出口突尼斯内燃动车组

2012-11-27印建明汤恒舟

铁道机车车辆 2012年4期

印建明，汤恒舟，王卫

（中国南车集团南京浦镇车辆有限公司客车设计部，江苏南京210031）

出口突尼斯内燃动车组是南车集团南京浦镇车辆有限公司研制的动力分散型、液力传动动车组，其中标准轨道（标轨）12列，米轨8列。模块化、集成化设计技术在该动车组上得到了广泛应用，裙板、线槽、墙顶板、动力包、司控台、厕所、内装设备、灯带等均采用模块化设计；顶板骨架与灯带、风道，厕所等进行集成化设计。内装采用宽松的连接结构，便于安装、检修。

1 列车使用条件

2 主要技术参数

3 列车编组

图1 列车编组图

4 总体布置

列车基本编组由一辆舒适型动车和一辆经济型动车构成，总定员为117人，其中舒适型座椅19人，经济型座椅94人，翻板椅4人。列车允许最大载客量为261人。车顶设冷却装置、空调机组等设备；车下设动力系统、制动系统等设备。

4.1 平面布置

（1）舒适型车

舒适型车设司机室、一位客室（经济型）、吧台、冷却通道、配电室、制动气路控制室、低地板旅客通过区、厕所、二位客室（舒适型）。总定员53人，其中舒适型座椅19人，经济型座椅32人，翻板椅2人。舒适型车平面布置见图2。

（2）经济型车

经济型车设司机室、一位客室（经济型）、大件行李架、冷却通道、配电室、制动气路控制室、低地板旅客通过区、厕所、二位客室（经济型）。总定员64人，其中经济型座椅62人，翻板椅2人。经济型车平面布置见图3。

4.2 车下设备布置

车下设排障器、撒沙箱、启动电池箱、过渡车钩箱、动力包、万向轴、油箱、风源系统等。车下设备布置见图4。

4.3 车顶设备布置

车顶设司机室空调机组、冷却装置、应急电源电池箱、客室空调机组。车顶设备布置见图5。

图2 舒适型车平面布置图

图3 经济型车平面布置图

图4 车下设备布置图

图5 车顶设备布置图

4.4 断面图

舒适型车断面图见图6，依次为动力包处断面、低地板通过区断面、非动力（拖）转向架区断面。经济型车断面与舒适型车断面基本一样，区别在于拖转向架上方客室舒适型车座椅为2+1布置、经济型车座椅为2+2布置。

图6 舒适型车断面图

5 主要结构

5.1 车体钢结构

车体钢结构为碳钢车体，采用薄壁筒型整体承载结构，车体中部为旅客通过的低地板区，两端为客室高地板区；采用被动安全技术，司机室与客室第一窗户之间设碰撞可变形区，最大限度保护司机和旅客的安全。车体钢结构设计遵循EN12663标准要求，钢材主要牌号为Q355GNH、Q310GNH、Q345-E和Q235-A。车体钢结构由底架、侧墙、车顶、端墙、冷却通道和司机室骨架组成。车顶设备两侧设导流罩板，车下设备两侧设裙板。

司机室端采用全自动密接式车钩，包括电、气连接，设吸能压馈装置和过载保护装置；车钩两侧设吸能防爬装置。单元内两车之间采用半永久车钩，包括机械连接、气路连接和吸能装置；贯通道采用内外双层折棚结构。

5.2 转向架

每辆车各设一个动力转向架和一个拖转向架，动力转向架布置在近司机室一端。标轨和米轨转向架与车体的接口一样，可以与车体互换。动力转向架和拖转向架的基本结构相同，同功能的部件可以替换，主要区别在于动力转向架设有齿轮传动装置。

转向架采用无摇枕结构，主要由构架、轮对、轴箱、一系悬挂装置、中央悬挂装置、抗侧滚扭杆、基础制动装置等组成。动力转向架设齿轮箱、万向轴、轮缘润滑器。

构架采用焊接结构，由侧梁、横梁、辅助侧梁、纵向梁等部件组成。侧梁上设转臂定位座、空气弹簧安装座、一系弹簧安装座、轮缘润滑、撒沙装置等辅助设备安装座。辅助侧梁设抗侧滚扭杆座和空气弹簧座。横梁上设制动吊座、齿轮箱拉杆座、牵引拉杆座、横向减振器座。纵向梁上设横向挡安装座和整车起吊止挡座。

轮对轴箱装置由车轮、车轴、轴箱、轴承、轮装式制动盘等组成。采用外置式轴箱，准轨轴颈中心距为2 100mm，米轨轴颈中心距为1 670mm，轮对内侧距准轨设为1 358mm、米轨为929mm。车轮采用整体辗钢直腹板车轮，新轮直径为φ860，磨耗到限为φ780；动轴上设置齿轮箱的安装座。采用轮装式铸钢制动盘。

一系悬挂装置采用钢弹簧悬挂转臂式定位结构，采用双卷螺旋弹簧，垂直方向设轮对提吊装置，在起吊转向架时吊起轮对。定位转臂一端通过橡胶弹性节点与构架相连，另一端与轴箱相连并用夹紧箍紧固。

中央悬挂装置采用无摇枕结构，由空气弹簧全承载。中央悬挂装置由空气弹簧、牵引装置、横向减振器、抗蛇行减振器（仅标轨有）、高度阀、抗侧滚扭杆装置等组成。牵引装置由“Z”型双牵引拉杆、整车起吊装置、中心销、牵引体、横向橡胶止挡等组成。抗侧滚扭杆装置由扭杆、扭臂、连杆、关节轴承、扭杆支撑轴承等组成。

基础制动采用盘形制动，动力转向架和拖转向架均采用轮装盘，每个车轮安装1套。拖转向架制动缸带停放制动。

动力转向架两根车轴上分别安装一个齿轮箱，主齿轮箱为“初级齿轮箱”，接受主万向轴传递的动力扭矩并通过二级万向轴将扭矩传输给车轴“次级齿轮箱”。

5.3 制动系统

制动系统采用液力、空气混合制动模式，空气制动采用以转向架为控制单元的“架控”型式，具有防滑、撒沙、坡道起动等功能。制动系统主要由常用制动系统、备用制动系统、停放制动系统、风源系统、辅助用风系统等组成。

正常制动中制动控制单元（BCU）根据司机给出的制动信号，适时计算出动力包可提供的液力制动力并优先施加液力制动。在列车运行的一定速度范围内，如果液力制动不能满足总制动力的需求，空气制动自动补充。当液力制动力不够时，优先补充拖转向架空气制动，若制动力仍不够，再同时补充动力转向架、拖转向架空气制动，满足制动要求。车内设监控终端，具有自诊断和故障记录功能。

常用制动系统为微机控制直通电空制动，由制动控制单元、EP控制单元、防滑装置等组成。

整列车紧急制动构成一条安全环路，在车辆行驶中存在影响安全问题时或人为触动紧急制动启动装置时，将断开安全环路，实施紧急制动。

停放制动系统由停放制动单元、手动缓解装置、制动缓解显示装置、压力开关等组成。停放制动通过弹簧施加制动力、空气缓解，满足列车停放在20‰坡道上的要求。停放制动采用失电制动模式，当停放制动电磁阀失电时，停放制动缸中的压力空气排向大气，使列车实施停放制动。

备用制动为纯空气制动模式，由分配阀、控制风缸、紧急制动蘑菇按钮、备用制动控制手柄等组成。当列车常用制动系统发生故障不能使用或救援时，启用备用制动系统，保障列车行驶安全。

撒沙系统由沙箱、撒沙电磁阀、撒沙按钮、管路等组成。动力转向架每个车轮前各安装一撒沙箱，撒沙箱采用电控气动，设低温电加热系统，保证沙箱内沙子干燥。

每辆车各设一套风源系统，为列车各用风系统提供风源。风源系统由空压机、干燥器、风缸、安全阀、压力开关等组成。每辆车各设置一台VV120-T型空气压缩机，空气压缩机采用均衡控制主辅工作模式，便于空气压缩机均衡运行。

5.4 给水卫生系统

给水卫生系统包括给水装置和卫生间两部分。

给水装置主要由水箱、供水管路、溢水管、注水管、连通管、水位显示装置等组成。给水装置为厕所洗手器、坐便器提供水源。水箱分设于车体中部低地板区平顶上方，容积约为400dm3；车体两侧各设一个注水用注水口，溢水管独立通至车下。卫生间门头上方设水箱水位显示及缺水停止使用指示灯，当水用尽时，指示灯亮显示卫生间停止使用。

卫生间采用集成设计，盒子体由玻璃钢制成，将各部件组成一个整体与车体把固，卫生间与其他水、电、气采用软管或插头连接。卫生间采用清水空气增压冲便系统，污物直接排放。卫生间由坐便器、扶手、节水阀、梳妆架、便纸架手纸盒、坐便垫纸盒、皂液器、垃圾箱、梳妆镜、壁灯、播音喇叭等组成。

5.5 空调系统

空调系统包含客室空气调节装置和司机室空气调节装置两部分，空气调节装置由空调机组、排水装置、送风装置、回风装置、废排装置等组成。

每辆车客室设一台车顶单元式空调机组，制冷量为39kW，制热量为18kW，通风量为5 000m3／h，采用前端送风、后端进风、下部回风形式。主风道设在车顶中部，送风道设在车顶两侧，客室送风均匀。每个司机室设一台顶置单元式空调机组，制冷量为4.5kW，制热量为3kW，通风量为800m3／h，采用前端送风、两侧进风、下部回风形式，出风口可调节风量。空调机组具有制冷、制热、通风3种工况，可根据气候条件的不同，选择适当的工况。空调机组通过电气控制柜，可实现手动控制、自动控制和集中控制。

5.6 电气系统

电气系统由辅助供电系统、列车控制系统、旅客信息系统、火灾报警灭火系统、照明系统等组成。空调、主照明、客室插座等采用AC 380／220V电源，其余采用DC 24V电源。

列车正常运行时，辅助发电机只为本车AC 380V负载供电。充电模块给DC 24V蓄电池充电，并向DC 24V负载及列车各系统控制回路负载供电。辅助供电系统从发电机获得AC 380V／50Hz电源，为空调机组、制动空气压缩机、充电机、照明系统供电。当本车辅助发电机无AC 380V电源输出时，邻车正常发电机为两车供电。此时两车负载减载运行，保证两车的空调机组能半冷工作。每辆车车下设一个车间电源插座，在车辆维护辅助发电机没有电源输出时，为列车提供AC 380V电源。

列车控制以硬连线控制为主、TCMS监测诊断为辅；列车牵引、制动、安全等重要子系统采用列车级硬连线控制；子系统设备运行状态由TCMS系统监测和诊断；列车通讯管理系统（TCMS）故障原则上不影响动车组正常运行。

列车通讯管理系统由列车级、车辆级和设备级网络组成。列车级网络采用绞线式WTB列车总线，车辆级网络采用CAN总线，CANopen协议。TCMS系统主要负责子系统运行状态检测、传输、故障诊断，以及列车运行和维护信息数据支持。

列车控制系统由驾驶系统、接点控制柜、综合电气柜、动力包电气设备、制动电气设备、TCMS设备、PIS设备、门控设备、火灾检测设备等组成。驾驶系统由钥匙开关、模式选择开关、牵引／制动控制器、换端按钮、司机台指示灯等组成。司机室具有互锁功能。

旅客信息系统由信息显示系统、公共广播系统、司机对讲系统、旅客报警系统、视频监控系统等组成。整个系统均采用总线型式的网络拓扑结构。

每辆车各设一套火灾报警及灭火系统，由火灾报警控制器主机、火灾报警控制器从机、高温火灾探测器、灭火装置、感烟探测器、声光报警控制盒等组成。各车厢火警主机独立运行，与TCMS之间通过CANopen总线通信。各车辆火警信息和故障信息按信号优先级别通过CANopen总线传送到TCMS，在主司机室EDU显示信息。当动力包着火时，安装在动力包上方的灭火装置接到信号，同时引爆灭火罐，实施自动灭火，保护司乘人员与车辆的安全。

车内照明包括客室照明、低地板区域照明、司机室照明。车外照明包括前照灯、运行标志灯和尾灯。车内照明采用荧光灯管照明，分为正常照明和紧急照明。正常照明采用AC220V电源，分两路供电；紧急照明采用DC 24V电源，一路供电；正常照明和紧急照明3路均匀分布。司机室内照明采用DC 24V电源，司机室内顶板上设两盏LED照明灯。

5.7 车门

车门由上下旅客的侧门、厕所门、司机室隔门等组成。

每辆车的两侧各设一个乘客进出的侧门，侧门为电控电动的双扇塞拉门；具有司机集控开关门、司机允许旅客开门、自动延时关门，以及紧急解锁、强制关门、障碍检测、安全互锁等功能。塞拉门启尺寸为1 300mm×1 850mm，门板为铝板，内部填充蜂窝铝，具有较高的隔声性能。

厕所门、司机室隔门为折页门，门框为整体铝型材结构，门体采用骨架式铝合金结构，内部填充铝蜂窝，门板采用铝板及防火贴面板复合粘接而成。厕所门自客室向厕所内开启，采用集成型，有无人显示锁。司机室隔门自司机室向外开启，门框为整体铝型材结构。司机室内设有手动装置，驾驶员可在司机室内打开或锁闭该门。

5.8 车窗

每辆车客室设12个大固定窗，其中4个为逃生窗；4个大活动窗，客室两侧对角布置；1个小固定窗，设在低地板区：1个小活动窗，设在厕所。活动窗为上部内翻转式，翻转角度约为30°。司机室两侧各设一个上窗内翻式活动窗，最大翻转角度约为150°，便于司机瞭望。除厕所窗外，其他窗均设遮光卷帘，可以通过拉动卷帘下拉杆将卷帘停止在任何位置。逃生窗在每个客室两侧对角布置，逃生窗可以用锤击碎；窗内、外都做有红色标记，乘客和紧急介入服务时能够快速辨认出来。

车窗采用铝合金组合窗框，玻璃通过胶条挤压在铝合金组合窗框内。车窗由车外向车内推入，通过滑块用拉钩方式固定。逃生窗为中空钢化玻璃，其他窗为夹胶中空钢化玻璃。

司机室前窗采用双曲面透明夹胶安全玻璃，具有防霜、电加热功能，设电动刮雨器和遮阳卷帘。

5.9 车内设备

经济型车辆设两个经济型客室，共有62个座位采用2+2布置。在低地板区域侧门两侧设2个折叠座位，一个厕所和一个大件行李存放架。

舒适型车辆设一个舒适型客室、一个经济型客室。舒适型客室有19个座位，采用2+1布置，另一个布置在低地板区域；经济型客室有32个座位，采用2+2布置。在低地板区域侧门两侧设2个折叠座位，一个厕所和一个吧台。

经济型车和舒适型车低地板区域的两端均设楼梯，供乘客上下客室。客室两侧的侧墙车窗上方设行李架。厕所走廊侧间壁内设垃圾箱，司机室后面的客室近楼梯的座椅下方设一灭火器。

舒适型座椅由骨架、座椅垫、靠背垫、小桌板组成、调节装置、扶手、脚踏板部件等构成。按动扶手内侧靠背调节按钮，人向后靠，可调节靠背角度，靠背最大倾斜角约40°；按动按钮，人向前倾，靠背自动复位；小桌板隐藏在座椅两侧扶手内。

经济型座椅由骨架、座椅垫、靠背垫、小桌板组成、调节装置、扶手、脚踏板部件等组成。按动扶手内侧靠背调节按钮，人向后靠，可调节靠背角度，靠背最大倾斜角约20°；座椅后面设小桌板、脚踏板和书报兜，供后排乘客使用。

客室行李架采用隔栅式结构，前后边梁采用铝合金型材制作，前后边梁之间采用材质为工程塑料组合式隔栅，并与前后边梁连接而成。每组行李架与侧墙通过机械连接固定；行李存放空间为高380mm、宽520mm。

5.10 车体内装

车体内装考虑到车辆轻量化的要求，尽可能采用轻质材料，由地板、墙板、顶板、平顶、间壁、楼梯、隔热材、司机室头等组成。

地板采用2+1三明治结构，中间为隔声减振垫，两面为复合胶合板，上铺2.5mm阻燃橡胶地板布，有效提高车辆的隔声减振性能。

侧墙内装由墙板、骨架、卷帘组成，采用了集成化设计，将三者组成一个模块，与钢结构通过螺栓把固。

客室内顶板采用玻璃钢制作，做足顶板本身的强度和刚度，取消顶板骨架，将侧顶板与空调支风道集成一体，顶板的连接采用插接和螺栓把固连接。

平顶采用无木结构设计，平顶板为7mm厚蜂窝板。间壁为22mm厚双面塑贴铝蜂窝板，通过弹性连接件与车体把固连接。

楼梯用于低地板和客室之间的过渡连接，楼梯由玻璃钢制成，中间加填充材料。

司机头采用双曲面流线型结构，采用整体玻璃钢模具成型、底架承载、过渡钢骨架框、内装宽松的连接方式。司机室内装由骨架、侧墙板、前墙板、顶板、压带板等组成。

5.11 动力系统

每辆车设一套动力系统，提供列车牵引动力和用电电源；动力系统由动力包、进排气系统、冷却系统、燃油供应系统等组成。标轨和米轨列车的动力系统完全一样，牵引动力由动力包通过万向轴、车轴齿轮箱驱动动力转向架。

动力包采用集成化设计，由柴油机、传动箱、发电机组、冷却系统、空气过滤器、排气消声器、安装构架等组成，通过4个V型的弹性元件安装在车辆底架上。

柴油机采用德国MAN公司D2842LE602型号的12缸4冲程电子控制柴油机。柴油机采用涡轮式增压系统、带冷却热交换器进气冷却系统；在2100 1／min时，额定功率为588kW。

传动箱采用德国VOITH公司带集成液力制动器的T212bre型传动箱。传动箱最大允许输入功率为450kW，最大允许输入转矩为2 700Nm。传动箱为液力控制3段式无级变速传动装置，由一个液力变矩器、两个液力耦合器、一个液力制动器、一个机械换向器、电子控制器等组成。通过回路中传动油的循环，由液力变矩器、液力耦合器的动作，实现无级自动转矩变换。在车速一定范围内，制动器提供一定的液力制动力。机械换向器由液力操纵换向汽缸等组成，列车停止时，可通过操纵机械换向器实现列车运行方向的改变。

发电机组采用LECHMOTOREN公司SDW 35.24-2型三相-同步-交流、无刷式、水冷发电机组，由变量液压泵、液压马达、发电机、油箱、油热交换器等组成。变量液力泵通过弹性联轴器由柴油机主轴末端驱动产生高压油驱动液力马达转动，液力马达通过联轴器驱动发电机转动发电。通过自动调节液力马达输入静液压油流量保持发电机传动转速稳定。发电机额定功率为70kVA，额定电压为AC 380V／220V，频率为50Hz。

进气系统由进气口、连接管路、空气过滤器等组成。进气口安装在车辆侧墙上，吸气口装百叶片，防止大的异物吸入。空气经过吸气口、空气过滤器进口、增压器，通过3次过滤进入柴油机。排气系统由消声器及管路组成，柴油机排出的废气经消声器消声后由排气管路到车顶排出。

冷却系统由车顶冷却单元、动力包冷却元件等组成。车顶冷却单元由水箱、散热器、风扇、液压马达等组成，通过弹性安装支座安装在车顶。动力包冷却元件由柴油机中间冷却器及高低温冷却水泵、变量液压泵、传动油热交换器、传动油箱、静液压油热交换器等组成。冷却系统采用高、低温水两个相互独立的冷却回路；高温水冷却回路冷却柴油机、液力传动箱传动油、以及部分柴油机增压空气；低温水冷却回路冷却柴油机增压空气、液力泵和马达的静液压油、发电机组。传动油及静液压油通过油水热交换器冷却，柴油机增压空气通过柴油机中间冷却器冷却。两个水回路的热量由车顶冷却单元散发到空气中，冷却风扇为散热器提供强制对流空气。冷却系统中的温控流量阀通过控制冷却水流向车顶散热单元的流量，达到控制冷却水温度的作用。冷却管路系统中设高、低温水温度传感器，传动油温度传感器、冷却水箱水位传感器，将电信号传到液力传动箱电子控制器，实现控制及报警。

冷却风扇采用液力驱动，柴油机直接驱动变量液压泵产生高压油，高压油驱动液压马达转动，液压马达带动风扇转动。来自液力传动箱电子控制器（VTDC）的冷却温度信号控制液压马达进油流量，流量的大小决定液压马达转速，从而决定冷却风扇的转速，控制高、低温水的温度。在环境温度和冷却热负荷不断变化情况下，冷却温度将始终控制在一定的范围内。

燃油供应系统由油箱和燃油循环系统两部分组成。每辆车下各设一个油箱，容量约为1 050dm3，可满足连续运行1 000km的需要。燃油循环系统由过滤器、DC 24V电动油泵、卸压阀、管路等组成。燃油循环从燃料箱开始，经油水分离器、电动油泵、泄压阀、双作用泵、手动泵、精过滤器、电子止油装置（EHAB）、电子控制（EDC）高压油泵到喷油器，喷油泵和喷油器的回流通过油管回燃料箱。