鐵路客車車窗結構及性能分析

白盈春

（唐山華達總公司，河北唐山063035）

0 引言

車窗要滿足密封性、淋雨性、隔音隔熱性能等要求。車窗按照車的類型不同可分為結構組裝車窗（活動式）及粘接車窗。結構組裝車窗主要應用在碳鋼車體上，粘接車窗主要應用在鋁合金車體上。

1 車窗概述

車窗按照類型劃分，目前可以分為活動式及粘接車窗。結構組裝車窗（活動式），以應急通風窗為主流，目前主要采用B型、G型、K型、T型車窗。粘接車窗以動車車窗為代表性，為全密封固定車窗。

2 活動式車窗

2.1 活動車窗分類

根據(jù)車窗使用結構的不斷升級換代，活動車窗由原來的全列通風逐步發(fā)展為應急通風的活動車窗。結構型式可分為B型車窗、G型車窗、K型車窗、T型車窗；由于以動車為代表的高速鐵路客車發(fā)展的需要，目前動車及以上客車已經(jīng)取消活動車窗，而改為密封性更好的粘接固定車窗。由于高速列車正負壓變化及密封性能的要求更高，以膠條及型材組裝形式的固定車窗已不適用于高速列車。

2.2 活動車窗結構簡介

B型車窗為鋁合金單元式組合整體組裝車窗，為下扇上開式車窗；G型車窗為鋁合金單元式組合整體組裝車窗，為上扇下開式車窗；K、T型車窗為上扇內(nèi)翻式車窗。

2.3 活動式結構對比

2.3.1 B型與G型車窗結構對比

以使用環(huán)境分析，B型及G型車窗為同一類產(chǎn)品，車窗設計以活動扇在窗框上上下滑動實現(xiàn)車窗的開閉功能，具體如圖1、圖2所示。在車窗活動扇運動過程中的重力平衡方式上，采用不同的平衡器。B型車窗采用扭簧式平衡器，齒輪齒條為導向的結構方式；而G型車窗采用塔型盒簧及型材配合為導向，鋼絲繩牽引的形式作為平衡方式。

2.3.2 K型與T型車窗結構對比

在結構形式上，兩種活動窗均為上扇內(nèi)翻式車窗，并且在內(nèi)翻開度上基本一致，具體如圖3、圖4所示。區(qū)別重點在于K型車窗的開閉把手與鎖閉為分體式設計，而T型車窗為一體式設計。K型車窗由于橫梁設計結構限制，即活扇內(nèi)翻式橫梁不能受力過大而增加了相應的鉸鏈作為受力依托；T型車窗則在此基礎上增強了車窗橫梁受力能力，從而取消了相應的鉸鏈結構，使得結構上更加簡單。

圖1 B型活動窗

圖2 G型活動窗

圖3 T型活動窗

2.3.3 車窗性能分析及對比

（1）B型、G型活動窗的結構特點：B型活動窗為下扇上開式，G型活動窗為上扇下開式，占用乘客空間小，在車窗開啟及關閉狀態(tài)下不對乘客的乘坐空間造成影響；車窗開度大，活扇占整窗的一半，活扇開啟后車窗的通風量大；適用于不帶空調(diào)的車型，車窗在整個車廂都為活動窗，對整車通風起到重要的作用；B型、G型活動窗密封性能較差。

圖4 K型活動窗

（2）K型、T型活動窗的結構特點：均為上扇內(nèi)翻式車窗，25K統(tǒng)型車窗帶鉸鏈，25T統(tǒng)型車窗不帶鉸鏈；車窗活扇開啟角度小，在目前的設計中最大開啟角度為30°，角度過大會影響到乘客的乘坐空間；通風量相比B型、G型車窗小，但結構密封性相比G型、B型要好很多，尤其是25T車窗結構；K型活動車窗與T型車窗比較，重大的劣勢為K型車窗無排水孔，車窗漏水為生產(chǎn)過程中最常出現(xiàn)的質(zhì)量問題，因而對車窗的水密性要求高，給制造工藝水平造成了極大的壓力；K、T類型的車窗適用于空調(diào)車，在車廂內(nèi)作為應急通風窗用，非全列車安裝。

（3）B型、G型活動窗與25T、25K活動窗的結構分析：B型、G型活動窗在現(xiàn)有的車窗結構設計中氣密性較差，但在車窗的防滲漏上表現(xiàn)出很大的設計優(yōu)勢，由于活扇的運動方式，在設計上極易實現(xiàn)結構性防水設計。而T型活動車窗及K型活動窗的密封性和水密性能綜合評價均好，但由于密封方式為密封膠條壓接的形式，對產(chǎn)品的制作工藝提出了很高的要求。

這4類活動車窗主要應用在碳鋼車體的客車上，空調(diào)車一般選擇K型車窗或者T型車窗，近幾年T型車窗由于比較優(yōu)勢突出，在普通客車上應用得比較多。而對于非空調(diào)車，則更多地采用B型車窗和G型車窗。

3 粘接車窗

粘接車窗以鋁合金型材與玻璃通過粘結劑粘接，形成固定車窗的結構形式。粘接車窗從發(fā)展趨勢上講，經(jīng)歷了兩個重要階段，即結構更改期及性能提升期。

第一階段為鋁框直接粘接玻璃，形成車窗結構，后與車體進行組裝粘接。此結構為前期最簡方案設計，如圖5所示。結構優(yōu)點：制作結構簡單，在車窗互換性及工藝保障上簡潔便利，且在制作成本上優(yōu)勢較大。不足：由于在高速客車運行過程中車窗存在由于意外造成的損壞，在車窗更換時直接粘接結構膠的固化周期較長，將造成制造成本較高的整車無法運行，導致很大的產(chǎn)品折舊及效益成本壓力。

第二階段同樣為鋁框直接粘接玻璃，形成車窗結構，后與車體進行組裝粘接。但此結構進行了更進一步的使用優(yōu)化，增加了車窗玻璃更換的過渡連接框的設計，如圖6所示。結構優(yōu)點：大大縮短了車窗更換時直接粘接結構膠的固化周期，為保證整車的快速投入運營縮短了時間，經(jīng)濟效益明顯。產(chǎn)品不足：在制作成本上有一定程度的增加；另外，由于過渡框互換性的要求，對制作工藝及尺寸保障的要求更加嚴格。

圖5 不帶過渡框粘接結構

圖6 帶過渡框粘接結構

粘接車窗為高速客車及普通客車發(fā)展的總趨勢，在產(chǎn)品升級換代上，采用聚碳酸酯透明材料替代中空玻璃結構為目前的試驗研究趨勢，其主要目的在于消除目前的意外損壞及損壞發(fā)生時造成乘客受傷的隱患。但這就使采用聚碳酸酯透明板材時列車應急逃生窗的結構設計遇到了挑戰(zhàn)，仍需進一步加以研究。

4 結語

由于目前經(jīng)濟發(fā)展和旅客出行的舒適性要求更高，全車采用密封車窗成為大勢所趨。按照國內(nèi)普通客車的更新?lián)Q代趨勢，粘接車窗將是下一代普通旅客列車車窗的必然替代產(chǎn)品。