CR400BF动车组内装设计轻量化的相关研究

CR400BF动车组内装设计轻量化的相关研究
发布时间：2021-03-15T03:04:06.621Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：吴超[导读] 自改革开放以来，我国交通运输行业以震惊世人的速度稳定发展，并且在短时间内实现了高起点铁路装备技术的重大突破。

现如今，我国高铁技术已经能够与世界先进水平接轨。

中国铁路北京局集团有限公司天津动车客车段天津 300161
摘要：随着我国交通运输行业飞速发展，铁路装备技术也得到了相应的优化和完善，在一定程度上提高了高速动车组的运营速度和承载能力。

轻量化内装设计作为CR400BF动车组的重要组成部分，在改善动车组运行质量、提高整体效益方面发挥重要作用。

因此，本文结合动车组内装设计轻量化设计的注意事项进行分析，并提出几点提升动车组内装设计轻量化设计的具体措施，同时阐述动车组内装设计轻量化设计方法，旨在为提高CR400BF动车组内装设计水平奠定良好基础。

关键词：CR400BF动车组；内装设计；轻量化；注意事项
前言：
自改革开放以来，我国交通运输行业以震惊世人的速度稳定发展，并且在短时间内实现了高起点铁路装备技术的重大突破。

现如今，我国高铁技术已经能够与世界先进水平接轨。

CR400BF动车组作为现代化列车的典型代表，相对于普通列车而言，不仅运行速度快，还在在车体材料、结构、内部装饰、网络控制、牵引传动等方面也得到了相应的优化和完善。

新时期背景下，高速化是铁路列车的主要发展目标，而想要实现这一目标，必须保证动车组内装设计越来越轻量化[1]。

因此，重点研究CR400BF动车组内装设计轻量化相关内容，对提高动车组内装设计质量而言具有重要意义。

一、动车组内装设计轻量化设计的注意事项（一）保证车辆安全性
CR400BF动车组的主要作用是为人们日常出行提供便利，在运行过程中需要充分保证列车的安全性和稳定性。

结合传统列车来看，普遍存在质量较大的特点，运行速度受到阻碍，无法充分满足社会需求。

其原因在于以下几点：第一，没有找到适合动车组内装设计轻量化材料，或材料公益性较差、价格昂贵。

第二，在传统动车组内装设计过程中，为了提高列车安全性，设计人员大多采用比较保守和成熟的设计方法，严重缺乏创新、创造意识，没有充分认识到轻量化设计的作用和价值，导致部分零部件设计过于笨重[2]。

第三，缺乏健全完善的试验系统，无法对零部件强度进行合理评估，导致部分零部件无法充分满足动车组强度需求，这也使得动车组时常存在安全系数设计过大，造成质量过重这一问题。

由此可见，在CR400BF动车组内装设计过程中，如果采用传统过于保守的设计方法，则无法充分满足轻量化需求，在一定程度上阻碍了动车组快速化发展需求。

这也预示着轻量化已经成为动车组内装设计未来发展的必然趋势。

但在实际设计过程中，设计人员也要避免冒进，否则容易为动车组带来安全隐患，缩短列车运行寿命。

在实际设计过程中，设计人员需要通过科学的计算方法进行分析，并通过缜密的模拟实验进行测试，在确保列车安全性的基础上，尽可能降低动车组质量。

与此同时，CR400BF动车组主要为社会群众提供服务，在内装设计过程中要充分做到以人为本，不仅要考虑零部件的功能性，还要分析零部件本身所有的原材料是否安全，必须保证材料对人体无害，并且充分满足动车组防火、防水等功能需求。

（二）关注人性化设计
在CR400BF动车组内装轻量化设计过程中，设计人员一方面要考虑行车安全性和舒适性；另一方面需要重点关注产品与乘客逐渐的和谐型。

所谓“和谐”主要指动车组内装设计是否人性化和科学化。

例如：CR400BF动车组内安置了各类电子产品电源插座、带有盲文座位号的座椅、婴儿护理桌板、下拉式窗帘等设施，并且设施功能多样、自动化水平较高，能够充分满足乘客需求，可以为乘客提供高水平、高质量服务。

（三）符合加工生产条件
在CR400BF动车组内装设计过程中，想要充分满足轻量化需求，需要采用现代化工艺技术和材料，在此基础上也要重点关注设计成本和制作周期，并且保证现代化工艺与材料与我国制造加工水平相吻合，如此才能够满足动车组内装设计工艺水平高、材料费用低这一需求。

另外，CR400BF动车组内装从设计到制作涉及到诸多学科和领域，需要多个部门和众多专业人才共同协作完成[3]。

由此可见，CR400BF动车组内装设计轻质化不仅需要满足乘客需求，还要符合国内工艺加工条件。

二、提升动车组内装设计轻量化设计的措施（一）行李架与座椅
在CR400BF动车组行李架与座椅设计过程中，设计人员可以采用旋转180°结构进行设计，如此可以充分满足乘客舒适性需求，保证乘客可以顺着行车方向乘坐。

另外，在固定座椅过程中，选择螺栓固定方式，保证螺栓在预制滑槽中，如此有利于提高安装效率，保证安装精度，同时提高座椅维护和升级的便捷性。

与此同时，在行李架设计过程中，需要尽可能简化接口设计，为了保证行李架质量需求，需要优先选择密度低、性能高的铝复合夹芯板，同时选用铝合金支架。

除此之外，为了提高行李架外观美观性和整体性，同时保证安装精度，需要在侧墙钢结构设置滑槽，使行李架同侧墙板的上扣能够形成一定坡度，并延伸到列车内部。

（二）车顶结构
CR400BF动车组的车顶可以选择集成模块化结构，同时在中顶板与侧点半之间设置灯带，使二者既能够平滑过渡，又能够美化造型。

另外，在车顶结构设计过程中，顶板下口需要采用螺钉固定在行李架内侧，尽可能保证固定位置隐蔽，而上口和中顶板两侧则需要与灯带后侧的铝型材相连接，并用螺栓固定。

与此同时，设计人员还需要在顶板与侧顶板之间横向安装灯带，使二者平滑过渡，纵向可以直接利用自然缝连接。

在中顶板材料选择过程中，优先选用高性能玻璃钢，并且要在侧顶板设置多个小圆孔，保证设置有序。

这些小圆孔不仅能够作为空调出风孔，使风道中的冷锋和热风能够均匀分布到动车内部，还能够用于装饰，提高动车组内部整体美观性。

除此之外，设计人员还要提前将主风道与顶板后侧相连接的支风道与顶板加工成一体，如此不仅能够简化安装流程，提高安装效率。

还能够充分满足动车组内装设计轻质化需求。

（三）间壁、平顶结构为了满足CR400BF动车组内装设计轻量化需求，需要设计人员结合模块化理念，将动车组划分为两个模块，其中包括1位端间壁模块和2位端间壁模块。

另外，在材料选择过程中，需要优先选择抗倍特板，这种材料相对于传统塑料贴面板而言，不仅能够提高表面平整度，还能够减轻车陂装饰质量，同时可以避免材料自身缺陷造成的基材分层、开裂、起鼓等一系列问题。

与此同时，将抗倍特板与铝框架相结合，能够形成一个整体，并且安装便利、外形美观、有利于提高车厢内部装饰的可靠性和稳定性。

（四）侧门与车窗为了充分保证乘客安全性，需要合理选择侧门与车窗的材料。

具体来说，针对动车组中较为高大的车窗，需要优先选择双层防爆玻璃，外框则选择铝制材料。

在车窗安装过程中，需要采用由内而外的安装方式，并在安装过程中用结构胶、链接贴定位等方式进行固定，从而全面提高侧墙外办的平整度[4]。

另外，CR400BF动车组的大开度侧门需要选用电动电控塞拉门方式，门框则需要选择模块化铝制材料。

在门立罩加工过程中，需要保证其与间壁内面对齐。

同时闷头罩、间壁等全部利用抗倍特板结构，避免门外罩颜色与间壁颜色产生差异，影响列车整体美观性。

（五）侧墙结构CR400BF动车组侧墙内测板应优先选用优质玻璃窗口墙板、窗下墙板以及下墙板需要连成一个整体。

其中下墙板造型设计与窗下墙板类似，均为外凸结构，并且表面全部经过烤漆处理。

窗下墙造型相对简单，为了给座椅安装提供便利，只在上部设置了内凹造型。

在窗口墙板设计过程中，主要采用集成模块结构。

窗下口可以设置小型窗台，供茶杯等小物件放置，上口则需要结合行李架造型，两侧自然折边，提前将卷帘结构与衣帽钩安装在模块中。

由此可见，在CR400BF动车组内装设计过程中，三面墙不仅需要满足自身功能性，还要尽可能符合设备拓展需求。

在具体设计过程中，三个模块之间可以设置为宽体自燃缝，下部分垫好海面橡胶条，为满足列车电热器需求，可以将下部的下墙板自燃缝控制在2mm范围内。

三、动车组内装设计轻量化设计
（一）刷底涂
结合工艺试验可以看出，特耐柔饰贴如果超出拉伸范围，则会存在较大的收缩风险，并且收缩问题多见与阴暗位置。

所以，在CR400BF动车组内装设计过程中，需要采用刷底涂方式提高基材表面的湿润度，强化其粘附效果，增加黏结面积，如此才能够降低特耐柔饰贴收缩风险。

（二）特质油漆
结合工艺制造成本分析，CR400BF动车组中的复杂曲面内饰，大多为玻璃钢材料，这种材料耐高温水平有限，并且处理大多以油漆、贴膜为主，不能全面替代特耐柔饰贴。

新时期背景下，一种与膜面类似纹路的油漆应运而生，建起制作为油漆样件并应用到CR400BF动车组中其视觉效果与贴膜件没有明显差别，得到业主广泛关注和认可，现阶段，CR400BF动车组中的复杂曲面内饰也大量应用油漆处理方式。

（三）无缝拼接
无缝拼接模式并非用整张膜对表面进行覆盖，而是利用多张膜覆盖在表面，并且保证膜与膜之间没有缝隙，这种方式能够降低膜本身的拉伸率。

在无缝拼接过程中，对技术人员操作水平有较高需求，通常需要操作经验丰富的专业人员进行处理。

其成形后形成的拼接缝和条问错差，能够直接反映操作者的专业水平[5]。

另外，这种方式可以从根源上减少膜气泡、起皱、收缩等一系列问题。

（四）模块化设计
高速化是CR400BF动车组的发展目标，轻量化和模块化是高速客运车辆设计未来发展的必然趋势，虽然模块化与轻量化之间没有直接联系，但是动车组模块化程度的高低，能够直接反映动车组内装设计水平的高低。

因此，不断提高模块化设计水平，有利于实现高速铁路轻量化这一发展目标。

（五）同平台合作设计
CR400BF动车组的内装需要与乘客直接接触，与乘客之间互动较多，所以在设计方面需要充分满足乘客需求。

不仅保证设计内容满足美学需求，还要符合人机工程学特点，这其中涉及到诸多学科和领域，仅凭借一个部门或一名设计人员完成并不现实，所以需要多个部门和专业人员合作完成[6]。

建立统一的设计平台，有利于实现多领域合作需求。

通过信息共享，可以使设计人员掌握第一手资料，并不断优化和完善设计内容，从而提高设计水平。

结束语：
综上所述，近年来，我国铁路自主创新水平越来越高，并且实现了铁路装备技术重大跨越目标。

无论在行车速度，还是在列车设计理念以及网络控制方面，都得到了前所未有的优化和完善。

为了促进我国铁路技术持续发展，始终处于世界领先水平，需要不断提高列车速度，为满足这一需求，需要重视列车内装设计轻量化研究，并探索能够实现内装设计轻量化的方法，从而为提高动车组内装设计水平提供保障。

参考文献：
[1]陈振华，许立昆，葛晓明.一种结构紧凑的高速动车组内端门设计[J].现代国企研究，2018，21（24）：159.
[2]高登科，张博.高速动车组内饰轻量化的设计原则及材料的选择[J].科技展望，2017，26（32）：265.
[3]廖平，徐凤妹.出口突尼斯内燃动车组客室内装设计[J].铁道车辆，2018，53（09）：10-12+36+9.
[4]陆丽芬，王志.出口格鲁吉亚动车组内装结构设计[J].机车车辆工艺，2019.12（04）：17-18.
[5]贾坤.浅议如何提高动车组内装设计的轻量化[J].科技创新与应用，2018，19（09）：55.
[6]李永恒.动车组轻量化内装设计探讨[J].中国铁路，2017，06（03）：41-44.
作者简介：吴超（1993.12-），男，汉族，天津，大学本科，助理工程师，研究方向：动车组内装设计。