快捷货车的特点分析与展望

黄乾兴 王欢欢

摘 要：文章概述了我国铁路快捷货车的发展历程，进一步探讨了快捷货车的特点和关键技术，并对快捷货车今后的发展方向进行了展望，以期为我国快捷货车的未来设计和发展方向提供一定的参考。

关键词：铁路快捷货车 特点 关键技术 展望

1 引言

随着近几年我国高速铁路动车组技术的快速发展，人们被动车组的舒适性和速度征服的同时，对铁路货运速度的要求也在不断提高，尤其随着物流行业的迅速发展，人們对快递效率的要求也越来越高。因此如何最大限度利用既有线路来发展我国的快捷货车成为一个亟待解决的问题。早在二十一世纪初开始，我国就一直在研究适合我国铁路线路的快捷货车，通过借鉴国内外原有铁路货车和高速动车组技术和运用经验，同时在满足国家提倡的绿色环保新要求的基础上，我国的科研技术人员就潜心研发了多种铁路快捷货车，并完成了相关的车辆动态性能试验和运行模拟实验[1]。铁路货车速度由最初的80km/h提高到120km/h，近几年我们又研发生产出了多款时速为160km/h的快捷货车，由此可见我国铁路快捷货车技术取得了很大的突破。但随着快捷货车速度的不断提高，快捷货车随之也出现了一些急需解决的问题，如列车的噪声和稳定性问题，因为大量的研究表明：快捷货车的噪声与列车的运行速度有着密切的联系，其横向和垂向平稳性与列车的速度也有十分紧密的关联，即快捷货车的速度越高其产生的噪声就越大，同时列车横向和垂向平稳性也就越差。列车的平稳性直接影响货物运输安全性和完整性，同时列车的平稳性也会影响轮轨之间的磨耗，从而影响铁道线路的养护和维修成本，导致其综合运营经济性不佳[2]；而其产生的噪声也会对周围环境和居民造成一定的。

2 国外快捷货车的特点

自上世纪八十年代开始，欧美等一些国家就开始了铁路快捷货车的研发和运行。在欧美地区，他们的快捷货车一般会采用“短编组、小质量、快速度”的形式，主要利用快捷货车运输一些附加值高的产品，如冰箱、电视机、汽车、新鲜蔬菜或者海鲜等，列车速度控制在160km/h左右。根据国内外铁路快捷货车运用情况，如果运行速度超过120km/h，仅有一系悬挂的转向架基本不能满足运行要求。因此，配备两系悬挂成为快捷货车转向架的必然选择[3-5]。快捷货车转向架的一系悬挂主要由垂向液压减震器、轴箱等组成；二系悬挂系统的主要组成包括空气弹簧、空气弹簧下的橡胶堆、车体高度调整装置、纵向液压减振器等。

欧美快捷货运可以大致分为两大类：第一类的快捷货车是直接通过改良传统的棚车和集装箱货车而来，如德国的Sgss-Y集装箱快捷货车以及法国的Sernam200型快捷列车等；第二类的快捷货车一般是由普通客车改进而来，如法国研发的TGV型邮政快捷货车和英国研制的325型快捷货车。

2.1 德国快捷货车的技术特点

以德国的Sgss-703集装箱快捷货车（如图1所示）为例对其技术特点进行分析。在20世纪90年代初，德国就开始对快捷货车制定标准并开始了相关的研制，其制定的标准有五个：第一、铁路快捷货车在既有线的运行速度要达到140km/h，新修线路的运行速度要达到160km/h的标准；第二、铁路快捷货车的轴重不能低于18t；第三、铁路快捷货车的最大长度不能超过700m；第四、铁路快捷货车的牵引最大质量总和设定为1500t；第五、铁路快捷货车要配备有车体调整装置以及列车制动控制装置等。在这个标准基础上，德国很快就分别研发出了Sgss-Y703型集装箱快捷平车、Hbillss-Y307型滑动侧墙棚车快捷货车（如图2所示）。

这两款快捷货车的最高运营速度均可达160km/h，Sgss-Y703集装箱快捷平车的主要技术参数见表１。

德国Sgss-Y703集装箱快捷平车的转向架上装有纵向减震元件，在传统集装箱货车转向架的基础上增加了列车减震装置和车体高度自动调节装置，以保证所运输货物的完整性；又对传统货车的运行速度进行了提升，提高了列车的运输效率；将该车的轴重进行了优化，减少了车辆和轨道之间的相互作用力，减少了道路的维修和养护；改进了列车的走行部和制动装置，使该快捷货车的稳定性和制动效果得到了很大的提升。德国采用客货分时共线、独立运行的运输模式。高铁客运动车组的运行时间一般为6：00—24：00，货物列车的运行时间为21：00—次日6：00，在21：00—24：00实行客货混运。为保障列车运行安全，该时段不允许客货列车会车。

2.2 法国高速货运的技术特点

法国是铁路高速货运的先驱。早在二十世纪八十年代中期年，法国就在高铁线路上成功运营了TGV邮政专列（如图3所示），该TGV邮政专列货车的运营速度可以达到270km/h，运送效率十分高，其主要运输包括信件、小件快递等小型快件。它是由第一代TGV客车改进而来，将原有车辆的座椅拆除，以保证车厢能放更多的货物；又对列车的运行速度进行了优化，提高了列车运输货物的效率；同时对列车的车厢和转向架进行了改造，并改进了制动系统，提高了该快捷货车的运行稳定性和经济性。法国铁路部门为了使高速货运不影响铁路客运的运行安全，同时提高其货物运输的高效性，TGV邮政专列货车主要在夜间运行。随着世界经济的发展，2012年，法国研制了速度高达300km/h的货运专列，主要运输附加值较高的贵重物品。

法国采用的是客货分流的模式，这种模式既可以保证货车不和客车相互影响，又保证了货物运输的特定时间。

3 我国快捷货车的特点

和欧美等一些发达国家相比，我国科研人员对快捷货车的研制较晚。目前，我国大多数的快捷货车转向架基本是通过参考准高速或高速客车转向架研制的，所以一般快捷货车转向架的二系悬挂与高速客车类似。但快捷货车转向架相比传统的货车，普遍具有整体质量较轻、抗菱刚度较大等优点。

进入21世纪以来，在铁道部门的牵头下，我国十分重视铁路快捷货车的研发，相关科研人员开始对快捷货车进行深入研究，我国的快捷货车技术也很快取得了令人瞩目的成果。2003年，齐轨道装备公司就研发生产出了160km/h快捷货车转向架；随后，中车长江公司也研制出了时速为160km/h快捷货车转向架（如图4所示）；2012年，齐轨道装备公司又研发出速度高达220km/h货车转向架。我国快捷货车转向架通常采用整体焊接设计，这种结构设计不但技术成熟，而且可使转向架具有更好的稳定性和良好的减震性，同时也能很大程度上减少其簧下质量，提高铁路快捷货车的动力学性能。可惜的是我国的快捷货车目前还未进行正式运营，但是随着众多国家铁路重点项目的资助，我国正积极组织进行试运营并加快了快捷货运关键技术的研究。

4 我国快速货车的未来展望

通过借鉴欧美发达国家快捷货车研制和运行的经验，我国的快捷货车也进入了黄金发展时期，“高铁——航空——高速公路”的货运模式也一定会成为未来的发展趋势。随着经济全球化的趋势，未来我国铁路快捷货运的发展必将向智能、互联、绿色的方向发展。基于我国“八纵八横”、“互联互通”的铁路线路，为铁路快捷货运的迅速发展提供了前提条件，所以我们应该抓住机遇，充分发挥快捷货车的运能大、经济性好、污染小等优势，这也与我国的政策导向相呼应，对国家倡导的物流低碳绿色发展具有十分重要的意义。

4.1 铝合金材料用于快捷货车

目前我国快捷货车转向架使用的钢板材料一般为钢材，虽然钢材基本可以保证快捷货车转向架结构的稳定性和可靠性。但是由于我国的地理环境较为复杂这给列车运行造成了一定的安全隐患。为解决这一问题，中国标准动车组所使用的铝合金材料应被考虑应用在快捷货车的车体上。因为铝合金材料不仅具有很好的韧性、成形性、焊接切割性、耐高温性和耐疲劳性等优点，还可以长期暴露在大气中而不被氧化生锈，且铝合金的密度是钢的1/3，可以有效地降低快捷货车的车体重量，这对提高快捷货车的速度、节约能源消耗、减少线路的维修与养护具有十分重要影响。

4.2 解决快捷货车的噪声问题

从国内外大量的研究成果可以得出，快捷货车引起的噪声与其速度有着十分重要的联系[7]，当速度在35～250km/h之间时，快捷货车所产生的主要为轮轨噪声，目前快捷货运列车的速度一般不高于200km/h，因此在一定时期内，快捷货车噪声的主要来源将是轮轨噪声。为此我国科研人员也相应研制出了弹性车轮、阻尼车轮、声学优化车轮以应对轮轨噪声，并通过降低车轮踏面表面粗糙度、采用合成闸瓦、采用径向转向架、合理设计悬挂减振装置、采用盘形制动装置和轮缘润滑器等方式辅助减少轮轨之间的噪声。

4.3 新能源快捷货车的研究

随着近年来新能源汽车的井喷式发展，加上国家倡导的物流低碳绿色发展原则，新能源快捷货车也将是快捷货车发展的一个方向。特别是在一些偏远地区，如西藏、新疆等电气化铁路不太完善的地方，新能源快捷货车将会很好地发挥它的优势。新能源快捷货车具有重量轻、速度快、零排放、运输成本低、经济性好等优点，并且随着电池技术的不断发展，新能源快捷货车的以上优势将会更加突出，届时新能源快捷货车可能会迎来自己的春天。

5 总结

综上所述，我国在研究铁路快捷货车时，科研人员可以向一些欧美发达国家学习，适当借鉴国外快捷货车先进的技术和研发经验，同时结合我国的实际国情，不断对快捷货车进行设计——优化——再设计——再优化的循环改良，并积极尝试研究快捷货车的新方向，如智能快捷货车、新能源快捷货车等，尽快地研发出属于我们国家的快捷货车新技术，来引领世界快捷货车技术的发展。

基金项目：柳州铁道职业技术学院校级项目资助： 铁路快捷貨车悬挂系统参数的优化及匹配性问题研究（项目编号：2022-KJB05）。

参考文献：

[1]周晓坤，贺茂盛，赵天军，肖骞，邵文东，谢素明.160 km/h快捷货车集装化运输模式探析[J].铁道运输与经济，2022，44（10）：32-36.DOI：10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2022.10.05.

[2]段仕会，徐世锋，李立东，孔维刚，李智泽，穆凤军，邵文东.铁路快捷货车转向架关键技术研究[J].铁道车辆，2022，60（04）：69-73+77.

[3]周晓坤，贺茂盛，邵文东，魏鸿亮，赵天军，谢素明.快捷运输新技术发展与展望[J].铁道车辆，2020，58（08）：6-9+5.

[4]王爱民.铁路快捷货车车体及转向架技术研究. 四川省，中车眉山车辆有限公司，2020-05-12.

[5]张吉荣.时速160km快捷货车动力学性能分析[D].兰州：兰州交通大学，2020.DOI：10.27205/d.cnki.gltec.2020.001041.