自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車及關(guān)鍵技術(shù)

沈彩瑜，吳榮坤，李 華，鄭和平，吳振國

(中車齊齊哈爾車輛有限公司 大連研發(fā)中心，遼寧 大連 116041)

馱背運(yùn)輸是符合國家戰(zhàn)略要求，且安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的交通運(yùn)輸方式之一，具有廣闊的發(fā)展前景和顯著的經(jīng)濟(jì)、社會效益[1]。為滿足發(fā)展馱背運(yùn)輸?shù)男枰?，中車齊齊哈爾車輛有限公司根據(jù)歐美國家的發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合我國馱背運(yùn)輸?shù)氖袌鲂枨?、產(chǎn)業(yè)布局、運(yùn)營管理等均需進(jìn)一步實踐和完善等實際情況，以及現(xiàn)有鐵路站場基礎(chǔ)設(shè)施和鐵路技術(shù)政策，提出了自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車的技術(shù)方案。該車車載自動控制系統(tǒng)裝置將承載凹底架升降并旋轉(zhuǎn)，使承載凹底架與端底架分離后與地面銜接，公路貨車可自輪走行上下馱背運(yùn)輸車完成自裝卸。該裝卸作業(yè)方式具有裝卸效率高、站場改造費(fèi)用低、自動化程度高、操作簡單快捷、裝卸成本低以及節(jié)省人力物力等特點(diǎn)，適合我國鐵路馱背運(yùn)輸發(fā)展方向。

1 自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車簡介

STX1/STX2型馱背多功能運(yùn)輸車可實現(xiàn)兼顧全系列公路貨車整車、半掛車和標(biāo)準(zhǔn)集裝箱等多品種貨物的運(yùn)輸。

1.1 主要結(jié)構(gòu)和配置

STX1/STX2型馱背多功能運(yùn)輸車由車體、轉(zhuǎn)向架、車鉤緩沖裝置、關(guān)節(jié)連接器、制動裝置、傳動裝置、鞍座、液壓裝置、電氣裝置等組成。該車2節(jié)車體為1組，采用4個轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架，車輛兩端采用13F型車鉤和MT-2型緩沖器，車體間采用關(guān)節(jié)連接器連接，關(guān)節(jié)連接器通過中部底架共用2個轉(zhuǎn)向架。采用3套120型空氣制動系統(tǒng)和KZW-A型空重車調(diào)整裝置、NSW-I型手制動機(jī)、BAB-2型集成制動裝置等鐵路貨車技術(shù)成熟裝置。制動系統(tǒng)滿足主管壓力500 kPa、600 kPa的要求。

1.2 裝載工況

STX1型馱背多功能運(yùn)輸車可運(yùn)輸符合GB 1589—2016《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》要求的長度不大于18 100 mm的公路貨車或長度不大于14 600 mm的公路半掛車；STX2型馱背多功能運(yùn)輸車可運(yùn)輸符合GB 1589—2016要求的長度不大于12 000 mm的公路貨車或長度不大于14 600 mm的公路半掛車。2種車型均可運(yùn)輸符合ISO 668：2020《貨運(yùn)集裝箱系列1 分類、外形尺寸和額定值》要求的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

表1為STX1/STX2型馱背多功能運(yùn)輸車主要技術(shù)參數(shù)。

表1 STX1/STX2型馱背多功能運(yùn)輸車主要技術(shù)參數(shù)

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 實現(xiàn)公路貨車自行快速裝卸的相關(guān)技術(shù)

該車基于凹底架升降旋轉(zhuǎn)、端底架與凹底架的分離和復(fù)位、車載液壓電氣系統(tǒng)自動控制技術(shù)實現(xiàn)公路貨車的自行快速裝卸。

為實現(xiàn)現(xiàn)有公路貨車整車、半掛車快速高效裝卸和解決多輛車同時裝卸的問題，通過站場供電，由車載液壓電氣自動控制系統(tǒng)使凹底架與端底架分離后與地面銜接，使公路貨車可自輪走行上下馱背運(yùn)輸車。由于整列馱背運(yùn)輸車的凹底架可同時動作，因此可實現(xiàn)整列馱背運(yùn)輸車或多列馱背運(yùn)輸車同時快速裝卸。馱背運(yùn)輸車運(yùn)行時，車載液壓電氣自動控制系統(tǒng)處于斷電鎖閉狀態(tài)，車輛運(yùn)行安全可靠。

2.2 實現(xiàn)全系列公路貨車、半掛車裝載的相關(guān)技術(shù)

該車基于大回轉(zhuǎn)角度關(guān)節(jié)連接器、大剛度承載凹底架、移動式鞍座技術(shù)實現(xiàn)全系列公路貨車、半掛車的裝載。

自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車通過車載液壓電氣自動控制系統(tǒng)將凹底架繞關(guān)節(jié)連接器回轉(zhuǎn)并與地面銜接，使公路貨車可自輪走行上下馱背運(yùn)輸車；凹底架及移動式鞍座能夠滿足不同長度公路貨車整車、半掛車的裝載需求；無級定位輪擋、可縱向移動鞍座便于全系列公路貨車整車、半掛車的裝載。

2.3 實現(xiàn)兼顧多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)集裝箱運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)技術(shù)

該車基于內(nèi)翻式集裝箱鎖閉裝置、移動式導(dǎo)向裝置技術(shù)實現(xiàn)兼顧多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)集裝箱運(yùn)輸。

為滿足不同裝載工況的集裝箱運(yùn)輸，凹底架兩端及中部需設(shè)置集裝箱鎖閉裝置。為避免與裝載公路半掛車干涉，集裝箱鎖閉裝置采用內(nèi)翻式結(jié)構(gòu)(圖1)。為便于集裝箱快速裝載，在集裝箱鎖對應(yīng)位置設(shè)置移動式導(dǎo)向裝置，使集裝箱鎖閉裝置在凹底架的位置滿足多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)集裝箱運(yùn)輸。

2.4 實現(xiàn)公路貨車、半掛車的裝載加固的相關(guān)技術(shù)

該車基于具有縱向垂向鎖閉功能的鞍座、無級定位輪擋可實現(xiàn)公路貨車、半掛車的裝載加固。

自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車是中車齊齊哈爾車輛有限公司首次研制的新型馱背多功能運(yùn)輸車輛，現(xiàn)行的《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》還沒有對半掛車裝載至自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車的裝載加固做出明確規(guī)定。為確保車輛安全運(yùn)輸，借鑒歐洲類似成熟技術(shù)，研究鞍座長期服役過程中各機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性和各零部件的疲勞可靠性，提出了將具有縱向和垂向鎖閉功能的鞍座(圖2)和無級定位輪擋(圖3)配合使用的裝載加固技術(shù)方案。在該技術(shù)方案中，鞍座對公路半掛車牽引銷的縱向、橫向和垂向進(jìn)行固定；采用無級定位輪擋對公路貨車整車、半掛車輪胎進(jìn)行縱向限位。通過上述加固措施，可確保自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車的行車安全。

圖2 具有縱向和垂向鎖閉功能的鞍座

圖3 無級定位輪擋

3 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車是鐵路運(yùn)輸模式貨運(yùn)裝備技術(shù)上的重大創(chuàng)新，其創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)搭建自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)平臺，開創(chuàng)了我國鐵路公鐵聯(lián)運(yùn)的多元運(yùn)輸新模式；

(2)實現(xiàn)了既有和未來主型公路貨車整車、半掛車和多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)集裝箱等多品種貨物的兼顧運(yùn)輸；

(3)首次采用凹底架升降旋轉(zhuǎn)、端底架凹底架分離復(fù)位技術(shù)，實現(xiàn)了公路貨車自輪走行裝卸方式；

(4)研發(fā)內(nèi)翻式集裝箱鎖閉裝置，實現(xiàn)了多規(guī)格集裝箱運(yùn)輸；

(5)研發(fā)縱向可移動、垂向兩級高度調(diào)整的鞍座，無級定位輪擋結(jié)構(gòu)，解決了不同規(guī)格公路貨車整車、半掛車裝載加固技術(shù)難題；

(6)應(yīng)用基于GPS或北斗全球定位技術(shù)的精確定位裝置，實現(xiàn)了車輛管理的網(wǎng)絡(luò)化、信息化。

4 站場配套相關(guān)要求

為確保公路貨車能夠自主上下STX1/STX2型馱背多功能運(yùn)輸車，結(jié)合該車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作業(yè)方式，利用現(xiàn)有站場資源，要求承擔(dān)STX1/STX2型馱背多功能運(yùn)輸車的作業(yè)站場需具備以下條件：

(1)硬化地面與鋼軌上平面基本平齊。

(2)限界及稱重檢查。為避免馱背多功能運(yùn)輸車超限和超載運(yùn)輸，站場應(yīng)在合理位置設(shè)置限界檢測裝置和汽車地磅，在運(yùn)輸公路貨車或半掛車前，對公路貨車的幾何尺寸和質(zhì)量進(jìn)行檢測，同時，汽車地磅還應(yīng)具備偏載檢測功能。

(3)配置地面電源。自裝卸式馱背多功能運(yùn)輸車在進(jìn)行裝卸作業(yè)時，需要地面提供AC 380 V的動力電源。

(4)配置專用牽引車。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果，我國公路貨車標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，鞍座高度差異較大，直接影響公路半掛車的裝卸作業(yè)效率。為提高裝卸效率，站場應(yīng)配置專用牽引車，且專用牽引車應(yīng)具備鞍座的無級升降功能。

(5)設(shè)置公路貨車或半掛車存放場地。公路半掛車在整個運(yùn)輸過程中，需在站場兩端集結(jié)，因此，站場應(yīng)在合理位置設(shè)置半掛車的存放場地，避免裝卸過程中走行距離過長。

5 結(jié)束語

馱背運(yùn)輸綜合了鐵路的大運(yùn)量、長距離、安全、高效、節(jié)能環(huán)保、全天候和公路的靈活、便捷方面的優(yōu)勢，是鐵路和公路共贏的運(yùn)輸方式，在綜合交通運(yùn)輸體系中分工合理，符合國家發(fā)展多式聯(lián)運(yùn)的政策方向,具有廣闊的發(fā)展前景和顯著的經(jīng)濟(jì)、社會效益。

發(fā)展馱背運(yùn)輸公鐵聯(lián)運(yùn)模式符合國家現(xiàn)代物流及多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展戰(zhàn)略，迎合了全社會物流運(yùn)輸需求變化，提供了現(xiàn)代物流有效、可行、合理的綜合運(yùn)輸解決方案，使既有線運(yùn)輸能力進(jìn)一步得到充分利用，形成穩(wěn)定的客戶及貨運(yùn)需求。