铁路货车新技术课件

时代列车,南车创造铁路货车新技术中国南车PPT课件标准图示库Page

3课程教案一、培训目的了解铁路货车技术现状和发展趋势二、培训内容铁路货车技术和发展趋势三、培训对象技术人员四、培训重点铁路货车新技术五、培训课时4小时六、培训方式集中授课Page

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2目录第一部分铁路货车技术现状第二部分国内外铁路货车技术对比第三部分铁路货车技术发展趋势Page

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概述车体结构技术第一部分铁路货车技术现状2制动技术45连接缓冲技术6转向架技术

铁路货车结构材料Page

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概述1第一部分铁路货车技术现状Page

71概述铁路货车技术三种模式重载和快捷并重重载快捷Page

8中国铁路货车技术采取重载和快捷并重模式现有60多万辆运用货车具备120km/h速度运行条件；通用货车载重70t级，运煤专用敞车载重已达80t；通用线路普遍开行5kt～6kt货物列车，运能提高29%～47.5%；大秦线全面开行1～2万t的重载列车，运能提高73%～108%；“十一五”1概述Page

91概述开展了轴重27t通用铁路货车和轴重30t专用铁路货车的研发，其中轴重27t的80t级通用货车和轴重30t的100t级运煤专用敞车已小批量生产投入试运行。“十二五”在大秦线成功开行了牵引总重达3万t的重载列车。积极开展160km/h快运铁路货车的技术研究。Page

101概述车辆轴重大车辆自重轻车辆载重大列车编组数量多牵引重量大重载Page

111概述美国、加拿大、澳大利亚、南非、巴西等国家铁路货车技术采用重载模式。允许轴重一般为29.8t～32.5t、每延米重一般在8.9t/m以上；澳大利亚煤炭、矿石运输专线允许轴重一般为32.5t～40t、每延米重一般为10～14t/m。列车编组牵引重量一般为2万t～3万t左右，最大达5万t。车辆载重轻Page

12法国和德国等欧洲国家铁路货车技术采用快捷模式；车辆轴重为16t～18t，列车运行速度一般为140km/h～160km/h，编组数量一般为20辆左右，牵引重量约为1500t。

1概述车辆轴重小列车运行速度快列车编组数量少快捷Page

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铁路货车结构材料2第一部分铁路货车技术现状Page

14车体结构材料专用铁路货车专用铁路货车中与货物接触部位通用铁路货车专用铁路货车中与货物接触部位2铁路货车结构材料屈服强度为295MPa、345MPa、400MPa、450MPa和500MPa的耐大气腐蚀系列钢不锈钢铝合金Page

15车辆主要部件结构材料转向架车轴车钩钩体钩舌钩尾框转动套牵引杆从板整体心盘座冲击座转向架摇枕侧架车轮2铁路货车结构材料CL60钢ZL铸钢E级钢E＋级钢B级铸钢B+级铸钢LZ50钢LZ45CrVPage

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铁路货车车体结构3第一部分铁路货车技术现状Page

17（1）通用敞车3铁路货车车体结构采用中、侧梁底架和侧壁承载的全钢焊接结构；两侧设有一定数量的下侧门和侧开门，新型侧开门设有自导向功能锁闭机构和防误关装置，具有较强的刚度和较好的开闭作业性能；新型下侧门与门框具有二级间隙，密封和锁闭性能可靠；新型侧柱采用断面为双曲面结构，改善了侧柱刚度，提高了侧墙抗外胀能力。Page

18（2）专用敞车3铁路货车车体结构无侧梁和端梁平底架结构端墙和侧墙与底架圆弧板连

接结构立柱外置板柱式侧墙结构，浴盆式底架结构立柱外置板柱式侧墙结构Page

193铁路货车车体结构无侧梁和端梁平底架结构端墙和侧墙与底架圆弧板

连接结构立柱外置板柱式侧墙结构等强度断面侧柱结构无侧梁和端梁平底架结构等强度设计焊接中梁端墙和侧墙与底架圆弧板

连接结构立柱内置板柱式侧墙结构Page

20我国通过增加车辆轴数来提高车辆载重，一种是采用三支点技术，另一种是采用多轴转向架。

3铁路货车车体结构Page

21（3）平车3铁路货车车体结构中、侧梁承载平底架结构，采用木地板或钢地板或其他材质地板。设有过渡端门。通用平车共用平车Page

22（4）凹底平车3铁路货车车体结构底架中部一定长度内比端部下凹一定高度，以利用下部限界，降低货物装载高度，避免超限。Page

23（5）集装箱平车3铁路货车车体结构中、侧梁底架承载集装箱车无侧梁的中梁承载底架集装箱车Page

243铁路货车车体结构大中梁、小侧梁底架承载集装箱车无中梁的侧梁承载底架集装箱车Page

253铁路货车车体结构无中梁的侧壁承载落下孔结构底架集装箱车Page

263铁路货车车体结构固定式、翻转式、伸缩式集装箱锁闭装置固定式F-TR型鹰嘴式结构锁头，同一集装箱的四个锁头鹰嘴朝向呈顺时针或逆时针方向布置。原位翻转式和推拉翻转式翻转式伸缩式Page

27（6）小汽车运输车3铁路货车车体结构双层小汽车运输车三层小汽车运输Page

283铁路货车车体结构轻油罐车粉状类罐车酸碱罐车重油罐车液化气罐车按装运介质分类（7）罐车Page

293铁路货车车体结构有中梁底架结构罐车无中梁牵枕结构罐车罐车结构型式采用无中梁牵枕结构可有效降低车辆自重和罐体中心距轨面高度（可降低30～80mm），提高车辆运行平稳性能，但罐体换装困难，一般用于装运弱腐蚀性介质罐车。Page

303铁路货车车体结构有中梁底架结构罐车罐体与底架卡带连接结构连接卡带上下鞍座罐体与底架压板连接结构压板螺栓压板Page

313铁路货车车体结构罐体结构直筒结构锥筒（鱼腹形）结构Page

323铁路货车车体结构棚车棚车结构型式（8）棚车通用棚车活动侧墙棚车活动顶盖棚车特种棚车Page

333铁路货车车体结构矿物漏斗车粮食漏斗车石砟漏斗车按装运货物分类（9）漏斗车Page

343铁路货车车体结构漏斗车结构型式内、外置侧柱板柱侧墙结构板柱、圆弧包板混合侧墙结构圆弧包板侧墙结构Page

353铁路货车车体结构矿物漏斗车矿物漏斗车主要类型煤炭漏斗车矿石漏斗车化工物料漏斗车Page

363铁路货车车体结构矿物漏斗车底门结构型式Page

373铁路货车车体结构香港车结构JMKEN型结构KZ70结构石砟漏斗车卸砟机构结构型式Page

383铁路货车车体结构粮食漏斗车卸货口主要结构型式百叶窗式卸货口和底门抽板式卸货口和底门Page

393铁路货车车体结构自翻车自翻车倾翻机构型式气压倾翻机构液气倾翻机构（10）自翻车Page

403铁路货车车体结构自翻车侧门开闭机构型式滚轮曲柄式侧门开闭机构抑制肘式侧门开闭机构Page

413铁路货车车体结构长大货物车长大货物车主要类型平底架车凹底架车（11）长大货物车落下孔车钳夹式车Page

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制动技术4第一部分铁路货车技术现状Page

434制动技术（1）空气制动机型

号国家120/120-1型控制阀中国150型控制阀中国DB-60型德国EP-60型美国ABDX型美国ABDEX型美国WF5型澳大利亚KE型分配阀德国C3W型法国483A型俄罗斯真空制动非洲世界铁路货车主要空气制动机类型Page

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上个世纪90年初我国研制了120型制

动机，2005年为满足重载铁路货车需要，在120型制动机基础上增加常用制动加速功能研制了120-1型制动机，2013年又在120型制动机基础上提高集成度、密封性和轻量化研制了150型制动机。4制动技术中国120/120-1型空气制动机Page

45120/120-1型控制阀的压力保持功能消除了空气系统泄漏的不良影响，列车管压力控制更准确，减少了列车中制动机发生自燃缓解的几率，提高了制动作用的稳定性，不仅满足我国铁路货车运行速度120km/h需要，也能满足万吨及以上等级长编组重载列车制动和同步操纵的要求。120-1型制动机还可与Locotrol动力分布无线遥控操纵系统及CCBII机车制动机匹配，满足大秦线2万吨重载组合列车的安全操纵要求。4制动技术Page

46中国120/120-1型空气制动机布置图4制动技术Page

474制动技术

为了提高长大和重载编组列车前后车辆制动的同步性，减小因列车前后车辆制动不一致而产生的列车冲击，提高列车制动性能，美国于1998年在空气制动基础上研制了电空制动系统即ECP和动力分布式控制系统即DP。美国EP-60型电空制动系统Page

484制动技术ECP是用微机系统直接控制副风缸向制动缸充风制动及制动缸缓解，空气是制动力产生的来源，但空气不作为制动指令传递的介质。EP-60型电空制动系统原理图Page

49美国EP-60型电空制动系统布置图（单元制动装置）4制动技术Page

504制动技术ECP和传动空气制动车钩受力示意图Page

51ECP有两种型式，一是独立式，二是叠加式（同时具有电空和空气制动系统），关键技术特征：制动波速快，整列车车辆几乎在同一瞬时制动、缓解，可

大幅度降低列车纵向冲动，牵引车钩力降低37%，制动车钩

力降低23%。副风缸随时充风，具有阶段缓解功能，可防止长大下坡道上

因充风不足发生放飏的危险。制动距离缩短：50～70%。可防止意外紧急制动危险。具有制动故障检测功能4制动技术Page

52DP是司机对分散牵引列车中分布的机车进行同步或独立操纵的系统。分为两类：WDP—用有线通讯电缆贯穿全列车作为通讯手段。Locotrol—用无线通讯作为通讯手段。4制动技术DP原理图Page

53制动新技术（2）制动系统新技术空重车自动调整装置闸瓦间隙自动调整装置不锈钢制动管路球芯折角/截断塞门组合式制动梁4制动技术嵌入式不锈钢储气缸高摩合成闸瓦脱轨自动制动装置旋压式制动缸Page

544制动技术脱轨自动制动装置

脱轨自动制动装置利用车辆脱轨时车体与车轴的相对位移，采用拉环抱车轴的结构来探测脱轨信号，并通过机械装置将脱轨时车轴对拉环或车轴对顶梁的顶力传递给与制动主管连通的制动阀杆（作用元件），顶断或拉断制动阀杆使制动管压缩空气排入大气，列车立即发生紧急制动作用。Page

554制动技术（3）手制动机手制动机车端操作NSW型手制动机两侧操作FSW型手制动机Page

564制动技术（4）传动基础制动装置下拉杆滑槽式下拉杆滑槽式Page

574制动技术（5）集成式/单元制动装置集成式/单元制动装置TMX型单元制动装置DAB-1型集成制动装置Page

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连接缓冲装置5第一部分铁路货车技术现状5连接缓冲装置Page

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连接缓冲装置是连接铁路货车车辆及机车编组成列车、并传递和缓和列车车辆间在运行或调车编组作业时所产生的牵引和冲击力。车钩钩尾框牵引杆缓冲器5连接缓冲装置Page

60（1）主型车钩车钩13/E型车钩CA-3型车钩17/F型车钩16/FR型车钩链子车钩Page

61（2）牵引杆牵引杆无间隙牵引杆普通牵引杆5连接缓冲装置Page

62（3)关节连接器5连接缓冲装置

关节连接器为纵向无间隙结构，运用中产生的磨耗间隙可自动消除，双联车可将列车纵向间隙减少1/3，三联车可将列车纵向间隙减少1/2，这将大大减小列车纵向冲动，提高列车运行安全性。Page

63（5）钩尾框钩尾框铸造钩尾框锻造钩尾框钩尾框体连接板5连接缓冲装置Page

64缓冲器作用降低由纵向冲击力引起的车钩横向分力和车辆脱轨系数，从而提高列车运行的稳定性和平稳性，确保铁路运输安全。吸收列车运行及编组调车作业时机车与车辆、车辆与车辆间的纵向冲动能量，缓和车辆间的冲击，降低车钩纵向力，减轻车辆及所运货物的损坏，改善列车纵向动力学性能。5连接缓冲装置（6）缓冲器5连接缓冲装置Page

65HM-2HM-1HN-1我国主型缓冲器MT-25连接缓冲装置Page

66TF-88双盒缓冲器美国主型缓冲器SL-76Mark50Page

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转向架6第一部分铁路货车技术现状Page

68类

型结构型式轴重等级速度等级铸钢三大件式传统结构16t18t21t25t27t32.5t35.7t40t80km/h100km/h120km/h控制型结构侧架中交叉支撑连接结构侧架中交叉支撑连接结构侧架下交叉支撑连接结构侧架弹簧托板连接结构旁承承载结构侧架副构架连接结构整体焊接构架式不带摇动台结构16t，18t21t100km/h带摇动台结构16t，18t160km/h6转向架（1）结构型式Page

691524334211998～2003年，研制开发了21t轴重、商业运

行速度120km/h的转K2、转K4型转向架。2005年研制开发了系列25t轴重的转K5、

转K6、转K7型提速重载转向架。2009年开始研制系列27t轴重的DZ1、DZ2、DZ3型转向架和30t轴重的DZ4、DZ5、DZ6型转向架；研制速度160km/h快运转向架6转向架（2）我国转向架发展历程Page

70结构型式侧架摆动式侧架交叉支撑杆连接侧架副构架连接6转向架（2）我国主型转向架6转向架Page

71主要技术措施：采用连接装置如采用侧架交叉支撑、弹簧托板加强摇枕、侧架的控制，采用副构架及交叉连杆控制前后轮对，提高转向架运行稳定性。

采用一次或二次磨耗型车轮，提高轮辋硬度，优化车轮和钢轨的匹配轮廓设计，降低轮轨磨耗。

采用轴箱弹性垫，减轻簧下质量，降低轮轨间的动作用力,同时使轮对呈径向通过曲线，改善曲线通过性能。Page

726转向架采用常接触弹性旁承，控制车辆摇头回转运动，提高运行稳定性。采用两级刚度弹簧，加大弹簧的静挠度，提高弹簧的柔度，改善车辆的垂向性能。采用缩短型轴承，优化车轴轴颈的设计结构，提高轴承的承载能力和车轴的可靠性。采用高分子耐磨材料技术，提高磨耗件的可靠性和可维修性。

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73结构型式中国160km/h转向架法国Y37型焊接构架转向架意大利FLAT转向架（3)快运转向架6转向架Page

74主要技术措施：

采用非线性的轴箱弹性悬挂，减轻簧下重量，降低轮轨作用力

，改善车辆动力学性能减小转向架的二系横向刚度；

为保证车辆在高速情况下稳定运行，轴箱定位刚度值不能

太小。而影响车辆平稳性最敏感的因素是转向架的二系横

向刚度值；减少悬挂中的磨耗件；

快速货车转向架应尽量减少悬挂中的磨耗件，最好实现无

磨耗、在结构上可采用弹性定位，液压减振器等方式来实现。增加三大件转向架的抗菱刚度或采用H型焊接构架；Page

75采用常接触弹性旁承；加装常接触弹性旁承对于提高车辆运动稳定性非常有效，常接触弹性旁承还能有效地抑制车体的侧滚运动，避免车体侧滚出现刚性冲击和降低轮重减载率，但常接触弹性旁承过大的回转力矩会恶化车辆的曲线通过性能，因此在选择常接触弹性旁承的回转阻力矩时同时兼顾运动稳定性和曲线通过性能。采用盘形基础制动；欧洲国家铁路对120km/h以下的转向架采用单侧或双侧踏面制动，当速度提高到140km/h以上时，普遍采用盘形制动加防滑器的方式。Page

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铁路运营里程线路条件第二部分国内外铁路货车技术对比2站场长度及信号区间45车辆限界6车辆轴重

运营模式列车牵引重量78列车运行速度Page

77第二部分国内外铁路货车技术对比1.铁路运营里程运营里程（万公里）美国2311.28.76.44.74.243中国俄罗斯印度加拿大德国澳大利亚法国巴西南非2.12.91.7英国Page

78第二部分国内外铁路货车技术对比2.运输模式重载模式美国加拿大、澳大利亚、巴西和南非等国家大力建设重载铁路专线和发展重载货物运输，铁路货运以重载运输为主。欧洲国家铁路主要实行客货共线运营方式，铁路货运以快捷运输为主。中国既有铁路采取“客货共线”运营，为尽可能在既有线路条件下提高运输能力，坚持发展快捷和重载并举的铁路货运模式。重载+快捷模式快捷模式Page

79第二部分国内外铁路货车技术对比既有通用线路现应用货车轴重不大于23t、每延米重不超过8t/m，大秦线允许货车轴重不大于25t、每延米重为8.33t/m。3.线桥条件中国美国、加拿大南非、巴西澳大利亚货运线路、桥梁允许货车轴重一般为29.8t～32.5t、每延米重一般在8.9t/m以上；煤炭、矿石运输专线允许货车轴重一般为32.5t～40t、每延米重一般为10～14t/m。Page

80第二部分国内外铁路货车技术对比美国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家重载运输线路站场条件优越、线路信号区间较长，如美国线路信号区间最长为4500m，可以实现长大编组的重载运输。

我国既有站场长度主要为850m和1050m，线路信号区间最长为2000m，限制了我国通用线路的列车编组长度。4.站场长度及信号区间Page

81第二部分国内外铁路货车技术对比美国、加拿大和澳大利亚限界尺寸较大，车辆断面尺寸限制较小。我国铁路机车车辆限界在距轨面高3.6～4.8m范围内宽度缩减较大；在距轨面高0～1.25m范围内宽度由3.4m缩减为3.2m，影响了车辆的最大宽度。5.车辆限界Page

82第二部分国内外铁路货车技术对比6.车辆轴重既有通用货车轴重23t、专用货车轴重25t，正在研制通用货车轴重27t，专用车30t。中国美国、加拿大巴西澳大利亚既有货车轴重一般为32.5t、专用货车轴重35.7t，正在研制货车轴重39t；煤炭、矿石运输专用货车轴重一般为32.5t，最大为40t，正在研制45t。欧洲俄罗斯一般车辆轴重为22.5t，部分车辆轴重为25t。Page

83第二部分国内外铁路货车技术对比美国、加拿大、澳大利亚、南非的煤炭运输列车编组一般为2万t左右，澳大利亚、巴西、南非的矿石运输列车编组一般为3万t及以上。我国通用货物列车牵引重量提高到5000～6000t，重载运煤列车牵引重量达到1万t～2万t，2014年4月在大秦线试开行了牵引重量达3万吨的重载列车。7.

列车牵引重量Page

84第二部分国内外铁路货车技术对比美国、加拿大、澳大利亚、巴西和南非等国家多采用经济运行速度，运行速度一般为50～80km/h，以降低列车纵向冲动，减轻轮轨磨耗，降低燃油消耗，提高综合经济效益。欧洲国家铁路货运主要采用快捷运输，运行速度一般为140～160km/h；我国铁路货车实际运行速度大部分为70～80km/h，自2006年第六次铁路大提速后，部分货物列车运行速度达到120km/h。8.

列车运行速度Page

85轨道交通装备“十三五”发展规划第三部分铁路货车技术现发展趋势发展思路推动原始创新引领绿色技术拓展国际空间打造主导品牌Page

86第三部分铁路货车技术现发展趋势发展战略推进信息化与工业化融合（工业4.0：智能化、数字化）突破产业内相关核心技术和关键技术推动主机与关键系统协同发展构建具有世界先进水平的现代轨道交通装备研发、制造体系Page

87第三部分铁路货车技术现发展趋势发展目标主要产品达到国际先进水平掌握一批核心技术，拥有一批知识产权，形成一批国际知名品牌和专利标准及认证体系与国际全面接轨培育拥有先进轨道交通系统总承包商资质的大型企业Page

88第三部分铁路货车技术现发展趋势工业革命4.0—从智慧工厂到智能生产主题：智慧工厂—智能化生产系统和过程，网络化分布式生产设施智能生

产—企业生产物流管理、人机互动、3D打印及增材

制造等技术的应用智能化数字化绿色化Page

89全面加强关键核心零部件的技术研究。

我国关键核心零部件的研发基础相对薄弱，缺乏深入系统的理论研究，难以满足主机发展的需要，还未完全摆脱对国外核心技术和关键零部件的依赖，在产品的安全性、可靠性和使用寿命等方面与发达国家仍存在一定差距；我国基础零部件、基础制造工艺、基础材料的发展水平相对较低，配套产品性能质量和可靠性与国外差距明显，基础工业体系对轨道交通装备产业的支撑不足。第三部分铁路货车技术现发展趋势Page

90四基基础工艺质量技术基础基础材料基础零部件2014年，中国工程院牵头向国务院提交了“工业强基”发展战略的公开信，建议将“工业四基”技术研究提升到国家战略高度。第三部分铁路货车技术现发展趋势Page

91适应我国经济发展和铁路发展新形势，结合既有路网条件，在既有的70t级通用货车、80t级专用货车和120km/h提速货车三大产品技术平台基础上，借鉴国外铁路货车技术发展成熟经验，立足自主创新，构建三大产品技术平台。载重100t级及以上专用货车技术平台载重80t级通用货车技术平台160km/h快捷铁路货车技术平台积极开展铁路货车技术研究，构建三大产品技术平台。第三部分铁路货车技术现发展趋势Page

92构建载重100t级及以上专用货车技术平台突破大轴重铁路货车及制动系统、连接缓冲装置及转向架等关键技术，在重载铁路货运专用线路条件下：发展轴重30t、商业运营速度100km/h、载重100t级铁路专用货车，满足3万吨重载组合列车编组要求。发展轴重40t～45t、商业运营速度90km/h、载重150t级的铁路专用货车，满足4万吨重载组合列车编组要求。第三部分铁路货车技术现发展趋势Page

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突破连接缓冲装置及转向架等关键技术，在客货分线后的既

有通用线路条件下，尽快完成轴重27t、商业运营速度100km/h、载重80t级铁路通用货车等代表性产品试运行和批

量生产运用，满足1万吨列车编组要求。构建载重80t级通用货车技术平台第三部分铁路货车技术现发展趋势Page

94突破快捷铁路货车及制动系统、连接缓冲装置及转向架等关键技术，发展轴重18t、商业运营速度160km/h快捷集装箱平车、棚车、冷藏车，开展门到门的运输模式，建160km/h快捷铁路货车技术平台，拓展铁路货运新媒介、新领域。尽快完成国内

160km/h快捷集装箱平车、棚车等代表性产品试运行。构建160km/h快捷铁路货车技术平台第三部分铁路货车技术现发展趋势Page

95跟随