客車頂部罩蓋結構優化設計

◎劉全 朱永鵬

客車頂部蓋是客車的重要組成部分，現代客車在設計上賦予了頂部更多的功能，為確保車頂蓋罩能夠發揮其應有的作用需要對客車頂部蓋罩進行結構優化設計。客車頂部蓋罩可以看作一個倒扣在車頂蓋上的五面體，從而在車輛頂部形成一個額外的空間。不同的客車對于頂部蓋罩有著不同的需求，為使得客車頂部蓋罩發揮出最好的功用需要做好對于客車頂部蓋罩的結構優化設計。

一、客車頂部蓋罩結構

客車頂部蓋罩依據其功能的不同可以分為氣罩和電池罩兩大類，其中氣罩主要用于滿足隔絕紫外線和通風，其內覆蓋著各類氣瓶。電池罩在滿足隔陽、散熱的基礎上還要求具有良好的密封防水。氣罩因其功能多設計成帶有凹腔的殼體，在安裝時通過吊裝倒扣在車頂上，并使用固定螺栓對其進行固定，對氣瓶等進行一定的保護。電池罩和風罩的結構和固定方式大致相同，其區別在于通風結構有所差異，電池罩的通風結構位于電池罩的前、后端，主要依靠通風隔水夾層來發揮其應有的作用。客車頂部蓋罩的材質可以分為玻璃鋼、沖壓薄板、聚合材料等，上述各種材料有其各自的特點。玻璃鋼材質的蓋罩成本低、多用于小批量的生產。冷軋沖壓薄板能夠快速的完成加工，但是對于模具的要求較高，因此多用于大批量的生產。

二、客車頂部蓋罩結構的優化設計

客車頂部的相關部件需要定期進行檢修，因此在客車頂部蓋罩的設計上需要加設檢修門或檢修倉，方便檢修作業。而對于通風散熱有著較高要求的區域則可以在客車頂部蓋罩中采用以下結構優化設計：

1.在氣罩上對應CNC瓶或是其他氣瓶的閥門儀表位置加裝維修門，通過旋鎖進行開關控制，方便后期檢修作業。

2.對于電池罩，可以與氣罩相似的是在電池罩上需要增設檢修門，檢修門采用沉臺式結構用以確保電池罩獲得良好的外形，此外。檢修門的固定利用的是外螺栓，在需要利用檢修門對車頂進行檢修時可以通過卸掉檢修門加以實現。通過在頂部蓋罩上加設檢修門將有助于提高檢修的效率，相較于卸掉整個蓋罩通過檢修門完成檢修作業既簡單又方便。為方便檢修，除了采用檢修小門的結構外，還可以在電池罩設計中采用檢修倉門的結構，檢修倉門結構如下圖1所示。相對于檢修小門檢修倉門所占面積更大，檢修小門主要開在需要頻繁檢修的故障位置，而檢修倉門則是通過在電池罩上端采用倉門結構，能夠在打開倉門時觀察到整個頂部蓋罩下的結構。檢修倉門的四周設計有下沉翻邊，安裝時直接倒扣在防水止口上用以避免雨水等滲入到電池罩內。檢修倉門的結構設計時可以采用外翻結構或是整體移動時結構。外翻結構是通過將檢修倉門的一邊固定在電池罩上，通過安裝翻轉鉸鏈與卡扣來進行固定和翻轉，需要打開時可以像開門一樣打開檢修艙門。需要注意的是在采用了檢修倉門結構后，電池罩的上部結構僅為十字加強筋結構，為保障其結構強度需要在十字結構部進行加強。在電池罩上采用檢修倉門結構能夠增強電池罩的維修、保養的友好度，方便車輛進行頂部的維修保養作業。但是其結構相對來說較為復雜，成本也相對較高。

圖1.電池罩檢修倉門結構

客車頂部蓋罩主要用于防水、防護作用，其需要具有良好的通風、保溫特性。由于客車需要在各種復雜情況下進行作業，不同地區對于通風和保溫性有著不同的需求。比如所在高緯度地區其對于保溫性有著較高的要求而對于通風性則要求不高。在低緯度炎熱地區則對于通風性要求較高。為滿足上述要求可以在客車頂罩是通風口結構進行優化。在通風口結構設計上可以采用手動調節和自動調節兩大類。手動結構采用的是在通風口加設滑動抽拉式手動調節裝置，可以采用手動來對通風口的開口大小進行調節，結合不同地區的不同通風需求手動調節通風口的開口量。比如說在夏季要求降溫時可以將通風口調節至最大位置，增強電池罩內的通風效果。而在冬季時則可以手動調節風門的大小，通過調小風門降低電池罩內的通風量用以控制散熱。上述設計能夠方便的對電池罩內的溫度進行調節但是不足之處在于需要手動完成。智能式電池罩通風結構采用的原理與手動式基本相似，但是不同的是智能式采用的是電機驅動開口量的方式，而無需采用人工。通過在電池罩通風口處加裝溫控盒和驅動盒，溫控盒實現對于電池罩內溫度的檢測，在檢測到內部溫度過高時驅動伺服電機增加通風口的開口量，通過增加電池罩內的通風效果用以調節電池罩內的溫度。同樣，在溫控盒檢測到溫度過低時，將會驅動伺服電機減少通風口的開口量，通過降低電池罩內的通風效果用以調節電池罩內的溫度。手動式和智能式都能夠完成通風口開口的調節，需要注意的是智能式風口調節裝置的成本較高、結構復雜，設計時需要結合客車設計要求采用不同的設計結構。

三、結語

客車頂罩主要用于對客車頂部設備的防護，現代客車頂罩不僅要求具有良好的外形還需要具有良好的功用。本文在介紹客車頂罩結構的基礎上對如何做好客車頂罩維修門和通風口處的優化設計進行了分析介紹。