动车组设备舱挡板强度对比计算分析

动车组设备舱挡板强度对比计算分析

程春欣吴磊陈光洋

中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063035

摘要：设备舱作为高速动车组的特别重要组成部分，其在运营时会受到多方面的的作用，所以其挡板强度直接影响动车组的使用寿命，因此本文着重介绍了设备舱在高速动车组中的重要作用和需要解决的技术问题。并针对高速动车组的运行时设备舱结构承受空气压力、轮轨相互作用等因素引起的交变复杂载荷，致使车下设备及设备舱结构出现问题以及设备舱所需的技术标准进行深入的探讨和分析，寻求如何优化设计结构的方法，为其他类型动车组、地铁和城市轨道交通等的设备舱挡板的设计提供必要支撑。

关键词：动车组；设备舱；分析

引言

动车组全称动车组列车（D-SeriesHigh-SpeedTrain），是现代动力火车的一种类型，用至少两节带驱动力的车厢和若干节不带牵引力的车厢共同组成。动车组重要的组成部分是设备舱，设备舱挡板主要是由裙板、设备舱支架和舱底板等共同组成，悬挂安装在车体底架下部两个转向架之间和转向架到车体端墙的部位。因为高速动车组列车行车速度高，同时为了节省动车内部的有限空间所以会将大部分车辆设备安置在车体下面，车下设备舱就是用于保护车下设备和改善列车空气动力学性能的考虑而设置。

1设备舱设计采用的标准

设备舱系统是动车组整个系统最为关键的系统之一，因此其在设计中需要对设备舱挡板需要满足高标准和严要求，高速动车组在设备舱设计中主要采用如下标准对其进行规范：

1.1在结构要求的方面主要以《铁路应用-铁道车辆车体的结构要求》中的相关要求作为主要依据。

1.2焊接标准主以《铁路应用-铁路车辆和车辆部件的焊接》中焊缝质量等级严格执行CPC2级作为重要参考。

1.3设备舱挡板的防火要求必须严格按照《铁道车辆的防火》中的规定。

1.4RAMS必须执行《铁路应用-可靠性、实用性、可维护性和安全性的规范和示范》中的相关标准。

1.5制件表面粗糙度按照《产品几何量技术规范产品技术文档中表面特征的表示法》里面相关要求严格执行。

1.6公差方面采用《一般公差第1部分：不带单独公差标识的线性和角度尺寸公差》的相关标准，公差等级为千米级。

2设备舱需考虑的技术问题

设备舱挡板的用处就是保护车下设备与改善动车空气动力学性能，它的外形既要受制于各系统设备尺寸，还要保证整列动车组的断面轮廓和流线型的整体性，另外还必须综合考虑车体轻量化的要求和恶劣的工作环境对设备舱造成的危害，所以设备舱挡板的设计必须重点考虑下面的技术问。

2.1依据每辆车车下设备布置情况和车体的断面确定设备舱的气动外形、总体结构类型、悬挂方式和体积重量以及设备舱与底架的机械、电气接口要求。

2.2确保动车组安全运行，达到动车组运行时设备舱挡板的刚度和强度与防火标准。

2.3达到车下装置的安装要求，可以把这作为基础判断设备舱的具体结构型式。

2.4设备舱必须作为一个独立的系统存在，即和其他的部位不存在依存的关系，这样便于设备舱自身的安设、拆卸和车下设备的检测和维修。

2.5因为设备舱所处部位在动车的下面，所接触的工作环境特别恶劣，而设备舱内部的电气设备需要相对干净的工作环境，所以设计时必须考虑设备舱系统的密封性，以避免雨雪、空气中的灰尘等杂质进入设备舱，对设备舱里的设施造成一定程度上的危害，因此设备舱挡板不仅要具有一定的强度还要具有一定的密闭性。

3设备舱总体结构型式及分析

高速动车组设备舱总体外形为长弧状箱型结构，采用全密封式的结构。根据安设装置的需要分为会分为若干个不同的模块。

3.1支架组成

支架及两侧支撑槽是支架的重要结构组成，支架通过吊架被安装在车体底架边梁上，必须详细思虑动车车身上的支架数量，结构类型和位置，来确定怎么安装，还要综合考虑车辆下不同类型设备的安装以及对其自身刚度和强度的需求。每两个支架用安设角铁连接到支架槽上。支架组件的主要功能是构造机舱配置系统的整体框架结构，以确保整个设备舱挡板的刚度和强度，并为其提供必要的载体用于裙板和舱底板的安装。

3.2裙板组成

裙板主要由裙板、封梁、裙钩和裙锁四部分组成。安设裙板的主要功能是保护内部设备，减少动车运行时的空气阻力。裙板的设计须要考虑车辆的横截面形状，支架的高度以及设备在车辆中的安装。裙板下部设计有销孔，通过销轴与支撑槽上提供的销孔连接。板的上端通过固定在裙板锁安装在车身的底盘，这是裙板安装和固定所采用一般的方法,裙钩是安装在下部车身底部的装置以促进裙板在开放状态下可以实现挂靠的目的。裙板的大小和布置要按照支架的位置和设备安装的具体情况来确定。同时可根据裙板安装设备的散热要求设置通风格栅，在通风格栅上安装防尘过滤器，因为防止灰尘等杂质进入设备舱是特别需要注意的。裙板的组成考虑到了整个设备隔间的密封性，密封是通过安装在裙摆上的密封条连接到弯曲的密封梁和上部密封梁来实现的。

3.3舱底板

舱底板一般采取铝蜂窝夹层结构来建造，通过一些底板锁装置在设备仓的下面，以使整个设备更加完整和提高设备舱的密封性，使设备舱免受动车下面的小石块和一些杂物等造成的不必要的危害，而且舱底板也可以用于避免轨道里的杂物对车下的设备造成损害，还可以起到减缓车下气流的作用以减低整个动车组列车的风阻。和裙板异曲同工的是，在设计中需要考虑舱底板的封闭性，并结合设备的具体散热性要求在不同部位增设通风格栅或者安装接口开孔，以减少损坏。

4结语

设备舱挡板是动车组上特别复杂且重要的组成部分之一，高速动车组设备舱挡板的规范设计会采用特别严厉的规格保证其强度达到标准要求和设计输出的科学性和合理性。所以为了延长动车的使用寿命，一定要综合考虑设备舱挡板的研制需求，避免外在的压力和一些特殊情况对其造成不必要的损失。同时也要总结动车组设备舱挡板的研究成果为以后其他类型设施的制造提供基础参考。

参考文献：

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