多功能铁路货运车组创新设计研究

1 引言

相比其他运输方式，铁路以其高度集约化的运输特点，能够承载大量的货物，实现大规模、长距离的运输[1]。铁路货运领域中，货物运输需求日益多样化，既有散货运输需求，又有集装箱运输需求[2]。现行铁路货运体系中，机动车辆与集装箱运输普遍存在车型适配性问题。针对机动车辆运输，传统平车采用轮楔固定方式实施加固作业，该技术特性直接导致车辆必须配置木质地板。然而这种工艺存在显著缺陷：当履带式装备（如工程机械或军用车辆）在木质地板上移动时，其接触压强很高，远超木地板的承压极限，导致地板破损率高达 78‰ 。更关键的是，现有平车因端部缺乏爬梯装置，迫使装卸作业必须依赖吊装设备或等高站台。基于上述技术瓶颈，新一代多功能铁路货运车组通过集成端部气动爬梯系统、高强钢地板（Q450NQR1 材质）及模块化锚链槽装置，成功将装卸效率提升至传统车型的3.2 倍。

2 多功能铁路货运车组

本多功能铁路货运车组采用模块化编组，其中端部为 2 辆装卸平车，中间根据运输需要可编组若干辆运输平车，如图1。

图1 多功能铁路货运车组

2.1 端部装卸单元

车组端部配置两台专用装卸平车，装卸平车二位端集成气动伸缩爬梯系统。该装置通过手控阀控制，可实现 ≤90 秒快速展开/收合。爬梯工作倾角 16^∘ ，最大承载能力 70 吨，支持 M1A2 型主战坦克等重型装备自轮装卸。一位端设置宽度 3.2m 的不锈钢渡板（022Cr21Mn5Ni2N 材质），展开后与运输单元形成连续承载面，跨接间隙 ≤200mm 。

2.2 中部运输单元

车组中部根据运输需要可编组若干辆运输平车。运输平车两端均设置宽度 3.2m 的不锈钢渡板（022Cr21Mn5Ni2N 材质），渡板展开后可形成一个畅通无阻的平台。

2.3 快速锚固系统

装卸平车和运输平车载货平台上均设置 4 条平行锚链槽，每辆车根据需要可配置若干条捆绑装置，捆绑装置可在锚链槽里滑动，根据捆绑加固需要在锚链槽里任一点固定。锚链槽采用高强度钢制作。捆绑装置由链条、拉涨设备、卸扣、吊钩、锚等组成。根据运输货物的重量选择若干套捆绑装置进行捆绑加固。每辆车上布置有6 个备件箱，用于存放捆绑装置。

2.4 集装箱锁头

车辆上的集装箱锁头均为翻转式锁头，当运输集装箱时，锁头朝上，用于固定集装箱；当运输轮式车或履带式车辆时，锁头朝下，同时车间渡板展开时，车组的地板面形成一个畅通无阻的平面，便于机动车辆在车辆之间的通行。每辆车上布置有16 组可翻转式集装箱锁头，当锁头朝上时，可用于运输以下5 种ISO 标准集装箱组合：

a.3× 20ft

b.l× 20ft+1× 40ft

c.2× 20ft

d.1× 20ft

e.1× 40ft

2.5 爬梯

爬梯装置可设置在装卸平车二位端，爬梯装置设有两个控制柜，两个控制柜可以分别布置在车辆的两侧。每个控制柜里均设有一个手控阀，操作人员可在货车的任意一侧通过操作手控阀控制爬梯的展开和收起。爬梯装置采用气压驱动，配备两个储气罐，当平车所在的车列与机车连挂后，储气罐则会充气。储气罐通过在制动主管上引出一个分管路进行充气，在分管路上设有截断球阀、Y 型过滤器、单向阀，确保压缩空气只能从制动主管进入储气罐，且在进入过程中会过滤掉压缩空气中的沙尘、水分等杂质，以免影响控制系统的性能。

爬梯装置配备了简便的捆绑加固装置，在爬梯收起时能有效固定爬梯。同时爬梯在转动轴处设有衬套，能有效减少转轴处的磨损。爬梯装置通过气压控制，不需要配备电磁阀和电源，结构简单。也不需要工人手工收放爬梯，减小劳动强度。

2.6 渡板

装卸平车一位端，运输平车一位端、二位端均设有渡板。当到达卸货站点时，车组所有渡板展开后可形成一个畅通无阻的平台，机动车可以安全的在车辆之间通行。车组行驶时渡板处于垂直立起状态，便于车组通过小半径曲线，通过校核，车组可以通过以下曲线：

a. 最小半径 110m 的单曲线；

b. 最小半径 160m 的反向曲线；

c. 最小半径 600m 的凹形竖曲线；

d. 最小半径 600m 的凸形竖曲线。

渡板包括端门、传动机构、端板支撑组等组成。传动机构安装于端门内，通过连杆组成连接端门的折页及端板支撑组的折页挡座，通过手把通过传动轴旋转抬起或落下自锁挡铁，可实现任意一侧操作端门绕端板支撑组中的折页挡座连接的销销旋转打开或关闭，提高操作的效率、便捷、安全及可靠性。

3 车组装卸流程

本车组采用模块化编组方案，列车两端各有一辆装卸平车，中间最多可编组50 辆运输平车。装车流程如下：

a. 装卸货时车组被一辆机车推至站台侧线。b. 装卸平车头车的爬梯展开，方便机动车辆从侧线的端部平台行驶到列车上。c. 装卸平车和运输平车的车间渡板根据需要展开，方便车辆行驶到其他平车。d. 装载完成后，爬梯和车间渡板应收起。e. 机车将列车拉出侧线，到达另一端与第二台机车连挂的位置。 列车准备发车。到达装卸站后，车组进行卸车，卸车流程如下：a. 头部机车解钩并行驶至另一条轨道。 然后，列车被后部机车推至侧线。b. 装卸平车和运输平车的车间渡板根据需要展开，方便车辆驶离其他货车。c. 装卸平车头车的卸货爬梯展开，方便机动车辆从列车行驶到端部平台。d. 卸载完成后，卸货爬梯和车间渡板应收起。e. 机车将列车拉出侧线，到达另一端与第二台机车连挂的位置。 列车准备发车。

本车组既能运输各种尺寸和不同重量的机动车（有橡胶轮胎或履带的车辆），也能运输 5 种 ISO 标准集装箱组合。车组运输机动车辆时，一辆货车能够运输一辆或多辆具有以下特征的机动车辆：

a. 长度不超过 14m 的车辆；

b. 宽度不超过 3.7m 的车辆；

c. 高度不超过 4.3m 的车辆；

d. 重量不超过70t 的车辆；

e. 有橡胶轮胎或履带的车辆。

参考文献：

[1] 赵士超.现代物流背景下的铁路货运物流化发展探讨[Q]中国储运，2023（09）.

[2] 孙晓云，于海生，张忠.NX_（70A）型共用平车的研制[Q]铁道车辆，2010（07）.

作者简介：彭先洪，（1988-）男，汉族，学士，工程师，从事铁道货车车辆研究。