出口苏丹HD100C型内燃动车组的开发设计

蔡小波，朱 兵

(中车资阳机车有限公司研发部，四川 资阳 641301)

1 概述

苏丹铁路主要承担货物运输，随着经济发展，出现了小编组、单动力牵引与多动力牵引并存的客运需求。而客运运输所面临是在既有较差货运线路条件下，保证运输安全性同时达到较高的运行速度和可靠性；同时将面临恶劣气候条件问题：苏丹地处撒哈拉沙漠边缘，沙漠面积占全苏丹面积的1/3，其部分铁路穿过沙漠，且铁路沿线气候多旱少雨，有风时整个天空沙尘弥漫，沙尘细小，无孔不入地通过各种途径进入车内。

2 动车组开发

动车组安全可靠运行，并具有较好的经济性是决定动车组开发成功与否的关键因素，为此在充分考虑用户需求的基础上，结合既有动车组的运用情况，针对苏丹的环境及应用条件，进行了如下开发设计。

2.1 动车组编组

苏丹环境恶劣，维护保养条件差，因此用户选择了动力集中式动车组。一方面，在操作模式上与既有机车一致；另一方面与既有机车的维修模式匹配，适应运营与检修的要求。编组按2动10拖设计，同时牵引和供电留有一定冗余。

2.2 动车组的供电

国内传动的2动多拖车供电冗余方式，在1台动车牵引多台拖车时存在缺陷，为此在本车设计时考虑1台动车牵引多台拖车时的供电冗余。动车上装有大功率的供电用柴油发电机组，供电冗余实现方式：正常情况下，每台机组给5台拖车供电，当其中1台发电机组发生故障时，有另1台发电机组给10台拖车供电，拖车设备切换为半载。

2.3 牵引与制动一致性设计

动车间通信采用CAN自定义协议实现动车间的长距离冗余通信，经过联调可保证控制的可靠性与通信的同步性，从而保证牵引的一致性。

制动系统采用ARR标准系统，动车组通过调整闸瓦摩擦系数，从而保持动车与拖车的减速度一致。

3 四化设计

3.1 平台化设计

在针对非洲窄轨市场，在同一技术平台上，形成了以第一、二批HD100型动车和HD100B型动车为代表的2个系列的动车，HD100C动车组动车在系列二HD100A动车组动车的基础上，通过柴油机由C32更换为3512B，供电方式由主柴油机驱动主发电机供电更改为独立的C18发电机组供电，转向架轴式由A1A-A1A更改为C0-C0。

3.2 模块化设计

HD100C动车组动车上装用的模块均沿用历史车型成熟模块，未进行新模块的设计。如整体借用苏丹轻车的柴油发电机组安装，整体借用HD100A型动车的电器柜、列车供电柜及辅变柜等(见表1)。

表1 模块化设计

本车的模块化重点工作在于对大模块内部的结构进行优化，提高模块的通用性。

4 动车组总体布置、技术参数

M+T1+T1+T2+T2+Tk+T3+T3+T3s+T3s+T3s+M

4.1 动车组主要技术参数(见表2)

表2 动车组主要技术参数

4.2 动车主要性能参数(见表3)

表3 动车主要性能参数

动车采用CAT C3512B型柴油机，最大运用(装车)功率为1 340 kW，最高运行速度为120 km/h。动车采用交-直流电传动，由柴油机驱动1台主发电机产生的三相交流电经整流后，输送给6台并联的牵引电动机，再由牵引电动机通过传动齿轮驱动车轮转动，动车采用内走廊承载式、流线型车体。动车钢结构由下列5部分组成：司机室、电气室、动力室、冷却室、辅助室，总体布置图见图2。

各室间隔墙均设有内门。为便于装拆部件，将电气室、动力室、冷却室和辅助室的顶部均安装活动顶盖。

车体结构中设置防风砂、隔热、灭火、通风、采光和照明设施。

具有流线型外罩的司机室内设有操纵台，操纵台上安装有司机控制器、制动装置的自阀和单阀、各种操纵按钮、仪表和信号显示装置等。司机室内还设有正、副司机座椅；前方和两侧均设有玻璃窗，视野宽阔，瞭望方便。前窗玻璃窗外设刮雨器。司机室安装有冰箱、空调设备。

电气室内安装有电气柜、硅整流柜、牵引电动机通风机、制动电阻。

动力室内装柴油-发电机组及柴油机进气空气滤清装置、冷却水系统的管路和膨胀水箱等。动力室装有通风机，可以及时排出动力室内的烟气和热量。

冷却室上部安装散热器组和一台冷却风扇，散热器组下部安装有起动发电机、辅助发电机、变速箱、交流辅助供电柜、排成通风机等。

辅助室内安装有C18发电机组、空气压缩机(型号：L2.4/10)、阀类安装、干燥器等设备。

动车走行部为两台可以互换的C0-C0转向架，动车司机室鼻端配有苏丹铁路要求的空气连接管和牵引装置等。

车架下部中央为燃油箱，总风缸和蓄电池箱。

1-内电车钩；2-操纵台；3-座椅；4-电冰箱；5-电器柜；6-整流柜；7-电阻制动；8-牵引电机通风机；9-主发电机；10-主柴油机；11-燃油箱；12-辅发电机；13-启动电机；14-变速箱；15-交流辅助供电柜；16-转向架；17-空压机；18-供电机组；19-供电柜；20-阀类安装架；21-冷却装置(供电机组)；22-冷却装置(主柴油机)；23-膨胀水箱；24-排气系统；25-进气系统。

4.3 拖车主要技术参数(见表4)

表4 拖车技术参数

HD100C型动车组拖车由10节拖车构成1列编组，编组方式为：两节一等座→ 两节二等座→一节餐车→一节带乘务室及广播控制系统的三等座 →一节带乘务室的三等座→三节不带乘务室的三等座。

4.3.1 一等座

一等车拖车总体布置图如图3所示，下部设备布置如转向架、制动系统等与三等车完全相同，主要差异在拖车内部布置，主要差异有以下几个。

1)一等座车辆定员由72人减少到40人，座椅的舒适性与国内和谐动车组一等座等同，靠背倾斜角度为30度，座椅可旋转、无插座功能，为满足合同要求，座椅坐垫尺寸进行调整，所有的座椅朝向I端布置，座椅为2+1排列。

2)由于座椅布置的不同，带来车内布置的变化，Ⅱ端大件行李架长度由1 541 mm变为1 042 mm。灯带、行李架、风道、内装等相应变化。

3)由于车内布置的变化，对I端处的车窗布置进行调整，地板根据座椅布置进行调整，钢结构接口相应变化。

1-车体钢结构；2-转向架；3-制动系统；4-给水系统；5-电气系统；6-内部装饰；7-空调通风系统；8-车内设备。

4.3.2 二等座

二等车拖车总体布置图如图4所示，二等车与一等车内部布置基本相似，差异在于座椅的数量和舒适度。二等座车辆定员为58人，座椅的舒适性与国内和谐动车组二等座等同，靠背倾斜角度为30°，座椅无旋转和插座功能，所有的座椅朝向Ⅰ端布置，座椅为2+2排列。地板根据座椅布置进行调整，钢结构相应变化。

4.3.3 三等车

三等车在2M6T拖车的基础上进行优化改进设计，改进项点包括登车梯优化、单路供电改双路供电方式。针对两动六拖拖车验车时客户反映的登车梯上车较陡的问题进行了改进设计，改进后的侧梯斜度由原来的77°减少到65°，提高上车的舒适性。

1-车体钢结构；2-转向架；3-制动系统；4-给水系统；5-电气系统；6-内部装饰；7-空调通风系统；8-车内设备。

4.3.4 餐车

餐车下部设备布置如转向架、制动系统等与三等车完全相同，餐车内部布置为全新设计。车内设备主要分为3个区域：储物区、餐厅、厨房系统等。餐厅在车辆中部，设固定座椅、餐桌、窗帘、衣帽钩。座椅分为单面双人式座椅和双面4人式座椅，可同时供36人就餐。

厨房系统设置在Ⅱ位端，厨房内设吧台、操作台、加热、烹饪、冷藏冷冻、储物柜等设施，保障全车旅客餐饮的供应。可为乘客提供2种形式的供餐/售货形式：第1种供餐/售货形式为乘客自主到餐车厨房吧台处购买食品或饮料，然后到餐厅座位上进餐；第2种供餐/售货形式为乘务人员使用售卖小车为各车厢的乘客送餐(饮料)。

5 结语

出口苏丹的HD100C型动车是在前期已出厂的HD100系列动车组的基础上进行设计，在满足合同要求和用户使用需求的前提下，考虑平台化设计，为今后开展标准化动力集中式内燃动车组的研究打下了坚实的基础。