铁路客车节能环保的设计研究

文_熊鹰 江西省南昌市青山湖区环境保护局

1 关于铁路客车节能环保的设计重点

1.1 设计原则

根据相关研究结果证实，关于铁路客车的设计原则主要包括：①将铁路建设工程统一规划，并确保各个专业部门之间的有效协调联动；②在设计过程中，应确保客车符合运营、可靠以及安全服务等要求；③加强对设计过程的控制与管理；④确保工程建设顺利进行，严格把控建设资金规模。基于上述条件，关于铁路客车节能环保的设计原则可总结为以下几个方面：在确保客车运行过程中所具备的稳定性、刚度、疲劳强度、静强度、自振频率等条件的基础上，对其中存在的不足做出完善措施，在最大程度上降低铁路客车的重量，并使用节能环保材料展开工程建设，在确保客车运行阻力得到有效减小的同时，实现真正意义上的节能环保设计。

1.2 设计内容

通常情况下，关于铁路客车节能环保设计需注意的重要内容包括以下三个方面：①通过减少客车运行阻力与客车轻型化，实现对牵引消耗的有效节省,并降低客车的负荷；②使用节能环保材料展开工程建设，在实现节能环保的同时，降低工程投入成本与后期运行的维修费用；③通过优化牵引，在降低运行消耗的同时，使用再生制动的手段，将制动能量回收循环使用。

1.3 阻尼材料

传统的铁路客车在运行时，往往会产生较大的噪音与振动感，这些情况严重影响了居住在沿线周边的居民生活，同时对客车的乘坐舒适度也会造成一定的影响。由此，在改善车体系统的过程中加入合理有效的减振建造措施必不可少，而喷涂阻尼材料是实现减震降噪的有效途径之一。常见的阻尼材料形式分为涂料、阻尼钢板和片状型材。

1.4 车体涂装

环保涂料是实现客车节能环保设计的关键，目前，我国所采用的环保涂料包括：无污染涂料、低污染涂料、高固体分含量涂料以及水性涂料。其中，水性涂料具有无毒、无刺激气味、不损害环境、不伤害人体等特点，同时具备优秀的阻燃功能，在近年来被广泛应用于车体涂装的过程中。

2 铁路客车内装系统的节能环保设计

2.1 设计原则

所谓客车内装系统的节能环保设计原则是指：通过合理选择材料，将内装系统结构进行优化，使客车在满足节能环保设计条件的同时，实现轻量化与隔热性能的有效增加，以此实现节能减排的目的。在我国科学技术日益更新的背景影响下，近年来，诸多优秀的新型材料不断面世，其中许多具备优质性能的材料都在建设节能环保铁路客车的过程中得到了有效应用。

2.2 常见的内装系统能源消耗

由于客车内装系统与客车节能环保设计之间具有关联性，因此在满足基本要求的同时，还应做到有效降低能源消耗，以此实现绿色节能环保的设计目标，常见的客车内装系统能源消耗包括以下几个方面：①客车启动与运行时造成的制动能源消耗与阻力消耗；②客车运行过程中，内装系统所包含的空调、照明以及电热器等能源消耗；③在客车维护的过程中产生的成倍消耗。减少上述三个方面的能源消耗是铁路客车内装系统节能环保设计的重点。

3 电气系统的节能环保设计

3.1 设计原则

对电气系统展开节能环保设计的主要目的是为了有效降低客车电能的损耗，通过减少污染排放与不可再生能源的消耗，以此实现真正的节能环保。电气系统的节能环保设计原则可归纳为以下几个方面：①不盲目的增加节能环保设计成本，不牺牲当下铁路运输中存在的客车；②不随意减少客车系统中与乘客舒适度与运行安全等有关的功能。综上所述，有关电气系统的节能环保设计，应严格遵循“可行可靠、循环利用”等合理原则，在实现电气系统有效优化的同时，加强对新型环保技术与材料的应用，从各个发展方向加强对电气系统节能环保设计的研究。

3.2 设计方法

根据相关实践表明，使用逆变并联供电技术能够有效提高客车交流供电冗余度，以此实现对逆变电源故障率的有效降低。通过使用逆变器，能够实现电流的同步输出，同时能够将低压电流与高压电流之间的电气进行隔离，在最大程度上提高了铁路客车电气系统的使用安全性，具有较高的现实意义。

现阶段我国铁路客车所采用的空调属于传统定速空调，该类空调具有电流冲击较强、能源消耗较大等特点，导致车体内部温度无法顺利调控，在必要的时候甚至需要重启，在造成巨大能源消耗的同时，还会降低乘客乘坐的舒适度。随着我国铁路运输体系的不断完善，空调已成为了证明铁路客车功能完整性的重要部分，但由于空调装置在运行过程中会产生较大的能源消耗，因此，如何确保空调自身作用得到充分发挥的同时实现节能环保，已成为当代铁路建设管理部门需面对的重要工作。目前，我国部分铁路客车已逐渐实现对空调装置的节能环保设计。

随着各项技术的不断发展，近年来，LED照明被广泛应用到铁路客车电气系统的节能环保设计中。相较于传统的荧光照明灯，LED照明具有电源效率高、使用寿命长、发光率光、无污染、显色指数高、不合汞等优势。

4 制动系统的节能环保设计

4.1 设计原则

制动系统作为铁路客车运行系统中的重要部分，要想实现铁路客车的安全运行，就必须确保制动系统的设计具备合理性与可靠性。根据相关研究报道表明，一般情况下，铁路客车的使用寿命通常在30年左右，而制动系统作为维持客车正常运行的核心，若在运行过程中发生故障便会严重影响客车整体的运行。因此，将维护性原则作为制动系统的节能环保设计重点是确保客车后续正常运行的关键。

4.2 设计方法

制动系统的本质，是为了将铁路客车的动能进行有效转化。现阶段，国内外针对铁路客车节能环保的设计，大多数是站在能源回收的角度考虑，因此，再生制动能量回收技术被广泛应用于制动系统的节能环保设计中。

5 暖通系统的节能环保设计

5.1 设计原则

传统的定频空调，通过使用开机、关机的方式调节客车内部的温度，导致车内温度的变化波动较大，在造成能源消耗巨大的同时，降低乘客乘坐的舒适度。目前，国内外依旧存在少数铁路客车使用传统烧煤锅炉实现对车体内部的供暖，这种方式不仅会采暖效率低下，同时还会严重污染周边环境。由此，对铁路客车暖通系统进行节能环保设计显得十分重要。而铁路客车暖通系统的节能环保设计原则包括：①确保设计结构具备可靠性、安全性；②提高车内能源的使用效率，在最大程度上降低能源的消耗；③创造良好的乘车环境，减少客车运行造成的能源消耗。

5.2 设计方法

通过使用变频软启动技术手段，减少暖通系统中风机部件与压缩机的启动，对客车电机部位与电源网络等部位造成的电流冲击，从而提高车体供电设变的使用可靠性，同时延长风机部件与压缩机的使用寿命。

使用变频控制技术，降低空调系统的可变力输出，在提升车体客室舒适性的同时，实现真正意义上的节能降耗。

通过建立智能故障自诊断系统，使客车暖通系统能够得到智能控制，在提高维护便捷性的同时，全面减少人工维修所花费的成本资源。

使用电加热采暖的方式，使采暖效率得到有效提高的同时，降低暖通系统运行过程中产生的能源消耗，减少其运行过程对周边环境所造成的污染。

6 结束语

随着我国铁路运输体系的不断扩大，将绿色节能环保理念全面贯彻到铁路发展中已成为必不可少的重要工作。只有确保当代铁路客车得到有效的节能环保设计，才能在节能减排、降低能源消耗的同时，实现中国铁路运输体系的可持续发展，从而为社会创造更大的经济服务效益。