熊力，沈立偉，胡國(guó)鵬，熊劍春，孟凡帥

（中車唐山機(jī)車車輛有限公司，河北 唐山 063035）

新型高速臥鋪動(dòng)車組的研發(fā)

熊力，沈立偉，胡國(guó)鵬，熊劍春，孟凡帥

（中車唐山機(jī)車車輛有限公司，河北 唐山 063035）

為適應(yīng)我國(guó)鐵路列車長(zhǎng)交路運(yùn)行的實(shí)際情況，按照安全、可靠、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用的原則和簡(jiǎn)統(tǒng)化、模塊化的要求，在時(shí)速350?km標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組基礎(chǔ)上，以增加定員、提高旅客旅行舒適度為目標(biāo)，開展新型高速臥鋪動(dòng)車組總體方案及關(guān)鍵技術(shù)研究，研究?jī)?nèi)容包括大定員布置方案及結(jié)構(gòu)形式、隔音降噪技術(shù)、輕量化和質(zhì)量平衡等技術(shù)。重點(diǎn)介紹時(shí)速350?km新型高速臥鋪動(dòng)車組的技術(shù)特點(diǎn)、主要技術(shù)參數(shù)及組成等。

動(dòng)車組；臥鋪；系統(tǒng)方案；大定員

1 新型高速臥鋪動(dòng)車組概述

目前我國(guó)高鐵已經(jīng)開通了多條長(zhǎng)交路線路，如北京—廣州南、哈爾濱—上海虹橋、西安—廣州南等，列車連續(xù)運(yùn)營(yíng)時(shí)間超過9?h，其中哈爾濱—上海虹橋則長(zhǎng)達(dá)13?h。開行的既有臥鋪動(dòng)車組定員少、運(yùn)力小，乘坐舒適性、私密性和安全性有待提高。

為了從設(shè)計(jì)源頭解決既有臥鋪動(dòng)車組的運(yùn)用問題，2014年11月中國(guó)鐵路總公司組織主機(jī)廠進(jìn)行統(tǒng)型臥鋪動(dòng)車組的研制；2015年8月，中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司、中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司研制的統(tǒng)型臥鋪動(dòng)車組下線，但定員有限，亟需研究大定員、高舒適性的新型高速臥鋪動(dòng)車組方案，以滿足目前的市場(chǎng)需求[1-2]。

新型高速臥鋪動(dòng)車組技術(shù)條件是在中國(guó)鐵路總公司下發(fā)的時(shí)速350 km中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組技術(shù)條件——《中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組暫行技術(shù)條件》（鐵總科技［2014］50號(hào)）和時(shí)速250 km統(tǒng)型臥鋪動(dòng)車組技術(shù)條件基礎(chǔ)上，對(duì)編組方式和旅客界面布置等進(jìn)行調(diào)整。新型高速臥鋪動(dòng)車組總體技術(shù)參數(shù)和各車型分布及平面布置見表1、圖1。

2 技術(shù)特點(diǎn)

新型高速臥鋪動(dòng)車組為16輛編組，8動(dòng)8拖，全長(zhǎng)413.3 m；在03、06、11、14車設(shè)置受電弓；09車為軟臥/餐車，采用統(tǒng)型橫向臥鋪包間，定員20人；頭車和其他中間車設(shè)新型縱向交錯(cuò)布置式臥鋪，頭車定員40人，其他中間車定員60人；全列定員880人。

新型高速臥鋪動(dòng)車組基于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組技術(shù)平臺(tái)和2015年中國(guó)鐵路總公司關(guān)于臥鋪動(dòng)車組統(tǒng)型技術(shù)要求，車體、牽引、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)向架等關(guān)鍵系統(tǒng)采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組成熟的技術(shù)方案和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在數(shù)量和布置上進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，重點(diǎn)就旅客界面進(jìn)行改革創(chuàng)新，即通過臥鋪包間創(chuàng)新性的縱向交錯(cuò)式布置，實(shí)現(xiàn)一人獨(dú)立空間：?jiǎn)为?dú)的一窗、茶桌、電源等功能和設(shè)施齊備。同時(shí)對(duì)環(huán)境和線路條件、列車編組、安全性等主要頂層指標(biāo)進(jìn)行分析，形成時(shí)速350 km新型高速臥鋪動(dòng)車組的頂層指標(biāo)。

表1 ??新型高速臥鋪動(dòng)車組總體技術(shù)參數(shù)

圖1 ??新型高速臥鋪動(dòng)車組各車內(nèi)部布置情況

（1）環(huán)境條件及線路參數(shù)（見表2、表3）。

表2 ??環(huán)境條件

表3 ??線路參數(shù)

（2）牽引系統(tǒng)。新型高速臥鋪動(dòng)車組牽引特性參數(shù)和牽引特性曲線見表4、圖2。

表4 ??新型高速臥鋪動(dòng)車組牽引特性參數(shù)

圖2 ??新型高速臥鋪動(dòng)車組牽引特性曲線

（3）制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)控制裝置（核心為制動(dòng)控制模塊）、供風(fēng)單元、輔助供風(fēng)裝置、撒砂裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、BP救援轉(zhuǎn)換裝置等組成，具體配置情況見圖3。緊急制動(dòng)UB制動(dòng)距離和減速度計(jì)算結(jié)果見圖4。

結(jié)果表明：350～0 km/h瞬時(shí)緊急制動(dòng)減速度≤1.4 m/s2，初速度350 km/h的緊急制動(dòng)距離≤6 500 m，初速度300 km/h的緊急制動(dòng)距離≤3 800 m。

圖3 ??制動(dòng)系統(tǒng)具體配置情況

圖4 ??緊急制動(dòng)UB制動(dòng)距離和減速度計(jì)算結(jié)果

（4）轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架分為動(dòng)車轉(zhuǎn)向架、拖車轉(zhuǎn)向架2種，均為無搖枕結(jié)構(gòu)形式。時(shí)速350 km高速臥鋪動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架基于時(shí)速350 km標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)，針對(duì)臥鋪動(dòng)車組空重車差異大的特點(diǎn)對(duì)懸掛參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，優(yōu)化一系懸掛和二系懸掛系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)見表5，結(jié)構(gòu)形式見圖5。

表5 ??轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)

（5）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的列車總線采用WTB總線和ETB以太網(wǎng)骨干網(wǎng)，車輛總線采用MVB總線和ECN以太網(wǎng)編組網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)采用WTB+MVB二級(jí)總線結(jié)構(gòu)，用于對(duì)整列車運(yùn)行控制、狀態(tài)監(jiān)視、故障診斷及數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)?。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的維護(hù)網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)，用于軟件上傳、故障下載及實(shí)時(shí)監(jiān)視列車狀態(tài)等。TCN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖6，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖7。

（6）車體系統(tǒng)。車體采用大型中空超薄鋁型材焊接而成的薄壁筒形整體承載輕量化車體，主要由底架、車頂、側(cè)墻、端墻、司機(jī)室（頭車）組成（見圖8）。強(qiáng)度滿足EN 12663-1—2010《鐵路應(yīng)用鐵道車輛車體結(jié)構(gòu)要求：第1部分：機(jī)車和客車（及貨車的可選使用方法）》要求，氣密強(qiáng)度為±2.6 kPa，扭轉(zhuǎn)載荷為40 kN·m。

圖5 ??轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)形式

圖6 ??TCN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

（7）旅客界面系統(tǒng)。旅客界面為旅客和車輛工作人員提供旅行、工作環(huán)境，與其坐臥行走息息相關(guān)，主要包括內(nèi)裝、設(shè)備、空調(diào)、給水衛(wèi)生、PIS等系統(tǒng)。參照GB/T 10000—1988《中國(guó)成年人人體尺寸》及新型高速臥鋪動(dòng)車組的車體具體情況，布置了交錯(cuò)式縱向排布的臥鋪包間。其中，每個(gè)縱向包間均設(shè)置單人臥鋪及鋪簾、行李存放區(qū)、采光窗及遮光簾、茶幾、存物架、褲掛、空調(diào)送風(fēng)口及控制旋鈕、主照明、閱讀燈及電源插座（含UPS插孔），保證每名旅客各自形成獨(dú)立的一個(gè)集休息、辦公為一體的空間。部分旅客包間效果見圖9—圖12。

圖7 ??以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖8 ??新型高速臥鋪動(dòng)車組車體結(jié)構(gòu)

圖9 ??臥鋪車廂全景

圖10 ??2種包間形式

圖11 ??交錯(cuò)布置式包間

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過方案策劃、美工設(shè)計(jì)、模型搭建、材料選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過合理、巧妙結(jié)構(gòu)及材料搭配，新型高速臥鋪動(dòng)車組的整體設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期效果，充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，交錯(cuò)布置式臥鋪包間給人面目全新的感覺，在我國(guó)鐵路設(shè)備中屬于獨(dú)創(chuàng)產(chǎn)品。這也說明在設(shè)計(jì)過程中，只有深入了解用戶需求，熟悉各種材料的性能和特點(diǎn)，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到合理選擇材料，并通過合適的結(jié)構(gòu)和工藝，才能設(shè)計(jì)和制造出更好的產(chǎn)品?？傊?，一個(gè)新產(chǎn)品的研發(fā)就是不斷創(chuàng)新的過程，要不斷研究各種新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝，并將其融入研發(fā)設(shè)計(jì)中，使產(chǎn)品不斷推陳出新，滿足旅客的要求。

[1] 安治業(yè)，趙紅偉，田愛琴．新一代高速動(dòng)車組車體 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J]．中國(guó)鐵路，2014(10)：42-46．

[2] 熊力，王建功，張雷，等．高速綜合檢測(cè)動(dòng)車組臥 鋪包間的研發(fā)[J]．中國(guó)鐵路，2012(1)：42-45．

責(zé)任編輯 高紅義

R&D on New High-speed Sleeping Berth EMU

XIONG Li，SHEN Liwei，HU Guopeng，XIONG Jianchun，MENG Fanshuai
（CRRC Tangshan Co Ltd，Tangshan Hebei 063035，China）

In order to cater for the practical conditions as long routing of the train, according to the principles of being safe, reliable, mature, economic and adaptable, and in line with the requirements on being simplifed and modularized, the researchers, on the basis of 350 km/h standard EMU, aim at increasing seat capacity and improving travel comfort level, and carry out researches on the overall solution and key technologies of highspeed sleeping berth EMU, with the research contents including layout of large seat capacity, noise insulation and reduction, light weight, mass balance, etc. In this paper, the researchers focus on the technical characteristics, main technical parameters, composition, etc.

EMU；sleeping berth；system solution；large seat capacity

U266.2

：A

：1001-683X（2017）06-0068-06

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.06.068

2016-12-19

中國(guó)鐵路總公司科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016J011-D）

熊力（1970—），男，教授級(jí)高級(jí)工程師。

E-mail：sjc-xiongli@tangche.com