紅外線檢測車改造設計

伍俊釗 路曉辰 任明

(中車南京浦鎮車輛有限公司，江蘇 南京 210031)

1 概述

為保證鐵路車輛的運行安全，避免發生熱切軸事故，中國鐵路自20 世紀70 年代開始逐步建立了紅外線軸溫監測系統網絡，并取得了較好的效果。為了及時發現和處置出現異常的地面紅外線檢測設備，各鐵路局均配置了用于檢測地面紅外線設備測溫精度和探測角度的紅外線檢測車。

隨著中國鐵路飛速發展，特別是客、貨運列車的提速運行，以及鐵路5T 檢測系統的推廣應用，各鐵路局的一些老型低速度等級紅外線檢測車已無法滿足方便快捷的檢測要求。因此近年來，不斷有鐵路局提出了新造或利用既有客車改造為紅外線檢測車的需求。本文以配屬南方某鐵路局的25T 型軟臥車為例，介紹了既有客車改造為紅外線檢測車的技術方案。

2 總體布置

2.1 設計要求

紅外線檢測車的檢測功能由動態檢測裝置實現，該裝置主要由安裝于車下的模擬車輪、模擬軸箱，安裝于轉向架上的探頭方位尺，及車上的無線傳輸、GPS 模塊和控制模塊組成。車輛在滿足紅外線檢測功能的同時，還需具備本車供電、辦公、會議、食宿、入廁、淋浴等功能。車輛一般作為首尾車與各型普速旅客列車連掛，車輛最高運行速度160km/h。

2.2 總體布置

結合上述需求，以降低改造成本、減少車體鋼結構改造范圍為原則，選取了統型25T 軟臥車結合A4 修進行改造。取消了車上一位端衛生間及6 個包間，增設淋浴間、廚房、工作間、會議間、儲藏室等，車輛定員改為12 人。除改造兩個瞭望窗及封堵兩個窗洞外，其余側墻窗洞不做改造。改造后的車上平面布置見圖1。

圖1 改造后平面布置

原車下一位端污物箱、DC600V 電源裝置、DC110V 電池箱取消，新設置DC48V 應蓄電池箱、柴油發電機組、燃油箱、紅外線檢測設備等，制動模塊根據改造后空間進行移位，改造后的車下平面布置見圖2。

圖2 改造后車下布置

3 系統設計

3.1 車電系統

車輛供電制式由DC600V 集中供電改為AC380V 本集供電，車下新增兩臺40kw 互備柴油發電機組及1500L 燃油箱。原車下DC600V 干線改為DC600V 通過線，在車輛作為首車與DC600V 客車連掛時使用。車上另增設雙路單線AC380V干線、分線箱及防護線槽，端墻增設AC380V 連接器插座，僅在車輛作為尾車與AC380V 客車連掛時為本車供電使用。

原綜合控制柜重新設計，設空調控制、電源控制、油箱液位顯示、柴油機啟動電池充電模塊、AC380V 絕緣監測裝置等。原乘務室組合柜重新設計，保留一套集便系統。乘務員室增設柴油機控制柜、充電整流柜。

取消原車DC600V 電源裝置、DC110V 蓄電池箱、端墻DC110V 連接器插座及相關線路。

原車DC110V 供電制式的防滑器、軸報、集便及塞拉門電源模塊、行車安全系統、火災報警器及車輛照明等更新為DC48V 供電制式。在一位端枕外新增DC48V 容量200Ah 的應急蓄電池箱。

在包間外長走廊處設置集中報警器，具備軸溫報警、柴油機故障、煙火報警及電池欠壓的聲光報警功能。

取消原車信息顯示屏系統、語音呼喚器、廣播系統、影視系統。車上照明系統、插座開關重新布置,各間照明設獨立開關控制。車上線槽根據車上電氣布置進行改造，新增鐵地板夾層線槽供車下檢測設備布線。

3.2 內裝系統

原第1 包間改為廚房，內設操作臺、吊柜、洗池、雙眼電磁灶、電冰箱、抽油煙機等。地板采用玻璃鋼底盤，并增加車下排水套筒。

第2、3、4 包間原位置保留，包間內設備設施按廠修規程要求進行檢修。

原第5 至第9 包間取消，居中分隔為工作間及會議室，工作間內設檢測設備機柜、操作臺、工作臺、吊柜及工作椅等，會議室設電視柜、沙發等。

一位端茶爐室改為備品柜，上方嵌入式滅火器保留。二位端小走廊增設儲藏室，儲藏室間壁內嵌潔具柜及滅火器。

廚房、工作間、會議室、儲藏室等新增隔間的墻頂板更新，長走廊側墻板更新，采用雙貼面膠合板。

工作室及長走廊對稱位置各加一面瞭望窗。乘務員室、洗臉間及廚房改為活動車窗，其余車窗均為固定窗。

原車電動內端門取消電動功能，改為手動拉門。淋浴間門、乘務員室門、洗臉間門、包間門使用原車件。另新增設置會議室二位端擺門、儲藏室折頁門。

3.3 暖通系統

對空調機組進行改造，將其改為AC220V 控制制式。廚房、工作間、會議室空調送風道重新設計，改為頂板通風器出風。

電加熱板全部更新為AC220V 供電制式。嵌入式電熱器底板原型檢修，電熱器面板長度根據改造后平面重新布置。

3.4 車體鋼結構系統

車頂加裝廚房油煙機排煙帽、檢測設備天線安裝座及引線管等。

車體兩端折棚風擋取消，改為橡膠風擋。車端DC110V 連接器安裝座取消，并加裝AC380V 動力連接器安裝座。

取消側墻各種廢棄的內裝吊卡及安裝座。側墻板安裝座、間壁安裝立柱等配件重新設計。原第6 包間的兩側墻窗洞改為瞭望窗，原第7 包間及對應走廊窗洞堵閉。

車底兩側裙板取消。兩端密接式車鉤更新為15 號小間隙車鉤，一、二位端牽引梁更新。

取消車體一位端污物箱、DC600V 電源裝置、DC110V 蓄電池箱吊梁安裝座，新增檢測設備安裝座，新增蓄電池箱、燃油箱、柴油發電機安裝吊座及橫梁。淋浴間、廚房鐵地板排水孔重新設計。

3.5 給水衛生系統

一位端衛生間取消，改為淋浴間，內設儲水式電熱水器、增壓泵、淋浴裝置、毛巾架等設備。原車電茶爐相關配套裝置取消。洗臉間、二位端衛生間、車上水箱原型檢修。淋浴間、廚房給排水管路重新設計。

3.6 制動系統

加裝列尾裝置，取消原一位端集便裝置供風管路。車中制動管排到制動模塊的管路接口位置進行移位改造。

3.7 轉向架

二位端轉向架5、6 號軸箱夾緊箍加焊探頭方位尺安裝座。

4 計算驗證

4.1 重量分配計算

增加的柴油發電機、燃油箱、應急電池箱、檢測設備等主要部件均位于車下，改造后車輛重心降低。且車下新增部件均沿車體縱向中心線對稱布置，利于減小車輛輪重差。通過對改造后車輛各系統部件的重量分配進行計算，車輛改造后自重增加約2.5t，滿載時最大軸重約15t、輪重差約為2.34%，符合軸重小于17t、輪重差小于4%的要求。

4.2 鋼結構強度計算

通過對改造后的車體鋼結構進行三維建模并進行有限元分析，車體靜強度滿足強度要求，各工況下的最大應力均小于該處材料的許用應力。

4.3 電氣負荷計算

車內各用電設備功率見表1。經計算，紅外線檢測車實際用電功率冬季為38.01kW，夏季為31.15kW，故選取40kW 的柴油發電機組可滿足改造車輛的用電需求。另外根據TB/T 1759－2016《鐵道客車配線布線規則》對電纜載流量的要求，發電機組輸出線、充電整流柜輸入輸出線、綜合柜輸入線等電氣線路結合電纜的工作環境溫度、敷設情況、壽命折算、工作制修正系數進行計算，選取的電纜的允許載流量大于最大工作電流。

表1 紅外線檢測車電氣用電功率

4.4 試驗驗證

車輛改造完成后，按《鐵路客車廠修規程》要求對整車及主要設備進行例行試驗外，整車還進行了小曲線通過試驗、稱重試驗、限界檢查等型式試驗，試驗均合格。

結束語

通過借鑒國內軌道檢測車的設計理念和25T 型客車成熟的內裝產品，將既有25T 型軟臥車改造為紅外線檢測車。使其可與25K、25T 等各型提速列車連掛，最高運行速度160km/h，滿足用戶快速檢測的需求，改善作業人員的生活工作條件。同時車輛的整體改造費用約為同型新造特種車費用的40%左右，可大幅降低用戶購置成本。