常见客车转向架介绍~U型(206系列)转向架(下)

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常见客车转向架介绍~U型(206系列)转向架(下)

2023-10-05 15:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

贺新郎·寄李伯纪丞相

[宋]张元幹

曳杖危楼去。斗垂天、沧波万顷,月流烟渚。扫尽浮云风不定,未放扁舟夜渡。宿雁落、寒芦深处。怅望关河空吊影,正人间、鼻息鸣鼍鼓。谁伴我,醉中舞。

十年一梦扬州路。倚高寒、愁生故国,气吞骄虏。要斩楼兰三尺剑,遗恨琵琶旧语。谩暗涩、铜华尘土。唤取谪仙平章看,过苕溪、尚许垂纶否。风浩荡,欲飞举。

 

这是2021年版《常见客车转向架介绍》的第五篇《U型(206系列)转向架(下集)》,也是介绍U型(206系列)转向架的最后一集,全文约5300字。上一集说到206系列在120km/h速度等级下的最新型号206P,这一集将介绍206系列中的准高速及高速型号,它们也是国铁初代准高速、高速转向架的成员。正是有了这些先行者(当然,初代准高速转向架还有浦厂、长客的产品及唐山厂的试验产品,在本文的后续部分将会陆续介绍),才使得中国铁路(如一位原铁道部科技司工程师所言)结束了近四十年的在持续速度100km/h左右徘徊的历程,真正地迈向持续速度140-160km/h的准高速运行,并开始展望更先进的技术和更高的运行速度。

另外还需要说明,本文的写作过程和真实的转向架的发展过程一样,都是通过不断地获得经验(通过实际的运营或者查阅更多的文献资料)、对问题的认识不断加深,从而不断地修正自己之前的认识;那么也就不可避免地需要作出修订。我的206系列转向架家族谱系图现在就迎来了第一版修订。对于发布之后能够修改的地方例如论坛,我将直接修改;对于发布之后不便修改的地方,例如公众号和b站,我将考虑以“滚动更新”的方式发布新帖,同时在每一篇新帖的开头标注各个部分的最新版本。这项工作将在本文正文全部写作完毕后进行。

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206系列转向架中的准高速及高速成员与中国第一条准高速铁路——广深准高速铁路的发展密不可分。206WP、206KP最初是专为广深准高速铁路25Z型客车研发的转向架,而上世纪末同样在广深线运行的大白鲨动车组也使用了206系列的终极形态——SW-200转向架。有鉴于此,不妨先简单总结一下从广九铁路至广深四线的发展历史。

广深铁路本是广九铁路的一部分,于1911年通车,虽经多次改造,仍为单线非电气化铁路。改革开放以来,深圳经济特区成立,珠三角地区经济得到快速发展,进出境货物及旅客大量增加,大量淘金者也源源不断从全国各地涌向深圳。广深铁路的运能与运力要求的矛盾愈发突出。1983年中,国务院批复了广深铁路复线改造计划,但当时国家铁路建设资金紧张,广州铁路局与国务院协商后,决定选择自筹资金、以路养路、以路建路的改革方式。

1984年1月,中国铁路改革“第一号种子”——广深铁路公司在深圳成立,公司直接隶属于广州铁路局,实行“自主经营,自负盈亏,自我改造,自我发展”的经济承包责任制,公司自行承担广州至深圳间铁路客货运输和对外服务业务,并靠自身创造的利润来自行分阶段完成广深铁路复线电气化改造建设,不要国家投资而照章缴纳工商税,其实行的“国有路营”新型管理模式被称为“广深模式”。公司领导体制的改革,加快了铁路工程进展速度,缩短、简化了铁路工程设计审批程序,广深铁路复线工程得以提前一年于1987年1月通车。

80年代末,铁道部决定从国情出发,以时速160公里的准高速铁路作为突破口,为未来发展高速铁路进行探索和试验。而当时的广深铁路具有其它线路所没有的优越条件,包括不断增长的运输需求、地形条件较好、长度适中等,使其成为合适的试验目标。1990年9月,铁道部向国家计委报送了《关于广深铁路技术改造项目建议书的报告》,同年12月,国家计委批准立项。1991年4月,铁道部和广东省政府联合成立了广深准高速铁路建设领导小组。广深准高速铁路技术改造工程于1991年12月28日在石龙特大桥正式动工,1994年12月22日正式开通,成为中国第一条准高速铁路。其设计速度160km/h,下元至平湖的准高速区段长98.5公里,新塘至石龙之间还设有200km/h的高速试验段。

1992年,广深铁路公司更名为广深铁路总公司,1996年,广深铁路总公司改制为广深铁路股份有限公司,并分别于香港交易所、纽约证券交易所挂牌上市,广深铁路运用发行H股募集资金及自有资金持续投入建设准高速铁路、高速电气化及配套工程。1998年5月28日,广深线高速电气化工程竣工,同年8月28日正式投入运营。

1999年6月8日,广深铁路三线(普速线)电气化工程动工,并于2000年9月16日竣工,广深铁路成为中国第一条三线并行、全线封闭、全线电气化的铁路干线。

2006年12月22日,广深铁路A股股票在上海证券交易所挂牌上市,自此,广深铁路成为唯一一家在上海、香港、纽约三地上市的中国铁路运输企业(2020年中从纽交所退市)。此次向社会公开发行人民币普通股(A股)约27.5亿股,每股发行价为3.76元,共筹集资金103亿元,广深铁路运用筹集资金收购母公司所拥有的广州至坪石段铁路运营资产及业务,收购完成后,公司营业里程由152公里延长至481.2公里,纵向贯通广东省全境,由区域铁路进入全国骨干路网。

2007年4月5日,广深四线电气化工程开通,自此广深铁路成为中国第一条全程封闭、四线并行的铁路,实现高速旅客列车与普速客车、货物列车的分线运行,综合运输能力得到较大提升,广深城际列车的行车密度也大幅提高。

广深准高速铁路开通之前的广深铁路也有不少值得研究的车辆,如60年代中的广深空调列车,70年代末的25.5米广深软座列车等,部分装用UD2转向架的高级软卧车也曾在广深铁路运行。

 

206WP、206KP转向架

206WP、206KP是四方厂为广深准高速铁路25Z型客车配套设计的转向架。206WP二系为圆弹簧,用于空调发电车;206KP二系为空气弹簧,用于座车、餐车及软座行李合造车等。两种转向架除二系悬挂及构架侧梁局部不同之外,其他部分完全相同。两种转向架于1992年2月设计完成,1992年5月试制出首辆份206WP转向架,同年6月进行了动力学试验及单车制动溜放试验;1993年7月完成试制首辆份206KP转向架。1994年3月,整列准高速客车在北京环铁进行了重车最高速度183km/h的综合试验。1994年10月,在广深正线进行了准高速客车的动力学试验,最高速度174km/h。该款准高速客车于1995年3-6月投入初期正式运用。此外,1995年5月,装用206KP转向架的准高速一等车在西南交大国家级牵引动力实验室进行了330km/h的台架滚动试验。这就是第一代206WP、206KP转向架,下面的介绍皆以第一代为准。

206KP转向架,这一列25K还是罕见的DC600V供电制式。这辆RZ25K-10863之后还有机会出场。206WP转向架

装车的206WP转向架见下列链接。由于不想搬运,联系了原作者希望获得授权但未获回复,因此这里直接放上原网站链接。

http://www.trainfanz.com/series_info.aspx?Series=66&msg=720

206WP转向架的二系悬挂为无摇动台高圆簧外侧悬挂,全旁承支重,弹性中心销轴牵引。摇枕与构架之间设有牵引拉杆、横向缓冲器及垂向、横向油压减振器。206KP转向架的二系悬挂则是无摇动台空气弹簧悬挂,全旁承支重,弹性中心销轴牵引。摇枕与构架之间设有牵引拉杆、横向缓冲器及横向油压减振器。由于206KP转向架的空气弹簧与附加空气室之间设有可变阻尼节流阀,因此不设二系垂向减振器。鉴于206KP空气弹簧的横向跨距较小,还安装了抗侧滚扭杆。

206WP、206KP两种转向架的构架、摇枕均为焊接结构,轴箱定位均为单转臂式,基础制动均为盘形及踏面复合制动。

1997年,为满足铁路第一次大提速的需要,四方厂在第一代206KP转向架的基础上经过局部改进,推出了用于25K提速客车的第二代206WP(95)、206KP(95)转向架,其动力学性能较第一代有一定提高。1998年铁路第二次大提速,为满足用户需求,四方厂又对206KP(95)型转向架作出了进一步改进,改进后的转向架即为第三代206KP(97)型转向架。

206WP、206KP转向架在提速后的性能受到其结构特点的限制,在1998年左右被SW-160转向架取代;既有装用这两种转向架的车辆也陆续换装SW-160H转向架。

 

SW-160型转向架

如前所述,1992-1998年间,四方厂为25Z准高速客车及25K提速客车先后设计了206WP、206KP转向架。1997年铁路第一次大提速开行了K字头的提速车,持续运行速度大幅提高。期间,206WP、206KP转向架在运用中暴露出一些问题和不足,如局部结构的一些薄弱环节上出现过裂纹等故障。受其结构形式所限,对这两种转向架进行进一步优化已十分困难,必须根据新的运用条件重新开发一种新的转向架,以真正满足提速客车的要求,这就是SW-160型转向架。

(关于车次这里还要说一句,一提的时候K字头的快速列车是全路等级最高的列车,当时特快列车的等级低于快速列车。国铁目前的车次系统在00年三提的时候才基本成型,Z字头的直达特快要到04年五提的时候才正式加入。)

SW-160转向架

还有一张也是SW-160转向架

SW-160型转向架在采用新技术、新材料和新工艺的同时,对先前产品在经过运用考验被证明为成熟的技术和结构也予以借鉴和保留。与206KP转向架相比,SW-160型的主要改进为:构架侧梁改为4块钢板拼焊结构,轴距增大至2560mm,参考借鉴了新干线500系转向架的设计,二系采用外侧悬挂;构架横梁与侧梁贯通并延伸出侧梁外,在侧梁外侧与横梁之间增加了空气弹簧支承梁,也作为空气弹簧的附加空气室;侧梁内侧与横梁之间增加纵向辅助梁;对横向减振器安装位置做了改进,降低了减振器的阻尼值;进一步优化了一系悬挂结构和定位参数。

SW-160型转向架于1998年第二次大提速时正式批量装车运营,在25K快速客车和高档客车上推广应用。1999年,SW-160型转向架被铁道部审定为运行速度160km/h客车的主型转向架。除四方厂产品装用之外,浦镇厂、唐山厂的部分产品也装用SW-160型转向架。

2001年,对SW-160型转向架的踏面清扫器予以取消,构架上的闸瓦吊座也相应取消;2002年,取消抗侧滚扭杆装置并增加过冲挡;2003年进行整图,并根据运用情况对部分结构进行补强。

 

SW-160H型转向架

考虑到206WP、206KP转向架在运用中出现的故障,为彻底消除隐患、确保行车安全,四方厂在请示铁道部获得批复的情况下,开始陆续以SW-160型转向架替换206WP、206KP转向架。为有效利用原206KP转向架的零部件,在保持SW-160型转向架大结构不变的前提下做了局部修改,这种转向架即为SW-160H型,其部分配件可以与206KP型转向架互换。

在我的家族谱系图中,SW-160H是继SFKG2之后另一种设制年代不明确的转向架,同样没有任何文献资料记载此换装的过程。我在2006年还乘坐过使用206KP转向架的车辆,而当时SW-160H也已装车运用,具体的历史沿革还需要继续探究。

RZ2 25Z-10707SW-160H铭牌这辆广铁的KD25Z-97755目前使用的应该也是SW-160H,替换其原有的206WP转向架

2017年中我去湖北老河口探访工矿窄轨铁路,返程又去钟祥看明显陵,从钟祥回武汉的时候买了当时T6706次的软座,没想到登上了我2006年搭乘过的同一辆车,RZ25K-10863。 

2006年的车票

当年我去安阳省亲顺便参观殷墟,在到安阳之前还特地补了一站软座票,这样就可以考察一下RZ25K的内部结构,下车的时候也拍摄了上面那张206KP转向架的图片。至于这张通票后半段签了石家庄—上海的K233次,从陇海上京沪时由于晚点未能及时切割正线,在徐州待避了上下行所有的猪群,则又是后话了。

当年的RZ25K-10863,车号字体还是挺标准的TB1.1人不能两次踏进同一条河流,但有机会两次搭乘同一辆客车。此时也已经刷绿~当年的转向架是206KP,现在也换成了SW-160H。车号字体也变成了武局的特色字体。

SW-200型转向架

1994年广深准高速铁路的开通运营为接下来的铁路全面提速战略打下了技术和实践基础。为进一步提高铁路客运的竞争力,铁道部决定向200km/h的高速铁路领域进军。在这样的时代背景下,四方厂在206KP转向架基础上,为适应200km/h运用速度的要求,优化结构和参数而重新研制了SW-200型转向架,其研制过程经历了两个阶段。

1997年,铁道部以铁科技函[1997]287号文发出了《关于下达200公里/小时电动旅客列车组设计任务书的通知》。在铁科技函[1997]287号文下达之前,四方厂提出了有摇枕和无摇枕两个方案的《SW-200型客车转向架技术设计说明》,在铁科技函[1997]287号文下达之后,四方厂对SW-200型转向架的主要结构和悬挂参数做了进一步论证,并确定了无摇动台、有摇枕方案。设计过程对构架、摇枕的强度做了有限元计算分析,同时由铁科院和上海铁大对动力学性能分别进行了计算分析。1997年11月,在四方所完成了SW-200型转向架的构架和摇枕的静强度试验和疲劳试验;1998年5月底,在四方所完成了装用SW-200转向架的RZ2 25Z-10634号客车的整车滚振动台架试验。

大白鲨动车组中的RZ2 25DT-10884,SW-200转向架

1998年6月15-24日,在京广线郑武段许昌—小商桥区间的试验区段进行了正线200km/h旅客列车综合性能试验。期间,CW-2G和PW-200两种传统结构形式的有摇枕摇动台转向架达到了239.7km/h的当时的中国铁路第一速,而装用SW-200转向架的RZ2 25Z-10634号客车并未参加6月24日240km/h的试验,于1998年6月22日达到了229.1km/h的试验速度,这也是四方厂U型(206系列)转向架在近四十年的发展历程中所达到的最高水平。随后,四方厂将和其他工厂一道,逐渐迈向无摇枕、无摇动台、无旁承的“三无”转向架的崭新领域,而中国铁路的既有线提速工程也在六提之后达到了运行速度250km/h的世界最高水平。

另外值得一提的是,在上述1998年的试验中,在其参与的全部试验项目内,SW-200转向架的轴温最低,普遍在40度左右,最高仅为45度。

SW-200与206KP及SW-160转向架的主要区别如下: 

除图表中的参数区别之外,SW-200转向架的改进还有优化了构架、摇枕、轴箱定位等结构,优化了一系二系悬挂参数,提高了运行稳定性和平稳性,抗蛇行失稳速度达到350km/h以上,采用了进口油压减振器和滚动轴承,以及采用每轴3块制动盘的新型轴盘式基础制动装置等。

除用于大白鲨动车组、神州动车组之外,SW-200转向架还用于部分非客运车辆,如这辆SY25K-98941,从3块制动盘可以看出它使用的也是SW-200。

SY25K-98941试验车,带有受电弓

本集介绍了U型(206)系列转向架的准高速和高速成员,也是这一系列转向架介绍的最后一部分。下一集我将开始介绍209系列转向架。

 

参考资料:

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