摘要：废排风帽是轨道车辆环境控制系统的重要组成部分，其排风特性的优劣直接影响客车室内废气排出量，对调节室内外压差起关键作用，由于客车在高速行驶的过程中，风压对废排风扇的扇页的冲击较大，经常会出现质量事故，故优化废排风扇的设计结构则会减少此类事故的发生，对客车的安全行驶起到重要作用。
关键词：轨道车辆，废排风帽，优化结构。
一、前言
在铁路客车的各个系统中，通风占有很重要的地位，空气室内的好坏在很大程度上取决于通风的质量，废排风帽则是轨道车辆环境控制系统的重要组成部分，废排风扇的排风特性会直接影响到排风系统的流动性和排风能力，由于轨道车辆的载客量较大，室内要求全面送风时的新风量较大，排风量小于或等于新风量，一般为新风量的90%～95%时，客车压力才能保持平衡，维持客室内一定的正压。如果排风风帽设计结构不合理，会导致排风机选型难度增加，造成整个列车排风系统能力不足，容易造成列车车辆客室内压力过大，从而导致车内外压差过大，排气风帽脱落或者废气风扇扇页断裂或掉落等问题，影响车辆的正常运行，本文借铁总运辆客车电[2016]1930号文为契机（报文：中国铁路总公司运输局关于对浦镇公司厂修餐车防雨帽翘起故障的通报），重点对目前常见车型的废排风帽进行设计结构的优化，减少废排风帽的事故发生率，确保铁路客车的行驶安全。
二、铁路客车通风系统简介
2.1客车通风系统的任务
客车通风系统是客车空调装置的重要组成部分，分担着把处理过的新鲜空气送入车内、把车内污浊空气排车车外的任务，同时应时车内具有合适的气流组织，温度、湿度、微风速和清洁度，应使旅客在行驶过程中感觉舒适，无异味及噪声干扰。通风系统是客车空调装置中唯一不分季节而长期运转的系统，他对旅客的健康、舒适型和空调装置的经济行有很大的影响。
2.2铁路客车通风系统的基本组成
目前国内客车空调多数使用车顶单位式空调机组，部分使用分装式空调系统。单位式空调机组里设置双伸轴离心式通风机。提供两种风量；强通风4500 m3/h;弱通风：3000 m3/h，其中新风所占比例为1/3～1/4,强弱风转换使用手动控制系统。通风机下部安装所有装有橡胶减震器，以防止噪音，减少震动；机组里设置空气过滤器，装在空气处理器的前面，对空气进行过滤；车顶机送风口与车内送风道的连接采用软风道，可减少震动；客室内采用吊顶，主风道置于吊顶上，沿车体纵向中心线对称布置两排送风口，送风口形式为条缝式或格栅式。车内回风口大多设在一位端下部，由风道引至一位端平顶板上部，客车上一般不设专排风机，废气依靠车内正压，由厕所室排出，单元式机组为便于检修，一般置于车顶，车顶式机组带来的问题是提高了车体的重心，对车辆运行的稳定性及安全性带来了问题。高速列车由于运行速度很高，要求车内重新降低。所以我国生产的第一列高速列车采用了分装式空调机组，即空调装置采用分体式，压缩冷凝单元。重量较大的安装在车下，空气处置单元、新风单元等重量较轻的部分安装在车顶。
三、我公司常见的检修的排风帽的分类及设计结构：
3.1结构简介
a、浦厂排风帽设计结构特点
浦镇公司制造的废排风帽结构相对复杂，由风帽座、导风筒、风帽底板、风帽侧板、风帽顶板及导流板组成(如图1所示)，风帽底板起着承载风帽顶部的作用。风帽底板为不锈钢材质，设计厚度1.2 mm ，导风筒及风帽座为耐候钢，厚度3 mm。
b、长客造排风帽设计结构特点
长客股份造废排风帽结构相对简单，由底板、内圈、外圈、顶及连接板组成(如图2所示)，连接板起着承载顶及外围的作用。连接板为耐候钢，板厚3 mm ，底板及内圈均为耐候钢，板厚分别为2.5 mm 和2 mm。结构为圆型，风从任何方向刮，都受力均匀。
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图1浦厂燕尾型排风帽示意图 图2长客造排风帽示意图
3.2优化设计方案：
1、采用长客的圆形型结构，风帽座采用浦厂的结构，在长客基础上进行了缩小，采用耐候钢焊接。连接铁由4条改为6条。(如图3所示)风帽座，板厚4 mm；内筒、外筒，板厚 3 mm；连接板，板厚4 mm ，顶板板厚2 mm。风帽座中内筒插进风帽座，四周进行满焊如图4所示。实施过程：分解排风帽，用扳手分解螺栓，取消的排风帽作报废处理。对排风帽座打磨，用打磨片车体风帽座进行打磨，清除残胶，确保风帽座表面平整。排风帽安装，防风帽减振垫、安装紧固件更新,每个排气扇帽制作完成后配3 mm 厚度的相应规格橡胶密封垫及8套紧固件（含M8×30 螺栓、M8 螺母、弹簧垫圈、平垫圈）,组装时螺栓从下向上穿，螺栓紧固后弹簧垫圈须压平，紧固后涂打防松标记。.png)
图3优化设计浦厂造排风帽 图4风帽座中内筒与风帽座焊接
2、同时针对翅片结构的废排风帽特殊加固，具体加固方案：
a、 每个翅片结构的排风扇帽在通风孔处加2个连接板（材质为Q310NQL2，厚度为2.5 mm,宽度为25 mm,长度根据现车尺寸确定），将底板、顶板及翅片进行焊接加固处理。连接板对底板与顶板的连接处进行满焊处理，连接板与翅片进行单面焊接，焊角 Z3。
b、在每个翅片结构的排风帽两侧处加6个角铁对顶板与底板进行加固处理，角铁材质为Q310NQL2，厚度为2.5 mm,宽度为30 mm,，角铁与顶板与底板的搭接满焊处理。如图5所示，角铁的安装位置如图6所示。
c、焊接完成后涂刷防锈底漆及面漆。
图5翅片结构优化实物图.png)
四、结论
按照此方案进行改造后，排废风帽与客车车体间的牢固性要强于改造前，由于结构方面发生了改变，材质厚度发生变化，其稳定性也得到了显著的优化。同时运行过程时抗风压能力也铰之前得到显著提升，减少了此类事故的发生率，使客车行驶的安全性得到了提高。
参考文献
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论文作者:何岩, 范鑫宇, 鲍宪明
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：风帽论文; 客车论文; 结构论文; 底板论文; 顶板论文; 车内论文; 如图论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;