不銹鋼地鐵車(chē)輛水密性優(yōu)化與探討

許晶晶 張海波

摘 要：文章主要結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地鐵車(chē)輛水密性的要求，著重分析了目前設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及我司不銹鋼車(chē)輛水密性方案存在的問(wèn)題及風(fēng)險(xiǎn)，并且提出了可行的改進(jìn)方案，為后續(xù)類(lèi)似不銹鋼地鐵項(xiàng)目車(chē)輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可行的優(yōu)化方向。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛;不銹鋼;水密性

中圖分類(lèi)號(hào)：U231.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）10-0038-02

0 引言

近年來(lái)，隨著我司自主研發(fā)的不銹鋼地鐵車(chē)輛不斷增多，在生產(chǎn)以及車(chē)輛淋雨試驗(yàn)過(guò)程中，水流入車(chē)輛屏柜及地板的情況時(shí)有發(fā)生，造成一些返工，影響了項(xiàng)目進(jìn)程，有必要對(duì)不銹鋼內(nèi)藏門(mén)結(jié)構(gòu)地鐵車(chē)輛排水問(wèn)題進(jìn)行深入的研究與思考，為后續(xù)我們公司不銹鋼地鐵項(xiàng)目的車(chē)輛設(shè)計(jì)及產(chǎn)品質(zhì)量的提升提供參考及建議。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求及設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

地鐵車(chē)輛的水密性要求主要有：IEC 61133《電力牽引-機(jī)車(chē)車(chē)輛-電力和電傳動(dòng)熱力機(jī)車(chē)車(chē)輛投入使用前的試驗(yàn)方法》[1]、GB/T 14894《城市軌道交通車(chē)輛組裝后的檢查與試驗(yàn)規(guī)則》[2]或者合同文本。IEC 61133中第8.6.2條款以及GB/T 14894條款要求大致相同：應(yīng)測(cè)試車(chē)體的水密性、裝在車(chē)體外表的電器設(shè)備箱及所有開(kāi)口、外蓋、防蝕板條或裂縫可能漏雨或者進(jìn)雪的部件，證明其水侵入不會(huì)對(duì)電纜和電氣設(shè)備以及其他設(shè)備帶來(lái)有害的后果。

為了滿足以上要求：車(chē)輛編制了水密性型式試驗(yàn)大綱，車(chē)體編制了淋雨試驗(yàn)大綱，驗(yàn)證車(chē)輛整體的水密性，保證車(chē)輛能夠滿足以上標(biāo)準(zhǔn)或者合同要求。地鐵車(chē)輛進(jìn)水的來(lái)源主要：雨水、雪、或者洗車(chē)時(shí)的水。地鐵車(chē)輛可能進(jìn)水的位置主要分布在：車(chē)體本身結(jié)構(gòu)＼接頭之間;車(chē)體與其他設(shè)備結(jié)構(gòu)之間，主要包括：側(cè)部車(chē)門(mén)與車(chē)體，車(chē)窗與車(chē)體，車(chē)頂上，空調(diào)與車(chē)體，以及其他設(shè)備安裝與車(chē)體之間。

目前地鐵車(chē)輛材料主要有鋁合金和不銹鋼車(chē)體兩種形式。不同材質(zhì)的車(chē)體結(jié)構(gòu)都有各自的特點(diǎn)，不銹鋼地鐵車(chē)輛結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的水密性難度比鋁合金大。因此，水密性的好壞是不銹鋼地鐵車(chē)輛設(shè)計(jì)的成敗的關(guān)鍵要素之一。本文主要優(yōu)化和討論不銹鋼地鐵車(chē)輛的水密性。

不銹鋼地鐵車(chē)輛車(chē)體結(jié)構(gòu)一般由：車(chē)頂、側(cè)墻、端墻、底架主要結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。車(chē)體結(jié)構(gòu)主要通過(guò)連續(xù)的焊縫以及搭接接頭，確保車(chē)體自身結(jié)構(gòu)的密封性。（1）頂蓋空調(diào)平臺(tái)大量采用弧焊密封，側(cè)頂板與波紋板間;（2）側(cè)墻蒙皮間、側(cè)墻與底架、端墻等連接部位均采用搭接結(jié)構(gòu)，采用涂導(dǎo)電密封膠密點(diǎn)焊后涂結(jié)構(gòu)密封膠，側(cè)墻與頂蓋連接采用通長(zhǎng)弧焊連接密封見(jiàn)圖2所示。

車(chē)體與其他部件之間的密封性：車(chē)體與空調(diào)的密封主要通過(guò)空調(diào)與車(chē)體之間安裝密封條，通過(guò)壓接，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)密封。空調(diào)密封結(jié)構(gòu)圖3所示。

車(chē)體與側(cè)窗的密封通過(guò)車(chē)體提供的支撐結(jié)構(gòu)，側(cè)窗通過(guò)橡膠條打膠密封確保其密封性能。側(cè)窗與車(chē)體密封圖4所示。

車(chē)體與車(chē)門(mén)，通過(guò)密封條及車(chē)體與內(nèi)裝結(jié)構(gòu)保證密封。但是由于車(chē)門(mén)是需要經(jīng)常開(kāi)閉，內(nèi)藏門(mén)地鐵車(chē)輛車(chē)體結(jié)構(gòu)與內(nèi)裝結(jié)構(gòu)之間必然存在間隙（見(jiàn)圖5所示理論進(jìn)水區(qū)域）。車(chē)體通過(guò)車(chē)體與車(chē)門(mén)的間隙進(jìn)入車(chē)體，在圖6位置（門(mén)兩側(cè)）設(shè)置專門(mén)的排水孔引導(dǎo)積水排出車(chē)體。根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)車(chē)體排水方案在車(chē)門(mén)兩側(cè)的剖面線區(qū)域開(kāi)大小為20×55的矩形孔。車(chē)體排水孔分布在車(chē)門(mén)兩側(cè)及排水孔形狀見(jiàn)圖6所示。

車(chē)體與其他部件，均通過(guò)類(lèi)似方式進(jìn)行密封防水。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及分析，不銹鋼地鐵車(chē)輛進(jìn)水的區(qū)域僅存在于車(chē)門(mén)附近的理論區(qū)域。

試驗(yàn)條件：在淋雨試驗(yàn)時(shí)，雨量：6mm/min～10mm/min;噴嘴壓力：0.25MPa;評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：所有焊縫、所有打膠密封區(qū)域不得滲水，客室內(nèi)部無(wú)水滲入。

在上述試驗(yàn)條件下，雨水在各個(gè)門(mén)檻上部聚集見(jiàn)圖7所示，然后會(huì)從門(mén)與車(chē)體之間的縫隙流進(jìn)圖示位置見(jiàn)圖8所示，如果排水孔設(shè)計(jì)不合理，容易在車(chē)體與內(nèi)裝結(jié)構(gòu)之間形成積水區(qū)，加上車(chē)體與內(nèi)裝結(jié)構(gòu)之間的打膠區(qū)域的質(zhì)量缺陷，水就會(huì)滲入內(nèi)裝地板與車(chē)體之間，進(jìn)而進(jìn)入車(chē)輛內(nèi)部。

目前，車(chē)體結(jié)構(gòu)及內(nèi)裝結(jié)構(gòu)之間通過(guò)打膠的方式來(lái)保證結(jié)構(gòu)的密封。由于車(chē)體及內(nèi)裝鋁蜂窩地板粘接區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜原因，粘接前表面處理，存在局部區(qū)域打膠空間有限。雖然制定了嚴(yán)格的打膠工藝流程，打膠質(zhì)量也不能保證100%滿足設(shè)計(jì)要求。且質(zhì)量檢查過(guò)程中，利用蓄水檢驗(yàn)也不能保證一次檢查出打膠質(zhì)量缺陷部位見(jiàn)圖9所示打膠區(qū)域，導(dǎo)致在車(chē)輛進(jìn)行淋雨試驗(yàn)中，水會(huì)滲入內(nèi)裝地板與車(chē)體空心結(jié)構(gòu)之間，進(jìn)而進(jìn)入車(chē)輛內(nèi)部，造成大量返工。

2 設(shè)計(jì)與改進(jìn)

根據(jù)以上問(wèn)題的分析，不銹鋼內(nèi)藏門(mén)項(xiàng)目水密性難點(diǎn)主要存在運(yùn)動(dòng)部件車(chē)門(mén)與車(chē)體、內(nèi)裝之間的縫隙。目前車(chē)輛結(jié)構(gòu)上可行的方法主要有以下幾個(gè)方面：

（1）在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及噪聲允許的情況下，在目前的方案基礎(chǔ)上，在排水路徑的末端，設(shè)置擋水板，保證打膠質(zhì)量，確保排水孔的合理設(shè)計(jì)（約車(chē)門(mén)兩側(cè)排水孔不小于20×55），避免積水。（2）在結(jié)構(gòu)上保證密封，減少對(duì)打膠的依賴。在車(chē)門(mén)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)允許的情況下優(yōu)化車(chē)體底架結(jié)構(gòu)上的波紋連接板，從而使水通過(guò)圖10所示車(chē)體排水區(qū)域，通過(guò)排水孔將水排出，排水空間與內(nèi)裝空間隔離，不存在優(yōu)化前結(jié)構(gòu)打膠區(qū)域與排水重疊區(qū)域。在結(jié)構(gòu)上保證水不進(jìn)入內(nèi)裝地板與車(chē)體底架波紋板之間。

3 結(jié)語(yǔ)

為了徹底解決不銹鋼內(nèi)藏門(mén)結(jié)構(gòu)排水問(wèn)題，必須根據(jù)內(nèi)裝及車(chē)門(mén)的安裝方式的不同，從車(chē)體結(jié)構(gòu)上按照上述思路進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計(jì)，滿足排水的要求。另外在車(chē)體結(jié)構(gòu)考慮到位的情況下需要事先規(guī)劃排水路徑，留出排水空間，使其能夠規(guī)劃好的區(qū)域按照設(shè)計(jì)的路徑排出車(chē)體。同時(shí)，排水孔應(yīng)該能夠在不產(chǎn)生積水的情況下及時(shí)將水排出。

參考文獻(xiàn)

[1] IEC 61133.電力牽引-機(jī)車(chē)車(chē)輛-電力和電傳動(dòng)熱力機(jī)車(chē)車(chē)輛投入使用前的試驗(yàn)方法[S].

[2] GB/T 14894.城市軌道交通車(chē)輛組裝后的檢查與試驗(yàn)規(guī)則[S].