动车组轻量化内装设计探讨

动车组轻量化内装设计探讨

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中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东省  青岛市  266111

摘要：随着铁路设备技术的发展，高速铁路动车组的运行速度也在不断地提升，而为了更好地提升内装的美观性和轻量化性，将需要将轻量化理念融入到设计中。本文从对典型动车组的内装设计思想和结构进行分析，并结合国内铁路的实际情况，对我国动车组轻量化内装的发展趋势进行分析，以期为今后深入开展轻量化内装的研究工作提供借鉴。

关键词：动车组；内装设计；轻量化

1 引言

我国铁路在较短时间内，通过引进、消化、再创新，使铁路设备技术在较短时间内达到较高起点。经过十多年的高速发展，我国高铁技术已跻身于国际前列。与普通列车相比，高铁不仅在速度上得到提高，而且在车身结构和材料、牵引控制、制动系统、网络控制、内部装饰和材料等各方面都得到全面的提高，而将轻量化理念融入到动车组的内装设计中将能够更好地减轻轨道重量，进而为促进高铁动车组的可持续性发展奠定良好基础。

2 提高动车组轻量化设计的具体措施

2.1 车顶结构

车顶结构主要采用的是一体化模块结构，在两侧顶板与中间面板之间安装照明条，二者平稳过渡，造型简洁、便捷。设计时，将侧顶板下端用螺丝固定在行李架内部不显眼的地方，上端用螺栓固定于灯带背面的铝型材，中间的两侧也用螺栓固定在灯条后面的铝型材上，中间和侧面用灯条作为过渡，垂直部分由天然缝线连接。中间的顶部采用高性能的玻璃纤维材料，并在侧面的顶部设置许多小孔。这种小孔既可以作为装饰品，也可以作为空调出风口，将冷空气或热风均匀地从通风管道中排出。与主风道连接的支风管与顶板预先形成一体，大大简化装配过程，提高装配效率和轻量化。

2.2 座椅与行李架

座椅的设计可以实现180度的转动，确保乘客始终可以沿着行驶的方向储乘坐，从而提高乘坐的舒适度。座位采用螺栓与预先设置的导轨连接，不但能够有效提高安装的效率和精确度，还能够提升拆检以及检修的便利性。而在行李架的轻量化设计过程中，箱体面板采用低密度高性能铝复合板材，支架采用铝合金浇铸而成。为了更好地保证其安装的精确性，可以在侧墙钢结构中增加铝质导轨，使得其与侧墙的上口形成均匀的倾斜，从而改善整体的外观。

2.3 侧墙结构

侧墙板采用高品质的玻璃纤维模组，而窗壁板可以采用一体化模组结构，窗下开口设有可放茶杯等小型物品的窗台，上部为与行李架相匹配的倾斜凸形，两边自然折叠，并预先在组件上安装衣帽钩和卷帘式结构。三段式壁板既可以提高墙体本身的功能要求，又可以满足装置的扩充要求。设计时，上部模组之间可以采用宽体自然缝，下层采用黑色海绵橡胶条，结构较为简单。而为了更好地适应电加热的要求，可以将下壁板之间的天然缝隙减少到2mm；还可在窗下壁板下端设置可插入下壁板的铝芯，以增加壁板安装的方便；采用螺丝将窗下和窗下的壁板连接固定；下壁板下端与预设地面的铝合金型材相连接，从而简化装配过程，加速装配过程。

2.4 间壁、平顶结构

根据模块化设计与轻量化的思想，可以将整个车间的墙壁分为一端侧墙和二端侧墙两部分，期间可以采用耐比板作为制造材料，取代传统的塑料板，使车身的外观光洁度得到最大的提高，避免由于本身的缺点和底材的劣质导致的分层、散胶、开裂、起鼓等问题出现。平顶采用防倍板和铝框组合的模块化结构，它与铝制的回风形成一体，安装简单，外形美观，能进一步提高设计的可靠性。

2.5 车窗与侧门

高耸的车窗是由双层防爆玻璃和铝合金框架组成，极大地增加乘客的乘坐舒适性。窗户是从车里到车外的固定，通过结构胶固定，连接贴定位，以提高外侧壁的水平。门立盖与内壁平面平行，直立式设计为凹形结构，可将扶手与翻板固定装置结合为一体，更加便于人性化使用。门头罩、门立罩和隔墙都是用反倍特板构造，以避免门罩的外表颜色与隔间的颜色不协调。塞拉门上滑道与上部结构合而为一，没有滑行通道，在门板的下部设有铝型材滑槽，采用可调整的且有张力的滑轮在滑槽中移动，从而增加侧门安装的方便。

3 动车组轻量化内装设计趋势

3.1 同平台合作设计

铁路客车内装设计与其它部件的设计不同，它是车厢内的“面子工程”，其也是与旅客直接接触以及进行“互动”的地方。旅客的多元化需求日益增加，使得室内装潢设计需要从美学、人机工程学等多学科角度进行综合考量，个人或部门不能较好地掌握和运用各个学科的知识，所以多个领域的协作将成为落实内装轻量化设计的重要途径。阿尔斯通公司为芬兰生产的SM3型机车，其内部结构是由意大利雷伊尔和阿尔斯通共同开发的。阿尔斯通公司提供内部安装技术规范、内部美学原则、与其他部件和设备的连接，并将所有的细节都交给供应商。这种协同设计可以充分利用各个方面的优点，实现信息的高效共享，从而达到最佳的设计效果，并且也能够为国内高铁列车的内装设计提供一个新的发展趋势。

3.2 模块化设计

高铁是客车发展的必然趋势，轻量化、模块化也是未来的发展方向。尽管模块化对于轻型汽车来说并没有太大的影响，但是模块化程度却能从某种程度上体现出产品的设计水准。高铁动车组是我国铁路旅客运输市场的重要组成部分，同时也是未来铁路旅客运输的重要组成部分。高速列车的发展，必然会提高列车的档次和设计水准，模块化、轻量化的内装设计也将更好地满足我国交通事业的可持续性发展。

3.3 “以人为本”的设计理念

“以人为本”的理念，体现在客运列车上，特别是动车组的运行目的就是要满足每一位乘客的需要，并充分额营造一种温馨、舒适、体贴的环境，满足不同的旅客的需要，从而丰富和完善车厢的功能。由于我国的铁路与欧美的铁路有着较大的区别，在我国春运、暑运、节假日等高峰期，我国的动车将迎来客流高峰期，由此为了更好地满足不同民众的需求，将需要为其提供更多方便、及时、廉价的列车，由此在内装设计中将需要基于不同的群体设计不同的样式。而不同等级的内部装修，不仅能满足铁路运营人员的需要，还能满足不同的乘客需要。同时，它也体现“以人为本”的理念。在当今科学技术飞速发展的今天，人们出行、旅游的方式也日益增多，所以，要做到“以人为中心”，最大限度地满足旅客的需要，才能让高铁更有活力，更有竞争力。

3.4 新材料新工艺的运用

随着科学技术的发展和我国工业的发展，许多新的材料、新技术在铁路设备中得到广泛的应用。轻量化设计除了在设计、计算、验证、结构优化等方面进行深入的探索外，还将采用轻量化、高强度的新型材料和新的加工技术。随着近年来对镁铝合金材料和碳纤维材料的研究不断深化，超高强钢热成型、水压成型、半固态成型、超塑性成型等新技术正在逐步完善，其生产成本也在逐步下降，其应用前景较大。

4 结束语

总而言之，动车组内装的轻量化设计是当前值得重点思考的重要内容之一，其也需要设计者通过不断的实践探索，充分发挥自主创新的精神，设计出符合我国高铁自身特点的轻量化内装构件，以期更好地推动我国高铁运输事业的可持续性发展。

参考文献

[1]周春艳,鲍伟兵.浅谈“十三五”期间铁路客车内装设计发展方向[J].科技与企业,2016(01):14-15.

[2]贾坤.浅议如何提高动车组内装设计的轻量化[J].科技创新与应用,2015(09):55.

[3]李永恒.动车组轻量化内装设计探讨[J].中国铁路,2014(03):41-44.