浅谈低地板司机室前端模块结构

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【摘要】低地板车辆是现代城市新型交通装备，车辆地板距轨面低于40cm，低地板车辆分为多种类型，其中难度最大的就是100%低地板轻轨车。司机室前端模块作为低地板车的前端外部装饰件，对内部的部件起到一定的支持及保护作用；司机室外部模块采用玻璃钢材质，局部部位采用橡胶材质，对行人及线路上的汽车等也起到一定的保护作用。司机室外部模块的布置及安装要考虑低地板车特殊的线路、安装及更换要求，本文描述了司机室前端模块的结构合理性，个性化设计，便于检修及安装。

【关键词】100%低地板；司机室；前端模块

1、引言

为了缓解城市交通压力，未来中国城市的轻轨建设需求量巨大，100%低地板车可以在城市狭小地带穿越，不需要单独建设站台，线路不完全封闭，可以与汽车、行人共享道路通行权，将有效节约城市用地和建筑成本。

100%低地板车可以实现“无站台”上下车，令乘客如坐公交汽车一样方便，底部导流罩与路面的距离小。因其特殊的工作环境，所以在行驶过程中就无法避免与行人及城市建筑的碰撞。这就需要研制出一种新型的结构能够解决在碰撞发生时尽量减少对行人及建筑物的伤害，或是一旦发生碰撞破损后，碰撞块容易更换。

本文介绍了100%低地板车前端模块结构，既满足低地板车行驶过程的碰撞要求又能满足易于拆卸功能。

2、碰撞对前端模块布置的影响

司机室外部模块作为低地板车的前端外部装饰件，对内部的部件起到一定的支持及保护作用；司机室外部模块采用玻璃钢材质，局部部位采用软性橡胶材质，对行人及线路上的汽车等起到一定的保护作用。

100%低地板车线路不完全封闭，可以与汽车、行人共享道路通行权，特殊的行车环境要求考虑碰撞的时，必须考虑人的因素：如果车辆发生碰撞，效果是将人铲开，而不是压入车底，以减少对人的伤害。达到上述效果碰撞点应该低于人体的重心高度，如果碰撞点高于人体的重心，那么人将被压入车体。人体高度与人体重心的对照如下图：

根据上述考虑，得出来的结果是100%低地板前端碰撞快最前端距轨面的距离最低控制在650-700mm。实际车辆根据外部流线型设计的要求及碰撞综合考虑最后做出的数据为706.5mm，符合建议值。同时考虑到低地板车与汽车、行人共享道路通行权，前端突出碰撞块采用橡胶软性材质，以减小碰撞事故的后果。

当低地板车发生45°角碰撞时，如造成司机室前端模块的损坏，存在损坏其中一块模块的可能，这样既能节省更换周期又能节约成本，因此将司机室外壳前端做如下分块：

3、司机室主体结构

司机室外罩整体外形采用流线型造型设计，体现现代列车的造型特点和功能要求，力求造型美观、流畅。外罩采用非饱和聚酯玻璃钢材质，手糊工艺成型，玻璃钢材质具有成型容易、周期短、费用低等优点，在司机室部位得到广泛应用。司机室骨架采用铝型材焊接结构，骨架作为司机室的主要承载件，承载着司机室外罩、终点站显示器、头灯、雨刷器、风挡玻璃等部件的重量。以往结构将司机室外罩与骨架分开装配，借用过渡码将骨架与玻璃钢外罩上预埋的C型槽连接。由于司机室整体采用流线型设计，内部操作空间有限，过渡码角度及外形制作困难，大大增加了生产的难度及周期。因此100%低地板将司机室玻璃钢外罩与铝骨架进行模块化设计，司机室骨架集成有安装各部件的吊码，与玻璃钢外壳通过SK胶粘接成主体结构，粘接点的布置充分保证强度。司机室主体结构作为一模块整体上车与车体连接，有效减少了安装难度及周期，符合模块化的设计原理。

4、前端橡胶碰撞块的应用

前端碰撞块突出前端车体曲面，最下端距车体轨面575mm，自身高度为263mm，如与行人等发生正面碰撞，首先接触的是前端碰撞块，因此将碰撞块设计为软性橡胶材质，以减轻对碰撞物的伤害。同时将碰撞块做成空腔结构、独立安装结构，安装螺栓从车下都能进行操作，以确保更换方便、周期短。

前端碰撞块为橡胶发泡注塑件，由橡胶及铝骨架两部分组成，将铝骨架放入直接成型，依据三维开模。司机室外部接触面为软性橡胶，橡胶发泡表面带腐蚀花纹，为达到减重的效果，上下左右表面厚度15MM，其余表面12.5mm厚。上部留有安装孔与司机室骨架螺栓连接，下部安装角码与底部支架螺栓连接。橡胶碰撞块断面如下图：

5、前端车钩检查门的应用

低地板车运行环境要求车钩不能外漏，但当车辆连挂运行、救援时，折叠车钩必须伸展。因此将车钩前端的外罩板做成可活动式，开度必须大于车钩的行程，且在车辆外部易于打开。车钩检查门设有四把锁紧机构，从外部可打开。锁柱具有拉紧功能，能够承受车钩检查门的重量及动态负荷。拉紧块必须固定在车体支架上，由于车钩检查门位置没有车体，这就要设有安装支架，支架须躲避车钩的行程，且在曲面上不能与外罩干涉。拉紧为外漏面，且在车端，比较直观，因此在选型上需要注意美工效果。

6、导流罩的应用

司机室前端模块的下部两侧设有导流罩，导流罩与轨面的距离仅为185mm。导流罩板接近轨面，在此处发生碰撞的概率大，更换的频率会相对加大，因此将导流罩做成可外部拆卸，便于更换。

7、总结

100%低地板轻轨车辆具有较高的技术水平，是目前最先进，最便利的城市轻轨车辆，也是未来城市轻轨车辆的发展趋势。100%低地板车辆结构形式多样，并且不断发展。随着运用经验的丰富，研究的深入，会有更多更合理的100%低地板轻轨结构形式涌现出来。作为司机室部位的机械工程师，在满足功能的基础上，加重结构的模块化设计，尽量做出创新模块化司机室的设计，减少设计生产的难度及周期，为工厂及铁路行业做出应有的贡献。

参考文献

[1]王欢.低地板轻轨车辆的技术分级与自主研发选型.中国铁路，2012

[2]王欢，戴焕云.国外100%低地板轻轨车辆发展概述.国外铁道车辆，2012（2）