城軌車輛司機室窗口區(qū)域結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化

趙林林，王 歡，盧海超，王超群，劉佳玲

(中車唐山機車車輛有限公司，河北 唐山 063035)

1 司機室窗口區(qū)域結(jié)構(gòu)分析

城軌車輛司機室窗口區(qū)域涉及外罩、風擋玻璃與內(nèi)裝3種部件，風擋玻璃通過打膠粘接在司機室外罩上，風擋玻璃與內(nèi)裝之間采用橡膠條進行擋縫及密封。根據(jù)內(nèi)裝上安裝橡膠條位置的不同，司機室窗口區(qū)域可分為內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)和外裝橡膠條結(jié)構(gòu)。

1.1 內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)

如圖1所示，內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)的內(nèi)裝墻板背部設置翻邊用于插接橡膠條，橡膠條被隱藏在內(nèi)裝墻板內(nèi)部并直接密貼在風擋玻璃上，該結(jié)構(gòu)也被稱為“雙眼皮”內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)。

圖1 內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)

司機室采用內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)形式安裝后的效果如圖2所示。

采用內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)形式具有安裝方便的優(yōu)點。該結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑾鹉z條隱藏在內(nèi)裝墻板的內(nèi)部，不外露，故風擋玻璃四角處的橡膠條與內(nèi)裝墻板翻邊美觀性要求不高，風擋玻璃四角對應位置無需采用硫化后的一整根橡膠條整體安裝，可采用4根橡膠條分別卡在窗口區(qū)域四面內(nèi)裝墻板背部設置的用于插接橡膠條的“雙眼皮”結(jié)構(gòu)上，安裝方便，無需多次調(diào)整。

采用內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)形式具有以下缺點：(1)內(nèi)裝墻板安裝時需現(xiàn)車研配，且美觀性差。由于司機室外罩、風擋玻璃、內(nèi)裝均為球曲面，各零部件在生產(chǎn)過程中存在一定的變形誤差，球曲面之間匹配安裝難度較大，故在組裝過程中，窗口區(qū)域周圈的內(nèi)裝墻板與風擋玻璃之間的弧度會出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象，需要現(xiàn)車手工研配內(nèi)裝墻板。切割后的內(nèi)裝墻板與風擋玻璃之間弧度亦無法完全匹配，兩者之間的縫隙不均(圖2)，內(nèi)裝墻板外露表面美觀性不佳，而橡膠條由于內(nèi)藏在罩板之內(nèi)，無法通過調(diào)整橡膠條的安裝深度來彌補這一缺點，而且多次現(xiàn)車研配降低了生產(chǎn)效率。(2)視野小。該結(jié)構(gòu)需在外罩與內(nèi)裝墻板之間預留出插接橡膠條翻邊及橡膠條安裝的空間，因此會縮小風擋玻璃透明可視區(qū)域的范圍。

圖2 內(nèi)藏橡膠條安裝效果

1.2 外裝橡膠條結(jié)構(gòu)

如圖3所示，外裝橡膠條結(jié)構(gòu)為橡膠條直接插接在內(nèi)裝墻板上，該結(jié)構(gòu)橡膠條外露且直接密貼在風擋玻璃上。

圖3 外裝橡膠條結(jié)構(gòu)

司機室采用外裝橡膠條結(jié)構(gòu)形式安裝后的效果如圖4所示。

圖4 外裝橡膠條安裝效果

采用外裝橡膠條結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點：(1)能夠遮蔽內(nèi)裝墻板與風擋玻璃之間縫隙不均的缺陷。(2)相較于內(nèi)藏橡膠條結(jié)構(gòu)視野有所改善。由于內(nèi)裝墻板上直接安裝橡膠條，無需留出插接橡膠條翻邊空間，因此，風擋玻璃透明可視區(qū)域的范圍會擴大一些。

采用外裝橡膠條結(jié)構(gòu)形式具有以下缺點：(1)內(nèi)裝墻板安裝時需現(xiàn)車研配。該結(jié)構(gòu)的內(nèi)裝墻板與風擋玻璃之間的匹配為弧面匹配，同樣需要現(xiàn)車研配，降低了生產(chǎn)效率，并會出現(xiàn)兩者之間縫隙不均現(xiàn)象。但外裝橡膠條可通過調(diào)節(jié)橡膠條的安裝深度遮擋這一缺陷。(2)內(nèi)裝墻板四角處的橡膠條安裝時存在褶皺，美觀性較差。由于橡膠條外露安裝，為提高美觀性，整個窗口區(qū)域的橡膠條必須采用一根，并將窗口四角對應位置的橡膠條硫化后進行安裝。但窗口四角對應位置的橡膠條由于需要拐方向，與風擋玻璃密貼處的橡膠條“小耳朵”彎折時出現(xiàn)的褶皺無法消除，美觀性較差，會造成多次拆卸，而拆卸后的橡膠條會出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，既浪費工時又浪費物料。

以上2種司機室窗口區(qū)域結(jié)構(gòu)，對于司機室僅設置一塊風擋玻璃時，由于座椅設置在司機室中心，司機室可視范圍能夠達到UIC 651—2002《機車、動車、動車組和帶司機室客車的司機室結(jié)構(gòu)》要求，對視野的影響不明顯；但對于司機室設置多塊風擋玻璃時，則對視野的影響較為明顯，甚至可能會達不到視野要求且影響行車安全。

2 司機室窗口區(qū)域結(jié)構(gòu)優(yōu)化

鑒于司機室窗口區(qū)域接口形式存在以上缺點，急需對接口結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以提高生產(chǎn)效率，擴大視野并提高美觀性。因此，提出了如圖5所示的將外罩與內(nèi)裝直接搭接的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安裝后的效果如圖6所示。

圖5 外罩與內(nèi)裝搭接結(jié)構(gòu)

圖6 外罩與內(nèi)裝搭接安裝效果

司機室外罩與內(nèi)裝直接搭接結(jié)構(gòu)使得風擋玻璃僅與外罩粘接，兩者零部件生產(chǎn)時存在的變形及誤差可通過打膠進行消除，風擋玻璃與司機室內(nèi)裝不再產(chǎn)生匹配關(guān)系，且通過外罩翻邊直接與內(nèi)裝墻板搭接。

外罩與內(nèi)裝直接搭接結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：

(1) 避免了使用橡膠條。該結(jié)構(gòu)不再使用橡膠條，可以避免使用橡膠條帶來的一系列問題，提高了司機室窗口區(qū)域的美觀性。

(2) 安裝方便，美觀性好，生產(chǎn)效率高。外罩做出翻邊與內(nèi)裝直接搭接能夠?qū)崿F(xiàn)將多維球曲面匹配方式改為平面匹配方式，能夠避免司機室內(nèi)裝多次現(xiàn)車研配，降低窗口區(qū)域內(nèi)裝墻板的安裝難度，提高生產(chǎn)效率及司機室的整體美觀性。

(3) 視野最大化。司機室外罩與內(nèi)裝在一個面上，風擋玻璃上除了與外罩粘接的區(qū)域均為可視透明區(qū)域，實現(xiàn)了視野的最大化。

3 結(jié)束語

本文對司機室窗口區(qū)域接口形式進行了優(yōu)化，優(yōu)化后的司機室外罩與內(nèi)裝直接搭接，在生產(chǎn)難度、美觀性及視野等方面均得到了極大的改善。優(yōu)化方案在城軌車輛司機室的設計中更具有實用價值。