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车厢连接处外风挡。陈炯臻 摄
毕嘉伟 涂思婷 陈临燕 项 梁
乘坐高铁时,车厢连接处是一个容易被忽略却又十分特别的位置。列车以300多公里的时速飞驰时,窗外风声呼啸,但旅客站在车厢连接处,既感觉不到“穿堂风”,又听不到刺耳的风噪,更不会有明显的晃动和异响。两节车厢的“接缝”区域,为何能保持如此安静平稳?答案就藏在动车组的风挡系统里。
常见的动车组由8节、16节甚至更长编组的车厢连挂而成。车厢之间必须留有一定间隙,以满足列车通过曲线和加减速时的运动需求,但同时又要保证密闭、隔音、减振。风挡正是承担这一任务的关键部件。通俗地讲,风挡就是车厢之间的“软连接”——不仅能将两节车厢牢固连接,而且能有效吸收列车运行中产生的晃动和纵向冲击。就好比两人手拉手跑步时,中间有一根有弹性的绳索,既能保持同步,又能缓冲步伐差异带来的拉扯感。
以CR400AF型复兴号动车组为例,列车风挡系统分为内风挡和外风挡,相当于给车厢连接处穿了一件“双层防护外套”。
内风挡采用一体式双包折棚结构,主要承担隔音、气密和保温功能,如同贴身的“保暖内衣”。它能够有效阻隔车外风噪和轮轨噪声,将噪音挡在车厢之外。复兴号智能动车组在此基础上还配备了降噪内风挡、新型地板及墙板减振器,静音效果更上一层楼。
外风挡则采用胶囊接触式结构,形同一圈厚实的“橡胶气囊”,安装在车厢端部外侧,起到类似“冲锋衣”的作用。两节车厢连挂后,橡胶囊紧密贴合,将连接处的缝隙封闭。这样一来,列车外表面形成连续平滑的流线型轮廓,空气顺畅流过,气动噪声显著降低。可以说,两节车厢像是被“粘”在了一起,严丝合缝。
这一设计并非可有可无。动车组以350公里的时速运行时,若车厢之间存在明显凹槽或缝隙,高速气流将在该区域产生剧烈扰动和涡流,形成尖锐的风噪,甚至引发局部振动。动车组的风挡设计,目的就是让列车在高速运行中不至于因气流扰动而产生令人不适的“口哨声”。
内外两层风挡各司其职、协同配合:外风挡“挡风降噪”,内风挡“隔音保温”,共同保障了车厢连接处的安静与平稳。
此外,风挡本身具备一定的弹性缓冲能力。列车通过曲线或进行加减速时,风挡能够有效吸收相邻车厢之间的相对位移,避免刚性碰撞带来的冲击感。不少旅客对此深有体会:站在连接处,转弯时几乎感觉不到甩动。
动车组每天在线路上往返奔波,风挡长期暴露于风吹日晒、严寒酷暑之中,橡胶材料会逐渐老化。因此,在日常检修中,动车组机械师们会对风挡橡胶状态进行重点检查,确认有无老化、开裂或变形,发现问题及时更换,确保风挡始终处于良好工作状态,为旅客持续提供安静、平稳的乘车环境。
高铁风挡虽然“低调”地隐身于两节车厢之间,却是保障旅途舒适不可或缺的关键一环。下次乘坐高铁经过车厢连接处时,大家不妨多看一眼——那个不起眼的“褶皱”背后,凝聚着一整套精心设计的空气动力学与声学工程智慧。