许晶晶 张海波

摘 要：文章主要结合相关标准对地铁车辆水密性的要求，着重分析了目前设计现状及我司不锈钢车辆水密性方案存在的问题及风险，并且提出了可行的改进方案，为后续类似不锈钢地铁项目车辆结构设计提供可行的优化方向。

关键词：地铁车辆;不锈钢;水密性

中图分类号：U231.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）10-0038-02

0 引言

近年来，随着我司自主研发的不锈钢地铁车辆不断增多，在生产以及车辆淋雨试验过程中，水流入车辆屏柜及地板的情况时有发生，造成一些返工，影响了项目进程，有必要对不锈钢内藏门结构地铁车辆排水问题进行深入的研究与思考，为后续我们公司不锈钢地铁项目的车辆设计及产品质量的提升提供参考及建议。

1 相关标准要求及设计现状

地铁车辆的水密性要求主要有：IEC 61133《电力牵引-机车车辆-电力和电传动热力机车车辆投入使用前的试验方法》[1]、GB/T 14894《城市轨道交通车辆组装后的检查与试验规则》[2]或者合同文本。IEC 61133中第8.6.2条款以及GB/T 14894条款要求大致相同：应测试车体的水密性、装在车体外表的电器设备箱及所有开口、外盖、防蚀板条或裂缝可能漏雨或者进雪的部件，证明其水侵入不会对电缆和电气设备以及其他设备带来有害的后果。

为了满足以上要求：车辆编制了水密性型式试验大纲，车体编制了淋雨试验大纲，验证车辆整体的水密性，保证车辆能够满足以上标准或者合同要求。地铁车辆进水的来源主要：雨水、雪、或者洗车时的水。地铁车辆可能进水的位置主要分布在：车体本身结构＼接头之间;车体与其他设备结构之间，主要包括：侧部车门与车体，车窗与车体，车顶上，空调与车体，以及其他设备安装与车体之间。

目前地铁车辆材料主要有铝合金和不锈钢车体两种形式。不同材质的车体结构都有各自的特点，不锈钢地铁车辆结构实现的水密性难度比铝合金大。因此，水密性的好坏是不锈钢地铁车辆设计的成败的关键要素之一。本文主要优化和讨论不锈钢地铁车辆的水密性。

不锈钢地铁车辆车体结构一般由：车顶、侧墙、端墙、底架主要结构组成如图1所示。车体结构主要通过连续的焊缝以及搭接接头，确保车体自身结构的密封性。（1）顶盖空调平台大量采用弧焊密封，侧顶板与波纹板间;（2）侧墙蒙皮间、侧墙与底架、端墙等连接部位均采用搭接结构，采用涂导电密封胶密点焊后涂结构密封胶，侧墙与顶盖连接采用通长弧焊连接密封见图2所示。

车体与其他部件之间的密封性：车体与空调的密封主要通过空调与车体之间安装密封条，通过压接，实现结构密封。空调密封结构图3所示。

车体与侧窗的密封通过车体提供的支撑结构，侧窗通过橡胶条打胶密封确保其密封性能。侧窗与车体密封图4所示。

车体与车门，通过密封条及车体与内装结构保证密封。但是由于车门是需要经常开闭，内藏门地铁车辆车体结构与内装结构之间必然存在间隙（见图5所示理论进水区域）。车体通过车体与车门的间隙进入车体，在图6位置（门两侧）设置专门的排水孔引导积水排出车体。根据项目经验车体排水方案在车门两侧的剖面线区域开大小为20×55的矩形孔。车体排水孔分布在车门两侧及排水孔形状见图6所示。

车体与其他部件，均通过类似方式进行密封防水。根据经验及分析，不锈钢地铁车辆进水的区域仅存在于车门附近的理论区域。

试验条件：在淋雨试验时，雨量：6mm/min～10mm/min;喷嘴压力：0.25MPa;评价标准：所有焊缝、所有打胶密封区域不得渗水，客室内部无水渗入。

在上述试验条件下，雨水在各个门槛上部聚集见图7所示，然后会从门与车体之间的缝隙流进图示位置见图8所示，如果排水孔设计不合理，容易在车体与内装结构之间形成积水区，加上车体与内装结构之间的打胶区域的质量缺陷，水就会渗入内装地板与车体之间，进而进入车辆内部。

目前，车体结构及内装结构之间通过打胶的方式来保证结构的密封。由于车体及内装铝蜂窝地板粘接区域结构复杂原因，粘接前表面处理，存在局部区域打胶空间有限。虽然制定了严格的打胶工艺流程，打胶质量也不能保证100%满足设计要求。且质量检查过程中，利用蓄水检验也不能保证一次检查出打胶质量缺陷部位见图9所示打胶区域，导致在车辆进行淋雨试验中，水会渗入内装地板与车体空心结构之间，进而进入车辆内部，造成大量返工。

2 设计与改进

根据以上问题的分析，不锈钢内藏门项目水密性难点主要存在运动部件车门与车体、内装之间的缝隙。目前车辆结构上可行的方法主要有以下几个方面：

（1）在结构强度及噪声允许的情况下，在目前的方案基础上，在排水路徑的末端，设置挡水板，保证打胶质量，确保排水孔的合理设计（约车门两侧排水孔不小于20×55），避免积水。（2）在结构上保证密封，减少对打胶的依赖。在车门系统、内装系统允许的情况下优化车体底架结构上的波纹连接板，从而使水通过图10所示车体排水区域，通过排水孔将水排出，排水空间与内装空间隔离，不存在优化前结构打胶区域与排水重叠区域。在结构上保证水不进入内装地板与车体底架波纹板之间。

3 结语

为了彻底解决不锈钢内藏门结构排水问题，必须根据内装及车门的安装方式的不同，从车体结构上按照上述思路进行改进性设计，满足排水的要求。另外在车体结构考虑到位的情况下需要事先规划排水路径，留出排水空间，使其能够规划好的区域按照设计的路径排出车体。同时，排水孔应该能够在不产生积水的情况下及时将水排出。

参考文献

[1] IEC 61133.电力牵引-机车车辆-电力和电传动热力机车车辆投入使用前的试验方法[S].

[2] GB/T 14894.城市轨道交通车辆组装后的检查与试验规则[S].