白云記，阮 靜

(中車山東機車車輛有限公司 軌道車輛研究所，山東 濟南 250022)

2009年，中車山東機車車輛有限公司針對歐洲鐵路貨車發(fā)展狀況和市場需求，提出了開拓歐洲鐵路貨車市場和開發(fā)歐洲鐵路貨車的戰(zhàn)略規(guī)劃，2010年開始進行歐洲移動式壓力容器的研究工作，對歐洲壓力罐車、低溫罐車的相關(guān)標準和技術(shù)進行了研究，2011年和法國某罐車租賃公司簽署了Zags型液化氣罐車的采購合同。2013年4月，中車山東機車車輛有限公司開發(fā)的Zags型液化氣罐車順利通過了歐盟認證公司組織的跨歐大陸鐵路系統(tǒng)“鐵路車輛-貨車”子系統(tǒng)的互操作性技術(shù)規(guī)范(簡稱TSI)[1]、移動式壓力容器指令(2010/35/EC)[2]、鐵路危險貨物運輸規(guī)則(RID)[3]的設(shè)計認證和生產(chǎn)質(zhì)量認證，并取得了相應(yīng)的證書，通過了產(chǎn)品用戶驗收并交付使用。圖1為Zags型液化氣罐車外觀。

圖1 Zags型液化氣罐車

1 主要用途

Zags型液化氣罐車主要在1 435 mm軌距線路上運行，用于運輸丁烷、異丁烷、丁烯、丙烷等液化氣體。

2 主要技術(shù)參數(shù)

表1為 Zags型液化氣罐車主要技術(shù)參數(shù)。

表1 Zags型液化氣罐車主要技術(shù)參數(shù)

3 主要結(jié)構(gòu)

Zags型液化氣罐車主要由車體鋼結(jié)構(gòu)、罐體裝配、護欄及走板組成、裝卸裝置、制動裝置、車鉤緩沖裝置、轉(zhuǎn)向架等部分組成(圖2)。

1.底架組成；2.車體與轉(zhuǎn)向架接口裝配；3.標記；4.制動裝置；5.底架附屬件；6.裝卸裝置；7.罐體裝配；8.遮陽罩；9.轉(zhuǎn)向架；10.車體與罐體接口裝配；11.護欄及走板組成；12.車鉤緩沖裝置。

3.1 車體鋼結(jié)構(gòu)

車體鋼結(jié)構(gòu)主要由車體與轉(zhuǎn)向架接口裝配、底架組成、車體與罐體接口裝配等組成。車體與轉(zhuǎn)向架接口裝配包括球形上心盤及附件組裝、上旁承組裝；底架組成由側(cè)梁、牽引梁、端梁、枕梁、中梁等組成；車體與罐體接口裝配主要由罐體支撐架及筋板等組成。

3.2 罐體裝配

罐體裝配主要由封頭、筒體、人孔底座、人孔蓋板、遮陽裝置、罐體補強板等組成。罐體材料主要采用P460NL2改進型高強度細晶粒鋼。罐體帶有遮陽罩，遮陽罩由厚1.5 mm的鋁合金板制成，采用牢固的鋼骨架結(jié)構(gòu)；鋼骨架同罐體間采用焊接連接，鋁合金板與鋼骨架間采用鉚接機卡帶連接。

3.3 護欄及走板組成

護欄及走板組成主要由腳踏、走板組成、扶手等組成，設(shè)置在車輛一端，方便操作者通過檢查孔進入罐體內(nèi)部和進行手制動操作。所有的腳踏均進行鍍鋅處理。

3.4 裝卸裝置

裝卸裝置采用內(nèi)部可關(guān)閉的KROMBACH公司的快速反應(yīng)系統(tǒng)，該裝置由1個DN80液相底閥、1個DN80氣相底閥、2個DN80側(cè)面液相閥、2個DN80側(cè)面氣相閥、出口管、氣相管等組成。

3.5 制動裝置

空氣制動裝置采用符合UIC要求的SAB WABCO空氣制動系統(tǒng)。采用帶有手動空重車轉(zhuǎn)換裝置的GF SW4-D-2D-R 型空氣控制閥、305 mm制動缸、150 L儲風(fēng)缸、DRV10-600型閘調(diào)器、620軟管聯(lián)結(jié)器、1in截斷塞門、G-P轉(zhuǎn)換裝置、ON-OFF轉(zhuǎn)換裝置、不銹鋼制動管系及不銹鋼快裝管接頭等零部件組成。

手制動裝置由手柄、螺旋減速器、拉桿等零部件組成，通過安裝在車輛一端平臺上的制動手柄進行操作。

3.6 車鉤緩沖裝置

車輛兩端采用由符合TSI和UIC要求的不連續(xù)車鉤、車鉤彈性系統(tǒng)、側(cè)緩沖器等組成的車鉤緩沖裝置。

3.7 轉(zhuǎn)向架

采用22.5 t軸重的Y25Ls1-K型焊接轉(zhuǎn)向架。主要由輪對組成、軸箱懸掛系統(tǒng)、構(gòu)架總成、基礎(chǔ)制動裝置和常接觸彈性旁承等組成。

采用直徑為920 mm的BA004型輾鋼整體車輪。

軸箱懸掛系統(tǒng)由單側(cè)利諾爾減振器和內(nèi)外圈不等高的兩級剛度彈簧組成。

構(gòu)架總成由焊接構(gòu)架、軸箱導(dǎo)框、球面下心盤、制動縱向梁等組成。構(gòu)架為“日”字形結(jié)構(gòu)，由側(cè)梁、橫梁和端梁組成。側(cè)梁和橫梁為魚腹形結(jié)構(gòu)。側(cè)梁斷面為“工”字形結(jié)構(gòu)，由側(cè)梁上蓋板、側(cè)梁腹板和側(cè)梁下蓋板組焊而成，通過插接結(jié)構(gòu)與橫梁連接；橫梁斷面為箱形結(jié)構(gòu)，由橫梁上蓋板、雙橫梁腹板和橫梁下蓋板組焊而成。

基礎(chǔ)制動裝置采用吊掛式雙側(cè)閘瓦制動結(jié)構(gòu)，采用高磨合成閘瓦。

4 試驗

車體靜強度試驗、制動性能試驗、噪聲試驗、沖擊試驗等型式試驗委托PROSE公司進行。

4.1 車體靜強度試驗

根據(jù)EN 12663-2：2010《鐵路應(yīng)用 鐵路車輛車體的結(jié)構(gòu)要求》的規(guī)定對Zags型液化氣罐車進行車體靜強度試驗。重車試驗時裝載53.6 m3的水，全車布置46個應(yīng)變片測點進行測試。測試結(jié)果顯示，46個測點殘余應(yīng)變均低于50 μm/m，最大應(yīng)變?yōu)?52 μm/m，最大撓度為33.8 mm。試驗結(jié)果表明，車體靜強度、剛度滿足EN 12663-2：2010中應(yīng)變不大于170 μm/m、撓度不大于40.5 mm(車輛定距的3‰)的要求[11]。

4.2 制動性能試驗

根據(jù)EN 14531：2009《鐵路應(yīng)用 停車和減速距離及固定制動的評估方法》和UIC 544-1：2004《制動 制動性能》規(guī)定對Zags型液化氣罐車進行了制動系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)制動試驗。靜態(tài)試驗進行了制動閘瓦壓力測試，動態(tài)試驗分別對空載初始速度120 km/h和100 km/h、半載重初始速度100 km/h、滿載初始速度100 km/h進行了制動距離測試。試驗結(jié)果顯示，空載初始速度120 km/h和100 km/h的制動距離分別為624 m和441 m；半載重初始速度100 km/h的制動距離為626 m；滿載初始速度100 km/h的制動距離為676 m；各項試驗結(jié)果均滿足EN 14531：2009和UIC 544-1：2004的要求[12]。

4.3 噪聲試驗

噪聲試驗在瑞士Kerzers(凱爾澤斯)—Müntschemier(明切米爾) 之間的線路上進行。對每個要求的試驗速度(120 km/h、80 km/h)分別進行了不少于4次的超車測量。測量前后用聲學(xué)校準器在94 dB下對傳聲器進行校準，2次校準的偏差均小于0.5 dB。試驗結(jié)果表明，試驗速度從120 km/h降低至80 km/h時，Zags型液化氣罐車噪聲為81 dB，滿足TSI中噪聲不大于83 dB的要求[13]。

4.4 沖擊試驗

沖擊試驗車輛為2輛Zags型液化氣罐車樣車，1輛為空載狀態(tài)，1輛為裝載53.6 m3水的滿載狀態(tài)，試驗沖擊速度為12 km/h。先在空車上進行18次初步撞擊，隨后進行41次滿載罐車撞擊空載罐車的試驗。試驗結(jié)果顯示，2輛Zags型液化氣罐車樣車最大殘余應(yīng)變?yōu)?24 μm/m ，59次沖擊后的累計殘余應(yīng)變小于允許值(2 000 μm/m)，且轉(zhuǎn)向架、底架、上部結(jié)構(gòu)和連接處均未發(fā)現(xiàn)明顯變形，在最終沖擊后狀態(tài)穩(wěn)定[14]。

5 結(jié)束語

Zags型液化氣罐車獲得了TSI、RID、TPED認證并實現(xiàn)荷蘭注冊。該批車輛已于2013年7月全部交付用戶使用，目前已經(jīng)過6年(1個大修期)的運用考驗，運行情況良好。該車的研制成功使中車山東機車車輛有限公司完全具備了歐洲液化石油氣和液態(tài)移動式壓力容器的設(shè)計和生產(chǎn)資質(zhì)，具備向歐盟27國出口液化氣罐車罐體的資質(zhì)，同時也具備了向45個RID簽約國出口液化氣罐車的資質(zhì)。