铁路客车车窗结构及性能分析

铁路客车车窗结构及性能分析

李文博

中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 093000

摘要：随着社会经济的飞速发展，交通运输业也在不断发展和进步。铁路客车作为交通运输的重要组成部分，需要引起我们的重视。随着铁路客车的不断发展，对客车舒适性，气密性要求也越来越高，随之铁路车窗也在不断创新和变化。本文主要分析铁路客车车窗的结构和性能。目前国内铁路客车按统型分类主要有B，G，K和T型车窗。近年来，越来越多地使用25T型车窗。高速客车主要使用粘贴式固定窗，该结构车窗具有优异的密封性能。与碳钢车窗户相比，设计更简单，更便宜。

关键词：铁路客车；车窗结构；性能分析

前言：随着交通运输业的不断发展，作为铁路客车的重要构成元件，车窗存在着多种结构。现阶段，主要有四种类型：窗带式粘接车窗，橡胶条式车窗，非单元组合窗，单元型组合窗。在选择和安装车窗时，必须考虑客车的实际需求，例如客车的运行速度以及所用车辆的类型。只有选择合适的车窗，才能保证客车的舒适性。

一、非单元组合及单元式组合车窗

一些客车的窗户需设计为可开启操作，属于活动式车窗类型，但是也有些窗户无法打开，属于固定式车窗。比结构类型和可移动窗口结构更复杂的主要是对可移动窗口类型的研究和分析。非单元组合活动式车窗类型很少，只有一种。 要打开它，需要向上推整个窗口。单元式组合车窗主要有三种类型。

1. 非单元组合车窗

非单元组合活动窗只有一种结构，即整个窗口上推式可移动窗口。这种类型的车窗由两片窗口组成。 车窗结构简单，该结构车窗将某种材料的窗框包裹在钢化玻璃中，然后在玻璃和窗框之间贴上密封胶带以后进行密封并防止窗漏水。相应地安装两个窗口之后，将形成一个非单元组合车窗。

2. 单元式组合活动窗

这种结构的车窗在安装前形成相应的结构，并属于一个独立的整体。该结构有多种类型。第一种类型下部窗户为固定结构，上部窗户可以向下移动以达到打开车窗的效果。第二种类型是固定上部窗口并向上推下部窗口以打开车窗。第三种类型是固定底部窗口，翻转顶部窗口以打开车窗。

二、活动车窗分类

随着车窗结构的不断升级，活动车窗已经从原来的全线通风逐渐发展为紧急通风活动车窗。 结构类型可以分为B型窗口，G型窗口，K型窗口和T型窗口。由于以高速铁路为代表的高速铁路乘用车的发展需求，已经取消了活动车窗。而改为密封性更好的粘接固定窗户，使其具有更好的密封性能。由于高速铁路乘用车对正负压力变化和密封性能有很高的要求，橡胶条和型材形式的固定窗不再适合高速列车。

B型车窗是铝合金单元式整体装配式车窗，是下扇上开式车窗。 G型窗是铝合金窗框整体窗，是为上扇下开式车窗。K形和T形窗户是上扇内翻式车窗。

三、活动式车窗结构对比

（一）B型与G型车窗结构对比

根据使用环境的分析，B型和G型窗口是同一产品。窗户的设计采用可移动的窗扇上下滑动窗户框架，以实现打开和关闭窗户的功能。窗扇的移动重力平衡方法中使用了各种平衡器。B型窗户使用带有齿条和小齿轮的扭簧型平衡器作为导向结构。G型窗户使用塔盒弹簧和型材调节器作为导向，钢丝绳牵引的平衡方法。

（二）K型与T型车窗结构对比

在结构上，这两种类型的可移动窗户都是上扇内翻式车窗，并且向内开度基本相同。主要区别在于K形窗户的打开和关闭手柄和锁具有单独的设计，而T形窗户具有集成的设计。由于K形窗的横梁设计的结构限制，即可移动窗扇的倒置横梁不能过载，因此添加了相应的铰链作为力支撑。基于此，T形窗增强了窗梁的受力能力，取消了相应的铰链结构，简化了结构。

（三）车窗性能分析及对比

1.B型和G型活动车窗的结构特点：B型活动窗是下窗框和上开口，而G型可动窗是上窗框和下开口，占用乘客的空间很小，在车窗开启及关闭状态下不对乘客的乘坐空间造成影响；且车窗开口很大，活扇占据了整个车窗的一半，打开活动窗扇后，窗户通风良好。因此，更适用于不带空调的车型，正规车厢的车窗都为活动窗，对整车通风起到重要的作用。但是，B型和G型活动窗的密封性能较差。

2.K型和T型活动窗的结构特点：两者都是上扇内翻式车窗。25K型铰链窗户和25T型无铰链型窗户，活动窗户的活扇打开角度较小，介质的最大打开角度为30°。如果角度太大，将会影响乘客的座位空间。且通风效果比B型和G型窗户差，但该结构密封性比G型和B型窗户好得多。K型结构车窗与T形结构车窗相比，K型活动车窗有很多缺点。 例如：K形窗口没有排水孔，漏水是制造过程中最常见的质量问题，因此窗户要求水密性更高，因此，它给制造技术水平带来了巨大压力。K型和T型窗户适用于空调车辆，活动窗用于车辆的紧急通风，因此，并非在所有车厢上都安装。

3.B型、G型活动窗以及T型、K型活动窗的结构分析：在现有的车窗结构设计中B型和G型活动窗的气密性较差，但车窗在防渗漏上显现出很大的设计优势。 由于活扇的运动方式，很容易实现结构防水设计。虽然T形活动窗和K形活动窗的密封性能和水密性的很好，但是由于密封方法是密封橡胶条的压接形式，因此，对产品的制作工艺提出了很高的要求。

这四种类型的活动窗主要用于碳钢车身的乘用车。空调车通常选择K形窗或T形窗。近年来，T形车窗由于其较大的优势而被用于普通乘用车。B型和G型车窗更常用于非空调车辆。

四、粘接式车窗

粘接车窗为将铝合金型材和玻璃粘合在一起以形成密闭固定结构的车窗。 从发展趋势来看，粘接车窗经历了两个重要阶段：结构变化时期和性能改进时期。

在第一阶段，将铝框架直接粘合到玻璃上形成该结构车窗，然后整体组装并粘合到车身上。这种结构是早期阶段最简单的规划设计。结构优势：制造结构简单，车窗兼容性和工艺保证简单方便，制造成本较低。缺点：由于在高速客车运行过程中车窗存在意外损坏，会增加更换车窗时直接粘合结构胶的固化周期，从而使整个高价车辆无法使用。结果导致了巨大的产品折旧和效率成本压力。

在第二阶段中，将铝框架直接粘接到玻璃上以形成窗户结构，然后组装并粘接到车身上。但是，此结构已进一步优化使用，增加了用于更换车窗玻璃的过渡连接框架的设计。结构优势：更换车窗时直接粘合，显着缩短了结构粘合剂的固化周期，减少了时间并确保了整车的快速运行，具有明显的经济效益。产品不足：生产成本有所增加。另外，过渡框架互换性要求使制造过程和尺寸保证更加严格。

在高速客车和普通客车的发展中，将车窗玻璃粘合在一起是一种普遍的趋势。当前的实验研究趋势是使用透明的聚碳酸酯材料代替真空玻璃结构来进行产品升级。其目的主要在于消除目前的意外损坏及损坏发生时造成乘客受伤的隐患。但是，这在使用透明聚碳酸酯板时给列车紧急逃生窗的结构设计带来了挑战，需要进一步研究。

结语：综上所述，随着社会经济的飞速发展，交通运输业也在不断发展和进步。 铁路客车作为交通运输的重要组成部分，需要引起我们的重视。随着不同车型结构的出现，铁路车窗也在不断创新和变化。由于当前的经济发展以及乘客更高的舒适度要求，在所有车辆中使用密封窗已成为普遍趋势。下一代普通旅客列车车窗用的粘结车窗将是我国普通旅客列车趋势的必然选择。

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