关键词：动车组；司机室后墙；内嵌电视
引言
时速160km动力集中动车组是为满足中国铁路总公司运输和经营发展要求，提高既有线铁路运输服务品质，充分利用既有线的运输资源和既有客车、机车的检修资源等需求而研制。司机室以相关标准为基础，根据动力集中动车组的技术特点，结合公司既有车型使用情况进行的设计。
1CRH5A型动车组概况
CRH5A型动车组是由法国阿尔斯通工业集团和中车长春轨道交通股份有限公司以及四方机车车辆研究所共同以芬兰SM3型及意大利Pendolino4型动车组为原型研发制造的一款动车组列车。由5动3拖组成8辆编组动车组，1、2、4、7、8车为动车，有牵引变流器、牵引电机、辅助电流器等主要牵引设备，3、5、6车为拖车，3、6车有受电弓、牵引变压器等主要牵引电器。制动系统则采用再生制动、电阻制动、空气直通制动、空气备用制动。作为一款具有欧洲特色的动车，其网络化、智能化程度很高。由1套控制系统、4套网关，3种传输网线等主要部件组成，使其可靠程度成为和谐号系列动车组的“排头兵”，享有“高寒之星”的美誉。
2新型动车组司机室后墙设计
2.1结构设计
针对现有动车组司机室后墙无法内嵌电视的缺点，为了更好地利用司机室后墙内部空间并提高其美观度，该次设计将司机室后墙分为上、中、下3个区域，3个区域外露面材质均选用玻璃材质，提高了后墙的整体质感，将中间区域设计为可拆卸区域，用于电视检修，使其便于拆卸，有利于电视的检修、维护以及更换。将司机室后墙中间可拆卸区域设计为墙板及拆卸机构2个部分，其中墙板掏空为电视安装预留空间，墙板前方设置铝蜂窝复合板与玻璃黏接，作为拆卸机构。电视安装于墙板及拆卸机构中间夹层区域，以此实现电视的内嵌。检修电视时，使用配套工具将中间可拆卸区域的拆卸机构拆下，即可检修电视。铝蜂窝复合板与墙板的具体连接，包括了2个挂接点和3个插接点，并采用隐形磁性螺丝锁紧。因此，墙板及铝蜂窝复合板相应位置应设置两两对接的挂接、插接结构，并于靠近门框区域分别设置磁性螺丝及其对应的螺套，用于最后的锁紧操作。采用此种结构设计的司机室后墙，不仅实现了机构的重复装配、拆卸特性，也保证了拆卸区域装配后的紧固程度。墙板上、下区域，考虑到玻璃碎裂的检修、维护成本，在墙板与玻璃中间设置铝蜂窝垫板，铝蜂窝垫板和墙板采用螺钉连接，装配后墙时，应先安装铝蜂窝垫板，垫板安装完成后，再将玻璃黏接到垫板表面（避开螺钉连接点）。当上、下区域玻璃碎裂时，仅需敲碎玻璃，露出螺钉连接点进行拆卸，将垫板和玻璃整体更换即可，避免了整块墙板的报废，大大地降低了检修、维护成本。可拆卸区域的装配、拆卸过程中，隐形磁性螺丝具有重要作用，其工作原理如图1所示。装配时，依靠磁力作用，将磁性螺丝配套的磁性转子隔着玻璃紧贴磁性螺丝如图1（a）所示，将磁性转子与电机连接，并驱动磁性转子旋转，磁性螺丝在磁性转子磁力的带动下，沿着对应螺套孔的螺纹旋转前进，最终完全拧入螺套孔并实现紧固如图1（b）所示。拆卸时，原理相同，使用电机驱动磁性转子反转如图1（c）所示，磁性螺丝在磁性转子磁力带动下，沿着对应螺套孔的螺纹旋转后退，最终完全退出螺套孔如图1（d）所示，即可进行拆卸。
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图1隐形磁性螺丝工作原理图
2.2司机室总体说明
动车组设置有两个具有同样操作功能的司机室，分别设在动车组两端的动力车/控制车的前端。司机室的结构和设备布置符合人机工程学的要求和美学原理，保证整个司机室具有友好的人机界面，便利的操作空间以及充分的瞭望条件。司机能方便地接近司机室内的每一个部位。主司机位布置于司机室的左侧。
2.3司机室检查作业条件
司机室检查作业一般分无电和有电两种条件，无电作业须确认接触网无电，挂接地杆，动车组施加停放制动，蓄电池电压不低于DC20V。有电作业在进行车顶车下车侧检查作业之后进行。作业前必须填写供电申请，确认动车组车顶和车下地沟人员全部撤离后进行司机室有电试验。作业人员（1、2号）须劳保配戴齐全，且有相应的检修资质。
2.4操纵台设备布置
整个操纵台分成台面板组成、左柜组成、中柜组成、右柜组成和主、副司机脚踏组成，采用模块化设计。操纵台设备按功能分区进行布置，主司机操纵位布置有所有与运行有关的操纵装置、仪表、显示装置、各类开关按钮等，其中主要的功能区有:运行区、制动区、牵引区等。以主司机面向前方操作为基准，运行区位于主司机的正前方;制动区位于主司机的左侧;牵引区设置在主司机的右侧的台面板上。副司机操纵位仅布置高音风笛、五孔插座、以太网调试端口等。操纵台骨架采用铝合金全铆接工艺，台面板和仪表座内部同样用铝合金骨架支撑，外部采用玻璃钢和PUＲ(聚氨酯)自结皮材质。柜体面板采用PUＲ(聚氨酯)发泡夹芯面板。操纵台设置主副司机操纵位，造型上通过结构设计和分色的手法强调了主司机一侧造型空间，主驾驶区域采用贯通的曲面设计，用比较简洁明了的造型特征将主要操作区域概括在一起，其他造型区域在满足功能的前提下衬托了主驾驶区域的造型。为了满足设备布置的要求，适当增大主司机侧的空间，设置了左、右边柜和后墙边柜，并且边柜与左、右柜体一体设计，使整个操纵台成为一个整体，侧墙和后墙的主要设备安装在柜体内，更加美观和具有整体感。
2.5台面板设备布置
台面板设备布置从左至右分别为后备阀、过分相蜂鸣器、高音风笛、左门控制等按钮、制动控制器、半自动过分相按钮、扳键开关(主断路器、受电弓、空压机)、牵引模式按钮、司机控制器、扳键开关(前照灯、司机室灯、辅照灯)、右门控制按钮、司机警惕、高音风笛按钮、送受话器。中柜顶部布置了刮雨器喷淋按钮、刮雨器控制开关、空调模式控制开关、空调风速控制开关、遮阳帘控制开关。
结语
该文所设计的司机室后墙，克服了现有动车组司机室后墙的设计缺陷（无法内嵌电视且美观度较差），其结构新颖，利用隐形磁性螺丝，实现了内嵌电视且不露明钉，有效地利用了司机室后墙的内部空间，提高了动车组车内空间的利用率，避免了车内空间的浪费；电视内嵌，避免了电视安装点外露，有效降低了灰尘进入电视内部的可能性，进而降低了电视的故障率；提升了司机室后墙的美观度，与VIP观光区工业设计保持一致，保证了VIP观光区的整体美观效果，为VIP乘客提供了优质的搭乘体验及舒适的旅途环境；且集成了PIS系统，为VIP乘客提供了必要的信息服务。该次设计针对电视检修制定了实际可行的装、拆方案，保证拆卸机构便于拆卸，便于电视的检修、维护以及更换，在今后动车组设计中有较高的使用价值及应用前景。
参考文献
[1]李健.中国高速动车组现状及发展趋势研究[J].中国科技信息，2015（10）：105-106.
［2］张胜伟，高楠，林青．HXD1C型机车司机操纵台造型优化设计［J］．电力机车与城轨车辆，2012(3)．
［3］UIC651OＲ－2002机车、动车、动车组和带司机室客车的司机室结构［S］．
论文作者:张旭,孙晓存,吴智勇,鲍程程,崔凯
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：司机论文; 车组论文; 磁性论文; 操纵台论文; 电视论文; 区域论文; 作业论文; 《工程管理前沿》2020年第5期论文;