车体密封性能及密封措施

一、压力波的作用

1.对列车的作用

将车辆看成有多个泄漏出(诸如车窗、脚蹬门、车辆格兰富机械密封连接部、端墙门、空调设备和厕所设备等)的弹性封闭容器，如果容器内部压力和外部压力之间存在差异，则会出现两种情况：1.车体变形; 2.由于泄漏而造成的内外压力平衡。

2.对旅客的影响

高速列车在会车时，特别是在隧道内高速会车时，车进口机械密封体表面将承受正负数千帕的瞬时压力变化。如果列车不密封，则压力波辉传到车厢内，旅客会感到不舒服，轻者耳膜受压迫，重者头晕恶心，甚至集装式机械密封耳膜破裂。

二、对车体密封性能的要求

日本高速列车密封试验，要求将车体所有开启部位堵塞，车内压力由4000Pa降至1000Pa的时间必须大于50s。

欧洲高速列车曾采用压力从4000Pa降至1000Pa的时间大于50s(车辆通过台和空调设备关闭)。

现在，德国、意大利等国家采用压力从3600Pa降至1350Pa的时间大于18s。

我国在《200km/h及以上速度级列车密封设计及试验鉴定暂行规定》中要求：

整车落成后的密封性能试验，要求达到车内压力从3600Pa降至1350Pa的时间大于18s;

车体结构的密封性能要求压力从3600Pa降至1350Pa的时间须大于36s;

组成后的车窗、车门、风挡应能在±4000Pa的气动载荷作用下保持良好的密封性。

三、高速动车组的密封性能试验

1.车体气密性试验

车体气密性试验室采用内部充气的方式进行，即在封堵了所有的开口以后，使车内形成一个气密舱室，然后使用压缩空气向车内慢慢充气加压。当车内达到规定的高压力值以后停止供气，测定压力将至规定的低压力值所需的时间。

2.车体结构漏气检查

在车体金属结构焊接完成后，须查找是否有漏气的地方。对所有开口处进行封堵，然后给气体充气增压至规定的压力(4000Pa)，根据噪声或肥皂水寻找泄漏处。对泄漏处作上标记，带放气后进行补焊或用米高胶堵漏。在规定的稳压时间内，反复检查，知道没有泄露的地方为止。

3.车门气密性试验

将车门总成装在特制的试验腔室上进行气密性。安装方式尽量与使用时相同。车门安装在试验腔室后，腔室形成了一个密闭容器，期内达到规定的压力后，检验车门是否能保持良好的密封性能。

4.通过台气密性试验

同样，将通过台总成装在特制的试验架上进行气密性试验。安装方式尽量与使用时相同。通过台安装在试验架上以后，试验架形成了一个密闭容器，期内达到规定限额压力后，通过台须保持良好的密封性能。

5.车窗气密性试验

同样，将车窗总成装在特制的试验腔室上进行气密性试验。安装方式尽量与使用时相同。车窗安装在试验腔室后，腔室形成了一个密闭容器，其内达到规定的压了后，检验车窗能否保持良好的密封性能。

四、高速动车组的密封措施

高速动车组所采取的密封措施主要涉及到车体结构、车窗、车门、(侧门、端墙门)、通过台、空气系统和厕所设备。

1.车体密封

对车体要进行计算与试验，车体应能承受规定的压力(±6000Pa)。现代高速动车组车体的总体结构师由铝合金大型挤压型材制成，筒形车体由地板、侧墙和车顶组成，三部分焊接在一起，从设计上就是整体密封的，因此车体的密封主要取决于焊接工艺，在车体的结构焊接完成后要按照上述方法进行漏气检查和气密性试验，来保证车体的密封性要求。直通车下山的管路和合电缆穿孔等都要采取密封措施。
2.车窗密封

由于车厢内要求压力密封，因此高速动车组车窗不需要考虑开关问题。从外形看来，高速动车组的车窗一般是看不见的窗框，但实际上是有窗框的。为了达到外观的要求，需采用粘合剂将玻璃粘到窗框中去。车窗玻璃是顺着压力的方向，从外向里安装，然后用螺栓拧紧。螺栓的缝隙最后用有弹性的填料充填盖严，德国的高速动车组ICE的车窗结构(见图7—17)就是典型的示例。同时，要求车窗在规定的压力—(±6000Pa)下不损坏、不变形。

3.侧门密封

现代高速动车组的侧门一般采用塞拉门，必须就有良好的密封性能。于常用的斜面密封塞拉门不同，高速动车组用的高压密封塞拉门，还必须具有如下的密封要求：

(1)就有一个环绕的密封面，也就是实现所谓的“密封盖”原则，以避免密封面偏移;

(2)采用双重密封(双缘密封)，他能够在高压和低压两种情况下具有相同的密封性能;

(3)门扇就有走狗的钢度和强度，以保证密封处不偏移;

(4)附加闭锁或止动装置。

4.通过台

(1)高速动车组的通过台是两个车厢之间的连接通道，是人员来往的必经之路，因此对其密封性也有严格的要求。通过台一般分为外套式的通过台和波纹折棚式的通过台。

(2)外套式通过台在车体的外墙加一个外套连接。由于这种外套在换挂时的男的较大，造成不必要的麻烦，因此这种外套式的通过台在高速动车组上已很少使用。

(3)波纹折棚式通过台在高速动车组上得到广泛的应用。波纹折棚安装在中间缓冲车钩的横向构件上，将中间缓冲车钩所属的空间全部包围起来。整个通过台为密封性结构，如前所述，需要进行气密性试验，以保证其就有良好的密封性。

5.端墙门密封

由于通过台进行了密封，端墙门似乎就不用密封了。但是，对于机车牵引的高速列车，在列车编组时，最前边和最后面的端墙门还得进行密封。对于高速动车组，由于她没有尾车，车厢的两头都挂在动力车上，因此也必须有密封的通过台，以便动力车上的人员能够进入车厢。另外，由于机械控制车不是密封的，所以通往车厢的端墙门也必须是密封的。

端墙门的密封要比侧门容易多，这种门表面看起来与其他自动化的端墙门并无多大区别，只是将强一些密封措施，例如转动手把的密封要比传统车门上的好一些;门框上多安装一条能充气的橡皮管，能充气鼓起来密封;通过手控密封开关，可以给密封软管充气;门关闭密封后被门闩暂时锁住等。

6.空调装置密封

空调装置的主要功能之一就是将新鲜空气连续输入车厢，吧污浊的空气排出车外。因此在装置上开有一个进气口和一个或几个排气口，空气的运送通过一个进气风机和一个排气风机。空调装置密封的目的是防止车外的空气压力波从进气口进入车内。解决的方法基本上有三种：

(1)采用过压保护阀

在空气的进出口个个安装一个阀门。当车内外压差超过规定值时，两个阀门同时关闭。在此期间进排气中止。这种方法的缺点是：如果阀门关不时间过长，旅客会感到不舒服。

(2)采用节流阀控制空压机

空气压缩机安装在排气口，是两个气口在全压差的情况下，空气流动方向与原来保持不变。通过节流阀来控制空气流量，并使其相等。

(3)采用过压保护风机

过压保护风机起空压机的作用，它具有坡度较大的特性曲线，从而使其输送的而空气流量不受车内为压差的影响。在理想情况下，每台进排气风机的空气流量保持不变，因此车外进入车内的空气流量和车内排出车外的空气流量也是一个常数。

空调装置密封最常采用的方法是第一种，也有采用两种方法组合的方案，列入德国铁路的高速动车组ICE采用带有过压保护阀的过压把偶风机方案。由于过压保护风机在车内外压力接近时消耗能量较多，因此在正常工作时它是关闭的，这时通过旁通管道来循环车内外的空气。当列车高速进入隧道压力超过规定值时，列车通过列车自动控制系统(LZB)自动报警。

7.厕所密封

高速动车组的厕所都是采用密封式的厕所，通过一套真空设备将粪便排入集便器。而集便器一般装于列车地板下方。



作者：嘉善日益机械密封件厂

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关键词：格兰富机械密封，进口机械密封，集装式机械密封