新型铁路客车裙板结构介绍

王小霞

摘要：文章以新型铁路客车裙板结构为研究对象，对新型铁路客车与25T型客车裙板的结构、安装方法进行了介绍。重点分析了新型铁路客车裙板结构与现有25T型客车裙板结构在材质、结构、压缩气弹簧方面的差异与提升点。最后对新型铁路客车裙板进行振动冲击试验，试验后裙板外观、结构均完好。

Abstract： This article takes the new-type railway passenger car skirt board structure as the research object， and introduces the structure and installation method of the new type railway passenger car and 25T passenger car skirt board. The difference and improvement point of the new railway passenger car skirt board structure and the existing 25T passenger car skirt board structure in terms of material， structure and compressed gas spring are mainly analyzed. Finally， the vibration and shock test was carried out on the skirt of the new railway passenger car. After the test， the appearance and structure of the skirt were intact.

關键词：铁路客车;裙板结构;压缩气弹簧;振动冲击

Key words： railway passenger car;skirt plate structure;compressed gas spring;vibration and shock

0  引言

从2003年开始，我国铁路运行的25T型客车在底架边梁下方转向架以内设置了裙板，为车辆提供更好的外观、车下设备防护和空气动力学性能。经过10多年的运行，裙板也陆续反应出一些腐蚀、安全隐患问题。并且随着轨道车辆向着高速以及轻量化方向发展，新型轨道交通装备不断问世，这给新产品的设计水平以及综合性能方面提出了更高的要求[1]。

1  25T型客车裙板结构介绍

25T型客车（浦镇公司生产）裙板断面如图1所示为弧形，主要结构是板梁结构，辅以气弹簧、裙板锁、铰链座、紧固件等功能辅件组装而成。裙板面板和压型件厚度≤6mm的采用耐候钢，厚度≤2.5mm的采用Q310NQL2，厚度3至6mm的采用Q345NQR2，C型槽采用06Cr19Ni10不锈钢材质，40×40×4mm的角钢立柱与横梁采用Q235普通碳素钢。裙板从结构性质上分为固定裙板和活动裙板两大类。

固定裙板主要由面板、立柱、横梁、安装座、C型槽组成。角钢立柱与横梁先拼焊形成骨架，调平之后与面板塞焊连接，段焊加固，所有段焊处均采用密封胶封闭处理。固定裙板上部采用螺栓与底架安装座连接，下部通过斜撑连接底架纵梁形成稳定的三角形结构。

活动裙板主要由面板、立柱、横梁、锁口板、气弹簧上支板组成。底架边梁焊接安装座，铰链座通过螺栓与底架安装座连接，活动裙板通过铰链销与铰链座固定。

固定裙板两侧设有安装座，相邻的活动裙板通过螺纹锁固定在安装座上。此外，在活动裙板两侧设置有气弹簧，气弹簧下端固定在相邻的固定裙板上，通过铰链和气弹簧实现活动裙板的翻转，从而方便设备的检测与维护。固定裙板两侧还设有安全链，车辆运行时与活动裙板连挂，防止活动裙板误开[2]。裙板与底架、活动裙板与固定裙板之间安装方式具体见图2。

2  新型铁路客车裙板结构

从2016年开始设计生产的160公里动力集中电动车组（直车体）在经过两年的运营之后，多方反馈车内的空间比较狭窄，尤其是座椅空间较小，旅客乘坐舒适性体验与动车组相比，存在较大差距。因此，2019年对新型铁路客车断面进行优化调整，采用鼓型断面，争取最大化利用限界，增加车辆宽度，增加车内空间。

新型裙板结构与车体断面流线过渡也为鼓型，见图3，同样由固定裙板、活动裙板、气弹簧、裙板锁、铰链座、紧固件等组装而成。单块裙板是由帽型立柱与横梁组焊形成的骨架与面板塞焊而成，辅以安装座、锁口板、C型槽等配件。固定裙板与底架、活动裙板与底架、固定裙板与活动裙板之间的安装方式与25T型客车裙板类似。与25T型客车裙板相比，新型客车裙板具有如下优势。

2.1 材质方面

25T型客车裙板结构除了面板为耐候钢Q310NQL2外，其余立柱、横梁均为Q235角钢。裙板结构在车辆运行过程中直接暴露在大气环境中，因此极易产生腐蚀。此外，由于裙板为框架结构，并且面板下口没有开排水孔，在运行过程中，杂物、灰尘、水容易蓄积在裙板内侧，加速裙板的腐蚀。根据前期厂修结果发现，裙板与骨架之间夹锈严重，个别裙板发现面板、骨架出现锈穿现象，大部分裙板需更换[3]。新型裙板面板与压型件厚度3至6mm的采用Q350EWR1，厚度≤2.5的采用新型耐候钢材质Q350EWL1。Q350EWL1是宝钢为了新型铁路客车新研发的一种非标材料，其化学成分参考Q350EWR1，所有的机械性能均不低于Q350EWR1的要求。新型耐候钢相比25T使用的耐候钢具有更好的耐蚀性能，见表1。

2.2 结构方面

25T型客车裙板采用40×40×4mm的角钢横梁，长时间运营，横梁上容易产生杂物及水的蓄积，增加裙板结构腐蚀的风险。新型铁路客车裙板横梁采用帽型梁，并且帽型梁的高度只有18mm，减少了运行过程中杂物在裙板内侧框架上的蓄积可能性，降低腐蚀风险。

其次，25T型客车裙板角钢立柱宽40mm且立柱布间隔较大，导致结构整体刚度较差，焊接之后容易产生变形。新型铁路客车裙板立柱宽76mm且分布间距较小，提高了裙板的刚度，见图4。

再者，25T型客车裙板首先将立柱与横梁组焊形成骨架，再将骨架与面板采用塞焊连接，段焊加固，整个过程焊接量大，裙板变形严重，后期调平困难，平面度≤1.5mm难以保证。新型铁路客车裙板在立柱与横梁形成骨架后，与面板只采用塞焊连接，焊接变形小，平面度与轮廓度都大大提高。

最后，25T型客车裙板的面板下口没有开排水孔，杂物与水在面板下口蓄积，加速了裙板的腐蚀。新型铁路客车裙板的面板下口开有排水孔，见图5，在运行过程中，可以缓解裙板内侧的腐蚀环境，降低腐蚀速率。并且，帽型立柱与横梁在组焊前，内腔预涂防锈底漆，焊后采用密封胶将帽型梁封闭，减小了后期与面板产生夹锈的可能。

2.3 压缩气弹簧结构

25T型客车采用的压缩气弹簧无防护结构，活塞杆上面容易占有灰尘，在裙板打开闭合过程中活塞杆将灰尘带进缸筒，摩擦缸筒中密封圈，长时间容易导致气弹簧失效，使得裙板存在误开的风险。

2017年开始生产的160km动力集中电动车组（直车体）中，压缩气弹簧采用塑料密封结构，但是部分列车运行区段从南跨到北，冬季南北方温差较大，塑料防护套损坏严重，从而失去防护作用。接2019年沈阳局长春段反馈，2019年新造车裙板塑料防护套就多处出现破损，如图6所示。

新型铁路客车对压缩气弹簧的防护套进行了优化，采用1mm的不锈钢防护套，见图7，可以在各种恶劣运行条件下防护活塞杆，从而防止气弹簧失效。此外还在防护套下口开了排水排污孔，减少雨水、杂物在防护套内蓄积，防止寒冷天气下结冰，影响气弹簧使用。

3  振动冲击试验

新型铁路客车裙板试制结束之后，按照GB21563-2018中Ⅰ类A级要求对裙板进行模拟长寿命试验、冲击试验和功能试验。

试验后，对样品进行了外观、结构检查。与试验前相比，裙板无结构损坏，无塑性变形，气弹簧、裙板锁功能正常，裙板锁无松动，紧固件无松动，裙板焊缝无开裂情况，试验过程中无异响。

4  结论

通过对新型铁路客车与25T型客车裙板结构的介绍与对比可知，新型铁路客车裙板在材质、结构及辅件方面都有了很大优化与创新，由此提高了原结构的耐蚀性，延长了压缩气弹簧使用寿命，可作为其他铁路客车项目参考。

参考文献：

[1]李华丽，范钦磊，杜彦品.新型铁路客车侧墙结构及其组装方法[J].机车车辆工艺，2019，2.

[2]苏孝峰，顾文娟.25T型客車裙板安全链结构优化[J].内燃机与配件，2016，12.

[3]张惠国.25T型客车裙板设置综合分析及建议[J].铁道车辆，2019，57（7）.

[4]GB/T 21563-2018，轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验[S].