老司机 | 列车即将加速，请保护好我方乘客的耳朵

老司机

 

在吹IP的作者团队中，有这样一群小伙伴，他们爱汽车、懂高铁，时刻关注技术动态发展，热衷探究技术创新和知识产权的关系，他们是IP圈里专注交通领域的老司机。

在吹IP，他们将会与大家分享交通领域的黑科技，说说地上跑的、天上飞的，新能源汽车、高铁、智能驾驶……他们有数不尽的话题想和大家聊，还会用他们的专长来剖析时下热点问题。

我们平时坐飞机时，常常会遇到起飞和降落的过程中，耳朵有不适的感觉，我们都知道这些是因为机舱内的压力变化引起的。而我们在坐高铁的时候，却很少有这种感觉，这是为什么呢？

虽然高铁没有像飞机一样有较大的海拔变化，但时速350公里、乃至400公里的动车组，在行进的过程中外部压力就没有变化吗？答案自然是否定的。

列车在高速运行过程中不可避免地要产生压力波，随着列车运行速度的不断提高，所产生的压力波也在不断增大，而且传入车内的压力波对旅客的乘坐舒适度有重大的影响。

按照旅客的体质条件，一般可以承受的压力波即车内外压差及其变化率分别为1000Pa和200Pa/s或每700Pa/3s(每3s为700Pa)，对于体质条件较好的旅客来说，可以达到1500Pa和500Pa/s。

尽管现代高速列车都具有良好的气动外形，尽可能将空气阻力和车外压力波降低到最小，并且车辆设计中所有结构都尽可能做到严格密封，但是为了保证车厢内旅客新风量的供给，列车的空调系统需要设置直接与外界大气相通的新风口和废排风口，而因为一般新风口和废排风口面积都较大，如没有特别的保护措施，列车高速运行时产生的压力波不可避免的会通过新风口和废排风口传到车厢中，从而刺激旅客的耳鼓膜，引起耳痛，就这样，高速列车空调系统的压力保护装置便应运而生。

所谓压力保护装置，就是通过对新风、废排风口的进、排风量进行调节，从而保持车内压力稳定，实现压力保护功能。该装置的主要实现手段分为大体上分为两种，一是直接关闭进排气口，二是通过在进排气口设置风机，通过控制风机转速调控进排气量，从而维持车内外压力的稳定。

我们通过专利来看一看压力保护装置的结构。如1986年申请的专利DE3603608A1（结构如图1所示）。

该专利中在车外压力变化较大的时候，司机通过关闭锁气器5直接封闭列车空气进口，以达到降低压力波对列车内乘客影响的目的。这是通过直接关闭进排气口实现压力保护。

图1  专利DE3603608A1示意图

再如1987年申请的专利JP63315365A（结构如图2所示）。

该专利中是通过外部压力检测器检测压力变化，并通过逆变器控制鼓风机调节车内给排气风量，以改善车内压力环境。这是通过调节进排气量实现压力保护。

图2  专利JP63315365A示意图

早期的相关专利是通过直接关闭进气口或是检测压力变化调节风机及排气量的方式实现的压力保护，而近些年所申请的相关专利，在原有技术的基础上增加了更多的检测传感器、控制器等结构，使得压力保护装置更为贴合列车的实际运行情况，更大程度上减少了车外压力波动对于车内乘客的影响。

如2018年申请的专利CN108407835B（结构如图3所示）。

该专利中压力波保护系统包括：主控模块、内部通讯模块、定位模块、学习模块、存储模块；其中，内部通讯模块与主控模块连接，定位模块与内部通讯模块连接；定位模块用于检测列车的位置信息，并将位置信息通过内部通讯模块传输至主控模块；主控模块用于获取位置信息，判断位置信息是否处于预先存储的激活区域，如果是，激活智能压力波保护系统。主控模块与学习模块连接，学习模块用于在主控模块生成激活信号时，记录列车在当前运行路线的位置信息，根据该位置信息标记运行路线的激活点，以及该激活点所在的激活区域。主控模块还与存储模块连接；存储模块存储有列车的多个运行路线，每个运行路线的地理信息，以及每个运行路线的激活区域，其中，每个激活区域均包括一个激活点。

图3  专利CN108407835B示意图

可见现在的压力保护装置，除了具备基础的新风、废排阀门、外部压力传感器等结构外，还新增了定位模块、学习模块、存储模块等智能控制的结构，同时从原先仅采用外部压力传感器，变成采用压差传感器，这些装置使得列车对于外部压力变化的感知更为敏锐，可以更为及时的根据列车内外压力变化进行调节，从而控制车内压力的波动，提高乘坐舒适性。

随着高铁技术的不断进步，乘客对于乘车舒适性的要求也在不断的提高，相信压力保护装置也会不断的推陈出新，相应的专利技术也会不断创新，而专利的革新其实也是相应产品技术革新的缩影，从专利的角度解析技术手段、追踪技术的发展脉络，也是辅助研发的重要手段之一。

作者简介：王雨，集慧智佳交通事业部知识产权咨询师。

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