張軍民，劉曉光，侯新英

(中車四方車輛有限公司，山東 青島 266111)

0 引言

隨著世界各國對環(huán)境保護的要求越來越嚴格，混合動力車輛由于其節(jié)能、低排放等特點成為汽車研究與開發(fā)的一個重點，與此同時，全國各鐵路局、廠礦企業(yè)對公路鐵路兩用牽引車的需求不斷增大，為此本文設(shè)計了500 t混合動力公路鐵路兩用牽引車。該車是一款綜合性專用車，既可以作為牽引裝備與不落輪鏇床配套使用，又可以作為牽引車，滿足一般牽引調(diào)車作業(yè)。

1 公路鐵路兩用牽引車使用條件和技術(shù)參數(shù)

1.1 使用條件

公路鐵路兩用牽引車使用條件見表1。

表1 公路鐵路兩用牽引車使用條件

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

公路鐵路兩用牽引車主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 公路鐵路兩用牽引車主要技術(shù)參數(shù)

2 公路鐵路兩用牽引車整車結(jié)構(gòu)及各子系統(tǒng)

2.1 整車結(jié)構(gòu)

該車主要由柴油發(fā)電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、車體鋼結(jié)構(gòu)和電氣及控制系統(tǒng)組成，其外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 公路鐵路兩用牽引車結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 各子系統(tǒng)

2.2.1 柴油發(fā)電系統(tǒng)

柴油發(fā)電系統(tǒng)是利用柴油發(fā)電機組進行發(fā)電，并且為蓄電池充電，其主要由柴油發(fā)電機組和與之匹配的進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等組成。

2.2.2 空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)是對司機室內(nèi)的空氣進行制冷、加熱的系統(tǒng)，可為駕駛員提供舒適的駕駛環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全，其主要由空調(diào)器和管路組成。

2.2.3 傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)是承接牽引電機輸出的動力，通過車橋主減速器和輪邊減速器實現(xiàn)較大扭矩的輸出，從而產(chǎn)生較大的牽引力，對整車的安全性和舒適性起著至關(guān)重要的作用。傳動系統(tǒng)主要由傳動軸、前后車橋總成、前后鋼板彈簧組件、前后輪胎輪輞組件組成。

2.2.4 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)采用了板式和管式、分散與集成油路塊相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，總體結(jié)構(gòu)先進、合理、可靠、易于維修。液壓系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)，主要用于公路模式下行駛時轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向助力，公路與鐵路轉(zhuǎn)換模式下前后導向系統(tǒng)的升降，鐵路模式下牽引作業(yè)時導向油缸的保壓及自動補壓等，其主要由液壓站、導向閥組、全液壓轉(zhuǎn)向器、單穩(wěn)閥、組合閥塊、風冷卻器、導向油缸、轉(zhuǎn)向油缸及管路接頭等部件組成。

2.2.5 導向系統(tǒng)

導向系統(tǒng)是公路鐵路兩用牽引車軌道行駛及軌道作業(yè)時的安全保障，可以使牽引車自動沿鐵路鋼軌行駛，不需轉(zhuǎn)動方向盤即可通過鐵路曲線及道岔，其主要由導向輪系、構(gòu)架、聯(lián)動桿和其他輔件組成。

2.2.6 制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)由公路制動系統(tǒng)和鐵路制動系統(tǒng)組成。公路制動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)行車制動、駐車制動、緊急制動三種功能，行車制動與駐車制動相互獨立。鐵路制動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)牽引車輛的制動和緩解功能。

2.2.7 車體鋼結(jié)構(gòu)

車體鋼結(jié)構(gòu)為全鋼焊接、中梁式承載鋼結(jié)構(gòu)。車體由司機室、底架、電氣室罩、動力室罩、裙板、車鉤及附屬設(shè)備組成。車體司機室左側(cè)設(shè)蹬車腳蹬及扶手，車體后端兩側(cè)設(shè)腳蹬，車體前后端安裝KD-5車鉤，車體兩側(cè)設(shè)裙板。

2.2.8 電氣及控制系統(tǒng)

電氣及控制系統(tǒng)為整車提供純電動力及控制，其主要由電傳動牽引系統(tǒng)、交流輔助系統(tǒng)、直流輔助供電系統(tǒng)、整車控制器和電氣裝置組成。

3 公路鐵路兩用牽引車的牽引特性

根據(jù)混合動力公路鐵路兩用牽引車黏著牽引力、速度、阻力值分析計算，繪制其牽引特性曲線，如圖2所示。

由圖2可知，混合動力公路鐵路兩用牽引車牽引500 t負載時的最大運行速度可達18 km/h，滿足該牽引車在平直道上牽引500 t負載時最大運行速度為15 km/h的要求。

4 公路鐵路兩用牽引車的加速性能

根據(jù)混合動力公路鐵路兩用牽引車的道路加速性能試驗，得出該車單機公路和鐵路狀態(tài)時加速過程速度曲線，如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可知，混合動力公路鐵路兩用牽引車單機在公路和鐵路狀態(tài)下，加速性能滿足要求。對比純電動模式和混合動力模式下的加速曲線，可知在混合動力模式下，整車的加速性能優(yōu)于純電動模式。

圖2 公路鐵路兩用牽引車牽引特性曲線

圖3公路單機加速過程速度曲線圖4鐵路單機加速過程速度曲線

5 結(jié)語

500 t混合動力公路鐵路兩用牽引車的研制符合我國新能源產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展方向，為用戶提供了多項選擇，提高了工作效率，降低了成本。本文的研究為進一步開拓公路鐵路兩用牽引車市場提供了有力的技術(shù)支持。

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