淺議如何提高動車組內裝設計的輕量化

摘 要：作為客車設計的關鍵組成部分，輕量化內裝設計對于改善動車組的運行質量和效益具有重要作用。文章首先介紹了動車組輕量化內裝設計的注意要點，然后具體探討了提高動車組輕量化內裝設計的具體措施，以期為相關技術與設計人員提供參考。

關鍵詞：動車組；內裝設計；輕量化

當前鐵路經過自主創新發展，已在較高起點和較短時間內完成了鐵路裝備技術的重大跨越，在數十年的迅猛發展下，我國的高鐵技術已達到世界領先水平。相比普通列車，高速動車組不但速度增長，在制動系統、車體材料及結構、材料及內部裝飾、牽引傳動控制、列車設計理念、網絡控制等方面也獲得了整體提升。高速度是鐵路列車的發展目標之一，而高速動車組要實現這一目標則必須考慮輕量化。因此，加強有關如何提高動車組內裝設計輕量化的研究，對于提升動車組內裝設計質量具有重要的現實意義。

1 動車組輕量化內裝設計的注意要點

1.1 關注人性化設計

在輕量化的內裝設計中，不僅應考慮舒適性和安全性需求，還應重點關注產品與乘客的和諧。“和諧”代表著合理化與人性化。如在列車上安置帶盲文座位號的座椅、殘疾人衛生間、可進行手機和平板電腦充電的電源插座、清晰辨識性較高的衛生間無人指示牌、為帶嬰兒乘客提供的可供放置嬰兒的護理桌板、可依據需求開啟關閉的茶桌、可在窗口各位置停放的下拉式窗簾等。動車組內選用的各類設施多為功能多元化的、先進的自動調控設備，所以清晰的標志牌等也要滿足大部分乘客的文化習慣和素質，以免造成不必要的麻煩。

1.2 保證車輛的安全性

動車組的主要功能為載客運行，其安全性是最重要的，因此各類設計都應以安全性為基礎。傳統的普速列車質量都比較大，一方面的原因是未找到恰當的輕量化材料導致部分輕量化材料工藝性較差、成本較高；另一方面是傳統上為保證安全，在產品設計過程中理念較為保守，將部分對安全性影響較小的零部件設計得過于笨重，對輕量化認識不足；還有就是設計時因缺乏相應試驗及統計分析，常依據經驗評估零部件能否滿足強度需求，進而將安全系數設置過大，造成質量過重。[1]

而相比高速動車組的輕量化要求，設計中若過于保守則難以達到最優的輕量化效果，但也不可冒進，否則可能造成運行壽命短或出現安全隱患。設計中應選用科學縝密的模擬實驗和分析計算方法開展優化及驗證，在確保安全性的基礎上盡量減小質量。另外內裝輕量化不但要注重零部件的使用條件及實現功能，還要考慮使用材料自身的安全性。內裝材料應保證是對人體無害的環保材料，必須滿足客車行業對防火性能、材料環保方面的相關法規需求。

1.3 符合生產加工條件

輕量化的內裝會使用新工藝、新材料，動車組的設計制造也應關注成本與周期。使用的新工藝與新材料應與當前國內制造加工水平相結合，盡可能選用工藝水平高、技術成熟、費用低的材料。動車組輕量化內裝由設計至制造跨域了多學科及領域，要經過多種專業人員及部門的協作共同完成，所以輕量化設計既要滿足乘客需求又要適應國內制造加工條件。

2 提高動車組輕量化設計的具體措施

2.1 車頂結構

整體車頂板選用集成模塊化結構，將燈帶設置在側頂板和中頂板之間，兩者平滑過渡，造型風格簡單方便。設計時側頂板下口使用螺釘安置在行李架內側不明顯的位置，上口使用螺栓連接在燈帶后側的鋁型材上，中頂板的雙側也用螺栓連接在燈帶后側的鋁型材上，中頂板和側頂板間使用燈帶進行過渡，縱向則采用自然縫連接。中頂板使用高性能玻璃鋼材質，側頂板上按照順序設定了多個小圓孔。此類小孔不僅能用于裝飾，還能當作空調出風孔，將風道內吹出的冷風或熱風均勻分散至車廂內。在頂板后側與主風道相連的支風道同頂板提前加工成一個整體，這大幅度簡化了安裝工藝，提升了組裝效率及輕量化程度。

2.2 座椅與行李架

座椅采用可旋轉180°結構設計，以保證乘客總是能夠順著行車方向乘坐，進而提升乘坐舒適性。座椅采用螺栓固定在地面上預置的滑槽內，不僅能改善安裝效率和精度，且能提升改動及使用中拆檢和維護的方便性。[2]

行李架以CRH2型動車組行李架為基礎實行了接口簡化。行李架上板使用低密度、高性能的鋁復合夾芯板，支架選用鋁合金鑄造。為確保安裝精度，在側墻鋼結構上設置了鋁型材滑槽，以使行李架同側墻板的上口形成一致的斜度延伸至車內，進而提高外觀上的整體感。

2.3 側墻結構

側墻內墻板選用優質玻璃鋼模塊構成，下墻板、窗下墻板及窗口墻板由下至上構造成一個整體結構。下墻板采用同窗下墻板類似的外凸造型，選用了適應于電熱器的鋼板加烤漆表面處理；窗下墻板造型簡單，只在上部為適應座椅安裝而設置了內凹造型；窗口墻板選用集成模塊結構，窗下口設置有可供放置茶杯等小物件的窗臺，上口采用配合于行李架的斜突出造型，兩側為自然折邊，衣帽鉤及卷簾結構提前安裝在模塊上。三部分墻板不僅能提升墻板自身的功能需要，且能滿足設備擴展需求。設計時上中部模塊間可設置為寬體自然縫，下部加墊黑色海綿橡膠條，結構相對簡單。為滿足電熱器需要，可將下部下墻板間的自然縫縮小至2mm；窗下墻板下口可設置能與下墻板插接的濾芯材，以提高墻板安裝的方便性；窗下與窗下墻板使用螺釘進行連接固定；下墻板下口則連接在預置地板的鋁型材上，以簡化安裝工藝，加快組裝進度。

2.4 間壁、平頂結構

依照模塊化設計方法和輕量化設計理念，可將全車間壁劃分成1位端間壁和2位端間壁兩個模塊，選用抗倍特板作為制作材料代替傳統的塑料貼面板，以最大程度提高表面的平整度，大幅度改善車廂裝飾質量，同時可防止出現塑料貼面板因其自身缺陷和基材較差而導致的分層、散膠、開裂、起鼓等質量問題。平頂選用抗倍特板與鋁框架相結合的模塊結構，其與采用鋁格柵結構的回風口構造為一個整體，安裝簡潔，造型美觀，可深入改善設計可靠性。

2.5 車窗與側門

高大的車窗選用雙層防爆玻璃，并采用鋁型材外框，大幅度提高了乘客乘坐的安全性。車窗采用由車內至車外的方式安裝，并使用結構膠固定、連接鐵定位的方式，以提升側墻外板的平整性。[3]

大開度側門設計選用電動電控塞拉門方式，使用模塊化的鋁門框和整體鋼門框。門立罩加工與間壁內面齊平，立罩設計的凹型結構可將扶手同翻板固定器煉成整體，更利于人性化使用。門頭罩、門立罩及間壁均采用抗倍特板結構，以防止門罩外表面色彩與間壁不一致。塞拉門上滑道與上部結構拼裝為一個整體，不再設置下滑道，在門板下部安置鋁型材滑槽，利用可調節式并帶拉緊力的滑輪在滑槽內運動拉動門板，以提高側門安裝的簡便性。

3 結束語

輕量化內裝設計的質量將直接關系著動車組的整體設計質量和使用效果，因此，相關技術與設計人員應加強有關提高動車組內裝設計輕量化設計的有關研究，總結動車組輕量化內裝設計要點及關鍵技術改造措施，以逐步提升動車組輕量化內裝設計水平。

參考文獻

[1]張建敏，郭會生，李美領，等.鐵路客車內飾材料的選擇[J].鐵路采購與物流，2013，5（35）：57-58.

[2]宋雪松，湯恒舟.“和諧號”內燃動車組人性化設計應用[J].鐵道車輛，2012，6（10）：61-62.

[3]朱信科.京八線內燃動車組內裝設計[J].鐵道車輛，2011，12（29）：62-63.

作者簡介：賈坤（1987-），男，山東青島人，學歷：本科，工作單位：南車青島四方機車車輛股份有限公司。