淺談低地板司機(jī)室前端模塊結(jié)構(gòu)

【摘要】低地板車(chē)輛是現(xiàn)代城市新型交通裝備，車(chē)輛地板距軌面低于40cm，低地板車(chē)輛分為多種類(lèi)型，其中難度最大的就是100%低地板輕軌車(chē)。司機(jī)室前端模塊作為低地板車(chē)的前端外部裝飾件，對(duì)內(nèi)部的部件起到一定的支持及保護(hù)作用；司機(jī)室外部模塊采用玻璃鋼材質(zhì)，局部部位采用橡膠材質(zhì)，對(duì)行人及線路上的汽車(chē)等也起到一定的保護(hù)作用。司機(jī)室外部模塊的布置及安裝要考慮低地板車(chē)特殊的線路、安裝及更換要求，本文描述了司機(jī)室前端模塊的結(jié)構(gòu)合理性，個(gè)性化設(shè)計(jì)，便于檢修及安裝。

【關(guān)鍵詞】100%低地板；司機(jī)室；前端模塊

1、引言

為了緩解城市交通壓力，未來(lái)中國(guó)城市的輕軌建設(shè)需求量巨大，100%低地板車(chē)可以在城市狹小地帶穿越，不需要單獨(dú)建設(shè)站臺(tái)，線路不完全封閉，可以與汽車(chē)、行人共享道路通行權(quán)，將有效節(jié)約城市用地和建筑成本。

100%低地板車(chē)可以實(shí)現(xiàn)“無(wú)站臺(tái)”上下車(chē)，令乘客如坐公交汽車(chē)一樣方便，底部導(dǎo)流罩與路面的距離小。因其特殊的工作環(huán)境，所以在行駛過(guò)程中就無(wú)法避免與行人及城市建筑的碰撞。這就需要研制出一種新型的結(jié)構(gòu)能夠解決在碰撞發(fā)生時(shí)盡量減少對(duì)行人及建筑物的傷害，或是一旦發(fā)生碰撞破損后，碰撞塊容易更換。

本文介紹了100%低地板車(chē)前端模塊結(jié)構(gòu)，既滿足低地板車(chē)行駛過(guò)程的碰撞要求又能滿足易于拆卸功能。

2、碰撞對(duì)前端模塊布置的影響

司機(jī)室外部模塊作為低地板車(chē)的前端外部裝飾件，對(duì)內(nèi)部的部件起到一定的支持及保護(hù)作用；司機(jī)室外部模塊采用玻璃鋼材質(zhì)，局部部位采用軟性橡膠材質(zhì)，對(duì)行人及線路上的汽車(chē)等起到一定的保護(hù)作用。

100%低地板車(chē)線路不完全封閉，可以與汽車(chē)、行人共享道路通行權(quán)，特殊的行車(chē)環(huán)境要求考慮碰撞的時(shí)，必須考慮人的因素：如果車(chē)輛發(fā)生碰撞，效果是將人鏟開(kāi)，而不是壓入車(chē)底，以減少對(duì)人的傷害。達(dá)到上述效果碰撞點(diǎn)應(yīng)該低于人體的重心高度，如果碰撞點(diǎn)高于人體的重心，那么人將被壓入車(chē)體。人體高度與人體重心的對(duì)照如下圖：

根據(jù)上述考慮，得出來(lái)的結(jié)果是100%低地板前端碰撞快最前端距軌面的距離最低控制在650-700mm。實(shí)際車(chē)輛根據(jù)外部流線型設(shè)計(jì)的要求及碰撞綜合考慮最后做出的數(shù)據(jù)為706.5mm，符合建議值。同時(shí)考慮到低地板車(chē)與汽車(chē)、行人共享道路通行權(quán)，前端突出碰撞塊采用橡膠軟性材質(zhì)，以減小碰撞事故的后果。

當(dāng)?shù)偷匕遘?chē)發(fā)生45°角碰撞時(shí)，如造成司機(jī)室前端模塊的損壞，存在損壞其中一塊模塊的可能，這樣既能節(jié)省更換周期又能節(jié)約成本，因此將司機(jī)室外殼前端做如下分塊：

3、司機(jī)室主體結(jié)構(gòu)

司機(jī)室外罩整體外形采用流線型造型設(shè)計(jì)，體現(xiàn)現(xiàn)代列車(chē)的造型特點(diǎn)和功能要求，力求造型美觀、流暢。外罩采用非飽和聚酯玻璃鋼材質(zhì)，手糊工藝成型，玻璃鋼材質(zhì)具有成型容易、周期短、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在司機(jī)室部位得到廣泛應(yīng)用。司機(jī)室骨架采用鋁型材焊接結(jié)構(gòu)，骨架作為司機(jī)室的主要承載件，承載著司機(jī)室外罩、終點(diǎn)站顯示器、頭燈、雨刷器、風(fēng)擋玻璃等部件的重量。以往結(jié)構(gòu)將司機(jī)室外罩與骨架分開(kāi)裝配，借用過(guò)渡碼將骨架與玻璃鋼外罩上預(yù)埋的C型槽連接。由于司機(jī)室整體采用流線型設(shè)計(jì)，內(nèi)部操作空間有限，過(guò)渡碼角度及外形制作困難，大大增加了生產(chǎn)的難度及周期。因此100%低地板將司機(jī)室玻璃鋼外罩與鋁骨架進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，司機(jī)室骨架集成有安裝各部件的吊碼，與玻璃鋼外殼通過(guò)SK膠粘接成主體結(jié)構(gòu)，粘接點(diǎn)的布置充分保證強(qiáng)度。司機(jī)室主體結(jié)構(gòu)作為一模塊整體上車(chē)與車(chē)體連接，有效減少了安裝難度及周期，符合模塊化的設(shè)計(jì)原理。

4、前端橡膠碰撞塊的應(yīng)用

前端碰撞塊突出前端車(chē)體曲面，最下端距車(chē)體軌面575mm，自身高度為263mm，如與行人等發(fā)生正面碰撞，首先接觸的是前端碰撞塊，因此將碰撞塊設(shè)計(jì)為軟性橡膠材質(zhì)，以減輕對(duì)碰撞物的傷害。同時(shí)將碰撞塊做成空腔結(jié)構(gòu)、獨(dú)立安裝結(jié)構(gòu)，安裝螺栓從車(chē)下都能進(jìn)行操作，以確保更換方便、周期短。

前端碰撞塊為橡膠發(fā)泡注塑件，由橡膠及鋁骨架兩部分組成，將鋁骨架放入直接成型，依據(jù)三維開(kāi)模。司機(jī)室外部接觸面為軟性橡膠，橡膠發(fā)泡表面帶腐蝕花紋，為達(dá)到減重的效果，上下左右表面厚度15MM，其余表面12.5mm厚。上部留有安裝孔與司機(jī)室骨架螺栓連接，下部安裝角碼與底部支架螺栓連接。橡膠碰撞塊斷面如下圖：

5、前端車(chē)鉤檢查門(mén)的應(yīng)用

低地板車(chē)運(yùn)行環(huán)境要求車(chē)鉤不能外漏，但當(dāng)車(chē)輛連掛運(yùn)行、救援時(shí)，折疊車(chē)鉤必須伸展。因此將車(chē)鉤前端的外罩板做成可活動(dòng)式，開(kāi)度必須大于車(chē)鉤的行程，且在車(chē)輛外部易于打開(kāi)。車(chē)鉤檢查門(mén)設(shè)有四把鎖緊機(jī)構(gòu)，從外部可打開(kāi)。鎖柱具有拉緊功能，能夠承受車(chē)鉤檢查門(mén)的重量及動(dòng)態(tài)負(fù)荷。拉緊塊必須固定在車(chē)體支架上，由于車(chē)鉤檢查門(mén)位置沒(méi)有車(chē)體，這就要設(shè)有安裝支架，支架須躲避車(chē)鉤的行程，且在曲面上不能與外罩干涉。拉緊為外漏面，且在車(chē)端，比較直觀，因此在選型上需要注意美工效果。

6、導(dǎo)流罩的應(yīng)用

司機(jī)室前端模塊的下部?jī)蓚?cè)設(shè)有導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩與軌面的距離僅為185mm。導(dǎo)流罩板接近軌面，在此處發(fā)生碰撞的概率大，更換的頻率會(huì)相對(duì)加大，因此將導(dǎo)流罩做成可外部拆卸，便于更換。

7、總結(jié)

100%低地板輕軌車(chē)輛具有較高的技術(shù)水平，是目前最先進(jìn)，最便利的城市輕軌車(chē)輛，也是未來(lái)城市輕軌車(chē)輛的發(fā)展趨勢(shì)。100%低地板車(chē)輛結(jié)構(gòu)形式多樣，并且不斷發(fā)展。隨著運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)的豐富，研究的深入，會(huì)有更多更合理的100%低地板輕軌結(jié)構(gòu)形式涌現(xiàn)出來(lái)。作為司機(jī)室部位的機(jī)械工程師，在滿足功能的基礎(chǔ)上，加重結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)，盡量做出創(chuàng)新模塊化司機(jī)室的設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)生產(chǎn)的難度及周期，為工廠及鐵路行業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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