符合TSI認(rèn)證規(guī)范的Zags型液化氣罐車研制

白云記，阮 靜

(中車山東機(jī)車車輛有限公司 軌道車輛研究所，山東 濟(jì)南 250022)

2009年，中車山東機(jī)車車輛有限公司針對(duì)歐洲鐵路貨車發(fā)展?fàn)顩r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(jìn)行歐洲移動(dòng)式壓力容器的研究工作，對(duì)歐洲壓力罐車、低溫罐車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)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(jī)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(rèn)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(dòng)式壓力容器指令(2010/35/EC)[2]、鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則(RID)[3]的設(shè)計(jì)認(rèn)證和生產(chǎn)質(zhì)量認(rèn)證，并取得了相應(yīng)的證書，通過了產(chǎn)品用戶驗(yàn)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(yùn)行，用于運(yùn)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(hù)欄及走板組成、裝卸裝置、制動(dòng)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(biāo)記；4.制動(dòng)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(hù)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(bǔ)強(qiáng)板等組成。罐體材料主要采用P460NL2改進(jìn)型高強(qiáng)度細(xì)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(jī)卡帶連接。

3.3 護(hù)欄及走板組成

護(hù)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(jìn)入罐體內(nèi)部和進(jìn)行手制動(dòng)操作。所有的腳踏均進(jìn)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(gè)DN80液相底閥、1個(gè)DN80氣相底閥、2個(gè)DN80側(cè)面液相閥、2個(gè)DN80側(cè)面氣相閥、出口管、氣相管等組成。

3.5 制動(dòng)裝置

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

手制動(dòng)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(tái)上的制動(dòng)手柄進(jìn)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(duì)組成、軸箱懸掛系統(tǒng)、構(gòu)架總成、基礎(chǔ)制動(dòng)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(jí)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(dòng)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(dòng)裝置采用吊掛式雙側(cè)閘瓦制動(dòng)結(jié)構(gòu)，采用高磨合成閘瓦。

4 試驗(yàn)

車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)、制動(dòng)性能試驗(yàn)、噪聲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等型式試驗(yàn)委托PROSE公司進(jìn)行。

4.1 車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)

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(duì)Zags型液化氣罐車進(jìn)行車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)。重車試驗(yàn)時(shí)裝載53.6 m3的水，全車布置46個(gè)應(yīng)變片測點(diǎn)進(jìn)行測試。測試結(jié)果顯示，46個(gè)測點(diǎn)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(yàn)結(jié)果表明，車體靜強(qiáng)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(dòng)性能試驗(yàn)

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

4.3 噪聲試驗(yàn)

噪聲試驗(yàn)在瑞士Kerzers(凱爾澤斯)—Müntschemier(明切米爾) 之間的線路上進(jìn)行。對(duì)每個(gè)要求的試驗(yàn)速度(120 km/h、80 km/h)分別進(jìn)行了不少于4次的超車測量。測量前后用聲學(xué)校準(zhǔn)器在94 dB下對(duì)傳聲器進(jìn)行校準(zhǔn)，2次校準(zhǔn)的偏差均小于0.5 dB。試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)速度從120 km/h降低至80 km/h時(shí)，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(yàn)

沖擊試驗(yàn)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(yàn)沖擊速度為12 km/h。先在空車上進(jìn)行18次初步撞擊，隨后進(jìn)行41次滿載罐車撞擊空載罐車的試驗(yàn)。試驗(yàn)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(jì)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(rèn)證并實(shí)現(xiàn)荷蘭注冊(cè)。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(gè)大修期)的運(yùn)用考驗(yàn)，運(yùn)行情況良好。該車的研制成功使中車山東機(jī)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(dòng)式壓力容器的設(shè)計(jì)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(shí)也具備了向45個(gè)RID簽約國出口液化氣罐車的資質(zhì)。