快捷貨車的特點分析與展望

黃乾興 王歡歡

摘 要：文章概述了我國鐵路快捷貨車的發展歷程，進一步探討了快捷貨車的特點和關鍵技術，并對快捷貨車今后的發展方向進行了展望，以期為我國快捷貨車的未來設計和發展方向提供一定的參考。

關鍵詞：鐵路快捷貨車 特點 關鍵技術 展望

1 引言

隨著近幾年我國高速鐵路動車組技術的快速發展，人們被動車組的舒適性和速度征服的同時，對鐵路貨運速度的要求也在不斷提高，尤其隨著物流行業的迅速發展，人們對快遞效率的要求也越來越高。因此如何最大限度利用既有線路來發展我國的快捷貨車成為一個亟待解決的問題。早在二十一世紀初開始，我國就一直在研究適合我國鐵路線路的快捷貨車，通過借鑒國內外原有鐵路貨車和高速動車組技術和運用經驗，同時在滿足國家提倡的綠色環保新要求的基礎上，我國的科研技術人員就潛心研發了多種鐵路快捷貨車，并完成了相關的車輛動態性能試驗和運行模擬實驗[1]。鐵路貨車速度由最初的80km/h提高到120km/h，近幾年我們又研發生產出了多款時速為160km/h的快捷貨車，由此可見我國鐵路快捷貨車技術取得了很大的突破。但隨著快捷貨車速度的不斷提高，快捷貨車隨之也出現了一些急需解決的問題，如列車的噪聲和穩定性問題，因為大量的研究表明：快捷貨車的噪聲與列車的運行速度有著密切的聯系，其橫向和垂向平穩性與列車的速度也有十分緊密的關聯，即快捷貨車的速度越高其產生的噪聲就越大，同時列車橫向和垂向平穩性也就越差。列車的平穩性直接影響貨物運輸安全性和完整性，同時列車的平穩性也會影響輪軌之間的磨耗，從而影響鐵道線路的養護和維修成本，導致其綜合運營經濟性不佳[2]；而其產生的噪聲也會對周圍環境和居民造成一定的。

2 國外快捷貨車的特點

自上世紀八十年代開始，歐美等一些國家就開始了鐵路快捷貨車的研發和運行。在歐美地區，他們的快捷貨車一般會采用“短編組、小質量、快速度”的形式，主要利用快捷貨車運輸一些附加值高的產品，如冰箱、電視機、汽車、新鮮蔬菜或者海鮮等，列車速度控制在160km/h左右。根據國內外鐵路快捷貨車運用情況，如果運行速度超過120km/h，僅有一系懸掛的轉向架基本不能滿足運行要求。因此，配備兩系懸掛成為快捷貨車轉向架的必然選擇[3-5]?？旖葚涇囖D向架的一系懸掛主要由垂向液壓減震器、軸箱等組成；二系懸掛系統的主要組成包括空氣彈簧、空氣彈簧下的橡膠堆、車體高度調整裝置、縱向液壓減振器等。

歐美快捷貨運可以大致分為兩大類：第一類的快捷貨車是直接通過改良傳統的棚車和集裝箱貨車而來，如德國的Sgss-Y集裝箱快捷貨車以及法國的Sernam200型快捷列車等；第二類的快捷貨車一般是由普通客車改進而來，如法國研發的TGV型郵政快捷貨車和英國研制的325型快捷貨車。

2.1 德國快捷貨車的技術特點

以德國的Sgss-703集裝箱快捷貨車（如圖1所示）為例對其技術特點進行分析。在20世紀90年代初，德國就開始對快捷貨車制定標準并開始了相關的研制，其制定的標準有五個：第一、鐵路快捷貨車在既有線的運行速度要達到140km/h，新修線路的運行速度要達到160km/h的標準；第二、鐵路快捷貨車的軸重不能低于18t；第三、鐵路快捷貨車的最大長度不能超過700m；第四、鐵路快捷貨車的牽引最大質量總和設定為1500t；第五、鐵路快捷貨車要配備有車體調整裝置以及列車制動控制裝置等。在這個標準基礎上，德國很快就分別研發出了Sgss-Y703型集裝箱快捷平車、Hbillss-Y307型滑動側墻棚車快捷貨車（如圖2所示）。

這兩款快捷貨車的最高運營速度均可達160km/h，Sgss-Y703集裝箱快捷平車的主要技術參數見表１。

德國Sgss-Y703集裝箱快捷平車的轉向架上裝有縱向減震元件，在傳統集裝箱貨車轉向架的基礎上增加了列車減震裝置和車體高度自動調節裝置，以保證所運輸貨物的完整性；又對傳統貨車的運行速度進行了提升，提高了列車的運輸效率；將該車的軸重進行了優化，減少了車輛和軌道之間的相互作用力，減少了道路的維修和養護；改進了列車的走行部和制動裝置，使該快捷貨車的穩定性和制動效果得到了很大的提升。德國采用客貨分時共線、獨立運行的運輸模式。高鐵客運動車組的運行時間一般為6：00—24：00，貨物列車的運行時間為21：00—次日6：00，在21：00—24：00實行客貨混運。為保障列車運行安全，該時段不允許客貨列車會車。

2.2 法國高速貨運的技術特點

法國是鐵路高速貨運的先驅。早在二十世紀八十年代中期年，法國就在高鐵線路上成功運營了TGV郵政專列（如圖3所示），該TGV郵政專列貨車的運營速度可以達到270km/h，運送效率十分高，其主要運輸包括信件、小件快遞等小型快件。它是由第一代TGV客車改進而來，將原有車輛的座椅拆除，以保證車廂能放更多的貨物；又對列車的運行速度進行了優化，提高了列車運輸貨物的效率；同時對列車的車廂和轉向架進行了改造，并改進了制動系統，提高了該快捷貨車的運行穩定性和經濟性。法國鐵路部門為了使高速貨運不影響鐵路客運的運行安全，同時提高其貨物運輸的高效性，TGV郵政專列貨車主要在夜間運行。隨著世界經濟的發展，2012年，法國研制了速度高達300km/h的貨運專列，主要運輸附加值較高的貴重物品。

法國采用的是客貨分流的模式，這種模式既可以保證貨車不和客車相互影響，又保證了貨物運輸的特定時間。

3 我國快捷貨車的特點

和歐美等一些發達國家相比，我國科研人員對快捷貨車的研制較晚。目前，我國大多數的快捷貨車轉向架基本是通過參考準高速或高速客車轉向架研制的，所以一般快捷貨車轉向架的二系懸掛與高速客車類似。但快捷貨車轉向架相比傳統的貨車，普遍具有整體質量較輕、抗菱剛度較大等優點。

進入21世紀以來，在鐵道部門的牽頭下，我國十分重視鐵路快捷貨車的研發，相關科研人員開始對快捷貨車進行深入研究，我國的快捷貨車技術也很快取得了令人矚目的成果。2003年，齊軌道裝備公司就研發生產出了160km/h快捷貨車轉向架；隨后，中車長江公司也研制出了時速為160km/h快捷貨車轉向架（如圖4所示）；2012年，齊軌道裝備公司又研發出速度高達220km/h貨車轉向架。我國快捷貨車轉向架通常采用整體焊接設計，這種結構設計不但技術成熟，而且可使轉向架具有更好的穩定性和良好的減震性，同時也能很大程度上減少其簧下質量，提高鐵路快捷貨車的動力學性能?？上У氖俏覈目旖葚涇嚹壳斑€未進行正式運營，但是隨著眾多國家鐵路重點項目的資助，我國正積極組織進行試運營并加快了快捷貨運關鍵技術的研究。

4 我國快速貨車的未來展望

通過借鑒歐美發達國家快捷貨車研制和運行的經驗，我國的快捷貨車也進入了黃金發展時期，“高鐵——航空——高速公路”的貨運模式也一定會成為未來的發展趨勢。隨著經濟全球化的趨勢，未來我國鐵路快捷貨運的發展必將向智能、互聯、綠色的方向發展?；谖覈鞍丝v八橫”、“互聯互通”的鐵路線路，為鐵路快捷貨運的迅速發展提供了前提條件，所以我們應該抓住機遇，充分發揮快捷貨車的運能大、經濟性好、污染小等優勢，這也與我國的政策導向相呼應，對國家倡導的物流低碳綠色發展具有十分重要的意義。

4.1 鋁合金材料用于快捷貨車

目前我國快捷貨車轉向架使用的鋼板材料一般為鋼材，雖然鋼材基本可以保證快捷貨車轉向架結構的穩定性和可靠性。但是由于我國的地理環境較為復雜這給列車運行造成了一定的安全隱患。為解決這一問題，中國標準動車組所使用的鋁合金材料應被考慮應用在快捷貨車的車體上。因為鋁合金材料不僅具有很好的韌性、成形性、焊接切割性、耐高溫性和耐疲勞性等優點，還可以長期暴露在大氣中而不被氧化生銹，且鋁合金的密度是鋼的1/3，可以有效地降低快捷貨車的車體重量，這對提高快捷貨車的速度、節約能源消耗、減少線路的維修與養護具有十分重要影響。

4.2 解決快捷貨車的噪聲問題

從國內外大量的研究成果可以得出，快捷貨車引起的噪聲與其速度有著十分重要的聯系[7]，當速度在35～250km/h之間時，快捷貨車所產生的主要為輪軌噪聲，目前快捷貨運列車的速度一般不高于200km/h，因此在一定時期內，快捷貨車噪聲的主要來源將是輪軌噪聲。為此我國科研人員也相應研制出了彈性車輪、阻尼車輪、聲學優化車輪以應對輪軌噪聲，并通過降低車輪踏面表面粗糙度、采用合成閘瓦、采用徑向轉向架、合理設計懸掛減振裝置、采用盤形制動裝置和輪緣潤滑器等方式輔助減少輪軌之間的噪聲。

4.3 新能源快捷貨車的研究

隨著近年來新能源汽車的井噴式發展，加上國家倡導的物流低碳綠色發展原則，新能源快捷貨車也將是快捷貨車發展的一個方向。特別是在一些偏遠地區，如西藏、新疆等電氣化鐵路不太完善的地方，新能源快捷貨車將會很好地發揮它的優勢。新能源快捷貨車具有重量輕、速度快、零排放、運輸成本低、經濟性好等優點，并且隨著電池技術的不斷發展，新能源快捷貨車的以上優勢將會更加突出，屆時新能源快捷貨車可能會迎來自己的春天。

5 總結

綜上所述，我國在研究鐵路快捷貨車時，科研人員可以向一些歐美發達國家學習，適當借鑒國外快捷貨車先進的技術和研發經驗，同時結合我國的實際國情，不斷對快捷貨車進行設計——優化——再設計——再優化的循環改良，并積極嘗試研究快捷貨車的新方向，如智能快捷貨車、新能源快捷貨車等，盡快地研發出屬于我們國家的快捷貨車新技術，來引領世界快捷貨車技術的發展。

基金項目：柳州鐵道職業技術學院校級項目資助： 鐵路快捷貨車懸掛系統參數的優化及匹配性問題研究（項目編號：2022-KJB05）。

參考文獻：

[1]周曉坤，賀茂盛，趙天軍，肖騫，邵文東，謝素明.160 km/h快捷貨車集裝化運輸模式探析[J].鐵道運輸與經濟，2022，44（10）：32-36.DOI：10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2022.10.05.

[2]段仕會，徐世鋒，李立東，孔維剛，李智澤，穆鳳軍，邵文東.鐵路快捷貨車轉向架關鍵技術研究[J].鐵道車輛，2022，60（04）：69-73+77.

[3]周曉坤，賀茂盛，邵文東，魏鴻亮，趙天軍，謝素明.快捷運輸新技術發展與展望[J].鐵道車輛，2020，58（08）：6-9+5.

[4]王愛民.鐵路快捷貨車車體及轉向架技術研究. 四川省，中車眉山車輛有限公司，2020-05-12.

[5]張吉榮.時速160km快捷貨車動力學性能分析[D].蘭州：蘭州交通大學，2020.DOI：10.27205/d.cnki.gltec.2020.001041.