出口突尼斯內燃動車組

印建明，湯恒舟，王 衛

（中國南車集團 南京浦鎮車輛有限公司 客車設計部，江蘇南京210031）

出口突尼斯內燃動車組是南車集團南京浦鎮車輛有限公司研制的動力分散型、液力傳動動車組，其中標準軌道（標軌）12列，米軌8列。模塊化、集成化設計技術在該動車組上得到了廣泛應用，裙板、線槽、墻頂板、動力包、司控臺、廁所、內裝設備、燈帶等均采用模塊化設計；頂板骨架與燈帶、風道，廁所等進行集成化設計。內裝采用寬松的連接結構，便于安裝、檢修。

1 列車使用條件

2 主要技術參數

3 列車編組

圖1 列車編組圖

4 總體布置

列車基本編組由一輛舒適型動車和一輛經濟型動車構成，總定員為117人，其中舒適型座椅19人，經濟型座椅94人，翻板椅4人。列車允許最大載客量為261人。車頂設冷卻裝置、空調機組等設備；車下設動力系統、制動系統等設備。

4.1 平面布置

（1）舒適型車

舒適型車設司機室、一位客室（經濟型）、吧臺、冷卻通道、配電室、制動氣路控制室、低地板旅客通過區、廁所、二位客室（舒適型）。總定員53人，其中舒適型座椅19人，經濟型座椅32人，翻板椅2人。舒適型車平面布置見圖2。

（2）經濟型車

經濟型車設司機室、一位客室（經濟型）、大件行李架、冷卻通道、配電室、制動氣路控制室、低地板旅客通過區、廁所、二位客室（經濟型）。總定員64人，其中經濟型座椅62人，翻板椅2人。經濟型車平面布置見圖3。

4.2 車下設備布置

車下設排障器、撒沙箱、啟動電池箱、過渡車鉤箱、動力包、萬向軸、油箱、風源系統等。車下設備布置見圖4。

4.3 車頂設備布置

車頂設司機室空調機組、冷卻裝置、應急電源電池箱、客室空調機組。車頂設備布置見圖5。

圖2 舒適型車平面布置圖

圖3 經濟型車平面布置圖

圖4 車下設備布置圖

圖5 車頂設備布置圖

4.4 斷面圖

舒適型車斷面圖見圖6，依次為動力包處斷面、低地板通過區斷面、非動力（拖）轉向架區斷面。經濟型車斷面與舒適型車斷面基本一樣，區別在于拖轉向架上方客室舒適型車座椅為2+1布置、經濟型車座椅為2+2布置。

圖6 舒適型車斷面圖

5 主要結構

5.1 車體鋼結構

車體鋼結構為碳鋼車體，采用薄壁筒型整體承載結構，車體中部為旅客通過的低地板區，兩端為客室高地板區；采用被動安全技術，司機室與客室第一窗戶之間設碰撞可變形區，最大限度保護司機和旅客的安全。車體鋼結構設計遵循EN12663標準要求，鋼材主要牌號為Q355GNH、Q310GNH、Q345-E和Q235-A。車體鋼結構由底架、側墻、車頂、端墻、冷卻通道和司機室骨架組成。車頂設備兩側設導流罩板，車下設備兩側設裙板。

司機室端采用全自動密接式車鉤，包括電、氣連接，設吸能壓饋裝置和過載保護裝置；車鉤兩側設吸能防爬裝置。單元內兩車之間采用半永久車鉤，包括機械連接、氣路連接和吸能裝置；貫通道采用內外雙層折棚結構。

5.2 轉向架

每輛車各設一個動力轉向架和一個拖轉向架，動力轉向架布置在近司機室一端。標軌和米軌轉向架與車體的接口一樣，可以與車體互換。動力轉向架和拖轉向架的基本結構相同，同功能的部件可以替換，主要區別在于動力轉向架設有齒輪傳動裝置。

轉向架采用無搖枕結構，主要由構架、輪對、軸箱、一系懸掛裝置、中央懸掛裝置、抗側滾扭桿、基礎制動裝置等組成。動力轉向架設齒輪箱、萬向軸、輪緣潤滑器。

構架采用焊接結構，由側梁、橫梁、輔助側梁、縱向梁等部件組成。側梁上設轉臂定位座、空氣彈簧安裝座、一系彈簧安裝座、輪緣潤滑、撒沙裝置等輔助設備安裝座。輔助側梁設抗側滾扭桿座和空氣彈簧座。橫梁上設制動吊座、齒輪箱拉桿座、牽引拉桿座、橫向減振器座。縱向梁上設橫向擋安裝座和整車起吊止擋座。

輪對軸箱裝置由車輪、車軸、軸箱、軸承、輪裝式制動盤等組成。采用外置式軸箱，準軌軸頸中心距為2 100mm，米軌軸頸中心距為1 670mm，輪對內側距準軌設為1 358mm、米軌為929mm。車輪采用整體輾鋼直腹板車輪，新輪直徑為φ860，磨耗到限為φ780；動軸上設置齒輪箱的安裝座。采用輪裝式鑄鋼制動盤。

一系懸掛裝置采用鋼彈簧懸掛轉臂式定位結構，采用雙卷螺旋彈簧，垂直方向設輪對提吊裝置，在起吊轉向架時吊起輪對。定位轉臂一端通過橡膠彈性節點與構架相連，另一端與軸箱相連并用夾緊箍緊固。

中央懸掛裝置采用無搖枕結構，由空氣彈簧全承載。中央懸掛裝置由空氣彈簧、牽引裝置、橫向減振器、抗蛇行減振器（僅標軌有）、高度閥、抗側滾扭桿裝置等組成。牽引裝置由“Z”型雙牽引拉桿、整車起吊裝置、中心銷、牽引體、橫向橡膠止擋等組成。抗側滾扭桿裝置由扭桿、扭臂、連桿、關節軸承、扭桿支撐軸承等組成。

基礎制動采用盤形制動，動力轉向架和拖轉向架均采用輪裝盤，每個車輪安裝1套。拖轉向架制動缸帶停放制動。

動力轉向架兩根車軸上分別安裝一個齒輪箱，主齒輪箱為“初級齒輪箱”，接受主萬向軸傳遞的動力扭矩并通過二級萬向軸將扭矩傳輸給車軸“次級齒輪箱”。

5.3 制動系統

制動系統采用液力、空氣混合制動模式，空氣制動采用以轉向架為控制單元的“架控”型式，具有防滑、撒沙、坡道起動等功能。制動系統主要由常用制動系統、備用制動系統、停放制動系統、風源系統、輔助用風系統等組成。

正常制動中制動控制單元（BCU）根據司機給出的制動信號，適時計算出動力包可提供的液力制動力并優先施加液力制動。在列車運行的一定速度范圍內，如果液力制動不能滿足總制動力的需求，空氣制動自動補充。當液力制動力不夠時，優先補充拖轉向架空氣制動，若制動力仍不夠，再同時補充動力轉向架、拖轉向架空氣制動，滿足制動要求。車內設監控終端，具有自診斷和故障記錄功能。

常用制動系統為微機控制直通電空制動，由制動控制單元、EP控制單元、防滑裝置等組成。

整列車緊急制動構成一條安全環路，在車輛行駛中存在影響安全問題時或人為觸動緊急制動啟動裝置時，將斷開安全環路，實施緊急制動。

停放制動系統由停放制動單元、手動緩解裝置、制動緩解顯示裝置、壓力開關等組成。停放制動通過彈簧施加制動力、空氣緩解，滿足列車停放在20‰坡道上的要求。停放制動采用失電制動模式，當停放制動電磁閥失電時，停放制動缸中的壓力空氣排向大氣，使列車實施停放制動。

備用制動為純空氣制動模式，由分配閥、控制風缸、緊急制動蘑菇按鈕、備用制動控制手柄等組成。當列車常用制動系統發生故障不能使用或救援時，啟用備用制動系統，保障列車行駛安全。

撒沙系統由沙箱、撒沙電磁閥、撒沙按鈕、管路等組成。動力轉向架每個車輪前各安裝一撒沙箱，撒沙箱采用電控氣動，設低溫電加熱系統，保證沙箱內沙子干燥。

每輛車各設一套風源系統，為列車各用風系統提供風源。風源系統由空壓機、干燥器、風缸、安全閥、壓力開關等組成。每輛車各設置一臺VV120-T型空氣壓縮機，空氣壓縮機采用均衡控制主輔工作模式，便于空氣壓縮機均衡運行。

5.4 給水衛生系統

給水衛生系統包括給水裝置和衛生間兩部分。

給水裝置主要由水箱、供水管路、溢水管、注水管、連通管、水位顯示裝置等組成。給水裝置為廁所洗手器、坐便器提供水源。水箱分設于車體中部低地板區平頂上方，容積約為400dm3；車體兩側各設一個注水用注水口，溢水管獨立通至車下。衛生間門頭上方設水箱水位顯示及缺水停止使用指示燈，當水用盡時，指示燈亮顯示衛生間停止使用。

衛生間采用集成設計，盒子體由玻璃鋼制成，將各部件組成一個整體與車體把固，衛生間與其他水、電、氣采用軟管或插頭連接。衛生間采用清水空氣增壓沖便系統，污物直接排放。衛生間由坐便器、扶手、節水閥、梳妝架、便紙架手紙盒、坐便墊紙盒、皂液器、垃圾箱、梳妝鏡、壁燈、播音喇叭等組成。

5.5 空調系統

空調系統包含客室空氣調節裝置和司機室空氣調節裝置兩部分，空氣調節裝置由空調機組、排水裝置、送風裝置、回風裝置、廢排裝置等組成。

每輛車客室設一臺車頂單元式空調機組，制冷量為39kW，制熱量為18kW，通風量為5 000m3／h，采用前端送風、后端進風、下部回風形式。主風道設在車頂中部，送風道設在車頂兩側，客室送風均勻。每個司機室設一臺頂置單元式空調機組，制冷量為4.5kW，制熱量為3kW，通風量為800m3／h，采用前端送風、兩側進風、下部回風形式，出風口可調節風量。空調機組具有制冷、制熱、通風3種工況，可根據氣候條件的不同，選擇適當的工況。空調機組通過電氣控制柜，可實現手動控制、自動控制和集中控制。

5.6 電氣系統

電氣系統由輔助供電系統、列車控制系統、旅客信息系統、火災報警滅火系統、照明系統等組成。空調、主照明、客室插座等采用AC 380／220V電源，其余采用DC 24V電源。

列車正常運行時，輔助發電機只為本車AC 380V負載供電。充電模塊給DC 24V蓄電池充電，并向DC 24V負載及列車各系統控制回路負載供電。輔助供電系統從發電機獲得AC 380V／50Hz電源，為空調機組、制動空氣壓縮機、充電機、照明系統供電。當本車輔助發電機無AC 380V電源輸出時，鄰車正常發電機為兩車供電。此時兩車負載減載運行，保證兩車的空調機組能半冷工作。每輛車車下設一個車間電源插座，在車輛維護輔助發電機沒有電源輸出時，為列車提供AC 380V電源。

列車控制以硬連線控制為主、TCMS監測診斷為輔；列車牽引、制動、安全等重要子系統采用列車級硬連線控制；子系統設備運行狀態由TCMS系統監測和診斷；列車通訊管理系統（TCMS）故障原則上不影響動車組正常運行。

列車通訊管理系統由列車級、車輛級和設備級網絡組成。列車級網絡采用絞線式WTB列車總線，車輛級網絡采用CAN總線，CANopen協議。TCMS系統主要負責子系統運行狀態檢測、傳輸、故障診斷，以及列車運行和維護信息數據支持。

列車控制系統由駕駛系統、接點控制柜、綜合電氣柜、動力包電氣設備、制動電氣設備、TCMS設備、PIS設備、門控設備、火災檢測設備等組成。駕駛系統由鑰匙開關、模式選擇開關、牽引／制動控制器、換端按鈕、司機臺指示燈等組成。司機室具有互鎖功能。

旅客信息系統由信息顯示系統、公共廣播系統、司機對講系統、旅客報警系統、視頻監控系統等組成。整個系統均采用總線型式的網絡拓撲結構。

每輛車各設一套火災報警及滅火系統，由火災報警控制器主機、火災報警控制器從機、高溫火災探測器、滅火裝置、感煙探測器、聲光報警控制盒等組成。各車廂火警主機獨立運行，與TCMS之間通過CANopen總線通信。各車輛火警信息和故障信息按信號優先級別通過CANopen總線傳送到TCMS，在主司機室EDU顯示信息。當動力包著火時，安裝在動力包上方的滅火裝置接到信號，同時引爆滅火罐，實施自動滅火，保護司乘人員與車輛的安全。

車內照明包括客室照明、低地板區域照明、司機室照明。車外照明包括前照燈、運行標志燈和尾燈。車內照明采用熒光燈管照明，分為正常照明和緊急照明。正常照明采用AC220V電源，分兩路供電；緊急照明采用DC 24V電源，一路供電；正常照明和緊急照明3路均勻分布。司機室內照明采用DC 24V電源，司機室內頂板上設兩盞LED照明燈。

5.7 車門

車門由上下旅客的側門、廁所門、司機室隔門等組成。

每輛車的兩側各設一個乘客進出的側門，側門為電控電動的雙扇塞拉門；具有司機集控開關門、司機允許旅客開門、自動延時關門，以及緊急解鎖、強制關門、障礙檢測、安全互鎖等功能。塞拉門啟尺寸為1 300mm×1 850mm，門板為鋁板，內部填充蜂窩鋁，具有較高的隔聲性能。

廁所門、司機室隔門為折頁門，門框為整體鋁型材結構，門體采用骨架式鋁合金結構，內部填充鋁蜂窩，門板采用鋁板及防火貼面板復合粘接而成。廁所門自客室向廁所內開啟，采用集成型，有無人顯示鎖。司機室隔門自司機室向外開啟，門框為整體鋁型材結構。司機室內設有手動裝置，駕駛員可在司機室內打開或鎖閉該門。

5.8 車窗

每輛車客室設12個大固定窗，其中4個為逃生窗；4個大活動窗，客室兩側對角布置；1個小固定窗，設在低地板區：1個小活動窗，設在廁所。活動窗為上部內翻轉式，翻轉角度約為30°。司機室兩側各設一個上窗內翻式活動窗，最大翻轉角度約為150°，便于司機瞭望。除廁所窗外，其他窗均設遮光卷簾，可以通過拉動卷簾下拉桿將卷簾停止在任何位置。逃生窗在每個客室兩側對角布置，逃生窗可以用錘擊碎；窗內、外都做有紅色標記，乘客和緊急介入服務時能夠快速辨認出來。

車窗采用鋁合金組合窗框，玻璃通過膠條擠壓在鋁合金組合窗框內。車窗由車外向車內推入，通過滑塊用拉鉤方式固定。逃生窗為中空鋼化玻璃，其他窗為夾膠中空鋼化玻璃。

司機室前窗采用雙曲面透明夾膠安全玻璃，具有防霜、電加熱功能，設電動刮雨器和遮陽卷簾。

5.9 車內設備

經濟型車輛設兩個經濟型客室，共有62個座位采用2+2布置。在低地板區域側門兩側設2個折疊座位，一個廁所和一個大件行李存放架。

舒適型車輛設一個舒適型客室、一個經濟型客室。舒適型客室有19個座位，采用2+1布置，另一個布置在低地板區域；經濟型客室有32個座位，采用2+2布置。在低地板區域側門兩側設2個折疊座位，一個廁所和一個吧臺。

經濟型車和舒適型車低地板區域的兩端均設樓梯，供乘客上下客室。客室兩側的側墻車窗上方設行李架。廁所走廊側間壁內設垃圾箱，司機室后面的客室近樓梯的座椅下方設一滅火器。

舒適型座椅由骨架、座椅墊、靠背墊、小桌板組成、調節裝置、扶手、腳踏板部件等構成。按動扶手內側靠背調節按鈕，人向后靠，可調節靠背角度，靠背最大傾斜角約40°；按動按鈕，人向前傾，靠背自動復位；小桌板隱藏在座椅兩側扶手內。

經濟型座椅由骨架、座椅墊、靠背墊、小桌板組成、調節裝置、扶手、腳踏板部件等組成。按動扶手內側靠背調節按鈕，人向后靠，可調節靠背角度，靠背最大傾斜角約20°；座椅后面設小桌板、腳踏板和書報兜，供后排乘客使用。

客室行李架采用隔柵式結構，前后邊梁采用鋁合金型材制作，前后邊梁之間采用材質為工程塑料組合式隔柵，并與前后邊梁連接而成。每組行李架與側墻通過機械連接固定；行李存放空間為高380mm、寬520mm。

5.10 車體內裝

車體內裝考慮到車輛輕量化的要求，盡可能采用輕質材料，由地板、墻板、頂板、平頂、間壁、樓梯、隔熱材、司機室頭等組成。

地板采用2+1三明治結構，中間為隔聲減振墊，兩面為復合膠合板，上鋪2.5mm阻燃橡膠地板布，有效提高車輛的隔聲減振性能。

側墻內裝由墻板、骨架、卷簾組成，采用了集成化設計，將三者組成一個模塊，與鋼結構通過螺栓把固。

客室內頂板采用玻璃鋼制作，做足頂板本身的強度和剛度，取消頂板骨架，將側頂板與空調支風道集成一體，頂板的連接采用插接和螺栓把固連接。

平頂采用無木結構設計，平頂板為7mm厚蜂窩板。間壁為22mm厚雙面塑貼鋁蜂窩板，通過彈性連接件與車體把固連接。

樓梯用于低地板和客室之間的過渡連接，樓梯由玻璃鋼制成，中間加填充材料。

司機頭采用雙曲面流線型結構，采用整體玻璃鋼模具成型、底架承載、過渡鋼骨架框、內裝寬松的連接方式。司機室內裝由骨架、側墻板、前墻板、頂板、壓帶板等組成。

5.11 動力系統

每輛車設一套動力系統，提供列車牽引動力和用電電源；動力系統由動力包、進排氣系統、冷卻系統、燃油供應系統等組成。標軌和米軌列車的動力系統完全一樣，牽引動力由動力包通過萬向軸、車軸齒輪箱驅動動力轉向架。

動力包采用集成化設計，由柴油機、傳動箱、發電機組、冷卻系統、空氣過濾器、排氣消聲器、安裝構架等組成，通過4個V型的彈性元件安裝在車輛底架上。

柴油機采用德國MAN公司D2842LE602型號的12缸4沖程電子控制柴油機。柴油機采用渦輪式增壓系統、帶冷卻熱交換器進氣冷卻系統；在2100 1／min時，額定功率為588kW。

傳動箱采用德國VOITH公司帶集成液力制動器的T212bre型傳動箱。傳動箱最大允許輸入功率為450kW，最大允許輸入轉矩為2 700Nm。傳動箱為液力控制3段式無級變速傳動裝置，由一個液力變矩器、兩個液力耦合器、一個液力制動器、一個機械換向器、電子控制器等組成。通過回路中傳動油的循環，由液力變矩器、液力耦合器的動作，實現無級自動轉矩變換。在車速一定范圍內，制動器提供一定的液力制動力。機械換向器由液力操縱換向汽缸等組成，列車停止時，可通過操縱機械換向器實現列車運行方向的改變。

發電機組采用LECHMOTOREN公司SDW 35.24-2型三相-同步-交流、無刷式、水冷發電機組，由變量液壓泵、液壓馬達、發電機、油箱、油熱交換器等組成。變量液力泵通過彈性聯軸器由柴油機主軸末端驅動產生高壓油驅動液力馬達轉動，液力馬達通過聯軸器驅動發電機轉動發電。通過自動調節液力馬達輸入靜液壓油流量保持發電機傳動轉速穩定。發電機額定功率為70kVA，額定電壓為AC 380V／220V，頻率為50Hz。

進氣系統由進氣口、連接管路、空氣過濾器等組成。進氣口安裝在車輛側墻上，吸氣口裝百葉片，防止大的異物吸入。空氣經過吸氣口、空氣過濾器進口、增壓器，通過3次過濾進入柴油機。排氣系統由消聲器及管路組成，柴油機排出的廢氣經消聲器消聲后由排氣管路到車頂排出。

冷卻系統由車頂冷卻單元、動力包冷卻元件等組成。車頂冷卻單元由水箱、散熱器、風扇、液壓馬達等組成，通過彈性安裝支座安裝在車頂。動力包冷卻元件由柴油機中間冷卻器及高低溫冷卻水泵、變量液壓泵、傳動油熱交換器、傳動油箱、靜液壓油熱交換器等組成。冷卻系統采用高、低溫水兩個相互獨立的冷卻回路；高溫水冷卻回路冷卻柴油機、液力傳動箱傳動油、以及部分柴油機增壓空氣；低溫水冷卻回路冷卻柴油機增壓空氣、液力泵和馬達的靜液壓油、發電機組。傳動油及靜液壓油通過油水熱交換器冷卻，柴油機增壓空氣通過柴油機中間冷卻器冷卻。兩個水回路的熱量由車頂冷卻單元散發到空氣中，冷卻風扇為散熱器提供強制對流空氣。冷卻系統中的溫控流量閥通過控制冷卻水流向車頂散熱單元的流量，達到控制冷卻水溫度的作用。冷卻管路系統中設高、低溫水溫度傳感器，傳動油溫度傳感器、冷卻水箱水位傳感器，將電信號傳到液力傳動箱電子控制器，實現控制及報警。

冷卻風扇采用液力驅動，柴油機直接驅動變量液壓泵產生高壓油，高壓油驅動液壓馬達轉動，液壓馬達帶動風扇轉動。來自液力傳動箱電子控制器（VTDC）的冷卻溫度信號控制液壓馬達進油流量，流量的大小決定液壓馬達轉速，從而決定冷卻風扇的轉速，控制高、低溫水的溫度。在環境溫度和冷卻熱負荷不斷變化情況下，冷卻溫度將始終控制在一定的范圍內。

燃油供應系統由油箱和燃油循環系統兩部分組成。每輛車下各設一個油箱，容量約為1 050dm3，可滿足連續運行1 000km的需要。燃油循環系統由過濾器、DC 24V電動油泵、卸壓閥、管路等組成。燃油循環從燃料箱開始，經油水分離器、電動油泵、泄壓閥、雙作用泵、手動泵、精過濾器、電子止油裝置（EHAB）、電子控制（EDC）高壓油泵到噴油器，噴油泵和噴油器的回流通過油管回燃料箱。

6 結束語

動力分散型內燃動車組具有廣泛的適應性、編組的靈活性、使用的經濟性，在非洲大陸和東南亞應用較為普遍，具有較好的市場前景。該項目為南車浦鎮公司整列車的研發積累了保貴的經驗，為進一步開拓國際市場打下基礎。