陸軍軍事交通學(xué)院學(xué)員五大隊(duì)研究生隊(duì) 趙重年

陸軍軍事交通學(xué)院軍事交通運(yùn)輸研究所 徐 楠

陸軍軍事交通學(xué)院學(xué)員五大隊(duì)研究生隊(duì) 李昊天

當(dāng)今世界，各國(guó)鐵路、公路的交通運(yùn)輸水平都在高速發(fā)展，并且仍有逐步提速的趨勢(shì)，而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)各國(guó)鐵路、公路的維修保障能力提出了更高的要求。公鐵兩用車(chē)因具備使用成本低廉、工作效率高、作業(yè)方便、功能廣、環(huán)保、易于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在軌道交通事業(yè)中扮演著重要的角色。近些年，更是得到了廣泛的關(guān)注[1]。

公鐵兩用車(chē)簡(jiǎn)介

公鐵兩用車(chē)又稱(chēng)路軌兩用車(chē)，是指可在公路行走和軌道快速運(yùn)行的專(zhuān)用牽引車(chē)，主要用于軌道牽引、調(diào)車(chē)作業(yè)。它將鐵路運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、成本低的特點(diǎn)和公路運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)“門(mén)到門(mén)”運(yùn)輸[2]。在接到工作任務(wù)時(shí)，公鐵兩用車(chē)可以先以高速在公路上運(yùn)行到達(dá)目的地附近，而后再經(jīng)由鐵軌在最短時(shí)間內(nèi)抵達(dá)目的地，因此公鐵兩用車(chē)兼具牽引車(chē)的運(yùn)行速度低、牽引力大的優(yōu)點(diǎn)和工程車(chē)的輕便靈活、運(yùn)行范圍大的優(yōu)點(diǎn)，在軌道消防、物流運(yùn)輸、軌道檢修搶救及軌道檢測(cè)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

公鐵兩用車(chē)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況

1.國(guó)外情況

從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，西方國(guó)家為節(jié)省能源、合理使用運(yùn)力，研制了不同用途的公路鐵路救援搶險(xiǎn)及有關(guān)調(diào)車(chē)作業(yè)公鐵兩用車(chē)，現(xiàn)在公鐵兩用車(chē)已在世界發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用。

1.1 德國(guó)情況

目前，德國(guó)有兩家著名的公鐵兩用車(chē)公司：ZWEIWEG公司和ZAGRO公司。ZWEIWEG公司的公鐵兩用車(chē)有八大類(lèi)產(chǎn)品，分別是牽引車(chē)輛、起重車(chē)輛、空中作業(yè)車(chē)輛、救援車(chē)輛、軌道清理車(chē)輛、軌道維護(hù)車(chē)輛、特種用途車(chē)輛及運(yùn)輸掛車(chē)等。圖1展示了ZWEIWEG公司生產(chǎn)的各種公鐵兩用車(chē)，圖1a所示車(chē)輛用于道路建設(shè)以及檢查和維護(hù)工作，圖1b所示車(chē)輛用于有軌電車(chē)、地鐵的維護(hù)和修理工作，圖1c所示車(chē)輛用于公路、鐵路的清潔工作，圖1d所示車(chē)輛用于公路、鐵路的緊急救援工作。ZAGRO公司同樣是一個(gè)技術(shù)力量雄厚的公司，生產(chǎn)的產(chǎn)品與ZWEIWEG公司的產(chǎn)品類(lèi)似。

圖1 ZWEIWEG公司的公鐵兩用車(chē)

1.2 瑞典情況

瑞典的SRS公司是國(guó)際知名公司，也生產(chǎn)了多種公鐵兩用車(chē)，如圖2。圖2a所示車(chē)輛尾部載有起重機(jī)械，用于架設(shè)網(wǎng)路等；圖2b所示車(chē)輛用于運(yùn)輸成員或小型貨物等；圖2c所示車(chē)輛用于管線(xiàn)連接、橋梁建設(shè)等；圖2d所示車(chē)輛載有升降平臺(tái)，用于公路、鐵路的維修工作。

1.3 美國(guó)情況

美國(guó)軌道車(chē)輛工業(yè)發(fā)達(dá)，其公鐵兩用車(chē)技術(shù)水平較高。DMF公司是其中較為有名的一家公司，其產(chǎn)品功能覆蓋面較廣，圖3a所示車(chē)輛用于裝卸物資；圖3b所示車(chē)輛用于起吊重型設(shè)備。此外，美國(guó)還生產(chǎn)了MKV公鐵兩用集裝箱運(yùn)輸車(chē)實(shí)際上是一種大型公路掛車(chē)，但可裝在鐵路車(chē)輛的轉(zhuǎn)向架上，輪胎升起后即可在鐵路上運(yùn)行，兩種車(chē)輪有各自的制動(dòng)系統(tǒng)。

1.4 英國(guó)情況

圖2 瑞典SRS公司公鐵兩用車(chē)

圖3 美國(guó)DMF公司公鐵兩用車(chē)

英國(guó)的Aquarius公司是一家生產(chǎn)鐵路檢測(cè)維護(hù)公鐵兩用車(chē)的著名公司，其產(chǎn)品有六大類(lèi)，如圖4所示。圖4a所示車(chē)輛用于專(zhuān)用設(shè)備從公路到鐵路再到終點(diǎn)的快速運(yùn)輸；圖4b所示公鐵兩用卡車(chē)可實(shí)現(xiàn)包括焊接、道路維護(hù)、鐵路檢查、雜草噴灑、設(shè)備和材料運(yùn)輸?shù)榷喾N用途；圖4c所示公鐵兩用拖車(chē)解決了手動(dòng)操作問(wèn)題，并且無(wú)需額外的機(jī)械將其提升到軌道上；圖4d所示為配備有專(zhuān)門(mén)的箱體和擱架以存儲(chǔ)焊接設(shè)備和氣瓶的公鐵兩用工程車(chē)；圖4e所示為通過(guò)使用鋼絲刷清理鐵軌上冰塊的公鐵兩用除冰車(chē)；圖4f所示為在秋季為防止軌道上的牽引力不足而引起附著問(wèn)題的公鐵兩用沙葉清理車(chē)。

1.5 澳大利亞

Aries Hyrail公司是澳大利亞一家生產(chǎn)公鐵兩用車(chē)的公司，有多款產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)，如圖5。圖5a所示為用于修正鐵路的移動(dòng)高架平臺(tái)；圖5b所示為用于監(jiān)測(cè)路況及載人的公鐵兩用輕型車(chē)。

2.國(guó)內(nèi)情況

我國(guó)第一臺(tái)公鐵兩用車(chē)于1964年由鐵道兵科研所設(shè)計(jì)，經(jīng)北京消防器材廠用NJ230型汽車(chē)改裝而成。其主要用途是牽引鐵路軌道平板車(chē)運(yùn)送搶修物資器材。由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)液壓技術(shù)不過(guò)關(guān)，液壓系統(tǒng)漏油問(wèn)題比較嚴(yán)重，工作可靠性差。

圖4 英國(guó)的Aquarius公司公鐵兩用車(chē)

圖5 澳大利亞Aries Hyrail公司公鐵兩用車(chē)

表1 國(guó)外公鐵兩用車(chē)主要性能參數(shù)

1984年唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛廠、北京二七車(chē)輛廠，根據(jù)需要用汽車(chē)改裝了兩臺(tái)公鐵兩用牽引車(chē)，如圖6所示。該車(chē)主要用于廠內(nèi)調(diào)車(chē)，由于動(dòng)力性能差，輪機(jī)附著力小，經(jīng)常出現(xiàn)脫軌故障，后未再生產(chǎn)。

1986年沈陽(yáng)鐵路局與吉林通用機(jī)械廠研制了救援用公鐵兩用車(chē)，可用于搶險(xiǎn)救災(zāi)和牽引，如圖7所示。由于液壓支撐系統(tǒng)可靠性差，運(yùn)行速度低，鐵道部不準(zhǔn)進(jìn)入運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路，未進(jìn)行批量生產(chǎn)。

圖8展示的是由石家莊鐵道學(xué)院國(guó)防交通研究所研制的公鐵兩用橋梁搶修車(chē)，樣車(chē)于1994年在江蘇新沂河特大橋工地進(jìn)行試用。該車(chē)完成了48孔32 m混凝土T梁的運(yùn)輸作業(yè)，但由于受當(dāng)時(shí)控制技術(shù)和液壓系統(tǒng)的限制，車(chē)輛工作性能較差，經(jīng)常出現(xiàn)牽引車(chē)脫軌、制動(dòng)氣缸儲(chǔ)氣不足、制動(dòng)失靈等問(wèn)題。

目前，應(yīng)用較好的是四方機(jī)車(chē)車(chē)輛廠青島英科鐵道機(jī)械有限公司研發(fā)的TGC系列鐵路公路兩用車(chē)，已經(jīng)在全國(guó)40多個(gè)企業(yè)中得到應(yīng)用。尤其是1999年以來(lái)，該公司生產(chǎn)的公鐵兩用車(chē)在國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)的建設(shè)中，發(fā)揮作用明顯。其產(chǎn)品主要型號(hào)規(guī)格如表2所示，外觀如圖9所示。

哈爾濱鐵路局內(nèi)燃機(jī)械廠研發(fā)了TGQ系列鐵路公路兩用車(chē)，其產(chǎn)品主要型號(hào)規(guī)格如表3所示，外觀如圖10所示。

圖6 用于廠內(nèi)調(diào)車(chē)的公鐵兩用車(chē)

圖7 沈陽(yáng)局救援公鐵兩用車(chē)

圖8 1994年研制的公鐵兩用橋梁搶修車(chē)

圖9 青島英科鐵道機(jī)械有限公司部分公鐵兩用車(chē)

表2 TGC系列公鐵兩用車(chē)技術(shù)規(guī)格

圖10 哈爾濱鐵路局內(nèi)燃機(jī)械廠部分公鐵兩用牽引車(chē)

表3 TGQ系列公鐵兩用車(chē)技術(shù)規(guī)格

公鐵兩用車(chē)的特點(diǎn)

1.機(jī)動(dòng)性強(qiáng)

公鐵兩用車(chē)充分利用了鐵路、公路資源，能夠?qū)崿F(xiàn)在兩種行駛方式間的快速切換，有效地縮短了維修保障的時(shí)間，提高了我國(guó)公鐵聯(lián)運(yùn)的能力。作為牽引車(chē)時(shí)行動(dòng)靈活、體積小、轉(zhuǎn)彎半徑小、可通過(guò)小半徑曲線(xiàn)，在鐵路站段、港口碼頭、中小型貨場(chǎng)、專(zhuān)用倉(cāng)庫(kù)等各種場(chǎng)合不受場(chǎng)地限制，自由行駛，且其體積小，平時(shí)?？繜o(wú)需占用軌道。

2.工作效率高

傳統(tǒng)運(yùn)輸是將公路掛車(chē)放到鐵路上運(yùn)輸，這樣的方式使得運(yùn)輸?shù)挠行лd質(zhì)量很小，且耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)輸工具多。采用公鐵兩用車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，有效載質(zhì)量大大增加[3]，且公鐵兩用車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得列車(chē)運(yùn)行時(shí)空氣阻力較低，節(jié)省了運(yùn)輸時(shí)間。更重要的是，公鐵兩用車(chē)的總高度較低，從而增加了運(yùn)輸貨物的體積，即增大了運(yùn)量。另外，采用公鐵兩用車(chē)運(yùn)輸能夠避免傳統(tǒng)運(yùn)輸中經(jīng)常發(fā)生的由換裝引起的貨物破損和時(shí)間浪費(fèi)，真正詮釋了“門(mén)到門(mén)”的理念。在作為工程車(chē)使用時(shí)能夠搭載多種平臺(tái)，能夠在相同的時(shí)間里完成更多工作。

3.經(jīng)濟(jì)性好

在維修保養(yǎng)方面，公鐵兩用車(chē)是以普通汽車(chē)為基礎(chǔ)改裝而來(lái)，故專(zhuān)用零件較少，造價(jià)低廉，零件的互換性好，維修方便。在燃料消耗方面，公鐵兩用車(chē)由于質(zhì)量輕、行駛阻力小，故其百公里油耗相對(duì)較少，既節(jié)省成本又節(jié)能減排；在鐵路設(shè)備方面，許多鐵路車(chē)輛、大型起重設(shè)備均被取代，節(jié)省了不必要的投資。

4.安全性高

目前有些公鐵兩用車(chē)的轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋及鐵路行駛鋼輪均采用空氣懸掛，避振性能優(yōu)良，在車(chē)輛載重偏載情況下能夠使載貨平臺(tái)基本保持水平，軸荷分配仍然合理。在鐵路行駛時(shí)輪胎磨損小，鋼輪輪對(duì)不易脫軌，提高了行駛安全性。

公鐵兩用車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化[4]

為提高公鐵兩用車(chē)的實(shí)用性、安全性，加之計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及，通過(guò)采用無(wú)線(xiàn)遙感技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等，未來(lái)的公鐵兩用車(chē)的功能將會(huì)更加全面，使得公鐵兩用車(chē)的工作過(guò)程更加快速、流暢、安全、智能。

2.采用新能源

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已不再把破壞自然環(huán)境當(dāng)作代價(jià)，環(huán)保問(wèn)題已然成為工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的考慮因素之一。隨著蓄電技術(shù)和充電技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)幾十年內(nèi)，公鐵兩用車(chē)的動(dòng)力源很可能變?yōu)殡娔?，主要由蓄電池提供，既?jié)能又環(huán)保。

3.客運(yùn)

公鐵兩用車(chē)大多作商用，其客運(yùn)能力卻被忽視。若能將公鐵兩用車(chē)以乘用車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)加以改造，其使用價(jià)值將大大提高，若能代替現(xiàn)在的民用車(chē)輛，出行人便擺脫了換乘交通工具的麻煩。目前，已經(jīng)有一些國(guó)家投身實(shí)踐，如日本的DMV公鐵兩用車(chē)載人線(xiàn)路計(jì)劃于2020年前正式開(kāi)通。

4.分動(dòng)式取代導(dǎo)輪式

現(xiàn)有的公鐵兩用車(chē)以導(dǎo)輪式為主，導(dǎo)致其在鐵路上的橡膠輪胎磨損嚴(yán)重，更重要的是導(dǎo)輪式公鐵兩用車(chē)在彎道處易發(fā)生脫軌等危險(xiǎn)狀況，降低了行駛安全性，影響了運(yùn)行速度。因此，從提速和安全的角度出發(fā)，分動(dòng)式取代導(dǎo)輪式勢(shì)在必行[5]。

5.驅(qū)動(dòng)方式的升級(jí)

目前，公鐵兩用車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式主要有內(nèi)燃機(jī)減速器、內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)和蓄電池電動(dòng)機(jī)等三種。內(nèi)燃機(jī)減速器驅(qū)動(dòng)使用最廣，其供能時(shí)間長(zhǎng)；內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)換軌方便、操作靈活[6]，但以上兩種驅(qū)動(dòng)方式由于內(nèi)燃機(jī)噪音大、不環(huán)保的缺點(diǎn)，已不符合綠色發(fā)展的理念。蓄電池電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)排放小，然而鑒于電池組的容量有限，無(wú)法承接大負(fù)荷工作，但隨著快速充電技術(shù)和新型電池的發(fā)展，這一問(wèn)題將很快被解決。

結(jié)語(yǔ)

公鐵兩用車(chē)在國(guó)外的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)一定高度，很多公司已經(jīng)掌握其關(guān)鍵技術(shù)并能夠自主研發(fā)和生產(chǎn)相關(guān)核心部件，性能更好、壽命更長(zhǎng)、功能更全的新型公鐵兩用車(chē)很快將投入試驗(yàn)。我國(guó)公路、鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的逐步完善和優(yōu)化將推動(dòng)國(guó)內(nèi)公鐵兩用車(chē)的快速發(fā)展，而該領(lǐng)域的研究進(jìn)程也將打開(kāi)新的局面、邁上新的臺(tái)階。本文通過(guò)總結(jié)公鐵兩用車(chē)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況、特點(diǎn)，對(duì)其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了合理構(gòu)想，具有一定的指導(dǎo)意義。