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摘要：随着我国轨道车辆的快速发展，我国对列车气密性的研究也在不断深入。然而，对轨道车辆密封而言，气密性要求过高或者过低都不合理。如果气密性要求过高，会加大车辆的制造成本，对制造工艺的要求也更加严格，若工艺水平达不到要求，气密性试验标准要求就失去意义；如果气密性要求过低，会引起车内压力的变化幅度过大，导致旅客耳鸣，降低乘坐舒适性。因此，高速动车组和客车的气密性作进一步试验研究，不断完善我国高速动车组和客车的气密性标准。
关键词：动车组；气密性；技术分析
随着车速的提高，动车组在隧道和在明线上交会时，均会引起车外较大的压力波动，车外压力波动传入车内会引起空气压力波动，从而冲击司乘人员的耳膜，造成耳鸣、耳痛等，带来动车组内压力舒适度问题，减缓车内压力波动的主要措施之一是采用气密性能良好的车辆。另外，由于动车组内采用全封闭空调系统，对动车组的气密性有着较高的要求。而风挡又是影响整车气密性的重要部件，因此，对风挡产品出厂前气密性能的检测必不可少，对动车组风挡气密性测试系统的研究具有十分重要的意义。
一、动车气密性测试系统概况
由于高速线仅考虑了流线型的列车头部及外形，而且已开始注意到列车进入隧道的压力变化和对旅客的舒适度影响问题，为了满足新一代列车在高速运行的需要，提出了气密性的要求。根据在Derby 试验室进行的模拟不密封客车在NBS 线上运行的压力舒适性能试验结果，决定在新的高速线上采用气密性客车。许多专家研究高速列车的气密性问题，试图通过试验研究来确定高速列车必要的气密性标准，但实质性的进展不多。我国对青藏高原客车气密性的要求是，在关闭门窗及空调设备对外开口的情况下，车内外压力由4000 Pa 降至1000 Pa 的时间应大于40s。以CRH3 型动车组为例，气密性试验考核指标为，车内压力从4 000 Pa 降至1000 Pa 所需时间应大于或等于78 s。目前，我国CRH3型动车组车辆气密性试验测得所需时间均大于100 s，满足气密性标准要求，且大大高于国际标准要求。
二、气密性试验
车辆整车的气密性由车体结构、车窗、车门、风挡、卫生设备、空调通风系统，以及各种穿“墙”的电缆、电气、风和水等管路部分的密封性共同保证。整车落成后的气密性试验，可采用内部充气或抽真空的方式进行。对于铁道客车和动车组车辆的气密性试验，一般采用内部充气方式。采用内部充气方式时，在门窗关闭、空调设备对外的新风口和废气口均关闭的情况下，向车体内部缓慢充气加压。当车内外气压差达到规定值并稳压一定时间后，停止充气，车内压力开始衰减。测定从预定最高压力值降到规定低压力值所需要的时间，是否满足整车气密性要求。部件的气密性试验方法与整车气密性试验方法相同。
在车体金属结构组焊完成后，检查所有焊缝是否有气孔、裂纹或漏焊点等。对发现的气孔、裂纹或漏焊点等，通过补焊或用密封胶堵漏。金属结构组焊后应能在规定的压力下保持良好的密封性。组成后的车窗、车门、风挡与空调装置，可在特制的试验装置上进行气密性试验。加压至规定压力后，车窗、车门、风挡与空调装置应有良好的密封性。试验时，测定预定最高压力值降到规定低压力值所需要的时间，要求其满足整车气密性规定。
三、密封措施
（1）车体结构采用连续焊缝，以消除焊接气隙。对不能施焊的部位，用密封胶密封。高速动车组车体的总体结构由铝合金大型挤压型材制成，筒形车体由地板、侧墙和车顶焊接而成，为整体密封结构。因此，车体的密封主要取决于焊接工艺。
（2）车窗采用固定式结构，其组装工艺可以保证密封的可靠性和耐久性。个别车窗可以打开，为充气膨胀式密封结构。高速动车组车窗包括侧窗、盲窗、司机室侧窗和司机室前窗，均为密闭结构。
（3）车门采用多重密封技术。通常对门页周围采用膨胀式密封和液压压紧装置，以有效抵挡压力波造成的影响。外门采用密封性能良好的塞拉门，其外形与车体外形一致，闭合后车门能完整嵌入门口空间，使车门与车体处在同一个外表面上。门边设有密封装置，根据列车的运用环境及密封指标要求，采用不同的密封技术。例如，CRH1 型列车采用膨胀式密封；高寒车采用更加安全可靠的压紧密封（CRH5）；车速进一步提高后，采用双层密封结构， 以抵抗车厢内外更大的压力波动范围（CRH3）。此外，头、尾的端门，司机室登车门，可采用充压缩空气的橡胶条密封。青藏高原客车采用双唇密封式结构的塞拉门，保证客车的密封性能。
（4）在车厢之间，设置气密内风挡和密封式折棚风挡等，安装在车体的外端墙上，并处理好渡板处的密封问题，保证车辆的密封性能。气密式内风挡采用全波纹气密橡胶，由金属框、金属安装框、全波纹橡胶密封件和外罩等组成，主要通过螺栓及橡胶密封件形成气密结构，具有良好的伸缩性、气密性和水密性，以保证车辆内部的气压波动在标准值以内。CRH3型动车组采用橡胶气密内风挡，CRH3 型动车组采用波纹式密封折棚式风挡，均可保证客车的密封性能。
（5）空调环控设备具有压力控制功能。例如，在客室进、排气风口安装压力保护阀，在排气风道中装设带节气阀的排风机，安装压力保护通风机等。安装这些设备的主要目的是，既保证正常的通风换气，又保证车内压力变化在限值之內。厕所、洗脸室的水通过真空装置排到车外，而不采用直排式。对直通车下的管路和电缆孔，采用涂抹密封胶的方式来保证密封性能。
我国铁道行业标准仅规定了最高运行速度200～350 km/h 动车组的气密性要求。随着我国高速铁路的相继开通，以及更高速度试验列车的下线，结合我国高速列车系统集成国家工程实验室气密性试验、线路运行试验和旅客的感受，以及我国动车组制造工艺水平，有必要对车辆的气密性作进一步试验研究，并不断完善我国高速动车组和客车的气密性标准。
参考文献：
[1]曹艳华，李瑞淳.高速动车组空调系统压力保护装置[J]. 国外铁道车辆，2014，47（ 6） ： 16-21 .
[2]孙勤，李宏兴.地铁直线电机车辆电机高度控制探究车辆车体的开发[J].国外铁道车辆，2015，52（ 3） ： 38-39 .
[3]张硕韶，王建功，白彦超，阎锋. 高速动车组铝合金车体设计[J]. 中国铁路，2013，（ 2） ： 43-47 .
[4]杨金超，刘丁发，徐志鹏，封龙高. 高铁列车风挡压力测试系统设计及试验研究[J]. 中国铁路，2015，（ 3） ： 57-60.
（作者单位：中车唐山机车车辆有限公司）
关键词：动车组；气密性；技术分析
随着车速的提高，动车组在隧道和在明线上交会时，均会引起车外较大的压力波动，车外压力波动传入车内会引起空气压力波动，从而冲击司乘人员的耳膜，造成耳鸣、耳痛等，带来动车组内压力舒适度问题，减缓车内压力波动的主要措施之一是采用气密性能良好的车辆。另外，由于动车组内采用全封闭空调系统，对动车组的气密性有着较高的要求。而风挡又是影响整车气密性的重要部件，因此，对风挡产品出厂前气密性能的检测必不可少，对动车组风挡气密性测试系统的研究具有十分重要的意义。
一、动车气密性测试系统概况
由于高速线仅考虑了流线型的列车头部及外形，而且已开始注意到列车进入隧道的压力变化和对旅客的舒适度影响问题，为了满足新一代列车在高速运行的需要，提出了气密性的要求。根据在Derby 试验室进行的模拟不密封客车在NBS 线上运行的压力舒适性能试验结果，决定在新的高速线上采用气密性客车。许多专家研究高速列车的气密性问题，试图通过试验研究来确定高速列车必要的气密性标准，但实质性的进展不多。我国对青藏高原客车气密性的要求是，在关闭门窗及空调设备对外开口的情况下，车内外压力由4000 Pa 降至1000 Pa 的时间应大于40s。以CRH3 型动车组为例，气密性试验考核指标为，车内压力从4 000 Pa 降至1000 Pa 所需时间应大于或等于78 s。目前，我国CRH3型动车组车辆气密性试验测得所需时间均大于100 s，满足气密性标准要求，且大大高于国际标准要求。
二、气密性试验
车辆整车的气密性由车体结构、车窗、车门、风挡、卫生设备、空调通风系统，以及各种穿“墙”的电缆、电气、风和水等管路部分的密封性共同保证。整车落成后的气密性试验，可采用内部充气或抽真空的方式进行。对于铁道客车和动车组车辆的气密性试验，一般采用内部充气方式。采用内部充气方式时，在门窗关闭、空调设备对外的新风口和废气口均关闭的情况下，向车体内部缓慢充气加压。当车内外气压差达到规定值并稳压一定时间后，停止充气，车内压力开始衰减。测定从预定最高压力值降到规定低压力值所需要的时间，是否满足整车气密性要求。部件的气密性试验方法与整车气密性试验方法相同。
在车体金属结构组焊完成后，检查所有焊缝是否有气孔、裂纹或漏焊点等。对发现的气孔、裂纹或漏焊点等，通过补焊或用密封胶堵漏。金属结构组焊后应能在规定的压力下保持良好的密封性。组成后的车窗、车门、风挡与空调装置，可在特制的试验装置上进行气密性试验。加压至规定压力后，车窗、车门、风挡与空调装置应有良好的密封性。试验时，测定预定最高压力值降到规定低压力值所需要的时间，要求其满足整车气密性规定。
三、密封措施
（1）车体结构采用连续焊缝，以消除焊接气隙。对不能施焊的部位，用密封胶密封。高速动车组车体的总体结构由铝合金大型挤压型材制成，筒形车体由地板、侧墙和车顶焊接而成，为整体密封结构。因此，车体的密封主要取决于焊接工艺。
（2）车窗采用固定式结构，其组装工艺可以保证密封的可靠性和耐久性。个别车窗可以打开，为充气膨胀式密封结构。高速动车组车窗包括侧窗、盲窗、司机室侧窗和司机室前窗，均为密闭结构。
（3）车门采用多重密封技术。通常对门页周围采用膨胀式密封和液压压紧装置，以有效抵挡压力波造成的影响。外门采用密封性能良好的塞拉门，其外形与车体外形一致，闭合后车门能完整嵌入门口空间，使车门与车体处在同一个外表面上。门边设有密封装置，根据列车的运用环境及密封指标要求，采用不同的密封技术。例如，CRH1 型列车采用膨胀式密封；高寒车采用更加安全可靠的压紧密封（CRH5）；车速进一步提高后，采用双层密封结构， 以抵抗车厢内外更大的压力波动范围（CRH3）。此外，头、尾的端门，司机室登车门，可采用充压缩空气的橡胶条密封。青藏高原客车采用双唇密封式结构的塞拉门，保证客车的密封性能。
（4）在车厢之间，设置气密内风挡和密封式折棚风挡等，安装在车体的外端墙上，并处理好渡板处的密封问题，保证车辆的密封性能。气密式内风挡采用全波纹气密橡胶，由金属框、金属安装框、全波纹橡胶密封件和外罩等组成，主要通过螺栓及橡胶密封件形成气密结构，具有良好的伸缩性、气密性和水密性，以保证车辆内部的气压波动在标准值以内。CRH3型动车组采用橡胶气密内风挡，CRH3 型动车组采用波纹式密封折棚式风挡，均可保证客车的密封性能。
（5）空调环控设备具有压力控制功能。例如，在客室进、排气风口安装压力保护阀，在排气风道中装设带节气阀的排风机，安装压力保护通风机等。安装这些设备的主要目的是，既保证正常的通风换气，又保证车内压力变化在限值之內。厕所、洗脸室的水通过真空装置排到车外，而不采用直排式。对直通车下的管路和电缆孔，采用涂抹密封胶的方式来保证密封性能。
我国铁道行业标准仅规定了最高运行速度200～350 km/h 动车组的气密性要求。随着我国高速铁路的相继开通，以及更高速度试验列车的下线，结合我国高速列车系统集成国家工程实验室气密性试验、线路运行试验和旅客的感受，以及我国动车组制造工艺水平，有必要对车辆的气密性作进一步试验研究，并不断完善我国高速动车组和客车的气密性标准。
参考文献：
[1]曹艳华，李瑞淳.高速动车组空调系统压力保护装置[J]. 国外铁道车辆，2014，47（ 6） ： 16-21 .
[2]孙勤，李宏兴.地铁直线电机车辆电机高度控制探究车辆车体的开发[J].国外铁道车辆，2015，52（ 3） ： 38-39 .
[3]张硕韶，王建功，白彦超，阎锋. 高速动车组铝合金车体设计[J]. 中国铁路，2013，（ 2） ： 43-47 .
[4]杨金超，刘丁发，徐志鹏，封龙高. 高铁列车风挡压力测试系统设计及试验研究[J]. 中国铁路，2015，（ 3） ： 57-60.
（作者单位：中车唐山机车车辆有限公司）