2O’ZELR型电力机车车体设计

王佥 郭充

摘要：介绍了2O’ZELR型电力机车车体的主要技术和结构特点，主要对车体结构、牵引缓冲装置、司机室及车内生活设施的设计进行了设计阐述和说明。

关键词：车体;出口电力机车;司机室;静强度

1  机车总体介绍

2O’ZELR型电力机车是中车大连机车车辆有限公司自主研制的出口乌兹别克斯坦12轴货运电力机车。该型机车为在既有出口乌兹别克斯坦机车基础上，充分考虑国内外机车技术情况、业主运用环境和需求及运输情况，基于技术成熟、方案可靠、经济适用和简统通用原则进行设计的适用于乌兹别克斯坦铁路运用环境、符合GOST标准体系的1520轨距大功率14400kW交流货运电力机车。

机车可在海拔高度不超过1800m，环境温度（遮荫处）-40℃～+50℃，月平均最大相对湿度90%的条件下，按机车额定功率正常工作，并能承受风、雨、雪、盐雾、煤尘和偶有沙尘暴等恶劣天气。如图1所示。

2  车体结构概述

2O’ZELR型电力机车采用双机固定重联型式，每台机车由两节车体组成，车体符合标准GOST-9238-2013限界1-T及GB/T 146.1-1983限界要求。车体采用整体承载的框架式焊接结构[1]。顶盖为可拆卸设计，以便于车内设备吊装。车体由底架、侧墙、顶盖、司机室、隔墙、后端墙等组成一个整体。机械间设有宽敞的直通式中间走廊，走廊地板平整、防滑，宽度600mm。底架边梁上设有四个整体起吊销孔，在前后端牵引梁上设有四个救援起吊销孔。车体与转向架之间设有备用的整体起吊联接装置，以便在运输需要时将车体同转向架一并吊起。车体顶盖上表面设有颗粒状防滑层，并设有安全绳挂钩，确保车顶作业人员安全。机车前端设有防滑走台板及调车踏板，并有相应的扶手。两节机车之间采用双包折棚气密风挡连接。车体焊接结构设计、制造及检查符合BS EN 15085标准。

2O’ZELR型电力机车车体结构通过优化设计及强度计算使其静强度、刚度、疲劳强度等指标达到了相关标准要求。车体主体承载结构选用的材料主要为Q345E，低合金高强度碳素结构钢，非承载结构选用的材料为Q235B。司機室蒙皮、顶盖蒙皮和侧墙蒙皮采用耐候钢材料。车体（包括司机室）的承载能力符合标准EN12663-1：2010和UIC651-2002的要求，其中车体结构能够承受纵向压缩载荷2500kN，纵向拉伸载荷2000kN，且满足机车坡道牵引载荷工况要求。整备状态下车体的一阶垂弯固有频率大于10Hz，与悬挂装置的振动频率充分隔离，避免车体与转向架产生共振现象，满足机车的舒适度要求，如图2、图3所示。

3  牵引缓冲装置

2O’ZELR型电力机车采用符合GOST3475-81标准的CA-3型车钩，并安装有下作用式单侧手提杆。车钩水平中心线距轨面高度1060mm，在有地沟和必要的工装前提下，车钩及缓冲器能在不拆卸排障器或转向架情况下拆装检修。机车经过自身连挂曲线通过计算，自身连挂满足GOST33434-2015曲线通过要求。机车可以5km/h速度安全通过半径125m的曲线，并能在半径250m的曲线上进行正常摘挂作业。机车采用АПЭ-120-И型号缓冲器，缓冲器最大压缩行程120mm，额定容量157kJ。

4  司机室

司机室结构和设备布置符合人体工程学的要求，具有良好的瞭望条件，符合UIC651-2002的相关规定。司机室具有良好的密封性，门、窗、管道和电缆连接等接口处都采用密封设计。司机室的顶棚、侧墙、前墙、后墙和地板具有隔热保温性能。前窗玻璃采用胶粘接方式安装，具有电加热功能，并可以避免反射和高热量传递，不会使观察景象产生畸变。前窗上安装有遮阳帘和电动刮雨器，刮雨器具有高速、低速和间歇三种刮刷频率。喷淋装置水箱安装在司机室操纵台内，容积不小于10L。司机室侧窗采用安全玻璃且仅能在司机室内部打开，侧窗开启时，司机可以探身出车外观察列车，在紧急情况下，司机能够打破侧窗玻璃经侧窗逃离司机室。后视镜装在侧窗外适当位置，后视镜可以手动展开或者折叠。

每个司机室侧面设有带联动锁的入口门，入口门的净通过尺寸不小于1675×500mm，入口门两侧设置有扶手杆。司机室与机械间之间设有具有紧急逃生功能的门。每个司机室内设两个司机座椅，司机座椅有足够的稳定性，能进行上下、前后及转动的调节，并在转动范围内不碰及其他设备。司机室后墙上还设有两把固定式折叠座椅可供添乘人员使用。司机室空调使用环保型制冷剂，具有制冷、加热、空气过滤和补新风功能。双端司机室空调可同时工作，单独控制。每个空调主机安装在司机室前部并配有可拆卸的防护罩，可从机车外部拆卸及维护。每个司机室内还设置有脚炉，前端暖风机，后墙暖风机和侧墙暖风机等取暖设施，如图4所示。

5  车内生活设施

机车内设有卫生间，并装有集便器、水箱、显示面板、取暖器、通风排气扇、洗手台、水龙头、照明灯、废物收集装置、排气照明开关和扶手等设施。卫生间在实现收集污物的同时，还具有面板显示、照明、排风、取暖、水箱加热、排污管加热、集便器故障和污物箱满载保护等功能。司机室内部设有更衣箱、急救箱和衣帽钩，操纵台上设有烟灰缸和水杯架。机车内还设有微波炉、冰箱、电水壶和垃圾桶等生活设施。

6  结语

2O’ZELR型电力机车车体采用了标准化、系列化、模块化、简统化的设计理念，为今后出口型货运电力机车的车体设计积累了宝贵经验。车体的结构强度、刚度、安全性及机车的环境舒适性通过设计计算及试验验证，符合国际及国内先进标准要求。目前该项目首批机车已经完成落成并正式交付业主使用。

参考文献：

[1]韩鹏飞，李磊.模块化设计在调车机车车体设计中的应用[J].内燃机车，2009（11）.

[2]王淑荣.HXD3B型机车车体的设计[J].内燃机车，2010（11）：11-17.

[3]广德强.CKD0A型内燃机车车体设计及有限元分析[D].辽宁：大连理工大学，2018.