劉海濤，徐冬華

（中車長江車輛有限公司，湖北 武漢 430211）

1 主要用途

時速160km快速裝卸棚車供在標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路上使用，可裝運各種免受日曬、雨雪侵蝕的貨物，各類箱裝貨物、袋裝貨物或托盤貨物，特別適用于在高速或準(zhǔn)高速線路上運輸附加值較高、時效性強的貨物，還能適應(yīng)叉車機械化作業(yè)。

2 主要技術(shù)參數(shù)及主要尺寸

2．1 主要技術(shù)參數(shù)

載重（t）：35

自重（t）：≤37

軸重（t）：18

容積（m3）：200

比容（m3/t）：5.7

換長：2.1

軌距（mm）：1435

通過最小曲線半徑（m）：145

最高運營速度（km/h）：160

制動距離（重車緊急）（m）：≤1400

限界 符合GB146.1-1983《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機車車輛限界》

2．2 主要尺寸

車輛長度（mm）：24120

車輛定距（mm）：17000

車輛最大寬度（mm）：3170

車輛最大高度 （空車）（mm）：4787

地板面距軌面高（空車）（mm）：1149

車鉤中心線距軌面高（mm）：880

3 主要特點

（1）車輛運行速度快，商業(yè)運行速度160km/h，比PB等既有運行速度120km/h快運棚車提速33%。

（2）車輛容積大。最大利用斷面面積，增加車輛容積，車輛裝載貨物容積達200m3，適裝貨物更廣。

（3）采用滑動側(cè)門結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)機械化、不上車、無死角快速裝卸貨作業(yè)，有效提高既有棚車裝卸貨作業(yè)效率，提高車輛周轉(zhuǎn)率。

（4）采用滑動側(cè)門結(jié)構(gòu)，側(cè)門開度大，可實現(xiàn)托盤和集裝籠快捷運輸；采用活動隔墻結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)客戶個性化運輸需求及一車多業(yè)主需要。

（5）采用中空鋁型材側(cè)門，有效降低側(cè)門自重，有利于側(cè)門開關(guān)及滑動；外表平整，有效降低快運車輛風(fēng)向阻力；外表整潔美觀。

（6）采用160km/h新型快運貨車轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架為無搖動臺結(jié)構(gòu)，采用心盤與旁承共同承載，軸箱定位采用單轉(zhuǎn)臂式無磨耗彈性軸箱定位。

（7）采用非金屬磨耗件、可拆卸磨耗件，實現(xiàn)換件修、無焊修，提高了車輛使用性能。

4 車輛結(jié)構(gòu)

車輛主要由車體、滑動側(cè)門、風(fēng)、手制動裝置、車鉤緩沖裝置和轉(zhuǎn)向架等組成，并設(shè)有車輛電氣裝置（圖1）。

圖1

4．1 車體

車體主要由底架、端墻、端墻內(nèi)裝、車頂、中間門柱、活動隔墻等組成。

底架主要由中梁、枕梁、大橫梁、端梁、側(cè)梁、小橫梁、地板等組成。

端墻組成由端墻板、端柱、上橫梁、內(nèi)端柱組成，采用端柱外結(jié)合式結(jié)構(gòu)。

車頂組成主要由車頂蓋板、車頂支撐板、連接筋板、支撐工梁等組成。頂板采用2mm的09CuCrNi-A耐大氣腐蝕鋼。

中間門柱主要由支撐底板、支撐梁、連接梁、橡膠密封條等組成。

活動隔墻主要由隔墻、連接裝置、操縱機構(gòu)等組成。

4．2 滑動側(cè)墻及開閉機構(gòu)

車輛每側(cè)各設(shè)有兩扇可滑動側(cè)門，滑動側(cè)門主要由門體，鎖閉機構(gòu)，上、下滑動軌道，上下傳動主軸，滑動側(cè)門開閉機構(gòu)等組成?；瑒觽?cè)門采用中空鋁型材攪拌摩擦焊縱向拼接結(jié)構(gòu)。

4．3 制動裝置

4．3．1 空氣制動裝置

采用制動主管壓力能滿足500kPa和600kPa的單元式空氣制動裝置，主要由KZ-1或KZ-2型控制閥、副風(fēng)缸、工作風(fēng)缸、自動隨重調(diào)整裝置，JF-1型機械式防調(diào)節(jié)滑器、FH-1型防滑閥，HZQ-C型緩解指示器等組成，采用不銹鋼制動管系和接頭。

4．3．2 手制動裝置

手制動裝置主要由NSW型手制動機、滑輪、鏈條、換向滑輪、杠桿及拉桿等組成。手制動機與安裝座、鏈條與端梁間采用專用拉鉚釘連接。

4．4 車鉤緩沖裝置

采用E級鋼18型車鉤及配套鍛造鉤尾框、合金鋼鉤尾銷。采用YQ30型液氣緩沖器或J N30型膠泥緩沖器。

4．5 轉(zhuǎn)向架

采用160km/h新型快運貨車轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架為無搖動臺結(jié)構(gòu)，采用心盤與旁承共同承載，軸箱定位采用單轉(zhuǎn)臂式無磨耗彈性軸箱定位；

5 滑動側(cè)門開閉機構(gòu)及其原理介紹

滑動側(cè)門底部、頂部各安裝2個固定滑動滾輪，底部轉(zhuǎn)軸上安裝2個旋轉(zhuǎn)及支撐滾輪，頂部轉(zhuǎn)軸上設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐軌道。車輛頂部、底部分別安裝固定軌道，在軌道上設(shè)置缺口。

側(cè)門打開時，底部旋轉(zhuǎn)支撐滾輪及頂部旋轉(zhuǎn)支撐軌道將帶動側(cè)門轉(zhuǎn)動，將固定在側(cè)門上滑輪旋轉(zhuǎn)到固定軌道缺口位置。側(cè)門滑動后，底部旋轉(zhuǎn)輪及頂部旋轉(zhuǎn)軌道脫離側(cè)門，側(cè)門由滑動輪支撐及滑動。上下旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)角度均為50°。側(cè)門打開時，側(cè)門重心與主軸偏心，防自動回位。

側(cè)門關(guān)閉后，滑動輪脫離固定軌道，底部旋轉(zhuǎn)支撐滾輪及頂部旋轉(zhuǎn)支撐軌道支撐側(cè)門。

6 仿真分析

6．1 車體靜強度計算

利用ANSYS 11.0計算分析軟件，按照TB/T1335-1996《鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》的要求進行了強度計算，結(jié)果如下：

（1）各工況下車體結(jié)構(gòu)的Von Mises應(yīng)力均小于相應(yīng)材料的許用應(yīng)力，因此，車體結(jié)構(gòu)靜強度滿足規(guī)定的要求。

（2）在垂向靜載荷作用下，中梁的垂向撓度最大值為18.52mm，小于18.88mm，因此，車體的剛度滿足《鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》規(guī)定的要求。

（3）車體自由模態(tài)分析提取前5階振型，頻率達到8.064Hz，出現(xiàn)在車體整車垂向彎曲振動；轉(zhuǎn)向架的空車浮沉、點頭振動最大頻率分別為4.277Hz、6.118Hz，整個運用速度范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)向架與車體不會發(fā)生共振現(xiàn)象。

6．2 車體疲勞計算

參照AAR機務(wù)標(biāo)準(zhǔn)M-1001-97“貨車設(shè)計制造規(guī)范”和BS7608:1993“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”的載荷條件和評價方法，采用ANSYS11.0有限元分析軟件對該車進行應(yīng)力計算，結(jié)果表明，該車車體各部位的疲勞壽命在AAR載荷譜校核下的疲勞壽命均大于500萬公里設(shè)計壽命要求。

主要疲勞薄弱部位為牽引梁腹板與下翼邊連接處，T形接頭的疲勞壽命最短，其計算壽命約為902萬公里，是相對的疲勞薄弱部位，其余部位疲勞壽命都足夠長。

7 試驗

按TB/T 1335-1996《鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》對快捷棚車車體進行了車體靜強度試驗，試驗結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

8 結(jié)語

（1）快速裝卸式快捷棚車符合鐵路快捷運輸發(fā)展趨勢，主要技術(shù)參數(shù)選取合理。

（2）計算結(jié)果表明，車體靜強度、疲勞強度、制動距離及車輛動力學(xué)性能滿足考核標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）樣車符合技術(shù)條件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。綜合經(jīng)濟效益顯著。