FXD3-J型動(dòng)車(chē)組動(dòng)力車(chē)總體技術(shù)研究

朱 飛

（中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司重慶機(jī)務(wù)段，重慶 400000）

基于我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的趨勢(shì)下，游客出行理念也發(fā)生了相應(yīng)的變化，基于線(xiàn)路車(chē)廂配置資源保持不變的基礎(chǔ)上，積極開(kāi)發(fā)低軸重動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組動(dòng)力車(chē)能夠與當(dāng)前已有線(xiàn)開(kāi)行動(dòng)車(chē)組的需求保持一致，借助于已有線(xiàn)的運(yùn)輸資源以及機(jī)車(chē)的檢修資源來(lái)迎合運(yùn)輸需求。鑒于此，探索FXD3-J型動(dòng)車(chē)組動(dòng)力車(chē)總體技術(shù)，旨在為類(lèi)似工作提供重要的參考依據(jù)。

1.動(dòng)力車(chē)的顯著特征與技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

1.1 動(dòng)力車(chē)的顯著特征

第一，通過(guò)對(duì)設(shè)備布置動(dòng)力的深度剖析，我們可以從中了解到其通常是將以下幾種結(jié)構(gòu)當(dāng)作主要結(jié)構(gòu)方式：一是單司機(jī)室；二是中間貫通道結(jié)構(gòu)。針對(duì)機(jī)械間關(guān)鍵設(shè)備來(lái)說(shuō)，需要在充分結(jié)合相關(guān)原則的基礎(chǔ)上加以設(shè)置，最后還要充分利用B0-B0轉(zhuǎn)向架；針對(duì)尾部而言，其應(yīng)當(dāng)設(shè)置和客車(chē)互相銜接的通過(guò)門(mén)[1]。第二，結(jié)合相關(guān)實(shí)踐調(diào)查可知，主電路主要采取了以下幾點(diǎn)：一是全去耦、輕量化牽引變壓器；二是輕量化、大容量牽引電機(jī)等。第三，對(duì)輔助電路動(dòng)力車(chē)內(nèi)部進(jìn)行分析后，可以發(fā)現(xiàn)：其里面存在的輔助變流器不單單一起匯集到指定的地方以外，而且還在一定程度上由牽引變壓器2個(gè)輔助繞組供電，同時(shí)還與牽引系統(tǒng)呈現(xiàn)出解耦的態(tài)勢(shì)。第四，通過(guò)對(duì)列車(chē)通電系統(tǒng)的分析，我們可以得知該系統(tǒng)一般是借助于邊延期二次側(cè)繞組進(jìn)行供電的，同時(shí)也對(duì)四象限整流技術(shù)進(jìn)行了充分利用，從中可以發(fā)現(xiàn)每一組列車(chē)供電模塊輸出功率都是200 kW。第五，針對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其對(duì)兩級(jí)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了充分利用，具體分為以下幾個(gè)部分：一是列車(chē)級(jí)總線(xiàn)；二是車(chē)輛級(jí)總線(xiàn)。對(duì)車(chē)輛級(jí)總線(xiàn)進(jìn)行深入分析后可知，其一般在車(chē)內(nèi)設(shè)備監(jiān)督通信方面發(fā)揮出了不容小覷的價(jià)值；第六，針對(duì)通風(fēng)方式來(lái)說(shuō)，其通常將以下幾點(diǎn)當(dāng)作核心內(nèi)容：一是獨(dú)立通風(fēng)冷卻；二是機(jī)械間正壓技術(shù)，就通風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其主要以鋁制風(fēng)機(jī)為主；第七，通過(guò)對(duì)車(chē)體動(dòng)車(chē)車(chē)體的分析，我們可以從中了解到其屬于中間內(nèi)貫通道式單司機(jī)室整體承載結(jié)構(gòu)，同時(shí)也對(duì)單層鋁合金活動(dòng)頂蓋進(jìn)行了充分運(yùn)用；對(duì)流線(xiàn)形司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究后可知，其實(shí)際上是在充分利用板梁結(jié)構(gòu)方式的基礎(chǔ)上形成框架的，而頭罩往往是采取玻璃鋼整體成型方案。第八，通常情況下，轉(zhuǎn)向架輕量化轉(zhuǎn)向架存在一定數(shù)量的驅(qū)動(dòng)裝置。結(jié)合相關(guān)實(shí)踐調(diào)查可知，其一般由以下幾個(gè)部分一起構(gòu)成：一是牽引電機(jī)；二是空心軸裝配；三是六連桿等。第九，在深度剖析空氣制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)的基礎(chǔ)上，可以得知：其實(shí)際上是將自動(dòng)式制動(dòng)機(jī)+電空制動(dòng)當(dāng)作主要方式的。第十，無(wú)論是針對(duì)安全防護(hù)還是監(jiān)測(cè)診斷機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，都對(duì)以下幾種裝置進(jìn)行了科學(xué)安裝：一是CTCS裝置；二是6A裝置等，同時(shí)還在指定的地方安裝了與之相匹配的高壓安全聯(lián)鎖裝置，同時(shí)針對(duì)車(chē)外懸掛部件來(lái)說(shuō)，其主要將防脫落設(shè)計(jì)當(dāng)作主要設(shè)計(jì)方式。

1.2 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

對(duì)一體化接口和維護(hù)開(kāi)展動(dòng)力車(chē)和拖車(chē)機(jī)電一體化接口技術(shù)分析，就已有動(dòng)力車(chē)及拖車(chē)修程修制，制定出切實(shí)可行的維護(hù)周期，旨在將其利用率加以提升。其次，快速啟停能力為與動(dòng)車(chē)組啟停標(biāo)準(zhǔn)相吻合，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)將目光放在以下探索中：一是動(dòng)力車(chē)牽引/制動(dòng)控制；二是拖車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)熱負(fù)荷能力的適應(yīng)性。再次，動(dòng)力學(xué)基于不同牽引模式以及不同編組模式下動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組動(dòng)力學(xué)研究，促使動(dòng)車(chē)組運(yùn)行穩(wěn)定性得到有效保證。最后，車(chē)體剛度和模態(tài)重點(diǎn)研究中部大開(kāi)門(mén)拖車(chē)車(chē)體剛度及其模態(tài)，旨在與動(dòng)車(chē)組運(yùn)行需求相匹配[2]。

2.FXD3-J型動(dòng)車(chē)組動(dòng)力車(chē)總體技術(shù)指標(biāo)

2.1 速度等級(jí)的明確

對(duì)有關(guān)技術(shù)政策進(jìn)行深度剖析之后可以得到如下幾點(diǎn)信息：一是客貨運(yùn)共線(xiàn)的主要干線(xiàn)速度等級(jí)最高為200 km/h；二是客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)速度等級(jí)為200～350 km/h。倘若想要與相關(guān)要求相匹配，那么這個(gè)時(shí)候就要求相關(guān)人員要在動(dòng)力車(chē)達(dá)到指定等級(jí)的同時(shí)對(duì)其加大開(kāi)發(fā)與研究力度，同時(shí)還要覆蓋160 km/h及以下各速度等級(jí)的旅客運(yùn)輸。

2.2 限界的明確

倘若想要讓以下幾個(gè)方面均滿(mǎn)足相關(guān)要求：一是干線(xiàn)鐵路；二是客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)互聯(lián)互通，那么就要采取針對(duì)性的手段確保外形尺寸和相關(guān)電力機(jī)車(chē)限界要求相吻合[3]。在對(duì)車(chē)體截面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可采用一體化設(shè)計(jì)，保證與拖車(chē)之間的結(jié)合更加緊密。車(chē)體的后端不主要通過(guò)設(shè)置過(guò)渡導(dǎo)流罩的方式，讓拖車(chē)的高度差得到有效調(diào)整。通常情況下，車(chē)體下部會(huì)設(shè)置導(dǎo)流罩和裙板；變壓器兩側(cè)的群板上，會(huì)被設(shè)置兩個(gè)檢修窗口，以保證后續(xù)的檢測(cè)工作可以定期開(kāi)展，維護(hù)車(chē)體的運(yùn)作穩(wěn)定性。

2.3 動(dòng)力車(chē)總體布設(shè)情況

通常情況下，F(xiàn)XD3-J型動(dòng)力車(chē)多為四軸單獨(dú)司機(jī)室設(shè)置。同時(shí)，為保證車(chē)體在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)受到較大的外部阻力，會(huì)采用流線(xiàn)型的設(shè)計(jì)；并在車(chē)身的前端設(shè)置車(chē)鉤開(kāi)閉機(jī)構(gòu)和司機(jī)室；設(shè)置在機(jī)械室內(nèi)的中央貫通道寬度可達(dá)700 mm；同時(shí)，牽引變流器、復(fù)合冷卻器等機(jī)械設(shè)備會(huì)被設(shè)置在車(chē)內(nèi)，并采用平面斜對(duì)稱(chēng)的方式進(jìn)行布置；動(dòng)力車(chē)設(shè)備布置如圖2所示。車(chē)體下部一般會(huì)設(shè)有兩臺(tái)兩軸轉(zhuǎn)向架以及一個(gè)主變壓器，而車(chē)頂位置會(huì)設(shè)有兩臺(tái)受電弓和兩臺(tái)車(chē)頂避雷器；車(chē)軸軸頭部位會(huì)安裝四個(gè)接地裝置，在車(chē)內(nèi)的高壓柜中還會(huì)連接網(wǎng)側(cè)高壓電器；對(duì)司機(jī)駕駛室進(jìn)行深入分析后可知，其兩邊都設(shè)置了與之相匹配的側(cè)窗，這個(gè)窗戶(hù)能夠開(kāi)啟，同時(shí)還要在后墻的指定地方安裝相應(yīng)的門(mén)；站在客觀的角度出發(fā)來(lái)講，司機(jī)室主要由以下設(shè)備共同組成：一是操縱臺(tái)設(shè)備；二是前墻設(shè)備；三是后墻設(shè)備；四是左側(cè)墻設(shè)備；五是右側(cè)墻設(shè)備；六是頂面設(shè)備。室中還會(huì)配備兩個(gè)駕駛員座椅。車(chē)外設(shè)備包括頭燈標(biāo)志、輔照燈、車(chē)端連接設(shè)備等，動(dòng)力車(chē)主要采用獨(dú)立通風(fēng)方式，與此同時(shí)，共有三個(gè)通風(fēng)支路來(lái)保證獨(dú)立通風(fēng)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，讓車(chē)體內(nèi)的空氣可以與外部環(huán)境自由交換，針對(duì)通風(fēng)支路來(lái)說(shuō)，其通常由以下幾個(gè)部分一起構(gòu)成：一是牽引電機(jī)通風(fēng)支路；二是冷卻通風(fēng)支路；三是壓縮機(jī)通風(fēng)散熱支路。

2.4 牽引制動(dòng)特性

結(jié)合我國(guó)動(dòng)車(chē)組動(dòng)力車(chē)總體技術(shù)使用方面的要求，針對(duì)160 km/h速度等級(jí)的動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組通?？梢苑譃橐韵聨追N形式：一種是“1動(dòng)1控+7輛拖車(chē)”的短編方案；另一種是“2動(dòng)+16輛拖車(chē)”的長(zhǎng)編方案。為了保證固定編組能夠讓動(dòng)車(chē)組相對(duì)動(dòng)力得到分散，相關(guān)工作人員可依據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)采用不同編組形式，讓動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組車(chē)承載重量與車(chē)輛基本持平，例如，固定編組形式為“1Mc+xT+1Tc”,“1Mc+xT+1Mc”，這可保證車(chē)輛編組基于不同速度下其以下幾種參數(shù)均能滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：一是剩余加速度；二是啟動(dòng)平均加速度[4]。

2.5 對(duì)軸重加以明確

在對(duì)動(dòng)力車(chē)軸設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)編組載客量和牽引性能綜合考量，旨在讓二者適應(yīng)性得到有效保障。筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)建議相關(guān)人員需要對(duì)以下幾點(diǎn)予以高度重視：第一，動(dòng)力車(chē)設(shè)計(jì)軸重成19.5 t ；第二，無(wú)論是針對(duì)哪根動(dòng)軸的實(shí)際軸重來(lái)說(shuō)，均要和動(dòng)力車(chē)實(shí)際平均軸重之間的數(shù)值之差保持在2%的范圍內(nèi)為宜。第三，對(duì)于動(dòng)力車(chē)的車(chē)輪輪重而言，其和該軸平均輪中之差應(yīng)當(dāng)保持在小于該輪平均輪重3%的范圍內(nèi)為宜。第四，整車(chē)左右兩側(cè)的輪重差不得超過(guò)動(dòng)力車(chē)總重的1%。

2.6 重視運(yùn)營(yíng)維護(hù)

從我國(guó)當(dāng)前的動(dòng)車(chē)組使用的檢修體制上看，最為常見(jiàn)的一種體制為計(jì)劃性預(yù)防檢修，共可分為五級(jí)修程。其中，一級(jí)檢修以及二級(jí)檢修屬于運(yùn)用檢修；三級(jí)檢修、四級(jí)檢修以及五級(jí)檢修屬于高級(jí)檢修，通常是在具備一定資歷的單位實(shí)施。從客觀的角度出發(fā)來(lái)講，動(dòng)車(chē)組運(yùn)用維修通常以走行公里周期為主、時(shí)間周期為輔的檢修模式。這是因?yàn)閯?dòng)力集中動(dòng)車(chē)組主要以固定編組模式為主，其檢修環(huán)節(jié)讓以下方面發(fā)生了質(zhì)的改變：一是機(jī)車(chē)維護(hù)形式；二是車(chē)輛維護(hù)行為。在充分結(jié)合以下幾個(gè)方面基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)維護(hù)目的：一是已有機(jī)車(chē)檢修資源；二是客車(chē)檢修資源；具體維護(hù)過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)確保動(dòng)力車(chē)與拖車(chē)處于解編狀態(tài)，這個(gè)步驟應(yīng)當(dāng)分別在以下幾個(gè)地方進(jìn)行：一是機(jī)務(wù)段；二是車(chē)輛段。針對(duì)既有客車(chē)和機(jī)車(chē)修程對(duì)比，請(qǐng)1所示。

表1 既有客車(chē)與機(jī)車(chē)修程對(duì)比

3.環(huán)保效果

從客觀的角度出發(fā)來(lái)講，無(wú)論是針對(duì)動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組設(shè)計(jì)制造所使用的材料來(lái)說(shuō)，還是就部件防火而言，均要實(shí)施以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：一是DIN5510—2003,2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二是GB6771標(biāo)準(zhǔn)，旨在盡可能地預(yù)防火災(zāi)形勢(shì)進(jìn)一步蔓延。對(duì)牽引設(shè)備進(jìn)行深度剖析后可知，其一般匯集在動(dòng)力車(chē)的上面，基于這種背景下，動(dòng)力車(chē)輔助機(jī)組的工作次數(shù)應(yīng)當(dāng)在結(jié)合以下幾種手段的基礎(chǔ)上減少動(dòng)車(chē)組能耗以及運(yùn)行期間對(duì)四周環(huán)境噪聲輻射等級(jí)：一是壓縮機(jī)間隔啟動(dòng)；二是機(jī)車(chē)工況自動(dòng)調(diào)節(jié)等，其輻射噪聲與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處于一致的狀態(tài)?；趧?dòng)車(chē)組一動(dòng)不動(dòng)的情況下，我們就會(huì)看到自動(dòng)控制通風(fēng)機(jī)等相關(guān)設(shè)備通常都是基于低頻形式下進(jìn)行運(yùn)作的，顯然這樣能夠在無(wú)形當(dāng)中降低噪聲輻射的情況。從客觀的角度出發(fā)來(lái)講，因?yàn)榫幗M拖車(chē)上面不存在相應(yīng)的動(dòng)力設(shè)備，因此就能夠讓車(chē)廂噪聲等相關(guān)問(wèn)題得到妥善處理，促使越來(lái)越多的旅客可以獲得良好的乘車(chē)體驗(yàn)[5]。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組動(dòng)力車(chē)開(kāi)發(fā)的深度剖析，我們可以從中了解到其承載了新型的交流傳動(dòng)客運(yùn)電力機(jī)車(chē)技術(shù)平臺(tái)，能夠在很大程度上為我國(guó)更加深入的研究提供了有價(jià)值的參考信息。該動(dòng)力車(chē)的開(kāi)發(fā)讓我國(guó)交流傳動(dòng)動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組的空白得到了有效彌補(bǔ)，同時(shí)也對(duì)強(qiáng)化鐵路運(yùn)輸水平、舒緩鐵路運(yùn)輸瓶頸約束，及其提升我國(guó)相關(guān)企業(yè)的研究開(kāi)發(fā)水平，積極創(chuàng)建我國(guó)特色品牌的機(jī)車(chē)，促使鐵路裝備可以朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展等方面均有著積極的意義。