新型鐵路客車裙板結(jié)構(gòu)介紹

王小霞

摘要：文章以新型鐵路客車裙板結(jié)構(gòu)為研究對象，對新型鐵路客車與25T型客車裙板的結(jié)構(gòu)、安裝方法進(jìn)行了介紹。重點(diǎn)分析了新型鐵路客車裙板結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有25T型客車裙板結(jié)構(gòu)在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、壓縮氣彈簧方面的差異與提升點(diǎn)。最后對新型鐵路客車裙板進(jìn)行振動沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)后裙板外觀、結(jié)構(gòu)均完好。

Abstract： This article takes the new-type railway passenger car skirt board structure as the research object， and introduces the structure and installation method of the new type railway passenger car and 25T passenger car skirt board. The difference and improvement point of the new railway passenger car skirt board structure and the existing 25T passenger car skirt board structure in terms of material， structure and compressed gas spring are mainly analyzed. Finally， the vibration and shock test was carried out on the skirt of the new railway passenger car. After the test， the appearance and structure of the skirt were intact.

關(guān)鍵詞：鐵路客車;裙板結(jié)構(gòu);壓縮氣彈簧;振動沖擊

Key words： railway passenger car;skirt plate structure;compressed gas spring;vibration and shock

0 ?引言

從2003年開始，我國鐵路運(yùn)行的25T型客車在底架邊梁下方轉(zhuǎn)向架以內(nèi)設(shè)置了裙板，為車輛提供更好的外觀、車下設(shè)備防護(hù)和空氣動力學(xué)性能。經(jīng)過10多年的運(yùn)行，裙板也陸續(xù)反應(yīng)出一些腐蝕、安全隱患問題。并且隨著軌道車輛向著高速以及輕量化方向發(fā)展，新型軌道交通裝備不斷問世，這給新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平以及綜合性能方面提出了更高的要求[1]。

1 ?25T型客車裙板結(jié)構(gòu)介紹

25T型客車（浦鎮(zhèn)公司生產(chǎn)）裙板斷面如圖1所示為弧形，主要結(jié)構(gòu)是板梁結(jié)構(gòu)，輔以氣彈簧、裙板鎖、鉸鏈座、緊固件等功能輔件組裝而成。裙板面板和壓型件厚度≤6mm的采用耐候鋼，厚度≤2.5mm的采用Q310NQL2，厚度3至6mm的采用Q345NQR2，C型槽采用06Cr19Ni10不銹鋼材質(zhì)，40×40×4mm的角鋼立柱與橫梁采用Q235普通碳素鋼。裙板從結(jié)構(gòu)性質(zhì)上分為固定裙板和活動裙板兩大類。

固定裙板主要由面板、立柱、橫梁、安裝座、C型槽組成。角鋼立柱與橫梁先拼焊形成骨架，調(diào)平之后與面板塞焊連接，段焊加固，所有段焊處均采用密封膠封閉處理。固定裙板上部采用螺栓與底架安裝座連接，下部通過斜撐連接底架縱梁形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)。

活動裙板主要由面板、立柱、橫梁、鎖口板、氣彈簧上支板組成。底架邊梁焊接安裝座，鉸鏈座通過螺栓與底架安裝座連接，活動裙板通過鉸鏈銷與鉸鏈座固定。

固定裙板兩側(cè)設(shè)有安裝座，相鄰的活動裙板通過螺紋鎖固定在安裝座上。此外，在活動裙板兩側(cè)設(shè)置有氣彈簧，氣彈簧下端固定在相鄰的固定裙板上，通過鉸鏈和氣彈簧實(shí)現(xiàn)活動裙板的翻轉(zhuǎn)，從而方便設(shè)備的檢測與維護(hù)。固定裙板兩側(cè)還設(shè)有安全鏈，車輛運(yùn)行時與活動裙板連掛，防止活動裙板誤開[2]。裙板與底架、活動裙板與固定裙板之間安裝方式具體見圖2。

2 ?新型鐵路客車裙板結(jié)構(gòu)

從2016年開始設(shè)計(jì)生產(chǎn)的160公里動力集中電動車組（直車體）在經(jīng)過兩年的運(yùn)營之后，多方反饋車內(nèi)的空間比較狹窄，尤其是座椅空間較小，旅客乘坐舒適性體驗(yàn)與動車組相比，存在較大差距。因此，2019年對新型鐵路客車斷面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，采用鼓型斷面，爭取最大化利用限界，增加車輛寬度，增加車內(nèi)空間。

新型裙板結(jié)構(gòu)與車體斷面流線過渡也為鼓型，見圖3，同樣由固定裙板、活動裙板、氣彈簧、裙板鎖、鉸鏈座、緊固件等組裝而成。單塊裙板是由帽型立柱與橫梁組焊形成的骨架與面板塞焊而成，輔以安裝座、鎖口板、C型槽等配件。固定裙板與底架、活動裙板與底架、固定裙板與活動裙板之間的安裝方式與25T型客車裙板類似。與25T型客車裙板相比，新型客車裙板具有如下優(yōu)勢。

2.1 材質(zhì)方面

25T型客車裙板結(jié)構(gòu)除了面板為耐候鋼Q310NQL2外，其余立柱、橫梁均為Q235角鋼。裙板結(jié)構(gòu)在車輛運(yùn)行過程中直接暴露在大氣環(huán)境中，因此極易產(chǎn)生腐蝕。此外，由于裙板為框架結(jié)構(gòu)，并且面板下口沒有開排水孔，在運(yùn)行過程中，雜物、灰塵、水容易蓄積在裙板內(nèi)側(cè)，加速裙板的腐蝕。根據(jù)前期廠修結(jié)果發(fā)現(xiàn)，裙板與骨架之間夾銹嚴(yán)重，個別裙板發(fā)現(xiàn)面板、骨架出現(xiàn)銹穿現(xiàn)象，大部分裙板需更換[3]。新型裙板面板與壓型件厚度3至6mm的采用Q350EWR1，厚度≤2.5的采用新型耐候鋼材質(zhì)Q350EWL1。Q350EWL1是寶鋼為了新型鐵路客車新研發(fā)的一種非標(biāo)材料，其化學(xué)成分參考Q350EWR1，所有的機(jī)械性能均不低于Q350EWR1的要求。新型耐候鋼相比25T使用的耐候鋼具有更好的耐蝕性能，見表1。

2.2 結(jié)構(gòu)方面

25T型客車裙板采用40×40×4mm的角鋼橫梁，長時間運(yùn)營，橫梁上容易產(chǎn)生雜物及水的蓄積，增加裙板結(jié)構(gòu)腐蝕的風(fēng)險。新型鐵路客車裙板橫梁采用帽型梁，并且帽型梁的高度只有18mm，減少了運(yùn)行過程中雜物在裙板內(nèi)側(cè)框架上的蓄積可能性，降低腐蝕風(fēng)險。

其次，25T型客車裙板角鋼立柱寬40mm且立柱布間隔較大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體剛度較差，焊接之后容易產(chǎn)生變形。新型鐵路客車裙板立柱寬76mm且分布間距較小，提高了裙板的剛度，見圖4。

再者，25T型客車裙板首先將立柱與橫梁組焊形成骨架，再將骨架與面板采用塞焊連接，段焊加固，整個過程焊接量大，裙板變形嚴(yán)重，后期調(diào)平困難，平面度≤1.5mm難以保證。新型鐵路客車裙板在立柱與橫梁形成骨架后，與面板只采用塞焊連接，焊接變形小，平面度與輪廓度都大大提高。

最后，25T型客車裙板的面板下口沒有開排水孔，雜物與水在面板下口蓄積，加速了裙板的腐蝕。新型鐵路客車裙板的面板下口開有排水孔，見圖5，在運(yùn)行過程中，可以緩解裙板內(nèi)側(cè)的腐蝕環(huán)境，降低腐蝕速率。并且，帽型立柱與橫梁在組焊前，內(nèi)腔預(yù)涂防銹底漆，焊后采用密封膠將帽型梁封閉，減小了后期與面板產(chǎn)生夾銹的可能。

2.3 壓縮氣彈簧結(jié)構(gòu)

25T型客車采用的壓縮氣彈簧無防護(hù)結(jié)構(gòu)，活塞桿上面容易占有灰塵，在裙板打開閉合過程中活塞桿將灰塵帶進(jìn)缸筒，摩擦缸筒中密封圈，長時間容易導(dǎo)致氣彈簧失效，使得裙板存在誤開的風(fēng)險。

2017年開始生產(chǎn)的160km動力集中電動車組（直車體）中，壓縮氣彈簧采用塑料密封結(jié)構(gòu)，但是部分列車運(yùn)行區(qū)段從南跨到北，冬季南北方溫差較大，塑料防護(hù)套損壞嚴(yán)重，從而失去防護(hù)作用。接2019年沈陽局長春段反饋，2019年新造車裙板塑料防護(hù)套就多處出現(xiàn)破損，如圖6所示。

新型鐵路客車對壓縮氣彈簧的防護(hù)套進(jìn)行了優(yōu)化，采用1mm的不銹鋼防護(hù)套，見圖7，可以在各種惡劣運(yùn)行條件下防護(hù)活塞桿，從而防止氣彈簧失效。此外還在防護(hù)套下口開了排水排污孔，減少雨水、雜物在防護(hù)套內(nèi)蓄積，防止寒冷天氣下結(jié)冰，影響氣彈簧使用。

3 ?振動沖擊試驗(yàn)

新型鐵路客車裙板試制結(jié)束之后，按照GB21563-2018中Ⅰ類A級要求對裙板進(jìn)行模擬長壽命試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和功能試驗(yàn)。

試驗(yàn)后，對樣品進(jìn)行了外觀、結(jié)構(gòu)檢查。與試驗(yàn)前相比，裙板無結(jié)構(gòu)損壞，無塑性變形，氣彈簧、裙板鎖功能正常，裙板鎖無松動，緊固件無松動，裙板焊縫無開裂情況，試驗(yàn)過程中無異響。

4 ?結(jié)論

通過對新型鐵路客車與25T型客車裙板結(jié)構(gòu)的介紹與對比可知，新型鐵路客車裙板在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及輔件方面都有了很大優(yōu)化與創(chuàng)新，由此提高了原結(jié)構(gòu)的耐蝕性，延長了壓縮氣彈簧使用壽命，可作為其他鐵路客車項(xiàng)目參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李華麗，范欽磊，杜彥品.新型鐵路客車側(cè)墻結(jié)構(gòu)及其組裝方法[J].機(jī)車車輛工藝，2019，2.

[2]蘇孝峰，顧文娟.25T型客車裙板安全鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2016，12.

[3]張惠國.25T型客車裙板設(shè)置綜合分析及建議[J].鐵道車輛，2019，57（7）.

[4]GB/T 21563-2018，軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗(yàn)[S].