1 前言

机车司机室是乘务员工作与休息的场所，司机室需提供足够的活动空间和良好的工作环境。司机室内的布置、色彩的选取应符合人机工程原理，给司乘人员创造一个安全、可靠、舒适、视野宽广、操作便捷的工作条件。

2 司机室设计

2.1司机室设计要求

    设计标准：符合标准UIC 651。

限界：符合泰方提供的限界要求。

司机室与整车安装形式：采用整体焊接结构。

司机室外形：外形采用圆弧曲面造型。

司机室室内净高：≥1900mm。

环境要求：最高环境温度45℃；全年平均温度35℃；最大湿度：100%；平均湿度75%。

2.2司机室设计

为提高司机室的隔热、隔音性能，司机室采用双间壁、双顶设计。考虑到泰国高温潮湿气候，外蒙板材料选用高耐候钢板。为提高空调舒适度，在司机室顶部设有空调风道，将出风口引至两侧，出风口方向可调，避免风口直吹。司机室前端设有防撞结构，提升司机室结构安全。司机室前窗结构设计需对司机视野进行计算，窗户尺寸符合标准UIC 651。司机室的结构设计还需考虑机车线路、管路以及各设备安装接口的布置。

司机室后端设衣帽钩、添乘座椅、隔门、手制动装置；侧墙设可上下移动的铝合金侧窗、侧窗帘、后视镜；顶部设转页扇、顶灯、阅读灯、烟雾报警灯、前照灯、语音报警器、空调出风口、风喇叭，顶部上方设有天线、空调机组；前端设前窗、前窗帘、刮雨器、辅照灯、车钩摄像头；司机室前部设操纵台、司机座椅，座椅为活动座椅，座椅的高度和前后距离可根据需求进行调节，设有扶手、头枕、减震机构；司机室地板采用蜂窝铝地板，表面铺设地板革，地板为多块活动结构，方便下部管路线槽维修。司机室室内设备的选用在满足功能的前提下尽可能减小室内占有空间，例如，衣帽钩采用隐藏式结构，添乘座椅采用嵌入式结构，为室内创造宽敞的活动空间。

在隔音降噪方面，四周钢结构墙壁及顶部喷涂一定厚度的阻尼浆，填充超细玻璃棉及隔音材料；风喇叭箱体及地板背部粘贴隔音材料，地板下部采用橡胶条减震。机车制造完成后对司机室噪音进行试验验证。

机司机室内装饰采用玻璃钢材质，门、窗的内装饰采用整体成型结构，采用大板块拼接，减少拼缝，更美观。

机车的风喇叭、侧窗机构、前照灯与空调回风口的结构设计需考虑可维护性，设有相应的检修口方便后期维护。

司机室采用的非金属材料阻燃性能符合标准TB/T 3138中规定的难燃级要求；非金属材料有害物质限量符合标准TB/T 3139。

3 设计计算

3.1 空调风道设计计算

司机室空调采用顶置式一体化单元结构。空调进风量1200m³/h,出风口采用两侧出风的形式，左右各10个圆形出风口，每个出风口面积为0.003㎡。为使出风均匀，风道内布置导流板进行分流。

根据公式“风速=风量/面积”，计算得每个出风口的理论平均风速约为5.56m/s。

空调出风应舒适且能满足迅速制冷制热要求，根据风力等级，出风口风速应介于微风与和风之间，即约3.4m/s至8m/s之间，上述风速符合要求。

经流体仿真计算，出风口最小风速为5.1m/s，最大风速为6.6m/s，满足风速范围，且风速均匀，设计符合要求。

3.2 防撞结构设计计算

司机室前端墙防撞结构采用5mm厚墙板，背部设纵向、横向筋板支撑，纵向筋板下部与车架连接部位进行延伸，增加脚部支撑。

作用在前端墙上防撞结构部位的结构强度依据标准EN 12663-6.2.3进行计算，计算仿真分析如下：

工况1：在端部结构地板上方150mm高度处施加400KN压缩力。

工况2：在车体腰梁（窗框）高度处施加300KN压缩力。

计算结果如下：

工况1：最大应力为163.96MPa，小于许用应力355.00MPa，符合要求。

工况2：最大应力为394.77MPa，小于许用应力420.00MPa，符合要求。

3.3 司机视野设计校核

机车乘务员前方瞭望视野应满足UIC 651中规定的司机对高处信号和低处信号的可见度。

高处信号的可见度：司机应能看见距缓冲器前部平面10m处或10m以外的线路中央右侧或左侧2.5m处的高处信号和线路上方高达6.3m的高处信号；当以站姿驾驶时，允许降低高处信号的可见度，但是司机室地板和前窗上部之间的距离不得小于UIC 651中2.7.2规定的最小距离。

低处信号的可见度：司机应能看见距缓冲器前部平面15m或15m以外的线路中央右侧或左侧的低处信号、运行平面内的低处信号和线路上方高达1.75m的低处信号。

按上述要求对司机室前窗进行水平及垂直方向视野校核，校核结果均符合要求。

4 试验验证

机车试制完成后，对机车进行静强度试验，对司机室进行噪音测试。

4.1 静强度试验

机车静强度依据标准EN 12663进行试验，司机室前端压力试验实测结果如下：

工况1：最大应力为188.84MPa，小于许用应力355.00MPa，符合要求。

工况2：最大应力为246.70MPa，小于许用应力420.00MPa，符合要求。

工况1、工况2见“3.2 防撞结构设计计算”。

4.2 噪音试验

司机室噪音依据标准UIC 651进行试验，实测结果为75dB(A)，小于78dB(A)，符合要求。

5 结语

通过上述简单介绍，该型机车司机室布置简洁大方，符合人机工程学，具有良好的采光、隔热、吸声及减震效果；由上述设计分析计算，司机室内空调风速温和，端部结构强度可靠，视野宽阔；经试验验证，司机室端部结构强度与噪音均符合标准要求。目前该机车已投入生产使用，运营状态良好。该型机车司机室的成功设计，为今后的其他车型的司机室设计提供了丰富的设计经验。

参考文献：

[1]UIC 651-2002,机车、动车、动车组和驾驶拖车的司机室设计[S].

[2]BS EN 12663-1:2010+A1:2014,Railway applications-Structure requirements of railway vehicle bodies Part 1:Locomotives and passengers rolling stock(and alternative method for freight wagons)[S].