NA1型運(yùn)輸卡車專用車的研制

于 建 剛，張 忠，常 邦 燦

(1.中車齊齊哈爾車輛有限公司 北京科技分公司，北京 100072；2.中鐵特貨物流股份有限公司，北京 100055)

NA1型運(yùn)輸卡車專用車是中車齊齊哈爾車輛有限公司根據(jù)中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目機(jī)車車輛關(guān)鍵核心技術(shù)深化研究——運(yùn)輸重型卡車專用車研制(2016J003-J)研制的。該車于2016年8月通過(guò)中國(guó)鐵路總公司設(shè)計(jì)方案評(píng)審，2017年12月完成樣車試制，2018年9月完成各項(xiàng)型式試驗(yàn)，2019年3月通過(guò)了中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司樣車試用評(píng)審。

NA1型運(yùn)輸卡車專用車在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路上使用，主要運(yùn)輸二類底盤和牽引車等商用卡車。該車通過(guò)卡車尾部疊裝的方式提高裝載卡車數(shù)量，可裝載4輛卡車。圖1為NA1型運(yùn)輸卡車專用車外觀。

圖1 NA1型運(yùn)輸卡車專用車外觀

1 主要特點(diǎn)

(1) 在車輛端部和中部設(shè)置了走板，可以滾裝滾卸卡車，適應(yīng)既有站場(chǎng)條件。

(2) 在側(cè)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置了橋板，卡車尾部可以疊裝，增加了運(yùn)輸能力。

(3) 底架采用凹底結(jié)構(gòu)，最高可裝載高4 m的卡車。

2 主要技術(shù)參數(shù)

表1為NA1型運(yùn)輸卡車專用車主要技術(shù)參數(shù)。

3 主要結(jié)構(gòu)

該車為底架、側(cè)墻共同承載結(jié)構(gòu)，主要由車體、走板、橋板、渡板、制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置及轉(zhuǎn)向架等組成。車體主要型材、板材材質(zhì)采用Q450NQR1、Q345NQR2耐候鋼。

3.1 車體

車體由底架、側(cè)墻組成(圖2)。

圖2 車體結(jié)構(gòu)

底架為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要由中梁、端梁、枕梁、橫梁、順梁及地板等組焊而成。中梁由牽引梁、中部中梁和連接中梁組焊而成，兩側(cè)設(shè)有用于加固捆綁貨物的拴座，中梁中部設(shè)有工具箱。底架上裝有針對(duì)鐵路貨車車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的車輛標(biāo)簽。

側(cè)墻為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，由上側(cè)梁、端側(cè)梁、側(cè)板、側(cè)柱、下側(cè)梁和導(dǎo)向板等組焊而成。上側(cè)梁采用兩頭高、中部低的拼接結(jié)構(gòu)，方便卡車司機(jī)打開車門。側(cè)墻內(nèi)側(cè)設(shè)有走板軸座、支架軸座和用于加固捆綁貨物的拴座。

3.2 走板

走板由型材、板材組焊而成，主要由端部走板和中部走板組成(圖3)，采用翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，走板可通過(guò)翻轉(zhuǎn)在工作位(水平)和非工作位(豎直)之間轉(zhuǎn)換。圖4為端部走板結(jié)構(gòu)，圖5為中部走板的工作位及非工作位。

圖3 走板結(jié)構(gòu)

圖4 端部走板結(jié)構(gòu)

圖5 中部走板的工作位及非工作位

3.3 橋板

橋板位于側(cè)墻內(nèi)側(cè)兩端斜坡處，主要由主橋板、轉(zhuǎn)動(dòng)橋板、折疊支架、附加地板和氣彈簧組成(圖6)。工作位時(shí)橋板連接端部地板和走板，非工作位時(shí)橋板連接端部地板和中部凹底處地板，橋板可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)在工作位和非工作位之間轉(zhuǎn)換，如圖7所示。主橋板、轉(zhuǎn)動(dòng)橋板、折疊支架和附加地板主要由型材、板材組焊而成。

圖6 橋板結(jié)構(gòu)

圖7 橋板的工作位和非工作位

3.4 渡板

渡板設(shè)置在底架端部，采用分體式結(jié)構(gòu)，由冷彎型鋼與鋼板組焊而成。渡板可通過(guò)圓銷、折頁(yè)在工作位和非工作位之間轉(zhuǎn)動(dòng)，非工作位時(shí)沉入端部地板中，如圖8所示。

圖8 渡板的工作位和非工作位

3.5 制動(dòng)裝置

空氣制動(dòng)裝置主管壓力滿足500 kPa和600 kPa的要求。空氣制動(dòng)裝置主要由120型控制閥(另增設(shè)120閥緊急閥)、嵌入式不銹鋼儲(chǔ)風(fēng)缸、KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置、貨車脫軌自動(dòng)制動(dòng)裝置、A型不銹鋼球芯折角塞門和組合式集塵器等組成，采用BAB-2型或DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動(dòng)裝置。

采用NSW-Ⅰ型手制動(dòng)機(jī)，手制動(dòng)輪直徑為400 mm。手制動(dòng)機(jī)與車體間采用專用拉鉚釘連接，手制動(dòng)拉桿與鏈蹄環(huán)、手制動(dòng)定滑輪與滑輪座間采用拉鉚銷連接。

3.6 車鉤緩沖裝置

車鉤緩沖裝置采用17型車鉤、17型鍛造鉤尾框以及合金鋼鉤尾銷，采用MT-2或HM-1型緩沖器。

3.7 轉(zhuǎn)向架

采用裝有DAB-1型或BAB-2型集成制動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架。

4 試驗(yàn)

委托中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證(青島)車輛檢驗(yàn)站有限公司組織進(jìn)行了車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)和車輛沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)按TB/T 1335—1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范》及技術(shù)條件的要求進(jìn)行。

4.1 車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)

車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)縱向載荷第一工況的拉伸力為1 780 kN，壓縮力為1 920 kN；第二工況的壓縮力為2 500 kN。試驗(yàn)結(jié)果顯示：第一工況下最大合成應(yīng)力為-279.5 MPa，所有測(cè)點(diǎn)的第一工況合成應(yīng)力均小于材料(Q450NQR1)的許用應(yīng)力；第二工況下最大合成應(yīng)力為-251.9 MPa，所有測(cè)點(diǎn)的第二工況合成應(yīng)力均小于材料(Q450NQR1)的許用應(yīng)力；頂車工況下最大合成應(yīng)力為-135.6 MPa，所有測(cè)點(diǎn)的頂車工況合成應(yīng)力均小于材料(Q450NQR1)的許用應(yīng)力。

車體剛度試驗(yàn)分3種工況進(jìn)行，工況1為居中裝載1輛12.5 t卡車，卡車車頭朝向1位端；工況2為居中裝載1輛12.5 t卡車，卡車車頭朝向2位端；工況3為裝載4輛12.5 t卡車。試驗(yàn)結(jié)果顯示：3種工況下的垂向彎曲剛度分別為：0.40/700、0.41/700、0.64/700，均小于1/700。

試驗(yàn)結(jié)果表明：車體靜強(qiáng)度、剛度滿足TB/T 1335—1996及技術(shù)條件的要求。

4.2 車輛沖擊試驗(yàn)

車輛沖擊試驗(yàn)的3種工況與靜強(qiáng)度試驗(yàn)相同。試驗(yàn)結(jié)果顯示，沖擊速度為8 km/h時(shí)最大車鉤力為1 632 kN、緩沖器行程為45.0 mm、加速度為2.48g；最大合成應(yīng)力為-175.7 MPa，所有測(cè)點(diǎn)的合成應(yīng)力均小于材料的第二工況許用應(yīng)力。試驗(yàn)結(jié)果表明：車輛沖擊強(qiáng)度滿足TB/T 1335—1996及技術(shù)條件的要求。

4.3 裝載加固方案沖擊試驗(yàn)

委托中國(guó)鐵道科學(xué)研究院運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)研究所對(duì)該車進(jìn)行了裝載加固方案沖擊試驗(yàn)，該車運(yùn)輸卡車裝載加固方案如圖9所示。沖擊試驗(yàn)的最大沖擊速度為8.1 km/h。試驗(yàn)結(jié)果表明：在8 km/h及以下速度沖擊工況下，裝載加固性能滿足《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》的要求。

圖9 裝載加固方案

4.4 線路動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)

委托中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證(青島)車輛檢驗(yàn)站有限公司組織在哈爾濱鐵路局管內(nèi)的齊齊哈爾南場(chǎng)站—泰康站、齊齊哈爾南場(chǎng)站—龍江站區(qū)間進(jìn)行了線路動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，試驗(yàn)參照GB/T 5599—1985《鐵道車輛動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》的規(guī)定，在130 km/h最高運(yùn)行速度范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)行、通過(guò)曲線運(yùn)行和側(cè)線運(yùn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：各項(xiàng)性能指標(biāo)符合GB/T 5599—1985的規(guī)定。

4.4.1 空車工況

垂向振動(dòng)加速度最大值為0.48g，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的限度(0.7g)，垂向平穩(wěn)性指標(biāo)最大值為3.03，平穩(wěn)性等級(jí)為優(yōu)；橫向振動(dòng)加速度最大值為0.47g，小于GB/T 5599—1985 規(guī)定的限度(0.5g)，橫向平穩(wěn)性指標(biāo)最大值為3.02，平穩(wěn)性等級(jí)為優(yōu)；輪軸橫向力最大值為49.94 kN，小于GB/T 5599—1985 規(guī)定的限度(56.95 kN)；脫軌系數(shù)最大值為1.12，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的第一限度(1.2)；輪重減載率最大值為0.44，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的第二限度(0.60)；傾覆系數(shù)最大值為0.39，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的限度(0.8)。

4.4.2 重車工況

垂向振動(dòng)加速度最大值為0.48g，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的限度(0.7g)，垂向平穩(wěn)性指標(biāo)最大值為2.78，平穩(wěn)性等級(jí)為優(yōu)；橫向振動(dòng)加速度最大值為0.29g，小于GB/T 5599—1985 規(guī)定的限度(0.5g)，橫向平穩(wěn)性指標(biāo)最大值為2.92，平穩(wěn)性等級(jí)為優(yōu)；輪軸橫向力最大值為49.44 kN，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的限度(107.48 kN)；脫軌系數(shù)最大值為0.71，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的第二限度(1.0)；輪重減載率最大值為0.32，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的第二限度(0.60)；傾覆系數(shù)最大值為0.32，小于GB/T 5599—1985規(guī)定的限度(0.8)。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

NA1型運(yùn)輸卡車專用車為新型運(yùn)輸卡車專用車，與SQ6型凹底雙層運(yùn)輸汽車專用車運(yùn)輸小型乘用車進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析認(rèn)為，NA1型運(yùn)輸卡車專用車每輛裝載4輛卡車與SQ6型凹底雙層運(yùn)輸汽車專用車每輛裝載10輛小汽車具有可比性。對(duì)鐵路運(yùn)價(jià)、固定成本、兩端配送成本等指標(biāo)進(jìn)行估算，運(yùn)輸卡車成本單價(jià)約1.94～2.12元/(臺(tái)·km)，物流收入單價(jià)與成本單價(jià)分別按平均2.5元/(臺(tái)·km)、2元/(臺(tái)·km)計(jì)算，平均收入利潤(rùn)率為20%。

按中國(guó)卡車市場(chǎng)每年銷量100萬(wàn)臺(tái)，鐵路每年承擔(dān)10%的卡車運(yùn)量(即10萬(wàn)臺(tái))，平均運(yùn)輸距離2 500 km計(jì)算，預(yù)計(jì)需鐵路運(yùn)輸卡車專用車1 000輛，將實(shí)現(xiàn)物流收入6.25億元，利潤(rùn)為1.25億元。

6 結(jié)束語(yǔ)

NA1型運(yùn)輸卡車專用車實(shí)現(xiàn)了用于運(yùn)輸商用卡車(牽引車、二類底盤)的鐵路車輛的突破，拓展了鐵路汽車物流市場(chǎng)，具有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。目前，該車型完成樣車2輛，正在中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司進(jìn)行運(yùn)用考驗(yàn)。