NA1型运输卡车专用车的研制

2021-08-30于建刚，张忠，常邦灿

铁道车辆 2021年1期

于建刚，张忠，常邦灿

(1.中车齐齐哈尔车辆有限公司北京科技分公司，北京 100072；2.中铁特货物流股份有限公司，北京 100055)

NA1型运输卡车专用车是中车齐齐哈尔车辆有限公司根据中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目机车车辆关键核心技术深化研究——运输重型卡车专用车研制(2016J003-J)研制的。该车于2016年8月通过中国铁路总公司设计方案评审，2017年12月完成样车试制，2018年9月完成各项型式试验，2019年3月通过了中国国家铁路集团有限公司样车试用评审。

NA1型运输卡车专用车在中国标准轨距铁路上使用，主要运输二类底盘和牵引车等商用卡车。该车通过卡车尾部叠装的方式提高装载卡车数量，可装载4辆卡车。图1为NA1型运输卡车专用车外观。

图1 NA1型运输卡车专用车外观

1 主要特点

(1) 在车辆端部和中部设置了走板，可以滚装滚卸卡车，适应既有站场条件。

(2) 在侧墙内侧设置了桥板，卡车尾部可以叠装，增加了运输能力。

(3) 底架采用凹底结构，最高可装载高4 m的卡车。

2 主要技术参数

表1为NA1型运输卡车专用车主要技术参数。

3 主要结构

该车为底架、侧墙共同承载结构，主要由车体、走板、桥板、渡板、制动装置、车钩缓冲装置及转向架等组成。车体主要型材、板材材质采用Q450NQR1、Q345NQR2耐候钢。

3.1 车体

车体由底架、侧墙组成(图2)。

图2 车体结构

底架为全钢焊接结构，主要由中梁、端梁、枕梁、横梁、顺梁及地板等组焊而成。中梁由牵引梁、中部中梁和连接中梁组焊而成，两侧设有用于加固捆绑货物的拴座，中梁中部设有工具箱。底架上装有针对铁路货车车号自动识别系统的车辆标签。

侧墙为全钢焊接结构，由上侧梁、端侧梁、侧板、侧柱、下侧梁和导向板等组焊而成。上侧梁采用两头高、中部低的拼接结构，方便卡车司机打开车门。侧墙内侧设有走板轴座、支架轴座和用于加固捆绑货物的拴座。

3.2 走板

走板由型材、板材组焊而成，主要由端部走板和中部走板组成(图3)，采用翻转式结构，走板可通过翻转在工作位(水平)和非工作位(竖直)之间转换。图4为端部走板结构，图5为中部走板的工作位及非工作位。

图3 走板结构

图4 端部走板结构

图5 中部走板的工作位及非工作位

3.3 桥板

桥板位于侧墙内侧两端斜坡处，主要由主桥板、转动桥板、折叠支架、附加地板和气弹簧组成(图6)。工作位时桥板连接端部地板和走板，非工作位时桥板连接端部地板和中部凹底处地板，桥板可通过转动在工作位和非工作位之间转换，如图7所示。主桥板、转动桥板、折叠支架和附加地板主要由型材、板材组焊而成。

图6 桥板结构

图7 桥板的工作位和非工作位

3.4 渡板

渡板设置在底架端部，采用分体式结构，由冷弯型钢与钢板组焊而成。渡板可通过圆销、折页在工作位和非工作位之间转动，非工作位时沉入端部地板中，如图8所示。

图8 渡板的工作位和非工作位

3.5 制动装置

空气制动装置主管压力满足500 kPa和600 kPa的要求。空气制动装置主要由120型控制阀(另增设120阀紧急阀)、嵌入式不锈钢储风缸、KZW-A型空重车自动调整装置、货车脱轨自动制动装置、A型不锈钢球芯折角塞门和组合式集尘器等组成，采用BAB-2型或DAB-1型转向架集成制动装置。

采用NSW-Ⅰ型手制动机，手制动轮直径为400 mm。手制动机与车体间采用专用拉铆钉连接，手制动拉杆与链蹄环、手制动定滑轮与滑轮座间采用拉铆销连接。

3.6 车钩缓冲装置

车钩缓冲装置采用17型车钩、17型锻造钩尾框以及合金钢钩尾销，采用MT-2或HM-1型缓冲器。

3.7 转向架

采用装有DAB-1型或BAB-2型集成制动装置的转K6型转向架。

4 试验

委托中铁检验认证(青岛)车辆检验站有限公司组织进行了车体静强度试验和车辆冲击试验，试验按TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》及技术条件的要求进行。

4.1 车体静强度试验

车体静强度试验纵向载荷第一工况的拉伸力为1 780 kN，压缩力为1 920 kN；第二工况的压缩力为2 500 kN。试验结果显示：第一工况下最大合成应力为-279.5 MPa，所有测点的第一工况合成应力均小于材料(Q450NQR1)的许用应力；第二工况下最大合成应力为-251.9 MPa，所有测点的第二工况合成应力均小于材料(Q450NQR1)的许用应力；顶车工况下最大合成应力为-135.6 MPa，所有测点的顶车工况合成应力均小于材料(Q450NQR1)的许用应力。

车体刚度试验分3种工况进行，工况1为居中装载1辆12.5 t卡车，卡车车头朝向1位端；工况2为居中装载1辆12.5 t卡车，卡车车头朝向2位端；工况3为装载4辆12.5 t卡车。试验结果显示：3种工况下的垂向弯曲刚度分别为：0.40/700、0.41/700、0.64/700，均小于1/700。

试验结果表明：车体静强度、刚度满足TB/T 1335—1996及技术条件的要求。

4.2 车辆冲击试验

车辆冲击试验的3种工况与静强度试验相同。试验结果显示，冲击速度为8 km/h时最大车钩力为1 632 kN、缓冲器行程为45.0 mm、加速度为2.48g；最大合成应力为-175.7 MPa，所有测点的合成应力均小于材料的第二工况许用应力。试验结果表明：车辆冲击强度满足TB/T 1335—1996及技术条件的要求。

4.3 装载加固方案冲击试验

委托中国铁道科学研究院运输与经济研究所对该车进行了装载加固方案冲击试验，该车运输卡车装载加固方案如图9所示。冲击试验的最大冲击速度为8.1 km/h。试验结果表明：在8 km/h及以下速度冲击工况下，装载加固性能满足《铁路货物装载加固规则》的要求。

图9 装载加固方案

4.4 线路动力学试验

委托中铁检验认证(青岛)车辆检验站有限公司组织在哈尔滨铁路局管内的齐齐哈尔南场站—泰康站、齐齐哈尔南场站—龙江站区间进行了线路动力学试验，试验参照GB/T 5599—1985《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》的规定，在130 km/h最高运行速度范围内进行直线运行、通过曲线运行和侧线运行试验。试验结果表明：各项性能指标符合GB/T 5599—1985的规定。

4.4.1 空车工况

垂向振动加速度最大值为0.48g，小于GB/T 5599—1985规定的限度(0.7g)，垂向平稳性指标最大值为3.03，平稳性等级为优；横向振动加速度最大值为0.47g，小于GB/T 5599—1985 规定的限度(0.5g)，横向平稳性指标最大值为3.02，平稳性等级为优；轮轴横向力最大值为49.94 kN，小于GB/T 5599—1985 规定的限度(56.95 kN)；脱轨系数最大值为1.12，小于GB/T 5599—1985规定的第一限度(1.2)；轮重减载率最大值为0.44，小于GB/T 5599—1985规定的第二限度(0.60)；倾覆系数最大值为0.39，小于GB/T 5599—1985规定的限度(0.8)。

4.4.2 重车工况

垂向振动加速度最大值为0.48g，小于GB/T 5599—1985规定的限度(0.7g)，垂向平稳性指标最大值为2.78，平稳性等级为优；横向振动加速度最大值为0.29g，小于GB/T 5599—1985 规定的限度(0.5g)，横向平稳性指标最大值为2.92，平稳性等级为优；轮轴横向力最大值为49.44 kN，小于GB/T 5599—1985规定的限度(107.48 kN)；脱轨系数最大值为0.71，小于GB/T 5599—1985规定的第二限度(1.0)；轮重减载率最大值为0.32，小于GB/T 5599—1985规定的第二限度(0.60)；倾覆系数最大值为0.32，小于GB/T 5599—1985规定的限度(0.8)。

5 技术经济分析

NA1型运输卡车专用车为新型运输卡车专用车，与SQ6型凹底双层运输汽车专用车运输小型乘用车进行经济性对比分析认为，NA1型运输卡车专用车每辆装载4辆卡车与SQ6型凹底双层运输汽车专用车每辆装载10辆小汽车具有可比性。对铁路运价、固定成本、两端配送成本等指标进行估算，运输卡车成本单价约1.94～2.12元/(台·km)，物流收入单价与成本单价分别按平均2.5元/(台·km)、2元/(台·km)计算，平均收入利润率为20%。

按中国卡车市场每年销量100万台，铁路每年承担10%的卡车运量(即10万台)，平均运输距离2 500 km计算，预计需铁路运输卡车专用车1 000辆，将实现物流收入6.25亿元，利润为1.25亿元。