車體密封性能及密封措施

一、壓力波的作用

1.對列車的作用

將車輛看成有多個泄漏出(諸如車窗、腳蹬門、車輛格蘭富機械密封連接部、端墻門、空調設備和廁所設備等)的彈性封閉容器，如果容器內部壓力和外部壓力之間存在差異，則會出現兩種情況：1.車體變形; 2.由于泄漏而造成的內外壓力平衡。

2.對旅客的影響

高速列車在會車時，特別是在隧道內高速會車時，車進口機械密封體表面將承受正負數千帕的瞬時壓力變化。如果列車不密封，則壓力波輝傳到車廂內，旅客會感到不舒服，輕者耳膜受壓迫，重者頭暈惡心，甚至集裝式機械密封耳膜破裂。

二、對車體密封性能的要求

日本高速列車密封試驗，要求將車體所有開啟部位堵塞，車內壓力由4000Pa降至1000Pa的時間必須大于50s。

歐洲高速列車曾采用壓力從4000Pa降至1000Pa的時間大于50s(車輛通過臺和空調設備關閉)。

現在，德國、意大利等國家采用壓力從3600Pa降至1350Pa的時間大于18s。

我國在《200km/h及以上速度級列車密封設計及試驗鑒定暫行規定》中要求：

整車落成后的密封性能試驗，要求達到車內壓力從3600Pa降至1350Pa的時間大于18s;

車體結構的密封性能要求壓力從3600Pa降至1350Pa的時間須大于36s;

組成后的車窗、車門、風擋應能在±4000Pa的氣動載荷作用下保持良好的密封性。

三、高速動車組的密封性能試驗

1.車體氣密性試驗

車體氣密性試驗室采用內部充氣的方式進行，即在封堵了所有的開口以后，使車內形成一個氣密艙室，然后使用壓縮空氣向車內慢慢充氣加壓。當車內達到規定的高壓力值以后停止供氣，測定壓力將至規定的低壓力值所需的時間。

2.車體結構漏氣檢查

在車體金屬結構焊接完成后，須查找是否有漏氣的地方。對所有開口處進行封堵，然后給氣體充氣增壓至規定的壓力(4000Pa)，根據噪聲或肥皂水尋找泄漏處。對泄漏處作上標記，帶放氣后進行補焊或用米高膠堵漏。在規定的穩壓時間內，反復檢查，知道沒有泄露的地方為止。

3.車門氣密性試驗

將車門總成裝在特制的試驗腔室上進行氣密性。安裝方式盡量與使用時相同。車門安裝在試驗腔室后，腔室形成了一個密閉容器，期內達到規定的壓力后，檢驗車門是否能保持良好的密封性能。

4.通過臺氣密性試驗

同樣，將通過臺總成裝在特制的試驗架上進行氣密性試驗。安裝方式盡量與使用時相同。通過臺安裝在試驗架上以后，試驗架形成了一個密閉容器，期內達到規定限額壓力后，通過臺須保持良好的密封性能。

5.車窗氣密性試驗

同樣，將車窗總成裝在特制的試驗腔室上進行氣密性試驗。安裝方式盡量與使用時相同。車窗安裝在試驗腔室后，腔室形成了一個密閉容器，其內達到規定的壓了后，檢驗車窗能否保持良好的密封性能。

四、高速動車組的密封措施

高速動車組所采取的密封措施主要涉及到車體結構、車窗、車門、(側門、端墻門)、通過臺、空氣系統和廁所設備。

1.車體密封

對車體要進行計算與試驗，車體應能承受規定的壓力(±6000Pa)。現代高速動車組車體的總體結構師由鋁合金大型擠壓型材制成，筒形車體由地板、側墻和車頂組成，三部分焊接在一起，從設計上就是整體密封的，因此車體的密封主要取決于焊接工藝，在車體的結構焊接完成后要按照上述方法進行漏氣檢查和氣密性試驗，來保證車體的密封性要求。直通車下山的管路和合電纜穿孔等都要采取密封措施。
2.車窗密封

由于車廂內要求壓力密封，因此高速動車組車窗不需要考慮開關問題。從外形看來，高速動車組的車窗一般是看不見的窗框，但實際上是有窗框的。為了達到外觀的要求，需采用粘合劑將玻璃粘到窗框中去。車窗玻璃是順著壓力的方向，從外向里安裝，然后用螺栓擰緊。螺栓的縫隙最后用有彈性的填料充填蓋嚴，德國的高速動車組ICE的車窗結構(見圖7—17)就是典型的示例。同時，要求車窗在規定的壓力—(±6000Pa)下不損壞、不變形。

3.側門密封

現代高速動車組的側門一般采用塞拉門，必須就有良好的密封性能。于常用的斜面密封塞拉門不同，高速動車組用的高壓密封塞拉門，還必須具有如下的密封要求：

(1)就有一個環繞的密封面，也就是實現所謂的“密封蓋”原則，以避免密封面偏移;

(2)采用雙重密封(雙緣密封)，他能夠在高壓和低壓兩種情況下具有相同的密封性能;

(3)門扇就有走狗的鋼度和強度，以保證密封處不偏移;

(4)附加閉鎖或止動裝置。

4.通過臺

(1)高速動車組的通過臺是兩個車廂之間的連接通道，是人員來往的必經之路，因此對其密封性也有嚴格的要求。通過臺一般分為外套式的通過臺和波紋折棚式的通過臺。

(2)外套式通過臺在車體的外墻加一個外套連接。由于這種外套在換掛時的男的較大，造成不必要的麻煩，因此這種外套式的通過臺在高速動車組上已很少使用。

(3)波紋折棚式通過臺在高速動車組上得到廣泛的應用。波紋折棚安裝在中間緩沖車鉤的橫向構件上，將中間緩沖車鉤所屬的空間全部包圍起來。整個通過臺為密封性結構，如前所述，需要進行氣密性試驗，以保證其就有良好的密封性。

5.端墻門密封

由于通過臺進行了密封，端墻門似乎就不用密封了。但是，對于機車牽引的高速列車，在列車編組時，最前邊和最后面的端墻門還得進行密封。對于高速動車組，由于她沒有尾車，車廂的兩頭都掛在動力車上，因此也必須有密封的通過臺，以便動力車上的人員能夠進入車廂。另外，由于機械控制車不是密封的，所以通往車廂的端墻門也必須是密封的。

端墻門的密封要比側門容易多，這種門表面看起來與其他自動化的端墻門并無多大區別，只是將強一些密封措施，例如轉動手把的密封要比傳統車門上的好一些;門框上多安裝一條能充氣的橡皮管，能充氣鼓起來密封;通過手控密封開關，可以給密封軟管充氣;門關閉密封后被門閂暫時鎖住等。

6.空調裝置密封

空調裝置的主要功能之一就是將新鮮空氣連續輸入車廂，吧污濁的空氣排出車外。因此在裝置上開有一個進氣口和一個或幾個排氣口，空氣的運送通過一個進氣風機和一個排氣風機。空調裝置密封的目的是防止車外的空氣壓力波從進氣口進入車內。解決的方法基本上有三種：

(1)采用過壓保護閥

在空氣的進出口個個安裝一個閥門。當車內外壓差超過規定值時，兩個閥門同時關閉。在此期間進排氣中止。這種方法的缺點是：如果閥門關不時間過長，旅客會感到不舒服。

(2)采用節流閥控制空壓機

空氣壓縮機安裝在排氣口，是兩個氣口在全壓差的情況下，空氣流動方向與原來保持不變。通過節流閥來控制空氣流量，并使其相等。

(3)采用過壓保護風機

過壓保護風機起空壓機的作用，它具有坡度較大的特性曲線，從而使其輸送的而空氣流量不受車內為壓差的影響。在理想情況下，每臺進排氣風機的空氣流量保持不變，因此車外進入車內的空氣流量和車內排出車外的空氣流量也是一個常數。

空調裝置密封最常采用的方法是第一種，也有采用兩種方法組合的方案，列入德國鐵路的高速動車組ICE采用帶有過壓保護閥的過壓把偶風機方案。由于過壓保護風機在車內外壓力接近時消耗能量較多，因此在正常工作時它是關閉的，這時通過旁通管道來循環車內外的空氣。當列車高速進入隧道壓力超過規定值時，列車通過列車自動控制系統(LZB)自動報警。

7.廁所密封

高速動車組的廁所都是采用密封式的廁所，通過一套真空設備將糞便排入集便器。而集便器一般裝于列車地板下方。



作者：嘉善日益機械密封件廠

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關鍵詞：格蘭富機械密封，進口機械密封，集裝式機械密封