貨車多功能化的研究與實(shí)踐

李衛(wèi)軍

摘 要 為適應(yīng)鐵路運(yùn)輸多元化的需求，我國(guó)在發(fā)展通用貨車的同時(shí)研制了大量的專用貨車，特別是中鐵特貨有限責(zé)任公司的成立，為專用貨車的發(fā)展搭建了良好的平臺(tái)。

關(guān)鍵詞 多功能化 研究 實(shí)踐 運(yùn)輸

專用貨車一般只運(yùn)輸一種或少數(shù)特定貨物，同種車輛要求裝載的貨物重量或外形尺寸比較統(tǒng)一，這些特點(diǎn)很好地滿足了特定貨物的裝卸和運(yùn)輸。

但是從貨車的使用情況看，目前部分貨車的利用率較低，尤其是一些專用性較強(qiáng)的專用車輛大量閑置，其主要有以下幾方面原因：

一是運(yùn)輸?shù)呢浳锞哂袉蜗蛐?，例如鋼卷、礦石、煤炭等運(yùn)輸；二是運(yùn)輸?shù)呢浳锞哂兄芷谛?、季?jié)性，例如小汽車的運(yùn)輸；三是特定貨物受我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展變化的影響很大，運(yùn)輸量主要集中在某一時(shí)期，例如家畜（禽）、高鐵橋梁、大型發(fā)電設(shè)備等運(yùn)輸；四是特定貨物運(yùn)輸量少，例如軋鋼機(jī)機(jī)架、加氫反應(yīng)器等大型設(shè)備運(yùn)輸。

當(dāng)這些貨物不再需要運(yùn)輸，貨車特別是專用貨車也就失去了市場(chǎng)，被迫大量閑置或空駛，這不僅是對(duì)車輛資源本身的浪費(fèi)，而且這些閑置的車輛還要擠占本身就十分有限的線路資源，造成運(yùn)能的浪費(fèi)。

因此探索與研究貨車的多功能化，拓展車輛的使用功能，提高貨車特別是專用貨車的使用效率十分必要，也是貨車研究的一項(xiàng)重要工作。南車二七車輛有限公司對(duì)此進(jìn)行了深入的研究和大膽的實(shí)踐。

一、一種車輛，多種功能

以往貨車產(chǎn)品研發(fā)的重點(diǎn)是對(duì)車輛的強(qiáng)度、疲勞、可靠性等方面的研究，這固然是車輛研發(fā)人員的主要工作，但是隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品研發(fā)還應(yīng)當(dāng)重視貨物的運(yùn)輸組織、計(jì)價(jià)方式對(duì)運(yùn)輸對(duì)象、運(yùn)輸成本的影響，對(duì)貨源組織、用戶需求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研和分析，在方案設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮車輛全壽命周期的服役性能。

因此對(duì)于運(yùn)輸那些具有單向性、周期性、季節(jié)性貨物的車輛，應(yīng)盡可能對(duì)車輛進(jìn)行多功能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一車多用。按照這個(gè)思路，近年來(lái)公司研制了大量的多功能化產(chǎn)品。

共用車可謂這方面最經(jīng)典的案例。NX17A是我公司1998年研發(fā)的第一代共用車，它是為減少車輛運(yùn)用中的排空問(wèn)題，在平車的基礎(chǔ)上增加了集裝箱鎖頭，因此該車同時(shí)兼有普通平車和集裝箱專用車兩種功能，即當(dāng)鎖頭翻下埋入地板后，車輛具有平車功能；當(dāng)鎖頭翻起，車輛具有集裝箱車功能。兩種功能互不妨礙，可靈活啟用。目前，共用車已形成NX17、NX17B、NX70、NX70A四大系列，共有近5萬(wàn)輛投入運(yùn)用。

汽車—普貨兩用車是公司正在研發(fā)的新產(chǎn)品。由于我國(guó)汽車生產(chǎn)基地基本集中在東南沿海和東北、華北等地，西部地區(qū)基本沒(méi)有汽車整車生產(chǎn)基地，因此向西北、西南運(yùn)輸汽車的車輛只能重去空回，汽車運(yùn)輸呈現(xiàn)很強(qiáng)的單向性；同時(shí)，國(guó)家法定節(jié)假日前后是我國(guó)汽車銷售的旺季，而在每年的六、七、八幾個(gè)月則屬于汽車銷售淡季，汽車運(yùn)輸量也因此具有一定的季節(jié)性。

柔性貨車是公司從國(guó)外引進(jìn)的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。該車主要用于輪式裝備的運(yùn)輸，其最大特點(diǎn)是中部車體與兩個(gè)轉(zhuǎn)向架上的端部底架為柔性連接。如果路基附近的場(chǎng)地較為寬闊平坦，中部車體可向軌道兩側(cè)偏移，貨物可在軌道兩側(cè)裝卸；如果路基附近的場(chǎng)地不夠?qū)掗熎教?，也可通過(guò)中部車體與端部底架縱向完全分離，將端部底架推開，使貨物直接在軌道上裝卸。其優(yōu)點(diǎn)是裝卸方便、快捷，裝卸過(guò)程僅需7～8分鐘、單人操作即可，在鐵路沿線無(wú)站臺(tái)處可快速實(shí)現(xiàn)滾裝滾卸，提高輪式裝備機(jī)動(dòng)能力，特別適合軍事裝備、救援裝備、特種車輛等運(yùn)輸。

二、統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，預(yù)留轉(zhuǎn)換

雖然車輛的多功能化設(shè)計(jì)深受用戶的歡迎，但并不是所有車輛都可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)一車多用，特別對(duì)一些運(yùn)輸對(duì)象單一而特殊的專用貨車，往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種功能的兼顧。對(duì)于這類貨車，需在方案設(shè)計(jì)之初就統(tǒng)籌考慮，在保證主要使用功能的前提下，提前預(yù)留車輛的其他功能，一旦運(yùn)用條件成熟，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的改造使車輛具有另外一種功能。這種車輛雖然也具有多種功能，但多種功能間不可隨時(shí)轉(zhuǎn)換，它適用于在一段時(shí)期內(nèi)運(yùn)量相對(duì)集中的某些特定貨物的運(yùn)輸。

DL1型運(yùn)輸大噸位預(yù)制梁專用車就是其中一例。該車是2006年為適應(yīng)我國(guó)高鐵客運(yùn)專線建設(shè)用大噸位預(yù)制橋梁的運(yùn)輸而研制的，由于車輛能適應(yīng)多種規(guī)格預(yù)制梁的加固要求，使用安全可靠，操作方便快捷，因而深受用戶的歡迎。但是隨著我國(guó)客運(yùn)專線逐步建成，DL1型大噸位預(yù)制梁運(yùn)輸專用車也將逐步完成運(yùn)輸使命。因此該車在開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)考慮車輛退役后的使用功能，在車輛底架上提前預(yù)留了裝載集裝箱的功能，同時(shí)將專用橋梁裝載加固裝置與車體的連接方式由焊接改為螺栓連接。

70t級(jí)、80t級(jí)平車設(shè)計(jì)都采用了這種理念。以70t級(jí)平車為例，裝用木地板的N70型平車和裝有集裝箱鎖閉裝置的NX70A型共用車采用完全相同的底架結(jié)構(gòu)，兩者可以通過(guò)加裝或拆除鎖頭、并調(diào)整相應(yīng)木地板長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)互換。若將NX70A型共用車變成N70型平車，只需拆除集裝箱鎖座和鎖頭，并延長(zhǎng)相應(yīng)地板即可；而將N70型平車轉(zhuǎn)換成NX70A型共用車則更加簡(jiǎn)單，在原底架上預(yù)留的鎖座支撐座上直接組焊鎖座并組裝鎖頭，并去除部分地板即可。

三、同一平臺(tái)，多樣空間

由于歷史原因，目前部分種類和外形尺寸基本一致的貨物仍采用不同的車輛運(yùn)輸，即使是同種功能的產(chǎn)品也因設(shè)計(jì)主導(dǎo)單位不同而產(chǎn)生許多型號(hào)，給使用和維護(hù)帶來(lái)不便，這類情況在施工設(shè)備中表現(xiàn)較為突出。對(duì)此應(yīng)對(duì)各種貨物裝載和運(yùn)輸情況進(jìn)行詳細(xì)的歸納整理，對(duì)各種施工機(jī)械的使用工況進(jìn)行分析計(jì)算，使運(yùn)輸車輛盡量統(tǒng)型、標(biāo)準(zhǔn)，方便用戶的使用和維護(hù)。

架橋、鋪軌多功能平車就是在這種思路下誕生的新產(chǎn)品。為便于架橋機(jī)、鋪軌機(jī)等鐵路施工設(shè)備的使用和管理，使架橋機(jī)組、鋪軌機(jī)組用平車進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，公司研制了可同時(shí)滿足TJ165等型架橋機(jī)組及DPK32型鋪軌機(jī)組用平車的使用要求的NJ3、NJ4型平車，該兩種平車經(jīng)過(guò)前期運(yùn)用考驗(yàn)已于近期通過(guò)了鐵道部組織的技術(shù)鑒定。

四、延伸下游，拓展功能

對(duì)于既有產(chǎn)品，可以通過(guò)挖掘潛力，充分利用既有車輛上的裝載或加固結(jié)構(gòu)，研制不同貨物的裝載衍生品，在不改變車輛結(jié)構(gòu)的前提下，通過(guò)加裝這些裝載衍生品，使車輛具有運(yùn)輸多種貨物的功能。

作為平車的主導(dǎo)設(shè)計(jì)單位，近年來(lái)公司針對(duì)平車?yán)寐瘦^低的問(wèn)題進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐，先后研制或預(yù)研了散堆箱、鋼卷座架、大口徑管道運(yùn)輸座架、軍用裝備運(yùn)輸座架等多種系列化產(chǎn)品，在這些裝載衍生產(chǎn)品的研制中也沿用了一物多用、多功能化設(shè)計(jì)的思路，研制了鋼卷-礦石運(yùn)輸兩用散堆箱等產(chǎn)品，不但拓展了平車的使用功能，提高了車輛利用率，而且這些裝載衍生品的銷售也為公司帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，多功能設(shè)計(jì)的成敗關(guān)鍵在于方案設(shè)計(jì)時(shí)要統(tǒng)籌考慮、周密安排，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在強(qiáng)度設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)三個(gè)方面：

強(qiáng)度分析中要全面分析車輛轉(zhuǎn)換前后受力的狀況，按照最不利的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算，并進(jìn)行最不利工況的試驗(yàn)驗(yàn)證。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，比較典型的是按照轉(zhuǎn)換后產(chǎn)品的受力提前在底架等部位設(shè)置足夠強(qiáng)大的支撐座、受力筋等，以求改造的工作量最少，轉(zhuǎn)換速度最快。

值得注意的是，多功能化設(shè)計(jì)和功能拓展是貨車設(shè)計(jì)的一種思路，但鐵路貨車畢竟不是變形金剛，不能機(jī)械地采用或苛求。多功能化設(shè)計(jì)必須充分考慮到每種運(yùn)用工況的安全性、可靠性，特別不能因?yàn)榧骖櫮撤N功能而降低了車輛主要功能的發(fā)揮，或造成操作不便、成本大幅提升，它需要設(shè)計(jì)師長(zhǎng)期的積累和實(shí)踐，不斷汲取和鉆研，分析和借鑒其他物流裝備先進(jìn)、成熟的運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，周密安排，并進(jìn)行必要的試驗(yàn)驗(yàn)證，不斷優(yōu)化，才可能研制出滿意的多功能產(chǎn)品。

（作者單位為中車北京二七車輛有限公司）