19K型鐵路客車軟臥改硬臥設(shè)計(jì)

齊凱+王連春+高秋月

摘 要：介紹19K型鐵路客車軟臥改硬臥總體及各系統(tǒng)主要技術(shù)方案、計(jì)算分析及試驗(yàn)驗(yàn)證等。

關(guān)鍵詞：軟臥車；硬臥車；改造；計(jì)算分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.201

1 前言

隨著鐵路客車的升級(jí)換代，為了提高舒適度、防火阻燃安全性能及提高客車運(yùn)用率，既有客車加裝改造已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，各鐵路局客車改造除了運(yùn)輸旅客使用外，也會(huì)利用閑置的動(dòng)車組或車輛進(jìn)行特種車改造，包括工務(wù)車、旅游車、救援車等。本文客戶要求將19K型軟臥結(jié)合A5修改造為25K型硬臥車，定員由16人增加至66人，加裝集便裝置，車體、制動(dòng)、電氣系統(tǒng)及車上服務(wù)設(shè)施相應(yīng)實(shí)施改造。

2 改造總體概述

原車平面布置見圖1，將一位廁所改為配電室，乘務(wù)室改造，一位走廊增加臥具柜，取消車輛中部洗臉間、8個(gè)軟臥客室、淋浴間，改為11個(gè)開敞式硬臥客室及大走廊；二位端增加二位廁所、雙洗間等，改造后平面布置見圖2。二位端車下枕內(nèi)外各加裝一個(gè)污物箱，新增集便裝置用總風(fēng)缸。車頂一位端設(shè)一臺(tái)單元式空調(diào)機(jī)組，二位廁所新增自然通風(fēng)器，二位通過(guò)臺(tái)新增廢排通風(fēng)器。車端取消43芯集控、5芯電控插座。

3 各系統(tǒng)改造

（1）車體鋼結(jié)構(gòu)。一位端KLD35空調(diào)機(jī)組平臺(tái)改造為KLD45空調(diào)機(jī)組平臺(tái)，空調(diào)機(jī)組平頂板采用3mm厚06Cr19Ni10不銹鋼。車窗窗口根據(jù)平面重新布置，為提高側(cè)墻平面度，新開窗口兩邊先焊接立柱，后開窗口及封堵原車窗口。車底增加污物箱橫梁、縱梁及安裝吊座。為保證吊座的平面度，焊接過(guò)程中用水管找平，吊座采用8mm厚Q345GNH耐候鋼。車底增加總風(fēng)缸及集便供風(fēng)管路縱梁和吊卡，縱梁采用5mm厚Q235B碳素鋼，吊卡采用5mm厚Q295G NH耐候鋼。

（2）轉(zhuǎn)向架。因車輛重量發(fā)生變化，轉(zhuǎn)向架各彈簧、制動(dòng)杠桿比按改造后整車重量核對(duì)參數(shù)，以滿足改造后使用要求。

（3）制動(dòng)系統(tǒng)。供風(fēng)系統(tǒng)采用雙管供風(fēng)形式， F8分配閥，盤形基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。按照（運(yùn)輛客車函[2016]8號(hào)）《關(guān)于重新印發(fā)客車手制動(dòng)機(jī)防反轉(zhuǎn)制動(dòng)改造方案的通知》改造手制動(dòng)鏈，保證行車安全。車上設(shè)緊急制動(dòng)閥和制動(dòng)管風(fēng)表、總風(fēng)表。設(shè)置可從車上、車下操作的緩解閥。防滑器國(guó)產(chǎn)化，采用鐵科院TFX1G型，轉(zhuǎn)向架速度傳感器孔、防滑器配電柜、排風(fēng)閥座改造。根據(jù)集便器改造需求，新增總風(fēng)缸及相應(yīng)管路。為防止集便器集中用風(fēng)時(shí)，可能超過(guò)機(jī)車供風(fēng)能力問(wèn)題，總風(fēng)管給總風(fēng)缸（生活風(fēng)缸）供風(fēng)支路節(jié)流通徑為2mm。

（4）給水衛(wèi)生系統(tǒng)。給水系統(tǒng)設(shè)凈水箱、注水裝置、溫水箱及供排水管路組成。照明柜與水箱分別設(shè)液位儀及液位傳感器。洗臉間設(shè)溫水箱。注水裝置避開便器防護(hù)箱檢查門，不影響防護(hù)箱內(nèi)配件維修。水箱、管路與排空管路相連，保證在系統(tǒng)停止使用時(shí)能排空凈水（以防凍結(jié)）。電茶爐具有缺水、防干燒保護(hù)功能，接水盤為不銹鋼材質(zhì)，安裝位置在乘務(wù)員室外與一位小走廊臥具柜相鄰。

二位端一、二位側(cè)分別設(shè)一個(gè)蹲式廁所，廁所車窗加裝統(tǒng)型防護(hù)欄。二位端一位側(cè)新增雙人洗臉室，廁所、洗臉室為整體玻璃鋼盒子間模塊化設(shè)計(jì)，制造安裝方便。盒子間材質(zhì)采用玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料復(fù)合材料以及進(jìn)口色漿和膠衣制成，盒子間背面采用網(wǎng)格狀加強(qiáng)筋以提高衛(wèi)生間的整體剛度。一、二位廁所均加裝鐵總統(tǒng)型集便裝置，便器由直排式改為真空集便系統(tǒng)，提高了衛(wèi)生間的清潔度，降低了環(huán)境污染。二位端車下枕內(nèi)外各增加一個(gè)真空污物箱，兩個(gè)污物箱總?cè)萘坎恍∮?00L。

（5）空調(diào)通風(fēng)采暖系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)由空調(diào)機(jī)組、空調(diào)控制柜、送風(fēng)道、回風(fēng)道、廢排裝置、自然通風(fēng)系統(tǒng)、可調(diào)送風(fēng)口和回風(fēng)口等構(gòu)成，主送風(fēng)道采用硬質(zhì)聚氨酯鋁箔發(fā)泡板，鋁板敷貼保溫材，提高了風(fēng)道保溫效果，節(jié)約能量。改造后空調(diào)機(jī)組安裝于一位端車頂部鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上，機(jī)組型號(hào)為KLD-45/09-E，帶新風(fēng)預(yù)熱功能，制冷劑采用環(huán)保型R407C代替破壞臭氧層的R22，制冷量比25K型其他硬臥車多5KW，提高了乘務(wù)員與旅客的舒適性。在乘務(wù)員室、客室、雙洗間、廁所都設(shè)有空調(diào)送風(fēng)口，廁所、茶爐室、雙洗間的廢氣由設(shè)于其車頂部的自然通風(fēng)器排出車外。其余大部分廢氣由設(shè)在一位小走廊的回風(fēng)口吸入，作為再循環(huán)空氣進(jìn)入機(jī)組，小部分廢氣由二位端小走廊頂部廢排風(fēng)機(jī)通風(fēng)口排出車外，廢排風(fēng)機(jī)通風(fēng)口也可作為緊急情況下應(yīng)急通風(fēng)設(shè)備使用?？照{(diào)機(jī)組配線及冷凝水管執(zhí)行運(yùn)輛客車函[2015]395號(hào)《中國(guó)鐵路總公司運(yùn)輸局關(guān)于印發(fā)客車常見故障專項(xiàng)整治方案的通知》的要求。配電室、乘務(wù)室、客室、大走廊和一、二位端小走廊設(shè)置單元板式電加熱器（普通型），加不可恢復(fù)式超溫保護(hù)裝置，全車功率約14KW。

（6）電氣系統(tǒng)。采用發(fā)電車雙路集中供電，供電制式為380V/220V 50Hz三相四線制。配電室內(nèi)設(shè)置電源轉(zhuǎn)換柜、空調(diào)控制柜、塞拉門電源箱、應(yīng)急電源車上箱、工具柜。乘務(wù)員室內(nèi)設(shè)置防滑器、照明柜、集便控制柜。電源轉(zhuǎn)換柜為統(tǒng)型，設(shè)置在線漏電檢測(cè)裝置。照明柜設(shè)置DC48V系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置。電源轉(zhuǎn)換柜、照明柜、空調(diào)控制柜等配線線端壓接采用籠式端子。車輛采用LED燈照明，具有節(jié)能環(huán)保，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)應(yīng)急照明。照明布置如下：客室內(nèi)及客室門口對(duì)應(yīng)大走廊處各設(shè)一個(gè)有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位通過(guò)臺(tái)、小走廊分別設(shè)一個(gè)有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位廁所、雙洗間分別設(shè)一個(gè)有效光通量為750lm的壁燈，乘務(wù)員室、配電室各設(shè)一個(gè)有效光通量為1500lm的頂燈。客室外側(cè)墻各設(shè)一個(gè)地?zé)?。乘?wù)室、配電室側(cè)墻設(shè)1個(gè)交流220V五孔插座，大走廊側(cè)墻設(shè)3個(gè)交流220V五孔插座，方便乘務(wù)人員和旅客充電使用。在客室大走廊處設(shè)3個(gè)揚(yáng)聲器及3個(gè)揚(yáng)聲器開關(guān)，乘務(wù)員室設(shè)1個(gè)揚(yáng)聲器及音調(diào)開關(guān)。在大走廊兩內(nèi)側(cè)間壁分別設(shè)一個(gè)信息顯示屏。旅客信息系統(tǒng)可以顯示運(yùn)行速度、當(dāng)前時(shí)間、車外溫度、前方到站、列車運(yùn)行狀態(tài)、宣傳標(biāo)語(yǔ)及廣告信息等內(nèi)容。

（7）內(nèi)裝設(shè)備。一、二位端部平頂板為22mm膠合板雙面貼貼面板，客室及大走廊頂板采用玻璃鋼材質(zhì)，頂板內(nèi)部均為木骨架。膠合板平頂板、外露間壁墻板使用無(wú)明釘?shù)姆膺吤骺p結(jié)構(gòu)，效果美觀。在通過(guò)臺(tái)及走廊部位，將原來(lái)的膠合板地板取消，采用防腐地板，并增加了地梁密度，有效防止了地板塌陷提高防火性能。地板布采用分幅焊接工藝，采用自動(dòng)焊接設(shè)備和專用廠房，防止地板布鼓泡。采用包裝嚴(yán)密的超細(xì)玻璃棉。玻璃棉板及包裝材料性能指標(biāo)應(yīng)符合TB/T 3138-2006《機(jī)車車輛阻燃材料技術(shù)條件》中相關(guān)規(guī)定。

原車兩個(gè)小走廊至客室隔門更新為折頁(yè)門，門上設(shè)有門芯窗，下部設(shè)有通風(fēng)格柵。

乘務(wù)員室門、一位廁所門、二位廁所門新制，新增配電室門；各門均為折頁(yè)門，乘務(wù)員室和配電室門上設(shè)有觀察窗。原車所有車窗及內(nèi)飾框均取消，更新為25T統(tǒng)型車窗，新制內(nèi)飾框。

4 檢修部分

未改造部分按照《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于印發(fā)<鐵路客車廠修規(guī)程（試行）>的通知》（鐵總運(yùn)〔2014〕349號(hào)）及鐵總文件要求執(zhí)行。

5 計(jì)算分析

（1）重量分配計(jì)算。整車計(jì)算后自重和載重均增加，重心降低，軸重小于17t，輪重差符合要求。

（2）側(cè)墻窗口改造強(qiáng)度對(duì)比分析。改造時(shí)對(duì)側(cè)墻窗口封堵后重開，對(duì)改造前后側(cè)墻強(qiáng)度作對(duì)比分析，結(jié)果滿足車體強(qiáng)度要求。

（3）車頂空調(diào)安裝平臺(tái)靜強(qiáng)度分析計(jì)算。根據(jù)TB/T1335-1996 要求，車頂安裝平臺(tái)在縱向、垂向、橫向三個(gè)方向上的合成應(yīng)力不應(yīng)大于材料的屈服極限。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，空調(diào)平臺(tái)的強(qiáng)度條件符合標(biāo)準(zhǔn)TB/T1335-1996的使用要求。

（4）軸箱彈簧計(jì)算。根據(jù)整車設(shè)計(jì)重量，選用的軸箱彈簧參數(shù)須更新，更新后滿足使用要求。

（5）制動(dòng)距離計(jì)算。根據(jù)改造后車輛自重、載重及選用的杠桿比，對(duì)改造后車輛制動(dòng)距離進(jìn)行計(jì)算分析，車輛改造后按140km/h初速度緊急制動(dòng)距離小于1100m的要求。

（6）動(dòng)力學(xué)性能分析?？蛙囋诟脑旌蟮膭?dòng)力學(xué)性能較改造前動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)如穩(wěn)定性、曲線通過(guò)能力都有所改善，在安全性方面有所提高。

（7）用電負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)全車電氣負(fù)載，RW19K型客車改為YW25K型客車后電氣負(fù)荷滿足單車及編組使用的要求。

6 試驗(yàn)驗(yàn)證

廠修規(guī)程中的例行試驗(yàn)及稱重、限界檢查等型式試驗(yàn)均合格。

7 結(jié)論

改造結(jié)合新型高檔鐵路客車產(chǎn)品及成熟的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，旅客界面較25K型硬臥車有較大提升，滿足了鐵路局增運(yùn)增收需要，也為變車種改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。客車經(jīng)過(guò)近半年的運(yùn)用，運(yùn)行情況良好，受到了用戶好評(píng)。

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作者簡(jiǎn)介：齊凱，男，學(xué)士學(xué)位，工程師，研究方向：客車設(shè)計(jì)及加裝改造。