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摘 要：介绍了本公司轨道车辆B型车车体端墙与贯通道接口的结构及其特点，分析了其中存在的一些问题，并且有针对性地提出接口优化设计解决方案。
关键词：轨道车辆;车体端墙;贯通道;接口;优化设计
中图分类号：U270.2 文献标识码：A
1 概述
贯通道位于轨道车辆两节车厢的连接处，成对使用，是连接相邻两车辆通道的重要组成部分。贯通道至少要满足以下功能要求：第一，必须能有效地防止雨水和尘埃的侵入，以保护乘客和车内设备的安全;第二，贯通道作为车辆曲线通过时的关节部位，必须能适应车辆间的相对运动，在车辆之间为乘客提供一个安全而舒适的通道;第三，贯通道必须能在超载条件下提供额外的乘客站立区域;第四，贯通道的强度和结构设计必须保证乘客能够在客室之间自由地走动。要保证贯通道以上功能要求，车体端墙与贯通道的接口设计尤为重要。
2 车体端墙与贯通道结构及接口存在问题
2.1 车体端墙与贯通道的结构
为适应不同的贯通道结构，目前本公司B型车端墙有两种结构。一是端墙外表面在同一平面内的平面端墙结构（如图1），二是端墙门框周边内凹的内凹端墙结构（如图2）。端墙结构主要由端门横梁、端门立柱、端墙角立柱、端墙板组成（如图5）。通常B型车贯通道通过宽度不小于1 300 mm，通过高度不低于1 900 mm。
对于B型车平面端墙，与之相配的贯通道由折棚组成、车体框、顶板及顶板安装座组成、侧护板及护板支座组成、踏板组成、渡板组成及连杆机构等组成（如图3）。而内凹端墙与之相配的贯通道由折棚组成、侧护板及转轴机构组成、顶板组成、上下渡板组成及车体框组成（如图4）。
端墙与贯通道接口涉及到多个零部件，车体框与端墙上顶板、端门横梁、端墙板及端梁连接，用以安装折棚组成;左、右护板安装座或转轴机构与端门立柱连接，用以安装贯通道左、右护板组成;顶板安装座与端门横梁连接，用以安装贯通道顶板组成;踏板支座与端梁连接，用以安装踏板组成及渡板组成（如图5）。其中，安装贯通道折棚组成通过M6螺钉;安装护板、顶板及踏板组成用M8的螺钉。
轨道车辆B型车端墙采用平面式还是内凹式，主要取决于贯通道侧护板组成结构。贯通道侧护板组成主要有三片式和一片式两种结构。三片式侧护板结构主要由左、右边护板及中间护板通过两个连杆机构连接在一起，运动时通过连杆状态的变化来满足运动曲线线路状态，占用空间小，所以连接端墙采用平面式端墙结构。一片式护板结构由柔性侧护板及转轴机构连接在一起，运动时通过转轴机构带动柔性侧墙来满足曲线线路状态，转轴机构专用空间较大，所以端墙设计成内凹型。
2.2 接口存在问题
（1）接口部位型材未根据受力情况作设计调整。贯通道折棚组成由折棚棚布、车体框、端框、密封胶条及车体安装框等组成。其中，折棚棚布由多折环状棚布面料缝制而成，每环用铝合金型材夹装。折棚体的一端连接在车体框上，另一端与对接框连接。车体框及对接框均由铝合金型材焊接而成，表面喷塑处理。对接框型材上设计有沟槽，用以安装橡胶密封胶条来调整并确保车体框间距离。两对接框连接后保证贯通道不漏雨，不渗水。整个折棚组成的重量占贯通道总重量的最大部分。性能要求越高，折棚组成就越重，从而造成连接车体框接口型材受力也就越大。以往项目中，型材确定后，只着重核对端墙和贯通道接口保证不干涉即可，并未过多考虑接口受力问题，所以接口部位的型材需要优化设计。
（2）贯通道顶板组成安装困难。平面端墙用贯通道顶板组成由两个边护板、中间护板、连杆组成。安装时将顶板组成分别安装在车体两端。安装老结构时首先将顶板组成整体组装好，工人举起安装该部件，直到安装完成。举着顶板组成，耗时耗力，且易使顶板组成在安装过程中受力不均而装偏。安装过程如图6示。
（3）贯通道通过高度调整有限。内凹端墙用贯通道顶板组成由单棚板及双棚板两部分组成。单棚板插入双棚板内，并在内根据车辆运动线路的状态滑动。顶板通过铰链与顶板安装座与车体端墙接口连接。在以往项目中，安装座结构只水平高度设置了两个安装孔（如图7），一旦顶板安装好后，顶板位置固定，贯通道通过高1 900 mm调节空间将非常有限。
（4）连杆机构长期受拉影响使用寿命。平面端墙贯通道侧护板组成中设有连杆装置。中间护板通过连杆固定在两车端的中心位置。车端护板叠加在中间护板的两侧，随连杆的伸缩而做差位移动，使整个侧护板及顶板实现拉伸和压缩。护板内表面设有连杆支承机构，使护板有足够的刚度。侧护板上下設有橡胶裙边，避免侧护板在车辆运行中与顶板及渡板干涉，减少侧护板上下边部与顶板及渡板之间的间隙。在端墙组装过程中，端墙的平面度要求是≤1.5 mm/500 mm，但是仍然有1.5 mm的间隙。以往项目护板安装座分别与端墙直接进行安装。四个护板安装座共面也有3 mm的公差，因此侧护板组成在安装过程中会出现间隙。由于侧护板组成中有连杆机构，可不受此间隙的影响正常进行安装。但是这样就会导致连杆机构长期处于拉伸状态，连杆销轴在长期受力作用下容易疲劳发生裂纹从而影响整个侧护板组成的寿命。
3 接口优化设计
3.1 型材结构的优化设计
优化方案针对型材接口进行处理，尝试将左、右端墙板所用型材接口部位进行适当加厚，来承担车体框铆接时的受力问题。经验证，有效地解决了受力问题。因此，后续项目B型轨道车辆在设计初期左右端墙板所用型材就决定沿用优化方案所用型材，在此基础上考虑将端墙上顶板（即与车体框上部连接的型材）、端梁（即与踏板组成连接的型材）、端门立柱和端门横梁（即与侧护板组成及顶板组成连接的型材）所用型材接口部位也加厚，增强接口部位的受力（如图8示）。
3.2 平面端墙用贯通道顶板组成的优化设计
针对顶板组成整体安装过程中出现的问题，优化方案贯通道顶板组成四角增加了四个顶板安装座，安装时首先用螺钉将顶板安装座安装在到车体上，然后再将顶板组成插进顶板安装座中，用销轴和开口销固定即可，省力、省时，且受力均匀，提高了安装质量及安装效率，见图9所示。
3.3 内凹端墙用贯通道顶板组成的优化设计
针对顶板组成安装座导致通过高度调节有限，难以保证1 900 mm高度问题，对顶板安装座优化设计。首先顶板安装座水平方向的两个圆孔改为竖直方向的三个长圆孔，其次安装的时候先将安装座安装至车体，只需两个安装点即可，最后分别安装单棚板及双棚板，连挂好后，单棚板插入双棚板即可。图10所示。
3.4 贯通道安装座与端墙安装的优化设计
为保证车辆在直线状态下，侧护板组成连杆机构处于自然的状态，优化方案给侧护板安装座加调整垫片，弥补安装的公差间隙。图11所示。
4 结论
针对前期轨道车辆B型车车体端墙与贯通道接口存在的不足，对车体端墙型材结构及与贯通道各结构所涉及的接口进行了详细的分析及优化设计。经后续项目验证，所述优化设计方案行之有效。优化设计方案不仅解决了之前轨道车辆B型车车体端墙与贯通道接口存在的问题，对其它类型车辆车体端墙与贯通道接口设计也有一定的借鉴意义。
关键词：轨道车辆;车体端墙;贯通道;接口;优化设计
中图分类号：U270.2 文献标识码：A
1 概述
贯通道位于轨道车辆两节车厢的连接处，成对使用，是连接相邻两车辆通道的重要组成部分。贯通道至少要满足以下功能要求：第一，必须能有效地防止雨水和尘埃的侵入，以保护乘客和车内设备的安全;第二，贯通道作为车辆曲线通过时的关节部位，必须能适应车辆间的相对运动，在车辆之间为乘客提供一个安全而舒适的通道;第三，贯通道必须能在超载条件下提供额外的乘客站立区域;第四，贯通道的强度和结构设计必须保证乘客能够在客室之间自由地走动。要保证贯通道以上功能要求，车体端墙与贯通道的接口设计尤为重要。
2 车体端墙与贯通道结构及接口存在问题
2.1 车体端墙与贯通道的结构
为适应不同的贯通道结构，目前本公司B型车端墙有两种结构。一是端墙外表面在同一平面内的平面端墙结构（如图1），二是端墙门框周边内凹的内凹端墙结构（如图2）。端墙结构主要由端门横梁、端门立柱、端墙角立柱、端墙板组成（如图5）。通常B型车贯通道通过宽度不小于1 300 mm，通过高度不低于1 900 mm。
对于B型车平面端墙，与之相配的贯通道由折棚组成、车体框、顶板及顶板安装座组成、侧护板及护板支座组成、踏板组成、渡板组成及连杆机构等组成（如图3）。而内凹端墙与之相配的贯通道由折棚组成、侧护板及转轴机构组成、顶板组成、上下渡板组成及车体框组成（如图4）。
端墙与贯通道接口涉及到多个零部件，车体框与端墙上顶板、端门横梁、端墙板及端梁连接，用以安装折棚组成;左、右护板安装座或转轴机构与端门立柱连接，用以安装贯通道左、右护板组成;顶板安装座与端门横梁连接，用以安装贯通道顶板组成;踏板支座与端梁连接，用以安装踏板组成及渡板组成（如图5）。其中，安装贯通道折棚组成通过M6螺钉;安装护板、顶板及踏板组成用M8的螺钉。
轨道车辆B型车端墙采用平面式还是内凹式，主要取决于贯通道侧护板组成结构。贯通道侧护板组成主要有三片式和一片式两种结构。三片式侧护板结构主要由左、右边护板及中间护板通过两个连杆机构连接在一起，运动时通过连杆状态的变化来满足运动曲线线路状态，占用空间小，所以连接端墙采用平面式端墙结构。一片式护板结构由柔性侧护板及转轴机构连接在一起，运动时通过转轴机构带动柔性侧墙来满足曲线线路状态，转轴机构专用空间较大，所以端墙设计成内凹型。
2.2 接口存在问题
（1）接口部位型材未根据受力情况作设计调整。贯通道折棚组成由折棚棚布、车体框、端框、密封胶条及车体安装框等组成。其中，折棚棚布由多折环状棚布面料缝制而成，每环用铝合金型材夹装。折棚体的一端连接在车体框上，另一端与对接框连接。车体框及对接框均由铝合金型材焊接而成，表面喷塑处理。对接框型材上设计有沟槽，用以安装橡胶密封胶条来调整并确保车体框间距离。两对接框连接后保证贯通道不漏雨，不渗水。整个折棚组成的重量占贯通道总重量的最大部分。性能要求越高，折棚组成就越重，从而造成连接车体框接口型材受力也就越大。以往项目中，型材确定后，只着重核对端墙和贯通道接口保证不干涉即可，并未过多考虑接口受力问题，所以接口部位的型材需要优化设计。
（2）贯通道顶板组成安装困难。平面端墙用贯通道顶板组成由两个边护板、中间护板、连杆组成。安装时将顶板组成分别安装在车体两端。安装老结构时首先将顶板组成整体组装好，工人举起安装该部件，直到安装完成。举着顶板组成，耗时耗力，且易使顶板组成在安装过程中受力不均而装偏。安装过程如图6示。
（3）贯通道通过高度调整有限。内凹端墙用贯通道顶板组成由单棚板及双棚板两部分组成。单棚板插入双棚板内，并在内根据车辆运动线路的状态滑动。顶板通过铰链与顶板安装座与车体端墙接口连接。在以往项目中，安装座结构只水平高度设置了两个安装孔（如图7），一旦顶板安装好后，顶板位置固定，贯通道通过高1 900 mm调节空间将非常有限。
（4）连杆机构长期受拉影响使用寿命。平面端墙贯通道侧护板组成中设有连杆装置。中间护板通过连杆固定在两车端的中心位置。车端护板叠加在中间护板的两侧，随连杆的伸缩而做差位移动，使整个侧护板及顶板实现拉伸和压缩。护板内表面设有连杆支承机构，使护板有足够的刚度。侧护板上下設有橡胶裙边，避免侧护板在车辆运行中与顶板及渡板干涉，减少侧护板上下边部与顶板及渡板之间的间隙。在端墙组装过程中，端墙的平面度要求是≤1.5 mm/500 mm，但是仍然有1.5 mm的间隙。以往项目护板安装座分别与端墙直接进行安装。四个护板安装座共面也有3 mm的公差，因此侧护板组成在安装过程中会出现间隙。由于侧护板组成中有连杆机构，可不受此间隙的影响正常进行安装。但是这样就会导致连杆机构长期处于拉伸状态，连杆销轴在长期受力作用下容易疲劳发生裂纹从而影响整个侧护板组成的寿命。
3 接口优化设计
3.1 型材结构的优化设计
优化方案针对型材接口进行处理，尝试将左、右端墙板所用型材接口部位进行适当加厚，来承担车体框铆接时的受力问题。经验证，有效地解决了受力问题。因此，后续项目B型轨道车辆在设计初期左右端墙板所用型材就决定沿用优化方案所用型材，在此基础上考虑将端墙上顶板（即与车体框上部连接的型材）、端梁（即与踏板组成连接的型材）、端门立柱和端门横梁（即与侧护板组成及顶板组成连接的型材）所用型材接口部位也加厚，增强接口部位的受力（如图8示）。
3.2 平面端墙用贯通道顶板组成的优化设计
针对顶板组成整体安装过程中出现的问题，优化方案贯通道顶板组成四角增加了四个顶板安装座，安装时首先用螺钉将顶板安装座安装在到车体上，然后再将顶板组成插进顶板安装座中，用销轴和开口销固定即可，省力、省时，且受力均匀，提高了安装质量及安装效率，见图9所示。
3.3 内凹端墙用贯通道顶板组成的优化设计
针对顶板组成安装座导致通过高度调节有限，难以保证1 900 mm高度问题，对顶板安装座优化设计。首先顶板安装座水平方向的两个圆孔改为竖直方向的三个长圆孔，其次安装的时候先将安装座安装至车体，只需两个安装点即可，最后分别安装单棚板及双棚板，连挂好后，单棚板插入双棚板即可。图10所示。
3.4 贯通道安装座与端墙安装的优化设计
为保证车辆在直线状态下，侧护板组成连杆机构处于自然的状态，优化方案给侧护板安装座加调整垫片，弥补安装的公差间隙。图11所示。
4 结论
针对前期轨道车辆B型车车体端墙与贯通道接口存在的不足，对车体端墙型材结构及与贯通道各结构所涉及的接口进行了详细的分析及优化设计。经后续项目验证，所述优化设计方案行之有效。优化设计方案不仅解决了之前轨道车辆B型车车体端墙与贯通道接口存在的问题，对其它类型车辆车体端墙与贯通道接口设计也有一定的借鉴意义。