新型鐵路客車裙板結構介紹

王小霞

摘要：文章以新型鐵路客車裙板結構為研究對象，對新型鐵路客車與25T型客車裙板的結構、安裝方法進行了介紹。重點分析了新型鐵路客車裙板結構與現有25T型客車裙板結構在材質、結構、壓縮氣彈簧方面的差異與提升點。最后對新型鐵路客車裙板進行振動沖擊試驗，試驗后裙板外觀、結構均完好。

Abstract： This article takes the new-type railway passenger car skirt board structure as the research object， and introduces the structure and installation method of the new type railway passenger car and 25T passenger car skirt board. The difference and improvement point of the new railway passenger car skirt board structure and the existing 25T passenger car skirt board structure in terms of material， structure and compressed gas spring are mainly analyzed. Finally， the vibration and shock test was carried out on the skirt of the new railway passenger car. After the test， the appearance and structure of the skirt were intact.

關鍵詞：鐵路客車;裙板結構;壓縮氣彈簧;振動沖擊

Key words： railway passenger car;skirt plate structure;compressed gas spring;vibration and shock

0 ?引言

從2003年開始，我國鐵路運行的25T型客車在底架邊梁下方轉向架以內設置了裙板，為車輛提供更好的外觀、車下設備防護和空氣動力學性能。經過10多年的運行，裙板也陸續反應出一些腐蝕、安全隱患問題。并且隨著軌道車輛向著高速以及輕量化方向發展，新型軌道交通裝備不斷問世，這給新產品的設計水平以及綜合性能方面提出了更高的要求[1]。

1 ?25T型客車裙板結構介紹

25T型客車（浦鎮公司生產）裙板斷面如圖1所示為弧形，主要結構是板梁結構，輔以氣彈簧、裙板鎖、鉸鏈座、緊固件等功能輔件組裝而成。裙板面板和壓型件厚度≤6mm的采用耐候鋼，厚度≤2.5mm的采用Q310NQL2，厚度3至6mm的采用Q345NQR2，C型槽采用06Cr19Ni10不銹鋼材質，40×40×4mm的角鋼立柱與橫梁采用Q235普通碳素鋼。裙板從結構性質上分為固定裙板和活動裙板兩大類。

固定裙板主要由面板、立柱、橫梁、安裝座、C型槽組成。角鋼立柱與橫梁先拼焊形成骨架，調平之后與面板塞焊連接，段焊加固，所有段焊處均采用密封膠封閉處理。固定裙板上部采用螺栓與底架安裝座連接，下部通過斜撐連接底架縱梁形成穩定的三角形結構。

活動裙板主要由面板、立柱、橫梁、鎖口板、氣彈簧上支板組成。底架邊梁焊接安裝座，鉸鏈座通過螺栓與底架安裝座連接，活動裙板通過鉸鏈銷與鉸鏈座固定。

固定裙板兩側設有安裝座，相鄰的活動裙板通過螺紋鎖固定在安裝座上。此外，在活動裙板兩側設置有氣彈簧，氣彈簧下端固定在相鄰的固定裙板上，通過鉸鏈和氣彈簧實現活動裙板的翻轉，從而方便設備的檢測與維護。固定裙板兩側還設有安全鏈，車輛運行時與活動裙板連掛，防止活動裙板誤開[2]。裙板與底架、活動裙板與固定裙板之間安裝方式具體見圖2。

2 ?新型鐵路客車裙板結構

從2016年開始設計生產的160公里動力集中電動車組（直車體）在經過兩年的運營之后，多方反饋車內的空間比較狹窄，尤其是座椅空間較小，旅客乘坐舒適性體驗與動車組相比，存在較大差距。因此，2019年對新型鐵路客車斷面進行優化調整，采用鼓型斷面，爭取最大化利用限界，增加車輛寬度，增加車內空間。

新型裙板結構與車體斷面流線過渡也為鼓型，見圖3，同樣由固定裙板、活動裙板、氣彈簧、裙板鎖、鉸鏈座、緊固件等組裝而成。單塊裙板是由帽型立柱與橫梁組焊形成的骨架與面板塞焊而成，輔以安裝座、鎖口板、C型槽等配件。固定裙板與底架、活動裙板與底架、固定裙板與活動裙板之間的安裝方式與25T型客車裙板類似。與25T型客車裙板相比，新型客車裙板具有如下優勢。

2.1 材質方面

25T型客車裙板結構除了面板為耐候鋼Q310NQL2外，其余立柱、橫梁均為Q235角鋼。裙板結構在車輛運行過程中直接暴露在大氣環境中，因此極易產生腐蝕。此外，由于裙板為框架結構，并且面板下口沒有開排水孔，在運行過程中，雜物、灰塵、水容易蓄積在裙板內側，加速裙板的腐蝕。根據前期廠修結果發現，裙板與骨架之間夾銹嚴重，個別裙板發現面板、骨架出現銹穿現象，大部分裙板需更換[3]。新型裙板面板與壓型件厚度3至6mm的采用Q350EWR1，厚度≤2.5的采用新型耐候鋼材質Q350EWL1。Q350EWL1是寶鋼為了新型鐵路客車新研發的一種非標材料，其化學成分參考Q350EWR1，所有的機械性能均不低于Q350EWR1的要求。新型耐候鋼相比25T使用的耐候鋼具有更好的耐蝕性能，見表1。

2.2 結構方面

25T型客車裙板采用40×40×4mm的角鋼橫梁，長時間運營，橫梁上容易產生雜物及水的蓄積，增加裙板結構腐蝕的風險。新型鐵路客車裙板橫梁采用帽型梁，并且帽型梁的高度只有18mm，減少了運行過程中雜物在裙板內側框架上的蓄積可能性，降低腐蝕風險。

其次，25T型客車裙板角鋼立柱寬40mm且立柱布間隔較大，導致結構整體剛度較差，焊接之后容易產生變形。新型鐵路客車裙板立柱寬76mm且分布間距較小，提高了裙板的剛度，見圖4。

再者，25T型客車裙板首先將立柱與橫梁組焊形成骨架，再將骨架與面板采用塞焊連接，段焊加固，整個過程焊接量大，裙板變形嚴重，后期調平困難，平面度≤1.5mm難以保證。新型鐵路客車裙板在立柱與橫梁形成骨架后，與面板只采用塞焊連接，焊接變形小，平面度與輪廓度都大大提高。

最后，25T型客車裙板的面板下口沒有開排水孔，雜物與水在面板下口蓄積，加速了裙板的腐蝕。新型鐵路客車裙板的面板下口開有排水孔，見圖5，在運行過程中，可以緩解裙板內側的腐蝕環境，降低腐蝕速率。并且，帽型立柱與橫梁在組焊前，內腔預涂防銹底漆，焊后采用密封膠將帽型梁封閉，減小了后期與面板產生夾銹的可能。

2.3 壓縮氣彈簧結構

25T型客車采用的壓縮氣彈簧無防護結構，活塞桿上面容易占有灰塵，在裙板打開閉合過程中活塞桿將灰塵帶進缸筒，摩擦缸筒中密封圈，長時間容易導致氣彈簧失效，使得裙板存在誤開的風險。

2017年開始生產的160km動力集中電動車組（直車體）中，壓縮氣彈簧采用塑料密封結構，但是部分列車運行區段從南跨到北，冬季南北方溫差較大，塑料防護套損壞嚴重，從而失去防護作用。接2019年沈陽局長春段反饋，2019年新造車裙板塑料防護套就多處出現破損，如圖6所示。

新型鐵路客車對壓縮氣彈簧的防護套進行了優化，采用1mm的不銹鋼防護套，見圖7，可以在各種惡劣運行條件下防護活塞桿，從而防止氣彈簧失效。此外還在防護套下口開了排水排污孔，減少雨水、雜物在防護套內蓄積，防止寒冷天氣下結冰，影響氣彈簧使用。

3 ?振動沖擊試驗

新型鐵路客車裙板試制結束之后，按照GB21563-2018中Ⅰ類A級要求對裙板進行模擬長壽命試驗、沖擊試驗和功能試驗。

試驗后，對樣品進行了外觀、結構檢查。與試驗前相比，裙板無結構損壞，無塑性變形，氣彈簧、裙板鎖功能正常，裙板鎖無松動，緊固件無松動，裙板焊縫無開裂情況，試驗過程中無異響。

4 ?結論

通過對新型鐵路客車與25T型客車裙板結構的介紹與對比可知，新型鐵路客車裙板在材質、結構及輔件方面都有了很大優化與創新，由此提高了原結構的耐蝕性，延長了壓縮氣彈簧使用壽命，可作為其他鐵路客車項目參考。

參考文獻：

[1]李華麗，范欽磊，杜彥品.新型鐵路客車側墻結構及其組裝方法[J].機車車輛工藝，2019，2.

[2]蘇孝峰，顧文娟.25T型客車裙板安全鏈結構優化[J].內燃機與配件，2016，12.

[3]張惠國.25T型客車裙板設置綜合分析及建議[J].鐵道車輛，2019，57（7）.

[4]GB/T 21563-2018，軌道交通機車車輛設備沖擊和振動試驗[S].