10.11 軌道交通:C80(H)型鋁合金運煤敞車的研製背景

我國現有載重80t級,批量應用的敞車主要有C80(H)/C80B(H、F)和C80E(H、F)三種車型,主要區別在車體材料,結構形狀和軸重上。C80(H)車體底架主要承載結構是Q450NQRI高強度耐候鋼,其他部位材料是鋁合金,C80B主要承載結構也是Q450NQRI高強度耐候鋼,與煤接觸的主要型材和板材 T4003不鏽鋼,C80E車體底架主要承載結構是Q450NQRI高強度耐候鋼,其他主要型材和板材是T4003不鏽鋼和S450AW/EW高耐蝕鋼,這些車基本用在運煤專用線上。首先跟大家介紹下C80(H)型鋁合金運煤敞車,我們會經常在C80車體標記看到兩種車型標記,一個是C80(採用的是齊廠主導設計的K6轉向架),另一個是C80H(採用長江公司主導設計的K5轉向架),車體、制動和鉤緩都是一樣的。

軌道交通:C80(H)型鋁合金運煤敞車的研製背景

1. 研製背景

1.1 國外概況

世界鐵路貨車技術發展可分為兩大流派,一是以美國、加拿大、澳大利亞、南非、巴西為代表的重載技術,主要特徵是車輛軸重大、載重高、自重輕及列車編組輛數多;二是以法國、德國等歐洲國家為代表的快捷技術,其主要特徵是車輛運行速度高、列車編組數量少。而採用重載技術是提高煤炭、礦石等大宗散粒貨物的運輸能力及綜合經濟效益的最有效途徑

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從車輛技術參數方面看:

美國、加拿大絕大多數軸重為29.8t、32.43t,也有少量貨車軸重為35.7;其載重大多數為90~110t級,少量貨車載重達120t。澳大利亞軸重主要為25t、30t、35t,少量礦石車軸重為40t;載重97~98t,少量達110~120t。南非煤車軸重為26t、載重84t。

從車體使用材質方面看:美國、加拿大煤車車體材料多為鋁合金,少量為耐候鋼;由於鋁合金車自重輕、載重大、耐腐蝕,大大提升了重載列車的運輸效率,與鋼製車輛相比,具有巨大的經濟效益,因此美國從1993年起已經停止生產鋼製煤車而全部採用鋁合金煤車。南非、澳大利亞煤車、礦石車車體材料多為耐候鋼,近15年來不鏽鋼發展較快。

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從重載列車技術方面看:美國、加拿大主要採用動力分散牽引,車組內車輛間採用牽引杆連接;列車編組:普通列車為100~150輛,牽引噸位為15000~17500t,運煤專列為17500~20000t;運行速度一般為50~60英里/小時(80~96km/h)。

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澳大利亞也採用動力分散牽引及牽引杆技術;列車編組一般為192~240輛,牽引噸位為17450~29000t;運行速度為80km/h左右。南非礦石車則採用動力集中牽引,部分車輛採用了ECP電空制動技術;列車編組一般為200輛,牽引噸位為20800t,運行速度為50~60km/h左右,最高達80km/h。

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1.2 國內情況

我國鐵路重載運輸始於20世紀80年代末期。首條重載運煤專線大秦線的設計能力為年運量1億噸,列車牽引重量為5000~6000t,編組輛數60~72輛,列車長度720~864m,最高運行速度為空車70km/h、重車80km/h。所用主型車輛為C63A型運煤敞車,還有少量的C64型通用敞車;車輛的載重為61t、自重23t、軸重21t。

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大秦線線路斷面示意圖

在實際運用和萬噸列車試驗中發現既有的60t級車載重量小、運行速度低,車輛的強度考核標準低、運用安全可靠性較差,不適應開行2萬噸重載列車的要求,也難以實現大秦線年運量達2億噸的運輸需要。

隨著國民經濟的快速發展,全國煤炭運輸緊張的矛盾日益突出。“三西”地區(山西、陝西、內蒙古)煤炭產量過剩,而沿海地區煤炭供應緊張。擔負著西煤東運任務的大秦鐵路運力不足所形成的對國民經濟“瓶頸”效應在我國凸現明顯。

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因此,在大秦鐵路運輸密度很難提高的情況下,提高運輸能力的唯一途徑就是增加貨車的載重量,實現擴能增效。為此,鐵道部提出了在大秦線開行2萬噸重載列車,2005年達到年運量2億噸、2010年達到年運量4億噸的運輸目標。

按照“先進、成熟、可靠、經濟、適用”的十字方針,在保證安全可靠性的前提下,以提速、重載為核心,以新材料的應用為重點,以降低檢修、維護成本為目標,借鑑美國、加拿大、南非等國家開行重載列車的成功經驗,實施以系統引進關鍵技術與自主創新相結合的技術發展路線,研製載重80t的C80型鋁合金運煤敞車。

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