CDD3B1型内燃机车隔墙钢结构设计

贾成宏

摘要：文章详细介绍了CDD3B1型内燃机车隔墙钢结构的组成和结构设计，对其从高强度轻量化密封性设计的角度进行了详细的结构介绍。

关键词：隔墙;钢结构;内燃机车;高强度;轻量化;密封性

1  概述

CDD3B1型内燃机车是我公司为尼日利亚阿卡铁路设计生产的客运干线内燃机车。机车装用CATC175-16型柴油机，最高运行速度150km/h。采用克诺尔制动机。其车体是内廊整体承载结构。本文主要介绍其隔墙的设计内容。

2  司机室钢结构的整体设计

尼日利亚车隔墙可分为四大部分，即电气Ⅰ室-电气Ⅱ室隔墙，电气Ⅱ室-动力室隔墙，动力室-冷却室隔墙，冷却室-辅助室隔墙。最大外形尺寸分别为：电气Ⅰ室-电气Ⅱ室隔墙2974×2036×82.5mm;电气Ⅱ室-动力室隔墙2974×2354×83mm;动力室-冷却室隔墙2974×2130×80mm;冷却室-辅助室隔墙2974×2354×83mm。四个隔墙坐落在机车的底架上平面上用以连接侧墙和顶盖。

在设计重量方面，为了满足出口尼日利亚CDD3B1机车的轴重要求，尼车隔墙钢结构的整体设计重量约为621.4kg。所有钢结构均采用焊接性能优良的低合金高强度结构钢板材，经激光切割、折弯、压型等工艺加工制造而成，低合金高强度结构钢具有很好的环境适应性，使机车能满足在+4～+48℃的环境温度中工作的要求。不仅满足了钢结构自身的整体强度，而且还在其基础上进一步优化了设计重量，使尼车隔墙钢结构达到了高强度轻量化的设计要求。

3  电气Ⅰ室-电气Ⅱ室隔墙设计

作为连接电气Ⅰ室和电气Ⅱ室之间的隔墙，钢结构布局规整简洁的同时还需要考虑其结构强度和安全性，详见图1。

在机车行进过程中，隔墙需要承受来自侧墙的拉扯力以及来自顶盖的压力和拉扯力的作用，有的隔墙还需要承担设备的悬挂与安装的重量，因此隔墙钢结构的布局在追求简洁美观的同时其强度和安全性至关重要。同时相关隔墙为了承担或悬挂相关设备，我们还需要考虑隔墙上的设备安装空间等因素。

电气Ⅰ室-电气Ⅱ室隔墙采用槽钢拼接的结构，设计重量约为187.7kg，其上覆以蒙皮，蒙皮采用钢板经激光切割而成，槽钢与槽钢之间的拼接通过设有马腿互相嵌入从而形成整体承载结构，以增加其刚度。槽钢与槽钢之间多以满焊方式进行组焊，槽钢与蒙皮之间多以断续焊方式进行组焊，以此来减少焊接量从而达到防止焊接变形的目的。

4  电气Ⅱ室-动力室隔墙设计

为了给柴油机的安装预留空间，电气Ⅱ室-动力室隔墙设计为相互对称的两个个体，中间空当的上部辅以活动墙相连接，下部用来穿柴油机的相关部分，详见图2。

电气Ⅱ室-动力室隔墙采用槽钢拼接覆以蒙皮的拼接结构，计重量约为104.3kg，门框的内侧插图中蓝色的部分选用特定尺寸的型材方管来增加其强度和刚度。内侧竖梁每边预埋三个活螺座以固定柴油机相关组件。

5  动力室-冷却室隔墙的设计

动力室-冷却室隔墙用来连接和间隔动力室与冷却室，承受来自侧墙与动力室顶盖、冷却室顶盖的拉扯力与重力的作用，同时它与身后的冷却室-辅助室隔墙共同承担固定冷缸的任务，因此也需要承受来自冷缸的重量与振动产生的拉力。在结构布局上，动力室-冷却室隔墙由两侧门框、中间上方V字形斜梁布置（V字形布置随冷缸外形而来），其间辅以支撑梁，上方左右对称布置倒L形的支撑梁，其中在V字形斜梁与上方倒L形支撑梁上预埋21个活螺座，以此用来固定隔墙与冷缸之间的密封挡板，详见图3。

动力室-冷却室隔墙同样采用槽钢拼接覆以蒙皮的连接方式，设计重量约为132.4kg，槽钢与槽钢之间施以满焊，槽钢与蒙皮之间多采用断续焊，以此在保证结构强度的同时减少焊接量，从而起到防止焊接变形的作用。

6  冷却室-辅助室隔墙的设计

冷却室-辅助室隔墙在结构上与动力室-冷却室隔墙相似，不同之处在于中间V字梁下方比动力室-冷却室隔墙多布置了两根竖向槽钢，以此来安装干燥器、稳压风缸和静液压风缸。与之前的电气Ⅰ室-电气Ⅱ室隔墙、电气Ⅱ室-动力室隔墙相比，动力室-冷却室隔墙与冷却室-辅助室隔墙的侧重点在于这两道隔墙与柴油机以及冷缸之间的密封性。这也是整个尼日利亚车隔墙在方案制定与设计过程中的侧重点，我们以冷却室-辅助室隔墙为例（见图4）。

图4中的件1到件6分别是：胶粘剂、密封垫、冷却装置密封板、冷却装置密封垫、冷却水管密封挡板、冷却水管密封垫。由此可见动力室-冷却室隔墙与冷却室-辅助室隔墙的密封主要是通过覆以密封挡板与密封垫并在周圈打膠密封来实现的。

7  结束语

CDD3B1型内燃机车隔墙钢结构在设计上采用了标准化的设计理念，不仅满足了安全性、可靠性的要求，而且还使隔墙钢结构达到了高强度轻量化的设计要求。为内燃机车隔墙设计创新提供了新的经验与借鉴。

参考文献：

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[3]姜兴安.TB/T 2730-96，内燃机车车体技术条件[S].