分組成 車體外部傳入車內(nèi)的噪聲 一般稱之為空氣聲 由于各種原因?qū)е碌能圀w內(nèi)表面結(jié)構(gòu)振動(dòng) 特別是薄壁結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的輻射聲 一般稱之為結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲 各種車內(nèi)設(shè)備 系統(tǒng) 如空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng) 各類管道等 作為振源 聲源所產(chǎn)生的噪聲 上述各類噪聲在車廂內(nèi)部傳播與反射所形成的混響聲 車內(nèi)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)限值 德國(guó)鐵路規(guī)定 速度為250km h時(shí) 一等車噪聲不超過65dB A 二等車不超過68dB A 國(guó)際鐵路聯(lián)盟 UIC 規(guī)定 客車車內(nèi)噪聲應(yīng)小于65dB A 在隧道里 噪聲可寬限5dB A 在過道 廁所 其噪聲水平不能超過75dB A 54 環(huán)境噪聲基本標(biāo)準(zhǔn)較強(qiáng)的噪聲對(duì)人的生理與心理會(huì)產(chǎn)生不良影響 在日常工作和生活環(huán)境中 噪聲主要造成聽力損失 干擾談話 思考 休息和睡眠 根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 的調(diào)查 在噪聲級(jí)85分貝和90分貝的環(huán)境中工作30年 耳聾的可能性分別為8 和18 在噪聲級(jí)70分貝的環(huán)境中 談話就感到困難 對(duì)工廠周圍居民的調(diào)查結(jié)果認(rèn)為 干擾睡眠 休息的噪聲值 白天為50分貝 夜間為45分貝 中國(guó)也提出了環(huán)境噪聲容許范圍 夜間 22時(shí)至次日6時(shí) 噪聲不得超過30分貝 白天 6時(shí)至22時(shí) 不得超過40分貝 55 3 車體的密封技術(shù)列車的密封需要從車體結(jié)構(gòu)和部件上給以考慮 當(dāng)前世界各國(guó)在高速列車上采用的密封技術(shù)主要有 車體結(jié)構(gòu)采用連續(xù)焊縫以消除焊接氣隙 對(duì)不能施焊的部位 必須用密封膠密封 采用固定式車窗 車窗的組裝工藝要保證密封的可靠性和耐久性 同時(shí)保證在壓力波造成的氣動(dòng)載荷下 我國(guó) 高速列車密封技術(shù)暫行規(guī)定 確定組成后的車窗應(yīng)能承受 6000Pa的氣動(dòng)載荷 不會(huì)造成變形和破壞 側(cè)門采用密封性能良好的塞拉門 頭 尾的端門要采用可充壓縮空氣的橡膠條 通過臺(tái)風(fēng)擋采用橡膠大風(fēng)擋 并注意處理好渡板處的密封問題 56 空調(diào)環(huán)控設(shè)備設(shè)壓力控制 如在客室進(jìn)排氣風(fēng)口安裝壓力保護(hù)閥 在排氣風(fēng)道中裝設(shè)帶節(jié)氣閥的排風(fēng)機(jī) 安裝壓力保護(hù)通風(fēng)機(jī)等 主要目的是既保證正常的通風(fēng)換氣又保證車內(nèi)壓力變化在限值之內(nèi) 廁所 洗臉室的水不能采用直排式 而要通過密封裝置排到車外 對(duì)直通車下的管路和電纜孔應(yīng)采取必要的密封措施 車輛出廠前都要通過整車氣密性 水密性試驗(yàn) 57 4 車內(nèi)噪聲控制技術(shù)為了降低車內(nèi)噪聲 一方面要削弱噪聲源發(fā)出噪聲的強(qiáng)度 另一方面要提高車體的隔聲性能 削弱噪聲源發(fā)出噪聲強(qiáng)度的措施 在車輪上安裝消音器和開發(fā)彈性車輪 可有效地降低輪軌噪聲 車體外形設(shè)計(jì)成流線形 車體表面平整 光滑都有利于減小空氣與車體的摩擦聲 采用橡膠風(fēng)擋 可減小撞擊聲 在空調(diào)系統(tǒng)上安裝消音器 降低牽引電機(jī)風(fēng)扇的噪聲 驅(qū)動(dòng)裝置等設(shè)備的振動(dòng)噪聲 58 提高車體隔聲性能的措施 采用雙層墻結(jié)構(gòu) 可增加隔聲量4 5dB A 所謂雙層墻 就是指地板 側(cè)墻 車頂?shù)榷鄬咏Y(jié)構(gòu) 在層間采用橡膠墊隔開 一方面起隔振作用 同時(shí)使聲波不能通過金屬螺釘 聲橋 傳遞 有效地提高了車體的隔聲性能 在車體金屬 如地板 表面涂刷防振阻尼層 使鋼結(jié)構(gòu)的聲頻振動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能消散 減少了聲波的輻射和聲波振動(dòng)的傳遞 從而減少車內(nèi)噪聲 采用雙層車窗 減少從側(cè)面?zhèn)魅胲噧?nèi)的噪聲 車內(nèi)選用吸聲效果好的高分子聚合材料 提高車體氣密性的措施 同樣可以起隔聲作用 59 5 防火安全技術(shù)防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)火災(zāi)預(yù)測(cè)和滅火裝置設(shè)計(jì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的對(duì)策5 1防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則高速列車防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 系統(tǒng)集成 預(yù)防為主 應(yīng)急對(duì)策 以人為本 系統(tǒng)集成 防火措施按區(qū)域配套 通過列車網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成防火系統(tǒng)的集成響應(yīng) 信號(hào)傳遞和信息顯示 60 預(yù)防為主 所有材料與器件的選用以防止不會(huì)發(fā)生火燃或防止火種蔓延為主體 將火情發(fā)生因素壓到最小程度 達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的要求 應(yīng)急對(duì)策 一旦火災(zāi)發(fā)生 有嚴(yán)格的分級(jí)應(yīng)急對(duì)策 將火災(zāi)限制在區(qū)域內(nèi) 限制在低等級(jí)火警之下 以人為本 一切應(yīng)急對(duì)策均以 以人為本 為出發(fā)點(diǎn) 防止措施的最終手段要以實(shí)現(xiàn)旅客的安全轉(zhuǎn)移為目的 61 5 2防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 選用耐火材料 車輛使用的耐火材料 主要指阻燃 低煙 低毒的高分子材料和耐火涂料 如英國(guó)和法國(guó)規(guī)定 通過海峽隧道區(qū)間列車的內(nèi)裝飾和包覆材料 必須采用阻燃無毒的酚醛纖維增強(qiáng)塑料 FRP 材料 國(guó)內(nèi)目前也在大力開發(fā)車輛上使用的酚醛玻璃鋼材料 用來制造車內(nèi)設(shè)備 裝飾板 通風(fēng)管道等 國(guó)外車輛為了提高窗簾隔熱和耐火程度 采用聚酯纖維上噴鍍不銹鋼或采用玻璃纖維做基底的紡織窗簾布 62 根據(jù)車型和部位不同選擇不同等級(jí)的防火 防煙毒材料 例如 法國(guó)TGV高速列車車體材料的防火 防煙毒等級(jí)遠(yuǎn)高于速度200km h的VTU VU系列車 車頂部位高于側(cè)墻和地板 臥車包間的隔墻全部采用防火板包上 隔墻里添加阻燃材料 采用阻燃風(fēng)擋 在兩頭端門關(guān)閉時(shí)保證10min內(nèi)不致火災(zāi)蔓延至鄰車 2 車門有自動(dòng)和手動(dòng)開關(guān)功能 失火時(shí)能安全疏散旅客 車窗上設(shè)有應(yīng)急手柄或備有應(yīng)急手錘 平時(shí)手錘封在盒內(nèi) 火警時(shí)操縱應(yīng)急手柄打開車窗或用手錘把窗玻璃擊碎 63 5 3火災(zāi)預(yù)測(cè)和滅火裝置設(shè)計(jì) 1 設(shè)置煙霧探測(cè)及失火警報(bào)裝置 煙霧報(bào)警器在明火火災(zāi)發(fā)生前作出預(yù)警 并與地面防火系統(tǒng)聯(lián)防 2 手動(dòng)報(bào)警器 在每個(gè)拖車乘務(wù)室內(nèi)設(shè)一個(gè)具有明顯標(biāo)志的失火警報(bào)按鈕 3 滅火裝置 在每個(gè)拖車 動(dòng)車的明顯處各設(shè)一個(gè)6L便攜式噴霧滅火器和一個(gè)6kg干粉滅火器 64 5 4火災(zāi)發(fā)生時(shí)的對(duì)策 1 火警等級(jí)失火警報(bào)信號(hào)可以由自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)出 自動(dòng)分預(yù)警 報(bào)警和緊急報(bào)警三級(jí) 通過網(wǎng)絡(luò)傳遞 手動(dòng)報(bào)警為一級(jí) 通過連線傳遞 2 失火對(duì)策按照預(yù)警 報(bào)警和緊急報(bào)警三級(jí)分別采取相應(yīng)的處置措施 目標(biāo)是將火災(zāi)限制在區(qū)域內(nèi) 限制在低等級(jí)火警之下 最終要實(shí)現(xiàn)旅客的安全轉(zhuǎn)移 65