城轨车辆司机室窗口区域结构分析及优化
2021-08-30赵林林卢海超王超群刘佳玲
赵林林,王 欢,卢海超,王超群,刘佳玲
(中车唐山机车车辆有限公司,河北 唐山 063035)
1 司机室窗口区域结构分析
城轨车辆司机室窗口区域涉及外罩、风挡玻璃与内装3种部件,风挡玻璃通过打胶粘接在司机室外罩上,风挡玻璃与内装之间采用橡胶条进行挡缝及密封。根据内装上安装橡胶条位置的不同,司机室窗口区域可分为内藏橡胶条结构和外装橡胶条结构。
1.1 内藏橡胶条结构
如图1所示,内藏橡胶条结构的内装墙板背部设置翻边用于插接橡胶条,橡胶条被隐藏在内装墙板内部并直接密贴在风挡玻璃上,该结构也被称为“双眼皮”内藏橡胶条结构。
图1 内藏橡胶条结构
司机室采用内藏橡胶条结构形式安装后的效果如图2所示。
采用内藏橡胶条结构形式具有安装方便的优点。该结构能够将橡胶条隐藏在内装墙板的内部,不外露,故风挡玻璃四角处的橡胶条与内装墙板翻边美观性要求不高,风挡玻璃四角对应位置无需采用硫化后的一整根橡胶条整体安装,可采用4根橡胶条分别卡在窗口区域四面内装墙板背部设置的用于插接橡胶条的“双眼皮”结构上,安装方便,无需多次调整。
采用内藏橡胶条结构形式具有以下缺点:(1)内装墙板安装时需现车研配,且美观性差。由于司机室外罩、风挡玻璃、内装均为球曲面,各零部件在生产过程中存在一定的变形误差,球曲面之间匹配安装难度较大,故在组装过程中,窗口区域周圈的内装墙板与风挡玻璃之间的弧度会出现不匹配现象,需要现车手工研配内装墙板。切割后的内装墙板与风挡玻璃之间弧度亦无法完全匹配,两者之间的缝隙不均(图2),内装墙板外露表面美观性不佳,而橡胶条由于内藏在罩板之内,无法通过调整橡胶条的安装深度来弥补这一缺点,而且多次现车研配降低了生产效率。(2)视野小。该结构需在外罩与内装墙板之间预留出插接橡胶条翻边及橡胶条安装的空间,因此会缩小风挡玻璃透明可视区域的范围。
图2 内藏橡胶条安装效果
1.2 外装橡胶条结构
如图3所示,外装橡胶条结构为橡胶条直接插接在内装墙板上,该结构橡胶条外露且直接密贴在风挡玻璃上。
图3 外装橡胶条结构
司机室采用外装橡胶条结构形式安装后的效果如图4所示。
图4 外装橡胶条安装效果
采用外装橡胶条结构形式具有以下优点:(1)能够遮蔽内装墙板与风挡玻璃之间缝隙不均的缺陷。(2)相较于内藏橡胶条结构视野有所改善。由于内装墙板上直接安装橡胶条,无需留出插接橡胶条翻边空间,因此,风挡玻璃透明可视区域的范围会扩大一些。
采用外装橡胶条结构形式具有以下缺点:(1)内装墙板安装时需现车研配。该结构的内装墙板与风挡玻璃之间的匹配为弧面匹配,同样需要现车研配,降低了生产效率,并会出现两者之间缝隙不均现象。但外装橡胶条可通过调节橡胶条的安装深度遮挡这一缺陷。(2)内装墙板四角处的橡胶条安装时存在褶皱,美观性较差。由于橡胶条外露安装,为提高美观性,整个窗口区域的橡胶条必须采用一根,并将窗口四角对应位置的橡胶条硫化后进行安装。但窗口四角对应位置的橡胶条由于需要拐方向,与风挡玻璃密贴处的橡胶条“小耳朵”弯折时出现的褶皱无法消除,美观性较差,会造成多次拆卸,而拆卸后的橡胶条会出现损坏现象,既浪费工时又浪费物料。
以上2种司机室窗口区域结构,对于司机室仅设置一块风挡玻璃时,由于座椅设置在司机室中心,司机室可视范围能够达到UIC 651—2002《机车、动车、动车组和带司机室客车的司机室结构》要求,对视野的影响不明显;但对于司机室设置多块风挡玻璃时,则对视野的影响较为明显,甚至可能会达不到视野要求且影响行车安全。
2 司机室窗口区域结构优化
鉴于司机室窗口区域接口形式存在以上缺点,急需对接口结构进行优化,以提高生产效率,扩大视野并提高美观性。因此,提出了如图5所示的将外罩与内装直接搭接的结构,该结构生产安装后的效果如图6所示。
图5 外罩与内装搭接结构
图6 外罩与内装搭接安装效果
司机室外罩与内装直接搭接结构使得风挡玻璃仅与外罩粘接,两者零部件生产时存在的变形及误差可通过打胶进行消除,风挡玻璃与司机室内装不再产生匹配关系,且通过外罩翻边直接与内装墙板搭接。
外罩与内装直接搭接结构具有以下优点:
(1) 避免了使用橡胶条。该结构不再使用橡胶条,可以避免使用橡胶条带来的一系列问题,提高了司机室窗口区域的美观性。
(2) 安装方便,美观性好,生产效率高。外罩做出翻边与内装直接搭接能够实现将多维球曲面匹配方式改为平面匹配方式,能够避免司机室内装多次现车研配,降低窗口区域内装墙板的安装难度,提高生产效率及司机室的整体美观性。
(3) 视野最大化。司机室外罩与内装在一个面上,风挡玻璃上除了与外罩粘接的区域均为可视透明区域,实现了视野的最大化。
3 结束语
本文对司机室窗口区域接口形式进行了优化,优化后的司机室外罩与内装直接搭接,在生产难度、美观性及视野等方面均得到了极大的改善。优化方案在城轨车辆司机室的设计中更具有实用价值。