儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩設(shè)計(jì)

劉玉龍　馮彬　文質(zhì)彬　肖宇

摘要：頭罩是地鐵車輛中最具標(biāo)志性的部件之一，首先出現(xiàn)在人的視野范圍內(nèi)，在美觀、強(qiáng)度等方面要求很高，研究頭罩具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；本文簡(jiǎn)要介紹了常見頭罩的材料性能、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及頭罩成型工藝，著重分析了儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，具有一定的指導(dǎo)意義，為便于今后頭罩設(shè)計(jì)工作做積累和鋪墊。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車；頭罩；玻璃鋼；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U264

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城市人口的快速增長(zhǎng)，相應(yīng)地給城市交通帶來(lái)了與日俱增的壓力，而軌道交通成為解決該問題的理想交通方式。近些年來(lái)城市軌道交通得到了迅猛的發(fā)展。

有軌電車頭罩安裝在列車司機(jī)室前端，是整車外型設(shè)計(jì)中重要組成部件之一，最能夠體現(xiàn)城市風(fēng)格、文化傳承以及城市精神面貌的部件，其上裝有運(yùn)行燈、防護(hù)燈、前照燈、前窗玻璃、刮雨器等。本文對(duì)頭罩的選材、性能、成型工藝、安裝方式和造型進(jìn)行了探討，對(duì)后續(xù)頭罩設(shè)計(jì)工作具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 材料設(shè)計(jì)

為滿足現(xiàn)代化的審美要求，頭罩外觀呈大弧度雙曲面造型，這種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，金屬材料基本是難以實(shí)現(xiàn)的，而玻璃鋼復(fù)合材料正好可以滿足，表1是玻璃鋼的一些基本性能。

表1 玻璃鋼的材料性能

使用環(huán)境 -35～+40?C

吸水性能 ≤0.5%

巴氏硬度 ≥25

沖擊韌性（kJ/m2） ≥150

阻燃性能 氧指數(shù)≥28 難燃級(jí)

玻璃鋼即FRP，學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料，它是合成樹脂為基體材料，以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。玻璃鋼的密度介于1.5-2.0 g/cm3，只有普通碳鋼的1/4-1/5，比鋁還要輕1/3左右，而機(jī)械強(qiáng)度卻很高，某些方面甚至能接近普通碳鋼水平。玻璃鋼有良好的熱性能，其比熱是金屬的2-3倍，但導(dǎo)熱系數(shù)比較低，只是金屬材料的1/100-1/1000。玻璃鋼是良好的耐腐蝕材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。

玻璃鋼的種類較多，常用的有環(huán)氧樹脂玻璃鋼與聚脂玻璃鋼。環(huán)氧樹脂玻璃鋼具有較好的耐腐蝕性，粘結(jié)力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，還具有一定的電絕緣性和耐堿能力，但價(jià)格相對(duì)昂貴。聚脂玻璃鋼制品適用于制作曲面結(jié)構(gòu)和造型復(fù)雜件，該材料適用于頭罩、導(dǎo)流罩、門立柱罩、側(cè)墻板等車輛內(nèi)裝部件。聚酯玻璃鋼相對(duì)于環(huán)氧玻璃鋼耐候性更好，更耐老化，且在固化過程中無(wú)揮發(fā)物逸出，可常溫成型，具有固化施工方便，模具簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)費(fèi)用相對(duì)較低的特點(diǎn)。故從經(jīng)濟(jì)適用環(huán)保角度聚酯玻璃鋼是城軌車輛頭罩的最佳選擇。

2 成型工藝

頭罩采用真空灌注成型（VARTM）工藝制備，原理是利用薄膜將增強(qiáng)材料密封于單邊模具上，借助于真空將低黏度樹脂吸入，利用高滲透率介質(zhì)沿增強(qiáng)材料的表面快速浸漬，并同時(shí)向增強(qiáng)材料厚度方向進(jìn)行浸潤(rùn)。真空灌注成型適用于小批量、尺寸大、質(zhì)量高的制品，它廣泛應(yīng)用于艦船、軍事設(shè)施、國(guó)防工程、航空和民用工業(yè)領(lǐng)域，其主要產(chǎn)品有游艇、機(jī)艙罩、雷達(dá)罩、機(jī)翼、風(fēng)力發(fā)電葉片、頭罩、體育用品配件等。此種工藝制備的產(chǎn)品纖維含量高，機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，衛(wèi)生環(huán)保。該工藝設(shè)備主要有真空泵、導(dǎo)流管、壓力表、導(dǎo)流布、脫模布、真空袋等，其工藝過程如下圖2所示：

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車玻璃鋼頭罩按照流線型進(jìn)行設(shè)計(jì)，外觀敏捷靈活，極富動(dòng)感效果，能夠充分減少氣動(dòng)噪聲以及運(yùn)行中的空氣阻力；其厚度為34mm，采用兩層聚酯玻璃鋼內(nèi)填充泡沫的夾層結(jié)構(gòu)，即4.5mm（聚酯玻璃鋼）+25mm（泡沫）+4.5mm（聚酯玻璃鋼）；該結(jié)構(gòu)中間泡沫夾層能夠吸聲減震降噪，同時(shí)達(dá)到減重效果，兩側(cè)玻璃鋼起到強(qiáng)化作用，總體結(jié)構(gòu)滿足UIC651-2002頭罩抗沖擊性，頭罩未擊穿、DIN5510-2-2009防火等級(jí)3、UIC 567-1隔熱及DIN 52210-6隔音不小于38db（A）的相關(guān)要求。

頭罩設(shè)計(jì)中需給LED頂部運(yùn)行燈、后視攝像機(jī)、刮雨器、前窗玻璃、后霧燈、側(cè)窗玻璃、LED防護(hù)燈、前照燈等部件預(yù)留出合適空間或安裝接口，如根據(jù)玻璃的大小確定頭罩的開窗大小，頭罩搭接玻璃面處寬度，厚度要能足夠支撐玻璃；根據(jù)玻璃大小及視野分析確定刮雨器刮臂刮片長(zhǎng)度，從而確定刮雨器在頭罩上的安裝位置及連接座位置等，下圖3是儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車玻璃鋼頭罩造型，圖中文字表示相應(yīng)部件安裝位置。

頭罩兩側(cè)留有側(cè)窗玻璃安裝接口，三面玻璃窗使司機(jī)視野寬敞遼闊；上部?jī)蓚?cè)留有后視攝像機(jī)安裝接口；為了給前照燈及LED防護(hù)燈留出安裝空間，頭罩前部設(shè)計(jì)成臺(tái)階外形，并在臺(tái)階上預(yù)留出雷達(dá)等電氣設(shè)備安裝接口，這與以往項(xiàng)目存在較大區(qū)別，可為今后豐富頭罩設(shè)計(jì)提供平臺(tái)及經(jīng)驗(yàn)。

4 安裝方式

儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩安裝采用先螺栓緊固再進(jìn)行打膠的處理方式。如圖4（a）所示，頭罩下部左右兩側(cè)通過螺栓螺母將頭罩與車體底架連接成一體，可通過頭罩橫向腰型孔和車體縱向腰型孔實(shí)現(xiàn)縫隙調(diào)整均勻；頭罩后部左右兩側(cè)靠近司機(jī)室側(cè)門處采用螺栓、套筒與頭罩本身預(yù)埋螺母，將頭罩與車體后梁緊固起來(lái)，如圖4（b）；頭罩上部可通過T型螺栓在“C”型槽內(nèi)滑動(dòng)和“L”型安裝座的高度方向腰型孔來(lái)實(shí)現(xiàn)縫隙調(diào)整，如圖4（c）。

通過螺栓、螺母、預(yù)埋螺母、或者T型螺栓等緊固件將頭罩四周與車體牢牢緊固在一起，后續(xù)進(jìn)行打膠處理，明顯有別于之前項(xiàng)目頭罩單純打膠的安裝方式，前者通過螺栓連接的安裝方式，安全穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，既解決了骨架較少車體的頭罩安裝難題，又保證了安裝效果，豐富了后續(xù)項(xiàng)目頭罩安裝方式。

5 小結(jié)

玻璃鋼頭罩在強(qiáng)度、降噪、防火、隔熱、耐磨、防水、抗撞擊等方面均有優(yōu)越的性能，具有制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，重量輕，造型及顏色豐富等一系列優(yōu)點(diǎn)，十分適合制作造型復(fù)雜的頭罩；儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩獨(dú)特的外部造型，使司機(jī)視野寬敞遼闊，特有的螺栓連接，安全穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，很大程度上豐富了頭罩設(shè)計(jì)，為后續(xù)頭罩設(shè)計(jì)工作做基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 7928-2003， 地鐵車輛通用技術(shù)條件[S].

[2] UIC 651 OR-2002， 機(jī)車、有軌電車、動(dòng)車組、驅(qū)動(dòng)拖車的司機(jī)室布置[S].

[3] DIN 16948-1975， 玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹脂模塑材料-特殊模塑材料的性能[S].endprint

摘要：頭罩是地鐵車輛中最具標(biāo)志性的部件之一，首先出現(xiàn)在人的視野范圍內(nèi)，在美觀、強(qiáng)度等方面要求很高，研究頭罩具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；本文簡(jiǎn)要介紹了常見頭罩的材料性能、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及頭罩成型工藝，著重分析了儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，具有一定的指導(dǎo)意義，為便于今后頭罩設(shè)計(jì)工作做積累和鋪墊。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車；頭罩；玻璃鋼；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U264

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城市人口的快速增長(zhǎng)，相應(yīng)地給城市交通帶來(lái)了與日俱增的壓力，而軌道交通成為解決該問題的理想交通方式。近些年來(lái)城市軌道交通得到了迅猛的發(fā)展。

有軌電車頭罩安裝在列車司機(jī)室前端，是整車外型設(shè)計(jì)中重要組成部件之一，最能夠體現(xiàn)城市風(fēng)格、文化傳承以及城市精神面貌的部件，其上裝有運(yùn)行燈、防護(hù)燈、前照燈、前窗玻璃、刮雨器等。本文對(duì)頭罩的選材、性能、成型工藝、安裝方式和造型進(jìn)行了探討，對(duì)后續(xù)頭罩設(shè)計(jì)工作具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 材料設(shè)計(jì)

為滿足現(xiàn)代化的審美要求，頭罩外觀呈大弧度雙曲面造型，這種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，金屬材料基本是難以實(shí)現(xiàn)的，而玻璃鋼復(fù)合材料正好可以滿足，表1是玻璃鋼的一些基本性能。

表1 玻璃鋼的材料性能

使用環(huán)境 -35～+40?C

吸水性能 ≤0.5%

巴氏硬度 ≥25

沖擊韌性（kJ/m2） ≥150

阻燃性能 氧指數(shù)≥28 難燃級(jí)

玻璃鋼即FRP，學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料，它是合成樹脂為基體材料，以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。玻璃鋼的密度介于1.5-2.0 g/cm3，只有普通碳鋼的1/4-1/5，比鋁還要輕1/3左右，而機(jī)械強(qiáng)度卻很高，某些方面甚至能接近普通碳鋼水平。玻璃鋼有良好的熱性能，其比熱是金屬的2-3倍，但導(dǎo)熱系數(shù)比較低，只是金屬材料的1/100-1/1000。玻璃鋼是良好的耐腐蝕材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。

玻璃鋼的種類較多，常用的有環(huán)氧樹脂玻璃鋼與聚脂玻璃鋼。環(huán)氧樹脂玻璃鋼具有較好的耐腐蝕性，粘結(jié)力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，還具有一定的電絕緣性和耐堿能力，但價(jià)格相對(duì)昂貴。聚脂玻璃鋼制品適用于制作曲面結(jié)構(gòu)和造型復(fù)雜件，該材料適用于頭罩、導(dǎo)流罩、門立柱罩、側(cè)墻板等車輛內(nèi)裝部件。聚酯玻璃鋼相對(duì)于環(huán)氧玻璃鋼耐候性更好，更耐老化，且在固化過程中無(wú)揮發(fā)物逸出，可常溫成型，具有固化施工方便，模具簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)費(fèi)用相對(duì)較低的特點(diǎn)。故從經(jīng)濟(jì)適用環(huán)保角度聚酯玻璃鋼是城軌車輛頭罩的最佳選擇。

2 成型工藝

頭罩采用真空灌注成型（VARTM）工藝制備，原理是利用薄膜將增強(qiáng)材料密封于單邊模具上，借助于真空將低黏度樹脂吸入，利用高滲透率介質(zhì)沿增強(qiáng)材料的表面快速浸漬，并同時(shí)向增強(qiáng)材料厚度方向進(jìn)行浸潤(rùn)。真空灌注成型適用于小批量、尺寸大、質(zhì)量高的制品，它廣泛應(yīng)用于艦船、軍事設(shè)施、國(guó)防工程、航空和民用工業(yè)領(lǐng)域，其主要產(chǎn)品有游艇、機(jī)艙罩、雷達(dá)罩、機(jī)翼、風(fēng)力發(fā)電葉片、頭罩、體育用品配件等。此種工藝制備的產(chǎn)品纖維含量高，機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，衛(wèi)生環(huán)保。該工藝設(shè)備主要有真空泵、導(dǎo)流管、壓力表、導(dǎo)流布、脫模布、真空袋等，其工藝過程如下圖2所示：

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車玻璃鋼頭罩按照流線型進(jìn)行設(shè)計(jì)，外觀敏捷靈活，極富動(dòng)感效果，能夠充分減少氣動(dòng)噪聲以及運(yùn)行中的空氣阻力；其厚度為34mm，采用兩層聚酯玻璃鋼內(nèi)填充泡沫的夾層結(jié)構(gòu)，即4.5mm（聚酯玻璃鋼）+25mm（泡沫）+4.5mm（聚酯玻璃鋼）；該結(jié)構(gòu)中間泡沫夾層能夠吸聲減震降噪，同時(shí)達(dá)到減重效果，兩側(cè)玻璃鋼起到強(qiáng)化作用，總體結(jié)構(gòu)滿足UIC651-2002頭罩抗沖擊性，頭罩未擊穿、DIN5510-2-2009防火等級(jí)3、UIC 567-1隔熱及DIN 52210-6隔音不小于38db（A）的相關(guān)要求。

頭罩設(shè)計(jì)中需給LED頂部運(yùn)行燈、后視攝像機(jī)、刮雨器、前窗玻璃、后霧燈、側(cè)窗玻璃、LED防護(hù)燈、前照燈等部件預(yù)留出合適空間或安裝接口，如根據(jù)玻璃的大小確定頭罩的開窗大小，頭罩搭接玻璃面處寬度，厚度要能足夠支撐玻璃；根據(jù)玻璃大小及視野分析確定刮雨器刮臂刮片長(zhǎng)度，從而確定刮雨器在頭罩上的安裝位置及連接座位置等，下圖3是儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車玻璃鋼頭罩造型，圖中文字表示相應(yīng)部件安裝位置。

頭罩兩側(cè)留有側(cè)窗玻璃安裝接口，三面玻璃窗使司機(jī)視野寬敞遼闊；上部?jī)蓚?cè)留有后視攝像機(jī)安裝接口；為了給前照燈及LED防護(hù)燈留出安裝空間，頭罩前部設(shè)計(jì)成臺(tái)階外形，并在臺(tái)階上預(yù)留出雷達(dá)等電氣設(shè)備安裝接口，這與以往項(xiàng)目存在較大區(qū)別，可為今后豐富頭罩設(shè)計(jì)提供平臺(tái)及經(jīng)驗(yàn)。

4 安裝方式

儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩安裝采用先螺栓緊固再進(jìn)行打膠的處理方式。如圖4（a）所示，頭罩下部左右兩側(cè)通過螺栓螺母將頭罩與車體底架連接成一體，可通過頭罩橫向腰型孔和車體縱向腰型孔實(shí)現(xiàn)縫隙調(diào)整均勻；頭罩后部左右兩側(cè)靠近司機(jī)室側(cè)門處采用螺栓、套筒與頭罩本身預(yù)埋螺母，將頭罩與車體后梁緊固起來(lái)，如圖4（b）；頭罩上部可通過T型螺栓在“C”型槽內(nèi)滑動(dòng)和“L”型安裝座的高度方向腰型孔來(lái)實(shí)現(xiàn)縫隙調(diào)整，如圖4（c）。

通過螺栓、螺母、預(yù)埋螺母、或者T型螺栓等緊固件將頭罩四周與車體牢牢緊固在一起，后續(xù)進(jìn)行打膠處理，明顯有別于之前項(xiàng)目頭罩單純打膠的安裝方式，前者通過螺栓連接的安裝方式，安全穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，既解決了骨架較少車體的頭罩安裝難題，又保證了安裝效果，豐富了后續(xù)項(xiàng)目頭罩安裝方式。

5 小結(jié)

玻璃鋼頭罩在強(qiáng)度、降噪、防火、隔熱、耐磨、防水、抗撞擊等方面均有優(yōu)越的性能，具有制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，重量輕，造型及顏色豐富等一系列優(yōu)點(diǎn)，十分適合制作造型復(fù)雜的頭罩；儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩獨(dú)特的外部造型，使司機(jī)視野寬敞遼闊，特有的螺栓連接，安全穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，很大程度上豐富了頭罩設(shè)計(jì)，為后續(xù)頭罩設(shè)計(jì)工作做基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 7928-2003， 地鐵車輛通用技術(shù)條件[S].

[2] UIC 651 OR-2002， 機(jī)車、有軌電車、動(dòng)車組、驅(qū)動(dòng)拖車的司機(jī)室布置[S].

[3] DIN 16948-1975， 玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹脂模塑材料-特殊模塑材料的性能[S].endprint

摘要：頭罩是地鐵車輛中最具標(biāo)志性的部件之一，首先出現(xiàn)在人的視野范圍內(nèi)，在美觀、強(qiáng)度等方面要求很高，研究頭罩具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；本文簡(jiǎn)要介紹了常見頭罩的材料性能、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及頭罩成型工藝，著重分析了儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，具有一定的指導(dǎo)意義，為便于今后頭罩設(shè)計(jì)工作做積累和鋪墊。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車；頭罩；玻璃鋼；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U264

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城市人口的快速增長(zhǎng)，相應(yīng)地給城市交通帶來(lái)了與日俱增的壓力，而軌道交通成為解決該問題的理想交通方式。近些年來(lái)城市軌道交通得到了迅猛的發(fā)展。

有軌電車頭罩安裝在列車司機(jī)室前端，是整車外型設(shè)計(jì)中重要組成部件之一，最能夠體現(xiàn)城市風(fēng)格、文化傳承以及城市精神面貌的部件，其上裝有運(yùn)行燈、防護(hù)燈、前照燈、前窗玻璃、刮雨器等。本文對(duì)頭罩的選材、性能、成型工藝、安裝方式和造型進(jìn)行了探討，對(duì)后續(xù)頭罩設(shè)計(jì)工作具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 材料設(shè)計(jì)

為滿足現(xiàn)代化的審美要求，頭罩外觀呈大弧度雙曲面造型，這種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，金屬材料基本是難以實(shí)現(xiàn)的，而玻璃鋼復(fù)合材料正好可以滿足，表1是玻璃鋼的一些基本性能。

表1 玻璃鋼的材料性能

使用環(huán)境 -35～+40?C

吸水性能 ≤0.5%

巴氏硬度 ≥25

沖擊韌性（kJ/m2） ≥150

阻燃性能 氧指數(shù)≥28 難燃級(jí)

玻璃鋼即FRP，學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料，它是合成樹脂為基體材料，以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。玻璃鋼的密度介于1.5-2.0 g/cm3，只有普通碳鋼的1/4-1/5，比鋁還要輕1/3左右，而機(jī)械強(qiáng)度卻很高，某些方面甚至能接近普通碳鋼水平。玻璃鋼有良好的熱性能，其比熱是金屬的2-3倍，但導(dǎo)熱系數(shù)比較低，只是金屬材料的1/100-1/1000。玻璃鋼是良好的耐腐蝕材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。

玻璃鋼的種類較多，常用的有環(huán)氧樹脂玻璃鋼與聚脂玻璃鋼。環(huán)氧樹脂玻璃鋼具有較好的耐腐蝕性，粘結(jié)力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，還具有一定的電絕緣性和耐堿能力，但價(jià)格相對(duì)昂貴。聚脂玻璃鋼制品適用于制作曲面結(jié)構(gòu)和造型復(fù)雜件，該材料適用于頭罩、導(dǎo)流罩、門立柱罩、側(cè)墻板等車輛內(nèi)裝部件。聚酯玻璃鋼相對(duì)于環(huán)氧玻璃鋼耐候性更好，更耐老化，且在固化過程中無(wú)揮發(fā)物逸出，可常溫成型，具有固化施工方便，模具簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)費(fèi)用相對(duì)較低的特點(diǎn)。故從經(jīng)濟(jì)適用環(huán)保角度聚酯玻璃鋼是城軌車輛頭罩的最佳選擇。

2 成型工藝

頭罩采用真空灌注成型（VARTM）工藝制備，原理是利用薄膜將增強(qiáng)材料密封于單邊模具上，借助于真空將低黏度樹脂吸入，利用高滲透率介質(zhì)沿增強(qiáng)材料的表面快速浸漬，并同時(shí)向增強(qiáng)材料厚度方向進(jìn)行浸潤(rùn)。真空灌注成型適用于小批量、尺寸大、質(zhì)量高的制品，它廣泛應(yīng)用于艦船、軍事設(shè)施、國(guó)防工程、航空和民用工業(yè)領(lǐng)域，其主要產(chǎn)品有游艇、機(jī)艙罩、雷達(dá)罩、機(jī)翼、風(fēng)力發(fā)電葉片、頭罩、體育用品配件等。此種工藝制備的產(chǎn)品纖維含量高，機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，衛(wèi)生環(huán)保。該工藝設(shè)備主要有真空泵、導(dǎo)流管、壓力表、導(dǎo)流布、脫模布、真空袋等，其工藝過程如下圖2所示：

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車玻璃鋼頭罩按照流線型進(jìn)行設(shè)計(jì)，外觀敏捷靈活，極富動(dòng)感效果，能夠充分減少氣動(dòng)噪聲以及運(yùn)行中的空氣阻力；其厚度為34mm，采用兩層聚酯玻璃鋼內(nèi)填充泡沫的夾層結(jié)構(gòu)，即4.5mm（聚酯玻璃鋼）+25mm（泡沫）+4.5mm（聚酯玻璃鋼）；該結(jié)構(gòu)中間泡沫夾層能夠吸聲減震降噪，同時(shí)達(dá)到減重效果，兩側(cè)玻璃鋼起到強(qiáng)化作用，總體結(jié)構(gòu)滿足UIC651-2002頭罩抗沖擊性，頭罩未擊穿、DIN5510-2-2009防火等級(jí)3、UIC 567-1隔熱及DIN 52210-6隔音不小于38db（A）的相關(guān)要求。

頭罩設(shè)計(jì)中需給LED頂部運(yùn)行燈、后視攝像機(jī)、刮雨器、前窗玻璃、后霧燈、側(cè)窗玻璃、LED防護(hù)燈、前照燈等部件預(yù)留出合適空間或安裝接口，如根據(jù)玻璃的大小確定頭罩的開窗大小，頭罩搭接玻璃面處寬度，厚度要能足夠支撐玻璃；根據(jù)玻璃大小及視野分析確定刮雨器刮臂刮片長(zhǎng)度，從而確定刮雨器在頭罩上的安裝位置及連接座位置等，下圖3是儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車玻璃鋼頭罩造型，圖中文字表示相應(yīng)部件安裝位置。

頭罩兩側(cè)留有側(cè)窗玻璃安裝接口，三面玻璃窗使司機(jī)視野寬敞遼闊；上部?jī)蓚?cè)留有后視攝像機(jī)安裝接口；為了給前照燈及LED防護(hù)燈留出安裝空間，頭罩前部設(shè)計(jì)成臺(tái)階外形，并在臺(tái)階上預(yù)留出雷達(dá)等電氣設(shè)備安裝接口，這與以往項(xiàng)目存在較大區(qū)別，可為今后豐富頭罩設(shè)計(jì)提供平臺(tái)及經(jīng)驗(yàn)。

4 安裝方式

儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩安裝采用先螺栓緊固再進(jìn)行打膠的處理方式。如圖4（a）所示，頭罩下部左右兩側(cè)通過螺栓螺母將頭罩與車體底架連接成一體，可通過頭罩橫向腰型孔和車體縱向腰型孔實(shí)現(xiàn)縫隙調(diào)整均勻；頭罩后部左右兩側(cè)靠近司機(jī)室側(cè)門處采用螺栓、套筒與頭罩本身預(yù)埋螺母，將頭罩與車體后梁緊固起來(lái)，如圖4（b）；頭罩上部可通過T型螺栓在“C”型槽內(nèi)滑動(dòng)和“L”型安裝座的高度方向腰型孔來(lái)實(shí)現(xiàn)縫隙調(diào)整，如圖4（c）。

通過螺栓、螺母、預(yù)埋螺母、或者T型螺栓等緊固件將頭罩四周與車體牢牢緊固在一起，后續(xù)進(jìn)行打膠處理，明顯有別于之前項(xiàng)目頭罩單純打膠的安裝方式，前者通過螺栓連接的安裝方式，安全穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，既解決了骨架較少車體的頭罩安裝難題，又保證了安裝效果，豐富了后續(xù)項(xiàng)目頭罩安裝方式。

5 小結(jié)

玻璃鋼頭罩在強(qiáng)度、降噪、防火、隔熱、耐磨、防水、抗撞擊等方面均有優(yōu)越的性能，具有制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，重量輕，造型及顏色豐富等一系列優(yōu)點(diǎn)，十分適合制作造型復(fù)雜的頭罩；儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車頭罩獨(dú)特的外部造型，使司機(jī)視野寬敞遼闊，特有的螺栓連接，安全穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，很大程度上豐富了頭罩設(shè)計(jì)，為后續(xù)頭罩設(shè)計(jì)工作做基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 7928-2003， 地鐵車輛通用技術(shù)條件[S].

[2] UIC 651 OR-2002， 機(jī)車、有軌電車、動(dòng)車組、驅(qū)動(dòng)拖車的司機(jī)室布置[S].

[3] DIN 16948-1975， 玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹脂模塑材料-特殊模塑材料的性能[S].endprint