車體密封性能及密封措施

一、壓力波的作用

1.對列車的作用

將車輛看成有多個泄漏出(諸如車窗,、腳蹬門,、車輛格蘭富機械密封連接部、端墻門,、空調(diào)設(shè)備和廁所設(shè)備等)的彈性封閉容器,，如果容器內(nèi)部壓力和外部壓力之間存在差異，則會出現(xiàn)兩種情況：1.車體變形; 2.由于泄漏而造成的內(nèi)外壓力平衡,。

2.對旅客的影響

高速列車在會車時,，特別是在隧道內(nèi)高速會車時，車進口機械密封體表面將承受正負數(shù)千帕的瞬時壓力變化,。如果列車不密封,，則壓力波輝傳到車廂內(nèi)，旅客會感到不舒服,，輕者耳膜受壓迫,，重者頭暈惡心，甚至集裝式機械密封耳膜破裂,。

二,、對車體密封性能的要求

日本高速列車密封試驗，要求將車體所有開啟部位堵塞,，車內(nèi)壓力由4000Pa降至1000Pa的時間必須大于50s,。

歐洲高速列車曾采用壓力從4000Pa降至1000Pa的時間大于50s(車輛通過臺和空調(diào)設(shè)備關(guān)閉)。

現(xiàn)在,，德國,、意大利等國家采用壓力從3600Pa降至1350Pa的時間大于18s。

我國在《200km/h及以上速度級列車密封設(shè)計及試驗鑒定暫行規(guī)定》中要求：

整車落成后的密封性能試驗,，要求達到車內(nèi)壓力從3600Pa降至1350Pa的時間大于18s;

車體結(jié)構(gòu)的密封性能要求壓力從3600Pa降至1350Pa的時間須大于36s;

組成后的車窗,、車門、風(fēng)擋應(yīng)能在±4000Pa的氣動載荷作用下保持良好的密封性,。

三,、高速動車組的密封性能試驗

1.車體氣密性試驗

車體氣密性試驗室采用內(nèi)部充氣的方式進行，即在封堵了所有的開口以后,，使車內(nèi)形成一個氣密艙室,，然后使用壓縮空氣向車內(nèi)慢慢充氣加壓。當車內(nèi)達到規(guī)定的高壓力值以后停止供氣,，測定壓力將至規(guī)定的低壓力值所需的時間,。

2.車體結(jié)構(gòu)漏氣檢查

在車體金屬結(jié)構(gòu)焊接完成后,，須查找是否有漏氣的地方。對所有開口處進行封堵,，然后給氣體充氣增壓至規(guī)定的壓力(4000Pa),，根據(jù)噪聲或肥皂水尋找泄漏處,。對泄漏處作上標記,，帶放氣后進行補焊或用米高膠堵漏。在規(guī)定的穩(wěn)壓時間內(nèi),，反復(fù)檢查,，知道沒有泄露的地方為止。

3.車門氣密性試驗

將車門總成裝在特制的試驗腔室上進行氣密性,。安裝方式盡量與使用時相同,。車門安裝在試驗腔室后，腔室形成了一個密閉容器,，期內(nèi)達到規(guī)定的壓力后,，檢驗車門是否能保持良好的密封性能。

4.通過臺氣密性試驗

同樣,，將通過臺總成裝在特制的試驗架上進行氣密性試驗,。安裝方式盡量與使用時相同。通過臺安裝在試驗架上以后,，試驗架形成了一個密閉容器,，期內(nèi)達到規(guī)定限額壓力后，通過臺須保持良好的密封性能,。

5.車窗氣密性試驗

同樣,，將車窗總成裝在特制的試驗腔室上進行氣密性試驗。安裝方式盡量與使用時相同,。車窗安裝在試驗腔室后,，腔室形成了一個密閉容器，其內(nèi)達到規(guī)定的壓了后,，檢驗車窗能否保持良好的密封性能,。

四、高速動車組的密封措施

高速動車組所采取的密封措施主要涉及到車體結(jié)構(gòu),、車窗,、車門、(側(cè)門,、端墻門),、通過臺、空氣系統(tǒng)和廁所設(shè)備,。

1.車體密封

對車體要進行計算與試驗,，車體應(yīng)能承受規(guī)定的壓力(±6000Pa)?，F(xiàn)代高速動車組車體的總體結(jié)構(gòu)師由鋁合金大型擠壓型材制成，筒形車體由地板,、側(cè)墻和車頂組成,，三部分焊接在一起，從設(shè)計上就是整體密封的,，因此車體的密封主要取決于焊接工藝,，在車體的結(jié)構(gòu)焊接完成后要按照上述方法進行漏氣檢查和氣密性試驗，來保證車體的密封性要求,。直通車下山的管路和合電纜穿孔等都要采取密封措施,。
2.車窗密封

由于車廂內(nèi)要求壓力密封，因此高速動車組車窗不需要考慮開關(guān)問題,。從外形看來,，高速動車組的車窗一般是看不見的窗框，但實際上是有窗框的,。為了達到外觀的要求,，需采用粘合劑將玻璃粘到窗框中去。車窗玻璃是順著壓力的方向,，從外向里安裝,，然后用螺栓擰緊。螺栓的縫隙最后用有彈性的填料充填蓋嚴,，德國的高速動車組ICE的車窗結(jié)構(gòu)(見圖7—17)就是典型的示例,。同時，要求車窗在規(guī)定的壓力—(±6000Pa)下不損壞,、不變形,。

3.側(cè)門密封

現(xiàn)代高速動車組的側(cè)門一般采用塞拉門，必須就有良好的密封性能,。于常用的斜面密封塞拉門不同,，高速動車組用的高壓密封塞拉門，還必須具有如下的密封要求：

(1)就有一個環(huán)繞的密封面,，也就是實現(xiàn)所謂的“密封蓋”原則,，以避免密封面偏移;

(2)采用雙重密封(雙緣密封)，他能夠在高壓和低壓兩種情況下具有相同的密封性能;

(3)門扇就有走狗的鋼度和強度,，以保證密封處不偏移;

(4)附加閉鎖或止動裝置,。

4.通過臺

(1)高速動車組的通過臺是兩個車廂之間的連接通道，是人員來往的必經(jīng)之路,，因此對其密封性也有嚴格的要求,。通過臺一般分為外套式的通過臺和波紋折棚式的通過臺。

(2)外套式通過臺在車體的外墻加一個外套連接。由于這種外套在換掛時的男的較大,，造成不必要的麻煩,，因此這種外套式的通過臺在高速動車組上已很少使用。

(3)波紋折棚式通過臺在高速動車組上得到廣泛的應(yīng)用,。波紋折棚安裝在中間緩沖車鉤的橫向構(gòu)件上,，將中間緩沖車鉤所屬的空間全部包圍起來。整個通過臺為密封性結(jié)構(gòu),，如前所述,，需要進行氣密性試驗，以保證其就有良好的密封性,。

5.端墻門密封

由于通過臺進行了密封,，端墻門似乎就不用密封了,。但是,，對于機車牽引的高速列車，在列車編組時,，最前邊和最后面的端墻門還得進行密封,。對于高速動車組，由于她沒有尾車,，車廂的兩頭都掛在動力車上,，因此也必須有密封的通過臺，以便動力車上的人員能夠進入車廂,。另外,，由于機械控制車不是密封的，所以通往車廂的端墻門也必須是密封的,。

端墻門的密封要比側(cè)門容易多,，這種門表面看起來與其他自動化的端墻門并無多大區(qū)別，只是將強一些密封措施,，例如轉(zhuǎn)動手把的密封要比傳統(tǒng)車門上的好一些;門框上多安裝一條能充氣的橡皮管,，能充氣鼓起來密封;通過手控密封開關(guān)，可以給密封軟管充氣;門關(guān)閉密封后被門閂暫時鎖住等,。

6.空調(diào)裝置密封

空調(diào)裝置的主要功能之一就是將新鮮空氣連續(xù)輸入車廂,，吧污濁的空氣排出車外。因此在裝置上開有一個進氣口和一個或幾個排氣口,，空氣的運送通過一個進氣風(fēng)機和一個排氣風(fēng)機,。空調(diào)裝置密封的目的是防止車外的空氣壓力波從進氣口進入車內(nèi),。解決的方法基本上有三種：

(1)采用過壓保護閥

在空氣的進出口個個安裝一個閥門,。當車內(nèi)外壓差超過規(guī)定值時，兩個閥門同時關(guān)閉。在此期間進排氣中止,。這種方法的缺點是：如果閥門關(guān)不時間過長,，旅客會感到不舒服。

(2)采用節(jié)流閥控制空壓機

空氣壓縮機安裝在排氣口,，是兩個氣口在全壓差的情況下,，空氣流動方向與原來保持不變。通過節(jié)流閥來控制空氣流量,，并使其相等,。

(3)采用過壓保護風(fēng)機

過壓保護風(fēng)機起空壓機的作用，它具有坡度較大的特性曲線,，從而使其輸送的而空氣流量不受車內(nèi)為壓差的影響,。在理想情況下，每臺進排氣風(fēng)機的空氣流量保持不變,，因此車外進入車內(nèi)的空氣流量和車內(nèi)排出車外的空氣流量也是一個常數(shù),。

空調(diào)裝置密封最常采用的方法是第一種，也有采用兩種方法組合的方案,，列入德國鐵路的高速動車組ICE采用帶有過壓保護閥的過壓把偶風(fēng)機方案,。由于過壓保護風(fēng)機在車內(nèi)外壓力接近時消耗能量較多，因此在正常工作時它是關(guān)閉的,，這時通過旁通管道來循環(huán)車內(nèi)外的空氣,。當列車高速進入隧道壓力超過規(guī)定值時，列車通過列車自動控制系統(tǒng)(LZB)自動報警,。

7.廁所密封

高速動車組的廁所都是采用密封式的廁所,，通過一套真空設(shè)備將糞便排入集便器。而集便器一般裝于列車地板下方,。



作者：嘉善日益機械密封件廠

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