城际动车组模型车制作研究

庹 霞 谷绪地 苏 慈 肖淑梅

（唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心，063035，唐山∥第一作者，工程师）

城际动车组模型车制作研究

庹 霞 谷绪地 苏 慈 肖淑梅

（唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心，063035，唐山∥第一作者，工程师）

通过模型车制作来验证城际动车组车内选用的各功能部件的美观性、舒适性、功能性和安全性等。介绍了城际动车组模型车的设计要求、设计思路、设计方案和设计重点等，展现了模型车设计制作的流程和理念。通过模型车制作来验证设计，提前解决装车问题的理念值得今后新项目研发时借鉴。

城际轨道交通；动车组；模型车制作

Author's address R&D Center of Tangshan Railway Vehicle Co.，Ltd.，063035，Tangshan，China

城际动车组的研发设计基于我国近几年成熟的高速动车组项目（包括CRH3、CRH5、CRH6、380BL、CJ1、CJ2等）和地铁项目，其沿用并优化这些项目中成熟、先进且实用性强的成果，同时对这些项目近几年的运行故障进行分析，用来指导城际动车组多故障部位的优化设计和创新设计，保证城际动车组的运行安全性、乘坐舒适性和快捷性等。

在城际动车组投入生产之前，有必要对车内旅客界面所选用部件进行试装以验证设计效果。为此需要将车内可见件和功能件全部试装，即模型车制作。选取中间车平面布局图的一部分进行安装，对部位之间的接口、安装工艺，以及旅客界面时尚、简约、美观风格的效果等加以验证，及时发现问题并改进，以避免今后安装过程中的返工，节约成本，缩短工期。

1　模型车设计要求

1.1模型车总体要求

（1）采用1：1的表现形式。

（2）车体采用木质或其他易加工材料组装而成。车外可见附件如前端、导流罩等均安装齐备，可采用实物或模型形式安装。

（3）内部各部件尽量采用真实部件，并按照实车的接口方式进行组装。

（4）除了照明、信息显示功能保留外，其他电气功能均不要求实现。

1.2模型车制作的目的

（1）验证旅客界面工业设计效果和材料选择的正确性。

（2）检查设计接口的正确性、完整性。

（3）验证分供商的设计、制造、质量保证能力。

2　模型车方案设计

模型车设计是在城际动车组项目总体方案的基

础上，取出某一区域进行真实部件的安装，将安装时

发现的问题以及安装完成后的整车效果进行统计、分析和改进，以保证正式装车时顺利进行。

城际动车组的模型车安装主要是针对旅客可见界面，包括内装件、设备件和信息系统，以及能够提供安装接口的车体。

2.1城际动车组总体方案

城际动车组在简约化的前提下，根据运营需求，重点考虑司乘人员的需求，并充分利用车内的空间增加列车定员。列车为4辆编组，各车型见图1。

图1　城际动车组车型图

城际动车组客室区的内装及车内、车下设备系统以模块化、标准化、谱系化为设计理念，综合250 km/h高速动车组及地铁A型车的结构、材料和制造工艺，采用低烟、无毒（低毒）、无卤的非延燃性材料或防火材料；各部位和零部件设计创新、简洁明快、具有良好的工艺性，利于安装和检修，充分体现人性化设计理念，同时考虑低成本、减重、气密性、降噪等综合性要求；内装系统设计在满足各种性能指标的前提下不断创新、优化舒适美观的旅客界面。

城际动车组充分考虑防火、疏散，以及高速运行对结构强度的影响，通过材料、结构造型、工艺、意外伤害防护等实现安全性的设计理念。各部位采用

DIN 5510-2等级的防火标准。对于地板、边顶板、中顶板等受力承载部件进行了强度计算和试验验证，保证部件满足EN 12663的强度要求。

根据CRH3、CRH380BL和CRH5型车车内部件在运用中出现的问题，对城际动车组的结构进行优化，确保部件功能可靠性。

城际动车组在满足旅客需求、保证旅客乘坐舒适度的基础上，取消部件不实用的功能，提高部件实用性。

2.2模型车方案

模型车制作主要针对车内内装件和设备件。截取Tp02车二位端（见图1），制作木质车体来安装车内实物部件。模型车的平面布局见图2。

图2　模型车平面布局

模型车主要包括木质车体、内装件、设备件和乘客信息系统（PIS）。其中，车体主要包括木质底架、木质侧墙、木质车顶等；内装件主要包括木地板、地板布、防寒材、侧墙、边顶板、中顶板、木间壁、门罩板、车顶二次骨架等；车内设备件主要包括车窗、座椅、行李架、扶手、玻璃隔断等；PIS主要为信息显示系统、音频信息系统、媒体播放系统和视频监控系统。

2.2.1车体方案

城际动车组车体主要以250 km/h动车组车体为基础，在满足车体强度和刚度的前提下，进行大载客量、快速乘降和轻量化铝合金车体设计。铝合金车体结构断面如图3所示。

模型车车体采用易加工的木质件拼装而成，其内部需要设置其它设备安装的接口。因此，原铝合金车体C型滑槽和L型材上的接口，是通过直接将C型滑槽和L型材固定在木质车体上来实现的。参见图4。

模型车车体用专用框架托起并固定牢固，以防止倾翻。

图3　高顶车体断面图

图4　车体设置用来安装内装设备件的C型滑槽

2.2.2内装件安装

模型车的内装件在车内可见的主要有边顶板、中顶板、侧墙、地板布、间壁柜、端墙、隔断、平顶板，这些部件均为真实产品且均要安装，其接口要求与实车结构保持一致。内装效果图如图5所示。

图5　内装效果图

内装系统对车内各部件起到遮盖和装饰的作用，并为电气、空调等车内设备提供安装和维修接口，同时对车内的保温、隔热、降噪、防火、导水性能等进行合理的结构设计。

（1）侧墙板对车内部件起到遮盖、装饰的作用。侧墙设计充分借鉴CRH3动车组的成熟结构及材质，仅取消了卷帘检查板，可通过行李架下罩板进行维护检修。同时，侧墙板背面取消风道，简化了结构。

（2）地板支撑主要起到支撑内装地板和固定车内设备的作用，并为电气布线和管路布置预留空间。内装地板支撑车内各安装设备，同时起到保温、隔音作用。

（3）地板布具有保护地板、装饰和防水功能。

（4）间壁柜选择同CRH3动车组，用双贴面胶合板材质，仅在结构上，间壁柜端角处采用同CRH5一致的型材圆弧过渡结构，以有效保护间壁转角在运营中不受到损害，间壁柜结构如图6所示。间壁柜用于遮盖车内电气控制柜和其它的功能单元，同时用于灭火器、垃圾箱等功能部件的存放。其门板打开角的极限值为95°，并安装限位装置。门板在解锁后必须自动打开几厘米。

图6　间壁柜结构图

（5）平顶板通过顶板骨架与间壁柜、卫生间等连接。平顶板上集成了扬声器、灯等元件，起到照明和信息传递的功能。为便于上方部件的维修，设置为可开启式。平顶板结构如图7所示。平顶板是车辆通过台区域及端部区域的装饰部分，对车顶部件起到遮盖作用，设有固定的和铰接的零件。铰接件装有3点锁机构、限位机构及折页等。对于所有用四角钥匙操作的锁，应确保统一的关闭方向和插销的切孔的位置。在顶板图纸中显示锁的关闭方向。

（6）边顶板用来覆盖行李架与客室中部顶板之间的区域，由玻璃钢或复合材料制成。边顶板的底部通过连接码安装在车体侧墙C型滑道上，顶部通过弹簧卡片与顶板吊码插接。顶板吊码通过螺栓安装在中顶板型材上。边顶板之间的连接通过插条插入到边顶板端部的槽中。边顶板与中顶板之间布置通长的照明光源。边顶板结构如图8所示。

图7　平顶板结构

图8　边顶板结构

（7）中顶板采用1.5 mm铝板弯曲成型，整体外形呈圆弧状。中顶板与边顶板之间设有隐形光源。中顶板与顶骨连接。顶板上设计成多孔状以便于室内通风。顶板背面设有加强筋，其与顶板之间采用结构胶粘接。顶板背面四周用铝型材组成框架，铝型材框架与顶板背面采用结构胶粘接，顶板四周翻边与铝型材框架之间不使用胶粘接而采用断续角焊缝方式焊接。中顶板结构如图9所示。

图9　中顶板结构

（8）门罩板对门机构起遮蔽作用。沿车体纵向，塞拉门罩板与玻璃间壁、橱柜、侧墙和卫生间墙壁相邻。门罩板覆盖车门入口的元件并直接与车门

入口衔接，特别是通过垂直排布的弹性塞条（毛毡、橡胶条等）与橱柜和玻璃隔断连接。塞拉门罩板与地板之间留有均匀缝隙，便于打开。门罩板结构如图10所示。

2.2.3车内设备

车内所见设备系统部件主要包括车窗、内门、座椅、行李架、灭火器、紧急锤、扶手、外端门等，这些在旅客界面可见的设备均应按照实车的结构与部件进行安装。

图10　门罩板结构图

（1）门：塞拉门不安装，车体一侧为塞拉门位置，作为模型车进口，另一侧要制作出塞拉门关闭状态下的效果，但不要求开闭等功能，并要安装两侧塞拉门内部操作面板与外部操作面板。城际动车组的侧门以可靠性、安全性及便乘性为原则进行设计。根据当前动车车门运营情况，选用与CRH6型动车组相同方案的塞拉门。

（2）侧窗：侧窗结构采用CRH5型动车组车窗结构，尺寸按城际车的特点适当加大，车窗玻璃结构根据速度特点取消夹层结构。车窗分为普通侧窗、紧急车窗。车窗由内框和外框组成，内框与外框之间通过螺栓连接。车窗玻璃为安全中空玻璃，外层为5 mm灰玻璃，内层为4 mm LOW-E玻璃。玻璃粘接在内框上。车窗与车体之间的连接为粘接式结构，如图11所示。

（3）座椅：座椅采用固定座椅形式，不设旋转机构及小桌板等附件机构，靠背上设扶手方便行车过程中乘客抓握使用。座椅宽450 mm，深460 mm，高430 mm。座椅安装结构基本与CRH380BL型动车组座椅相同，采用挂腿与座椅安装型材连接。椅腿与地板预埋补墙连接。具体安装形式如图12所示。

（4）行李架：行李架设计参照CRH3型车的设计理念，并根据总体美工方案，对CRH3型车的行李架造型和材质进行优化。行李架主承载面采用铝型材之间夹钢化玻璃，美观大方，方便乘客实时查看行李情况，并具有良好的抗磕碰性能（见图13）。行李架前后型材为铝型材，后墙板和下盖板为铝板，端部罩板和覆盖板为玻璃钢材质。行李架安装座通过T型滑块安装在车体C型槽上。行李架拉杆一端安装在行李架安装座上，另一端连接两个行李架两侧托架。行李架后墙下部插接在行李架后端型材上的插槽中，后部下U型筋插在挂钩突出的支点上。具体安装形式如图14所示。

图11　侧窗安装结构

图12　座椅安装图

图13　行李架方案

图14　行李架连接结构

2.2.4PIS

PIS通过声音和视觉信息，使旅客及时准确掌握旅途相关信息。PIS的设计主要从乘客舒适性的角度出发，实现自主化、轻量化设计，满足不同人员的需求。根据乘客对列车基本乘坐信息的需求，PIS按照功能划分为信息显示、音频信息、媒体播放和视频监控等4个子系统

PIS的主要设备有系统控制器、车厢控制器、司机室监控屏、广播控制盒、扬声器、车内外信息显示器、动态地图、车内电视、摄像头、乘客紧急对讲等。

（1）信息显示子系统：信息显示子系统主要包括车内外区间显示器和车内LCD（液晶显示）动态地图。车外区间显示器提供车次号，车厢号，交替显示始发站、终点站以及当前站点信息，如图15所示。车内信息显示器用于显示车辆的始发站、终到站、途经站、车次号、车厢号，以及当前的温度、速度、时间等信息，还可以滚动显示其它的旅客信息。车内LCD动态地图固定显示当前时间、车厢号、开门侧、全程所有站点，点亮当前站点，滚动显示乘客所需的其他车辆信息等，如图16所示。

图15　车外区间显示示意图

图16　车内动态地图显示效果图

（2）媒体播放子系统：在客室内部设置媒体播放显示屏，播放提前录制的视频节目。媒体播放显示屏播放的节目由主机统一控制，安装在客室玻璃隔断上。此项旅客信息是需要在模型车上安装实现的（见图17）。

图17　电视安装实物图

3　模型车实施分析

模型车按照实车安装方案进行安装，其实物图见图18。安装过程中发现了车内部件之间的干涉问题，同时也发现了很多需要改进的部件结构。

安装过程中发现的问题图片参见图19所示。当然不只是这三种问题，但是出现的问题基本都是可以及时改正的。虽然模型车制作周期较长，但在这个长期的更改过程中改进了所有安装时出问题的部件，完善了设计方案，为后续动车组大批量生产奠定了基础。

图18　模型车实物图

图19　模型车安装过程中问题

4　结语

城际动车组内装设备的设计坚持以人为本的设计理念，在充分消化、吸收、创新A型地铁车辆和250 km/h动车组既有技术的基础上，通过合理布局、人体工程学、内饰风格的设计，从易于维护的角度对部分产品结构进行了优化，整体保持了动车组产品风格的一致性，提高了乘坐的舒适性。

模型车制作对小区域全套部件进行安装验证，在制作过程中发现问题并及时解决问题，完善了设计方案，保证了后续整车的顺利安装，同时能缩短工期，节约成本。

［1］ 张曙光.CRH5型动车组［M］.北京：中国铁道出版社，2008.

Model Manufacture of Intercity Motor Car Set

Tuo Xia，Gu Xudi，Su Ci，Xiao Shumei

To verify the aesthetics，amendity，function and safety of the vehicle components in the manufacture of intercity motor car set model，the design requirements，design consideration，design draft and the emphasis points in the design are introduced，so as to demonstrate the technological process and design concept of the train model.It is significant and positive by producing a model train to test the design idea and solve problems before quantity production of motor car set vehicles.

intercity rail tansit；motor car set；model manufature

TB 476：U266.20

10.16037/j.1007-869x.2015.07.017

2013-10-17）