19K型鐵路客車軟臥改硬臥設計

齊凱+王連春+高秋月

摘 要：介紹19K型鐵路客車軟臥改硬臥總體及各系統主要技術方案、計算分析及試驗驗證等。

關鍵詞：軟臥車；硬臥車；改造；計算分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.201

1 前言

隨著鐵路客車的升級換代，為了提高舒適度、防火阻燃安全性能及提高客車運用率，既有客車加裝改造已經成為一種趨勢，各鐵路局客車改造除了運輸旅客使用外，也會利用閑置的動車組或車輛進行特種車改造，包括工務車、旅游車、救援車等。本文客戶要求將19K型軟臥結合A5修改造為25K型硬臥車，定員由16人增加至66人，加裝集便裝置，車體、制動、電氣系統及車上服務設施相應實施改造。

2 改造總體概述

原車平面布置見圖1，將一位廁所改為配電室，乘務室改造，一位走廊增加臥具柜，取消車輛中部洗臉間、8個軟臥客室、淋浴間，改為11個開敞式硬臥客室及大走廊；二位端增加二位廁所、雙洗間等，改造后平面布置見圖2。二位端車下枕內外各加裝一個污物箱，新增集便裝置用總風缸。車頂一位端設一臺單元式空調機組，二位廁所新增自然通風器，二位通過臺新增廢排通風器。車端取消43芯集控、5芯電控插座。

3 各系統改造

（1）車體鋼結構。一位端KLD35空調機組平臺改造為KLD45空調機組平臺，空調機組平頂板采用3mm厚06Cr19Ni10不銹鋼。車窗窗口根據平面重新布置，為提高側墻平面度，新開窗口兩邊先焊接立柱，后開窗口及封堵原車窗口。車底增加污物箱橫梁、縱梁及安裝吊座。為保證吊座的平面度，焊接過程中用水管找平，吊座采用8mm厚Q345GNH耐候鋼。車底增加總風缸及集便供風管路縱梁和吊卡，縱梁采用5mm厚Q235B碳素鋼，吊卡采用5mm厚Q295G NH耐候鋼。

（2）轉向架。因車輛重量發生變化，轉向架各彈簧、制動杠桿比按改造后整車重量核對參數，以滿足改造后使用要求。

（3）制動系統。供風系統采用雙管供風形式， F8分配閥，盤形基礎制動裝置。按照（運輛客車函[2016]8號）《關于重新印發客車手制動機防反轉制動改造方案的通知》改造手制動鏈，保證行車安全。車上設緊急制動閥和制動管風表、總風表。設置可從車上、車下操作的緩解閥。防滑器國產化，采用鐵科院TFX1G型，轉向架速度傳感器孔、防滑器配電柜、排風閥座改造。根據集便器改造需求，新增總風缸及相應管路。為防止集便器集中用風時，可能超過機車供風能力問題，總風管給總風缸（生活風缸）供風支路節流通徑為2mm。

（4）給水衛生系統。給水系統設凈水箱、注水裝置、溫水箱及供排水管路組成。照明柜與水箱分別設液位儀及液位傳感器。洗臉間設溫水箱。注水裝置避開便器防護箱檢查門，不影響防護箱內配件維修。水箱、管路與排空管路相連，保證在系統停止使用時能排空凈水（以防凍結）。電茶爐具有缺水、防干燒保護功能，接水盤為不銹鋼材質，安裝位置在乘務員室外與一位小走廊臥具柜相鄰。

二位端一、二位側分別設一個蹲式廁所，廁所車窗加裝統型防護欄。二位端一位側新增雙人洗臉室，廁所、洗臉室為整體玻璃鋼盒子間模塊化設計，制造安裝方便。盒子間材質采用玻璃纖維和碳纖維復合材料復合材料以及進口色漿和膠衣制成，盒子間背面采用網格狀加強筋以提高衛生間的整體剛度。一、二位廁所均加裝鐵總統型集便裝置，便器由直排式改為真空集便系統，提高了衛生間的清潔度，降低了環境污染。二位端車下枕內外各增加一個真空污物箱，兩個污物箱總容量不小于800L。

（5）空調通風采暖系統。空調系統由空調機組、空調控制柜、送風道、回風道、廢排裝置、自然通風系統、可調送風口和回風口等構成，主送風道采用硬質聚氨酯鋁箔發泡板，鋁板敷貼保溫材，提高了風道保溫效果，節約能量。改造后空調機組安裝于一位端車頂部鋼結構平臺上，機組型號為KLD-45/09-E，帶新風預熱功能，制冷劑采用環保型R407C代替破壞臭氧層的R22，制冷量比25K型其他硬臥車多5KW，提高了乘務員與旅客的舒適性。在乘務員室、客室、雙洗間、廁所都設有空調送風口，廁所、茶爐室、雙洗間的廢氣由設于其車頂部的自然通風器排出車外。其余大部分廢氣由設在一位小走廊的回風口吸入，作為再循環空氣進入機組，小部分廢氣由二位端小走廊頂部廢排風機通風口排出車外，廢排風機通風口也可作為緊急情況下應急通風設備使用。空調機組配線及冷凝水管執行運輛客車函[2015]395號《中國鐵路總公司運輸局關于印發客車常見故障專項整治方案的通知》的要求。配電室、乘務室、客室、大走廊和一、二位端小走廊設置單元板式電加熱器（普通型），加不可恢復式超溫保護裝置，全車功率約14KW。

（6）電氣系統。采用發電車雙路集中供電，供電制式為380V/220V 50Hz三相四線制。配電室內設置電源轉換柜、空調控制柜、塞拉門電源箱、應急電源車上箱、工具柜。乘務員室內設置防滑器、照明柜、集便控制柜。電源轉換柜為統型，設置在線漏電檢測裝置。照明柜設置DC48V系統絕緣監測裝置。電源轉換柜、照明柜、空調控制柜等配線線端壓接采用籠式端子。車輛采用LED燈照明，具有節能環保，壽命長的優點，設應急照明。照明布置如下：客室內及客室門口對應大走廊處各設一個有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位通過臺、小走廊分別設一個有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位廁所、雙洗間分別設一個有效光通量為750lm的壁燈，乘務員室、配電室各設一個有效光通量為1500lm的頂燈。客室外側墻各設一個地燈。乘務室、配電室側墻設1個交流220V五孔插座，大走廊側墻設3個交流220V五孔插座，方便乘務人員和旅客充電使用。在客室大走廊處設3個揚聲器及3個揚聲器開關，乘務員室設1個揚聲器及音調開關。在大走廊兩內側間壁分別設一個信息顯示屏。旅客信息系統可以顯示運行速度、當前時間、車外溫度、前方到站、列車運行狀態、宣傳標語及廣告信息等內容。

（7）內裝設備。一、二位端部平頂板為22mm膠合板雙面貼貼面板，客室及大走廊頂板采用玻璃鋼材質，頂板內部均為木骨架。膠合板平頂板、外露間壁墻板使用無明釘的封邊明縫結構，效果美觀。在通過臺及走廊部位，將原來的膠合板地板取消，采用防腐地板，并增加了地梁密度，有效防止了地板塌陷提高防火性能。地板布采用分幅焊接工藝，采用自動焊接設備和專用廠房，防止地板布鼓泡。采用包裝嚴密的超細玻璃棉。玻璃棉板及包裝材料性能指標應符合TB/T 3138-2006《機車車輛阻燃材料技術條件》中相關規定。

原車兩個小走廊至客室隔門更新為折頁門，門上設有門芯窗，下部設有通風格柵。

乘務員室門、一位廁所門、二位廁所門新制，新增配電室門；各門均為折頁門，乘務員室和配電室門上設有觀察窗。原車所有車窗及內飾框均取消，更新為25T統型車窗，新制內飾框。

4 檢修部分

未改造部分按照《中國鐵路總公司關于印發<鐵路客車廠修規程（試行）>的通知》（鐵總運〔2014〕349號）及鐵總文件要求執行。

5 計算分析

（1）重量分配計算。整車計算后自重和載重均增加，重心降低，軸重小于17t，輪重差符合要求。

（2）側墻窗口改造強度對比分析。改造時對側墻窗口封堵后重開，對改造前后側墻強度作對比分析，結果滿足車體強度要求。

（3）車頂空調安裝平臺靜強度分析計算。根據TB/T1335-1996 要求，車頂安裝平臺在縱向、垂向、橫向三個方向上的合成應力不應大于材料的屈服極限。根據計算結果，空調平臺的強度條件符合標準TB/T1335-1996的使用要求。

（4）軸箱彈簧計算。根據整車設計重量，選用的軸箱彈簧參數須更新，更新后滿足使用要求。

（5）制動距離計算。根據改造后車輛自重、載重及選用的杠桿比，對改造后車輛制動距離進行計算分析，車輛改造后按140km/h初速度緊急制動距離小于1100m的要求。

（6）動力學性能分析。客車在改造后的動力學性能較改造前動力學性能指標如穩定性、曲線通過能力都有所改善，在安全性方面有所提高。

（7）用電負荷計算。根據全車電氣負載，RW19K型客車改為YW25K型客車后電氣負荷滿足單車及編組使用的要求。

6 試驗驗證

廠修規程中的例行試驗及稱重、限界檢查等型式試驗均合格。

7 結論

改造結合新型高檔鐵路客車產品及成熟的設計結構，旅客界面較25K型硬臥車有較大提升，滿足了鐵路局增運增收需要，也為變車種改造提供了借鑒經驗。客車經過近半年的運用，運行情況良好，受到了用戶好評。

參考文獻：

[1]嚴雋耄，傅茂海.車輛工程[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]陳偉，王松文.25型客車及其新技術[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

作者簡介：齊凱，男，學士學位，工程師，研究方向：客車設計及加裝改造。