发展新型公铁两用车在铁路上应用的必要性与可行性文档格式.docx
《发展新型公铁两用车在铁路上应用的必要性与可行性文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发展新型公铁两用车在铁路上应用的必要性与可行性文档格式.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
美国车辆协会下属的北美车辆制造公司公铁两用车1980年秋在美问世，试制成功一种联运车辆—公铁两用车，既能在铁路线上运行，又能在公路上作为拖车运行。
近年来，日本北海道客运公司又试图在微型面包车的基础上开发出小型、轻量化的运输工具，使其能够在1067毫米的铁路线上利用铁路等地面已有的基础设施行进，从而推进无障碍化运输，提高旅客的方便性------即考虑开发实用性强的公铁两用车，这又将开启公铁两用车的新时代。
相对于发达国家来说，我国的公铁两用车历史相对较短。
我国公铁两用车的发展60年代初，我国已着手研制公铁两用车。
l964年，由铁道兵科研所，北京消防器材厂试制的两台公铁两用车问世。
该车是用南京跃进型汽车改装而成的，功率75马力，牵引60吨，最大车速80公里／小时。
该车曾作过2．5万公里运行试验，效果良好。
其中一台曾作战地拖炮用，另一台在1975年京广线驻马店特大水灾中，第一个进入事故现场，在抢险救灾中发挥了很好的作用。
在工程中经受了实际考验，由于当时国内液压元件不过关，漏油严重，致使牵引车脱轨工作不可靠，使用一段时间后就报废了，限于当时的条件也就未能继续研制。
之后20年内由于经费及设计层面的许多问题，我国的公铁两用车研发缓慢，没有经过正式鉴定的产品。
2O多年后的今天，随着改革开放的深入发展和国外先进技术的不断引进，公铁两用车在我国再度兴起，并且迅速发展。
哈尔滨工业公司1985年试制了5台Ly—l型公铁两用车，在唐山机车车辆厂和北京二七机车车辆工厂的专用线上用作牵引车辆。
该公司1986年又推出D一6oO型公铁两用牵车，这种车采用北京130汽车改装，在平直道上可牵引800吨。
同年沈阳局吉林机务段与吉林通用机械厂共同研制了GTC～AO型公铁两用抢车，该车用解放CA一2型汽车改装而成，车架上配有1．5吨液压起重吊车，主要用于事故抢险，也可作为调车牵引作业。
在国产车发展的同时，外国公铁两用车也随之进入我国市场。
1986年，沈阳铁路局机务段与吉林省通用机械厂共同研制了救援用的公铁两用车，于1987年2月通过沈阳铁路局和吉林省机械电子工业厅联合技术鉴定，是当时国内比较完善的公铁两用车，可用于抢险、救援和牵引。
1988年广深铁路公司买进一台西德Zwl5os型公铁两用牵引机车，该车配有赫斯公司油压式复轨设备。
功率157马力，最大牵引力1200吨，主要用于抢险和调车牵引。
与此同时，广州铁路局衡广复线也购进一台ZW82S型接触网检修车，该车备有液压升降作业平台，主要用作接触网检测与维修。
这两台车已在深圳、广州交货并进行了性能试验，准备投入使用。
铁道部宝鸡工程机械厂等单位之后又研究出了更先进的车型。
公铁两用车叫TM机车也称为特拉莫比机车，美国生产，目前中国有1】00多台随着改革开放的进一步发展，我国的公铁两用车水平也将逐步向发达国家靠近。
二、公铁两用车的结构工作原理
本公铁两用车主要结构是在汽车大梁前、后端各加装一组导向钢轮，当车辆在公路上行驶时，车辆前后钢轮由两对液压缸提起，前后导向钢轮离开地面，即可在公路上行驶。
当在轨道上行驶时，车辆前后导向钢轮支于钢轨上，驱动力由液压行进马达驱动后转向架的四只钢轮而实现，制动器为前后独立控制，实现车辆在铁轨上行驶。
本车型铁轨行驶部分采用了国际先进生产厂家的液压动力部件，改变了传统由液力变矩器连接机械变速箱的结构模式，使整体结构在设计上更加紧凑,可靠。
液压动力单元主要部件采用电液控制、大功率变量油泵和一组变量马达构成，因此实现了行驶速度高精度控制和准确稳定的液压力矩的传递。
公铁两用车是不落轮镟床的配套设备，用于车辆镟轮时牵引列车，并在不落轮镟床上准确对位。
公铁两用车也可用于段内其他调车和对位作业。
公铁两用车一般采用蓄电池为电源，既可走行于车辆段内轨距1435mm的各种轨道上，也可在平整路面上行驶。
公铁两用车
具备人工驾驶、无线遥控两种控制方式。
公铁两用车配备固定式自动车钩，具有与地铁等列车自动车钩挂钩的功能，同时列车驾驶台具备自动解钩功能。
三、公铁两用车特点
公铁两用车特点：
（1）
本车各转向桥、驱动桥、提升桥及铁路行驶钢轮均采用空气悬架，避振性能优良，在车辆载重偏载情况下使载货平台基本保持水平；
（2）
通过对各承载轴空气弹簧的高度及充气气压调节，可实现各轴负载的合理分配。
胶轮及铁路行驶钢轮的负载分配可满足空载及重载各种工况的需要。
（3）
专门设计的铁路行驶钢轮导向装置，辅以合理的轴载分配，可使铁路行驶时轮胎磨损小，钢轮轮对不易脱轨。
（4）传动系统采用柴油发动机+液力自动变速箱+传动轴+贯通驱动桥方案，电控远程动力换挡,换挡灵活、冲击小。
双驾驶室，双向驾驶，前进及倒退各4档。
车辆特点
驱动形式‖Drive
Type:
4×
4
Full-driveOff-road
Vehicle
发动机‖Engine:
STEYR
-WD615.87（Austria
Technology）
功
率‖Power:
213
（kw）
/
290马力‖213
/285PS
变速器‖Transmission:
FULLER
–9JS119
方向机‖Steering:
Germany
ZF8098
HW-14710
分动器‖Transfer
Case:
ZQC1200+Differential
燃料种类‖
Combustion
Types:
柴油‖Diesel
额定载质量‖Rated
Contained
Mass：
25000（kg）
整备质量‖Curb
Weight：
8000
（kg）
油
箱‖
Fuel
Tank：
400L
所述的悬架装置包含空气弹簧、通过调节在该空气弹簧中充入的空气量来调节该空气弹簧高度的高度调节机构；
所述的空气弹簧上端与所述车架相固定连接、下端与所述公路行走系统或所述铁路行走系统相固定连接；
每对悬架装置中的两个悬架装置对称分设在所述公铁起重运输车的两侧。
美国的公铁两用车与中国相比较有如下的优点
1.特拉莫比内燃机车采用美国康明斯涡轮增压柴油发动机。
与国产机车相比，具有在牵引能力相等的情况下，降低油耗的特点，可大幅度降低运行成本。
2.该车具有独特的重量转移技术、微电脑智能控制系统，可大大提高铁路牵引机车的牵引能力，不同型号的铁路牵引机车一般可牵引重车14-50节。
3.该车设计思想先进、制造工艺精良，质量稳定可靠，故障率极低，年维修保养费用约2万元。
4.该车具有轮胎短距离行走功能，便于铁轨间上下，调车作业灵活方便同时可以用于铁路救援作业，提高作业效率，也便于机车维修、保养。
5.该车驾驶操作简便、灵活，适合厂区内各种气候、环境下运行，符合环保要求；
配有气动撒沙装置，防止打滑；
多重空气过滤系统，适合粉尘多的环境；
驾驶室内自动控制车钩的对接和脱开。
6.该车使用寿命长，一般可使用25至30年。
7.该车符合中国铁路轨距和运行标准。
特拉莫比内燃机车质量可靠、操作简便，可大幅度降低运行、维修保养费用，适合用作企业厂内铁路运输的牵引机车，尤其是其高度的灵活性对老厂改造的企业更具有独到的优越性。
四、我国公铁两用车技术需求
1）、一般技术条件
1、适用范围
公铁两用车适用于天津地铁一号线双林车辆段轨道线路上、库内道路上、移车台上牵引调车作业，也适用于库外道路上、卸料线等专用场地上的拖车运输作业。
其作业机动、灵活，转线作业可不经道岔，调头时无需转盘或三角线，铁路公路作业转换方便。
2、设备型号、规格及数量：
1台
3、环境条件
海拔高度：
不超过1000m
环境温度：
－25℃～45℃
相对湿度：
日平均值不大于95％，月平均值不大于90%，有凝露情况发生
2）、主要技术参数
牵引吨位：
≥300吨
车辆段线路坡度≯1.5‰
满足车辆段最小曲线半径150m
公路最小转弯半径：
≤4.3米
适用轨距：
1435mm
钢轨轮内侧距1353±
2mm
车辆总长度：
≤6.2m
车辆高度：
≤2.5m
车辆宽度：
＜2.5m
车辆上下轨道所需时间≤5min
发动机功率≥80kw
车钩中心线距轨面高度（mm）660＋100
轨面调车作业速度0-15km/h
公路运行速度0－20km/h
3）、设备的主要结构及功能
1、车架采用由槽钢、工字钢、钢板焊接而成，刚度很大、强度很高的结构形式，在传递大的牵引力时，保证车架不变形。
2、车内地板面要设有不小于5mm厚的防滑橡胶垫。
3、要求司机室座椅乘坐舒适，并设置前后调节装置，可以方便的前后移动。
4、公铁两用车的动力形式采用柴油动力，并且要求排气管道向上排气，同时有良好的消音效果。
5、公铁模式转换方便快捷，并且要设置公铁转换的防护装置，防止在作业时，由于误操作，造成安全事故。
6、驾驶室外要设置蜂鸣报警器和频闪灯等警示信号，要求蜂鸣报警器和频闪灯在车辆启动前2秒至作业结束，一直处于工作状态，保障调车时安全作业。
供应商要提供多种蜂鸣报警器的规格及型号，供业主选择。
7、要求公路轮胎采用实心橡胶形式，使用名牌产品，并且要耐磨性好，防滑性好。
8、钢轨轮采用钢制单边轮缘形式，轮缘高38mm，轮缘厚32mm，车轮厚度不小于135mm，安全性能良好。
9、要求在车外设置摄像头，车内设置液晶显示器，对车钩联挂及上下轨道情况显示和监控，方便司机进行操作。
10、司机室内需设置空气压力表、油温表、燃油表、计时表、电流表等仪表。
11、公铁两用车应能满足与被牵引车辆同时在移车台上工作的需要，作业时，被牵引车辆与公铁两用车的总长度不超过25m。
12、蓄电池要采用名牌免维护类型产品，由供应商提供规格、型号供业主选择。
运行时，要能够自动对蓄电池进行充电。
13、公铁两用车的驱动及导向形式要采用目前最先进的方式，并且要能够满足铁路、公路的运行，设计合理，无缺陷，对牵引装置及公、铁轮对无损伤。
要求公铁两用车的液压系统稳定可靠，采用进口名牌产品。
14、公铁两用车制动形式采用油气混合制动，要求制动响应快，并且保证在牵引一列六节编组列车且满足最大调车作业速度时，制动距离不大于30m。
15、要求车辆具有停放制动功能，停放制动力满足在车辆段最大坡度条件下，牵引一列六节编组列车能够停放在坡道上。
4）、其他要求
1、发动机要求采用五十铃、斯太尔或康明斯牌产品，确保低污染排放、低噪音，能够达到欧Ⅲ标准。
控制系统的核心电子器件要求采用进口名牌产品。
2、公铁两用车可以实现双向牵引，并且要求使用的车钩，能够与天津地铁一号线车辆车钩实现联挂和解钩作业（天津地铁使用的车钩为VoithTurboScharfenberg自动密接式车钩）。
同时要求使用的车钩，能在水平及竖直方向一定范围内摆动（竖直方向±
8°
水平方向±
45°
）
3、设备应符合国家及行业有关环保的规范标准。
4、车辆零部件及电气控制系统应符合国家标准规范，保证部件的通用性、互换性，发生故障时易于进行更换。
5、车辆的运行速度采用无级变速形式进行增减。
6、公铁两用车的可操作性、可维护性要求。
（1）要求有严谨、科学的人机工程设计，有效保证整机的可靠性和稳定性，做到舒适、安全，操作简便，有效降低操作者疲劳程度，工作效率高。
（2）节省能源，维护和使用成本低，力求免维护。
（3）车的机械设计寿命不少于15年。
（4）要求调车作业效率高，公铁运行模式转换迅速，操作灵活；
（5）要求车辆表面进行防腐和喷涂处理，耐腐蚀性好且外形美观，并且要将天津地铁标志涂在车辆表面的醒目位置。
7、司机室要求封闭、隔热、保温、隔音效果良好；
玻璃采用高清晰度、高强度的钢化玻璃，并设置雨刷，防止雨雪阻挡视线。
8、要求设置转向灯、头灯、尾灯、倒车灯、刹车灯等，并且驾驶室也要设置照明灯具，要求这些部件的设计应符合中国公路汽车和铁路机车的使用标准，同时布局合理，照明充分，保证可靠使用，方便司机的驾驶作业。
9、驾驶室内需设置冷暖两用空调。
五、介绍国外生产新型公铁两用车
1）德国生产的公铁两用车
德国“斯沃林”伸缩臂式空中作业车拥有大空间的操控室，工作间及工作篮。
三段式伸缩臂在不同方向上自动保持水平。
工作平台根据欧洲CEN
280标准制造。
公铁两用驱动系统可选择：
摩擦力驱动或液压驱动。
产品特色：
1.不需要准备时间：
可以从3.40米的高度直接开始工作。
不需要支撑即可到达9.30米的工作范围。
我们专门针对客户需求开发的技术可以让用户享受更高的效率和更轻松的工作环境。
2.功能强大：
加强的伸缩臂（我们的专有设计）可以将最大负载350kg的工作平台伸展到需要的位置。
工作平台最低工作高度为地面上1米。
出于安全考虑，在隧道操作时：
工作篮为固定的，不会产生摇摆。
3.稳定可靠：
独特的液压系统将始终保持工作平台的水平－即便是在沿轴向旋转的时候。
伸缩臂可以实现最大460°
旋转。
最大工作高度11.3米。
4.安全：
工作人员可以直接从工作间进入工作篮，从而有效的保障人员的安全。
当按钮切换到运输状态时，所有其他功能将被关闭。
进行隧道工作时（行驶和伸缩臂操纵），电池（80V）可以满足8小时的工作需求。
L形自•由移动式工作篮可以轻松实现拐角处的工作（如柱形结构）。
2）英国设计出公铁两用车
英国诺森伯兰大学的2名学生与Silvertip设计公司合作设计了一种新型公铁两用车。
这种双铰接式双层车长47.5m，设计可运载109名乘客，也可用于货运。
车辆的前部和后部均装有可收回的凸缘轮。
在铁力模式下，该车通过其与轨道保持接触的橡胶轮胎来进行驱动和制动。
根据需要，车的质量可在公铁车轮之间自动分配。
通过曲线时由凸缘轮导向，以减小刺耳的摩擦声。
该车在铁路上的最高速度为160km/h，在公路上的最高速度130km/h。
从外形看，“BladeRunner”很像普通的鞍形座牵引汽车，与普通牵引汽车不同，“BladeRunner”装备有能沿铁轨行驶的附加轮子组，这些附加轮子在必要时可以收起或移出，并且汽车可以同时利用普通轮子和铁路滚轮行驶。
据研究人员介绍，在两用车开行的不同状态，两种轮子可交替使用，例如在以恒定速度行驶时主要重量可以加载到沿铁轨行驶的滚轮上，而在制动和加速时主要重量可以加载到普通汽车轮子上。
牵引汽车可以拖各种不同半挂车工作，既可以挂载重车也可以挂客车。
卸下挂车后又可以直接上公路行驶，非常方便。
3）用于东京运营的2列新型列车问世
东日本铁路正在制造2中新型电动车组，用于在东京地区的线路上运营。
与此同时，东日本铁路正继续开发其新型高级通勤（AC）列车。
东日本铁路从2002年起一直在试验其高级通勤列车的样车，期望该车为新一代市效列车奠定基础。
然而，东日本铁路认为还需要更多的时间来对AC列车进行一些技术革新。
2004年1月，东日本铁路决定制造第2列样车进行耐久性试运行，并测试旅客的反应。
该新型列车将在连接东京与千叶地区的Keiyo线路上试运行。
与此同时，东日本铁路迫切需要新型电动车组，特别是针对东京地区的通勤运营。
因此决定制造2种新型列车。
E531系电动车组将于2005年投入东京的常磐线运营。
E257-500系预定用于从东京向外辐射的城间运营。
一批209辆E531系电动车组正在制造中。
它们将取代403系和415系电动车组，这些车已经服役超过30年了。
常磐线连接东京上野与御津和四仓。
这条轨距1067mm的线路在上野一取手段以DC1.5kv50Hz供电。
70km的上野一土浦段所在地区人口密集，高峰期每3min30s开出1列15辆编组列车。
E531系电动车组基于已经在东京地区投入运营的E231系。
E531系电动车组将包括一些10辆编组列车（4辆列车和6辆拖车）和一些5辆编组列车（2辆动车和3辆拖车），并且这些电动组可以连挂组成15辆编组的列车。
东日本铁路从现在起至2007年3月将制造95辆E257-500系电动车辆，用来更换已运营20多年的183系和189系电动车组。
这批列车将在连接东京市中心和千叶地区的房总线和总武线上运营。
这批新型列车基于2001年投入中央线上运营的E257系。
每列5辆编组动车组包括3辆动车和2辆拖车。
2列车可连挂起来运营。
表1为东日本铁路电动车组比较。
表1东日本铁路电动车组比较
参数
AC列车样本
E531系
E257-500系
轨距/mm
1067
电压
DC1.5kv
DC1.5kv/
DC1.5km
转向架
铰接式，4点或2点支承
无摇枕式
车体钢结构
2辆车：
合金双层覆盖板2辆车：
锈钢双层覆盖板1辆车：
不锈钢单层面板
不锈钢
铝合金双层覆盖板
车体长度/m
14或17（头车）
20
牵引系统
VVVF逆变器驱动
同步电机
直流牵引电机系统
VVVF变流器/逆变器驱动
异步电机
WN连接和齿轮减速
VVVF变流器驱动
异步电动WN连接和齿轮减速
制动系统
再生制动和电控空气制动
再生电阻制动和电控空气制动
信息系统
正在开发中的新系统
TIMS，同E231系
TIMS,同E231系
六、公铁两用车的市场发展用途
目前，生产公铁两用车的国家已有联邦德国、爱尔兰、瑞士、澳大利亚、法国、英国、美国、瑞典、日本等国。
仅爱尔兰由洛克机车公司一家在过去25年中已向5O多个国家提供了二千多辆公铁两车。
联邦德国兹维韦格车辆公司已制造出各种用途的公铁两用车30多种，供世界不同地区、不同部门选用，公铁两用车的主要用途–工具车、接触网检修车、牵引车、发电车。
由于公铁两用车即可在轨道上行驶，也可在公路上行走，使得从一条铁路线转场到另一铁路线十分方便，特别适用于地铁线路这一类无联络线的轨道运输系统。
高新科技的迅猛发展和世界经济一体化,加速了社会经济转型,竞争日益激烈。
各企业为了提高竞争力,尽可能地降低成本,纷纷采取“零库存”的战略措施,这就要求运输部门实行低成本、高效率的“门到门”多式联运。
目前，公铁两用车使用最多的是救援车（担当桥梁维修、高架线路检修、排除交通事故等任务），牵引调配也属于基本功能之一，高速铁路施工、铁路货车牵引作业。
除了这些功能之外，公铁两用车还可以装备不同的设备，派上不同的用场。
例如：
1.空中作业车：
主要负责有轨电车等公共轨道交通线的线路的安装和检修。
2隧道清洁车：
主要负责全面清洁隧道墙壁。
压缩空气清洁系统式水清洁系统式。
3.轨道清洁车：
主要负责清扫碎石路基、以及地铁/轻轨（非碎石）路基。
公铁两用车能有效解决无效载荷与有效载荷比值较大、经济性不太好等问题,既体现了铁路远距离运输的优点,又实现了公路“门到门”运输的灵活性。
公铁两用车主要优点可以充分运用运能公铁两用车是在传统的驮背运输（把公路挂车放到铁路车辆上进行运输）的基础上演变而来。
传统的驮背运输有一个相当大的缺点,即有效载质量与运输工具自身质量之比——无效载荷太低,一般为1.1,如果采用公铁两用车,省去了铁路车辆,则使这一比值提高到1.9,也就是说,运输同样质量的货物可以节省牵引力,或者说同样的牵引力可以运输更多的货物,这也是公铁两用车技术得以迅速发展的原因之一。
此外,不论挂车的长度如何,当它们编成铁路列车时,挂车之间的距离仅为0.4米左右,这使得列车运行时空气阻力较低。
公铁两用车的种类很多，按用途可分为牵引车和工程车两大类。
牵引车运行速度低，牵引力大，主要用于中小型铁路货场、地方铁路、工矿企业、港口、军用仓库的调车作业及车辆运行的牵引动力。
工程车是多种用途的车辆，轻便灵活运行速度高，范围大。
它可按作业要求配备不同的设备，进行各种作业，如起重、挖掘、装卸、边坡割草、除雪、清扫线路及架设接触网导线、检测维修接触网上部设备，抢险救
灾等。
按传动方式，公铁两用车可分为一套传动系统、全部胶轮驱动式和两套传动系统、公铁分别驱动式两种。
前者无论是在公路上还是在铁路上行驶都由胶轮驱动；
后者在公路行驶时由胶轮驱动，在铁路行驶时由铁轮导向驱动。
除以上分类方法外，按上道方式可分为直接上道、步进上道，转向架回转上道、升降回转盘上道等。
按导向
升级会员 