李衛(wèi)軍

摘 要 為適應(yīng)鐵路運輸多元化的需求，我國在發(fā)展通用貨車的同時研制了大量的專用貨車，特別是中鐵特貨有限責(zé)任公司的成立，為專用貨車的發(fā)展搭建了良好的平臺。

關(guān)鍵詞 多功能化 研究 實踐 運輸

專用貨車一般只運輸一種或少數(shù)特定貨物，同種車輛要求裝載的貨物重量或外形尺寸比較統(tǒng)一，這些特點很好地滿足了特定貨物的裝卸和運輸。

但是從貨車的使用情況看，目前部分貨車的利用率較低，尤其是一些專用性較強的專用車輛大量閑置，其主要有以下幾方面原因：

一是運輸?shù)呢浳锞哂袉蜗蛐裕玟摼?、礦石、煤炭等運輸；二是運輸?shù)呢浳锞哂兄芷谛浴⒓竟?jié)性，例如小汽車的運輸；三是特定貨物受我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展變化的影響很大，運輸量主要集中在某一時期，例如家畜（禽）、高鐵橋梁、大型發(fā)電設(shè)備等運輸；四是特定貨物運輸量少，例如軋鋼機機架、加氫反應(yīng)器等大型設(shè)備運輸。

當(dāng)這些貨物不再需要運輸，貨車特別是專用貨車也就失去了市場，被迫大量閑置或空駛，這不僅是對車輛資源本身的浪費，而且這些閑置的車輛還要擠占本身就十分有限的線路資源，造成運能的浪費。

因此探索與研究貨車的多功能化，拓展車輛的使用功能，提高貨車特別是專用貨車的使用效率十分必要，也是貨車研究的一項重要工作。南車二七車輛有限公司對此進(jìn)行了深入的研究和大膽的實踐。

一、一種車輛，多種功能

以往貨車產(chǎn)品研發(fā)的重點是對車輛的強度、疲勞、可靠性等方面的研究，這固然是車輛研發(fā)人員的主要工作，但是隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品研發(fā)還應(yīng)當(dāng)重視貨物的運輸組織、計價方式對運輸對象、運輸成本的影響，對貨源組織、用戶需求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研和分析，在方案設(shè)計時充分考慮車輛全壽命周期的服役性能。

因此對于運輸那些具有單向性、周期性、季節(jié)性貨物的車輛，應(yīng)盡可能對車輛進(jìn)行多功能化設(shè)計，實現(xiàn)一車多用。按照這個思路，近年來公司研制了大量的多功能化產(chǎn)品。

共用車可謂這方面最經(jīng)典的案例。NX17A是我公司1998年研發(fā)的第一代共用車，它是為減少車輛運用中的排空問題，在平車的基礎(chǔ)上增加了集裝箱鎖頭，因此該車同時兼有普通平車和集裝箱專用車兩種功能，即當(dāng)鎖頭翻下埋入地板后，車輛具有平車功能；當(dāng)鎖頭翻起，車輛具有集裝箱車功能。兩種功能互不妨礙，可靈活啟用。目前，共用車已形成NX17、NX17B、NX70、NX70A四大系列，共有近5萬輛投入運用。

汽車—普貨兩用車是公司正在研發(fā)的新產(chǎn)品。由于我國汽車生產(chǎn)基地基本集中在東南沿海和東北、華北等地，西部地區(qū)基本沒有汽車整車生產(chǎn)基地，因此向西北、西南運輸汽車的車輛只能重去空回，汽車運輸呈現(xiàn)很強的單向性；同時，國家法定節(jié)假日前后是我國汽車銷售的旺季，而在每年的六、七、八幾個月則屬于汽車銷售淡季，汽車運輸量也因此具有一定的季節(jié)性。

柔性貨車是公司從國外引進(jìn)的一項先進(jìn)技術(shù)。該車主要用于輪式裝備的運輸，其最大特點是中部車體與兩個轉(zhuǎn)向架上的端部底架為柔性連接。如果路基附近的場地較為寬闊平坦，中部車體可向軌道兩側(cè)偏移，貨物可在軌道兩側(cè)裝卸；如果路基附近的場地不夠?qū)掗熎教?，也可通過中部車體與端部底架縱向完全分離，將端部底架推開，使貨物直接在軌道上裝卸。其優(yōu)點是裝卸方便、快捷，裝卸過程僅需7～8分鐘、單人操作即可，在鐵路沿線無站臺處可快速實現(xiàn)滾裝滾卸，提高輪式裝備機動能力，特別適合軍事裝備、救援裝備、特種車輛等運輸。

二、統(tǒng)籌設(shè)計，預(yù)留轉(zhuǎn)換

雖然車輛的多功能化設(shè)計深受用戶的歡迎，但并不是所有車輛都可以同時實現(xiàn)一車多用，特別對一些運輸對象單一而特殊的專用貨車，往往無法實現(xiàn)多種功能的兼顧。對于這類貨車，需在方案設(shè)計之初就統(tǒng)籌考慮，在保證主要使用功能的前提下，提前預(yù)留車輛的其他功能，一旦運用條件成熟，可以通過簡單的改造使車輛具有另外一種功能。這種車輛雖然也具有多種功能，但多種功能間不可隨時轉(zhuǎn)換，它適用于在一段時期內(nèi)運量相對集中的某些特定貨物的運輸。

DL1型運輸大噸位預(yù)制梁專用車就是其中一例。該車是2006年為適應(yīng)我國高鐵客運專線建設(shè)用大噸位預(yù)制橋梁的運輸而研制的，由于車輛能適應(yīng)多種規(guī)格預(yù)制梁的加固要求，使用安全可靠，操作方便快捷，因而深受用戶的歡迎。但是隨著我國客運專線逐步建成，DL1型大噸位預(yù)制梁運輸專用車也將逐步完成運輸使命。因此該車在開發(fā)設(shè)計時，已經(jīng)考慮車輛退役后的使用功能，在車輛底架上提前預(yù)留了裝載集裝箱的功能，同時將專用橋梁裝載加固裝置與車體的連接方式由焊接改為螺栓連接。

70t級、80t級平車設(shè)計都采用了這種理念。以70t級平車為例，裝用木地板的N70型平車和裝有集裝箱鎖閉裝置的NX70A型共用車采用完全相同的底架結(jié)構(gòu)，兩者可以通過加裝或拆除鎖頭、并調(diào)整相應(yīng)木地板長度實現(xiàn)互換。若將NX70A型共用車變成N70型平車，只需拆除集裝箱鎖座和鎖頭，并延長相應(yīng)地板即可；而將N70型平車轉(zhuǎn)換成NX70A型共用車則更加簡單，在原底架上預(yù)留的鎖座支撐座上直接組焊鎖座并組裝鎖頭，并去除部分地板即可。

三、同一平臺，多樣空間

由于歷史原因，目前部分種類和外形尺寸基本一致的貨物仍采用不同的車輛運輸，即使是同種功能的產(chǎn)品也因設(shè)計主導(dǎo)單位不同而產(chǎn)生許多型號，給使用和維護(hù)帶來不便，這類情況在施工設(shè)備中表現(xiàn)較為突出。對此應(yīng)對各種貨物裝載和運輸情況進(jìn)行詳細(xì)的歸納整理，對各種施工機械的使用工況進(jìn)行分析計算，使運輸車輛盡量統(tǒng)型、標(biāo)準(zhǔn)，方便用戶的使用和維護(hù)。

架橋、鋪軌多功能平車就是在這種思路下誕生的新產(chǎn)品。為便于架橋機、鋪軌機等鐵路施工設(shè)備的使用和管理，使架橋機組、鋪軌機組用平車進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，公司研制了可同時滿足TJ165等型架橋機組及DPK32型鋪軌機組用平車的使用要求的NJ3、NJ4型平車，該兩種平車經(jīng)過前期運用考驗已于近期通過了鐵道部組織的技術(shù)鑒定。

四、延伸下游，拓展功能

對于既有產(chǎn)品，可以通過挖掘潛力，充分利用既有車輛上的裝載或加固結(jié)構(gòu)，研制不同貨物的裝載衍生品，在不改變車輛結(jié)構(gòu)的前提下，通過加裝這些裝載衍生品，使車輛具有運輸多種貨物的功能。

作為平車的主導(dǎo)設(shè)計單位，近年來公司針對平車?yán)寐瘦^低的問題進(jìn)行了有益的探索和實踐，先后研制或預(yù)研了散堆箱、鋼卷座架、大口徑管道運輸座架、軍用裝備運輸座架等多種系列化產(chǎn)品，在這些裝載衍生產(chǎn)品的研制中也沿用了一物多用、多功能化設(shè)計的思路，研制了鋼卷-礦石運輸兩用散堆箱等產(chǎn)品，不但拓展了平車的使用功能，提高了車輛利用率，而且這些裝載衍生品的銷售也為公司帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，多功能設(shè)計的成敗關(guān)鍵在于方案設(shè)計時要統(tǒng)籌考慮、周密安排，統(tǒng)籌設(shè)計主要體現(xiàn)在強度設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計三個方面：

強度分析中要全面分析車輛轉(zhuǎn)換前后受力的狀況，按照最不利的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算，并進(jìn)行最不利工況的試驗驗證。

結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采用模塊化設(shè)計，比較典型的是按照轉(zhuǎn)換后產(chǎn)品的受力提前在底架等部位設(shè)置足夠強大的支撐座、受力筋等，以求改造的工作量最少，轉(zhuǎn)換速度最快。

值得注意的是，多功能化設(shè)計和功能拓展是貨車設(shè)計的一種思路，但鐵路貨車畢竟不是變形金剛，不能機械地采用或苛求。多功能化設(shè)計必須充分考慮到每種運用工況的安全性、可靠性，特別不能因為兼顧某種功能而降低了車輛主要功能的發(fā)揮，或造成操作不便、成本大幅提升，它需要設(shè)計師長期的積累和實踐，不斷汲取和鉆研，分析和借鑒其他物流裝備先進(jìn)、成熟的運輸經(jīng)驗，統(tǒng)籌設(shè)計，周密安排，并進(jìn)行必要的試驗驗證，不斷優(yōu)化，才可能研制出滿意的多功能產(chǎn)品。

（作者單位為中車北京二七車輛有限公司）