新一代高速动车组供水系统优化设计_崔婧美

７ 试验
７． １ 静强度试验 ２ ０ ０ ９ 年 １ 月 ４ 日 —７ 日在济南公司车体二车间进 行了车体静强度试 验 ， 试 验 包 括 纵 向 载 荷、 垂 向 载 荷、 顶车载荷 、 扭 转 载 荷、 侧压载荷和垂向弯曲刚度等工 况 。 试验结果表明 ， 车体静强度和垂向弯曲刚度满足 ／ 马达加 斯 加 米 轨 漏 斗 车 设 计 任 Ｔ Ｂ Ｔ １ ３ ３ ５—１ ９ ９ ６ 和《 务书 》 的要求 。 ７． ２ 卸货试验 ２ ０ ０ ９年１月１ ５ 日在济南公 司 车 体 二 车 间 进 行 了 样车卸货试验 ，试验介质为锅炉房动力用煤 。 由于受
设 计 制 造
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ２ ７ ６ ０ ２ ２ ０ １ １ ０ ９ ０ ０ ２ ５ ０ ５ － － －
铁道车辆 第 ４ ９ 卷第 ９ 期 ２ ０ １ １年９月
新一代高速动车组供水系统优化设计
崔 婧 美 ，李 瑞 淳
（ ） 长春轨道客车股份有限公司 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ６ ２ 摘 要： 对Ｃ 并提出了优化措施， 以满足新一代高速 ＲＨ ３ 型动车组供水系统在运行中发生的问题进行了 原 因 分 析 ， 动车组的使用要求 。 关键词 ： 动车组 ； 供水系统 ； 优化设计
３ 车间地沟容量限制 ， 试验时只装载了 ２ 的煤 炭 （ 占 １ｍ
， 试验过程中分别记录了从离合器打 总容积的 ４ ７％ ） 至手动位 （ 空转手轮 ） 到两离 合 器 啮 合 的 时 间、 从两离 合器啮合 （ 用力转动手轮 ） 到底门完全打开的时间以及 从底门完全打开 （ 停止转动手轮） 到 卸 净 货 物 的 时 间， ， 并根据试验记录推算 出 满 载 时 卸 货 时 间 不 大 于 ５ ４ｓ 能满足用户对卸货时间的要求 。
方式则是通过泵水系统产生的压力实现供水 。 餐车采 其 他 车 型 均 采 用 重 力 供 水 方 式。 用了压力 供 水 方 式 ， 重力供水的净水箱溢 水 管 路 在 客 室 顶 板 上 方 ， 与空调 ， 机组排水管路 、 混合箱排水管路相连通 （ 图 ４） 当此排 水管路末端发生冻堵 后 ， 注水时部分溢流的水充满管 路后即沿管路支路进入混合箱 ， 从而进入客室内顶板 。
（ 编辑 ： 郭 晖） ·２ ５·
铁道车辆 第 ４ ９ 卷第 ９ 期 ２ ０ １ １年９月
１． １ 注水口冬季冻堵 ２ ０ ０ ９年１ ２月， Ｃ ＲＨ ３型动车组在京津线运营期 间， 部分车辆出现注水口完全冻结的情况 ， 导致在站台 无法完成注水作业 。Ｃ ＲＨ ３ 型动车组注水管路车下部 （ ） 所示 ， 注水口的内孔径为 甚 分结构如图 １ ａ １ ３ ｍｍ， 至低于普通客车注水口内孔径 １ ８ ｍｍ 的要求 。 此段 管路 直接 裸露 在 空气 中， 没有 管路总长约为 ５ ０ ０ｍｍ， 在低温条件下 ， 少量从注水管路溢流出 保温防寒措施 ， （ ） ） 。 来的水积存在注水口处 ， 产生冻结 （ 图１ ｂ
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵 ／ 在美 国 Ⅳ 级 线 路 上 ８ ０ｋ ｍ ｈ速度 分析结果表明 ， 空重车工 况 下 的 横 向 及 垂 向 平 稳 性 指 标 均 内运行时 ， ／ 《 低于 ３ 达到 Ｇ 铁道车辆动力学性 ． ５， Ｂ Ｔ ５ ５ ９ ９—１ ９ ８ ５ 能评定和试验鉴定规 范 》 的 优 级 标 准。 在 美 国 Ⅱ 级 线 ／ 路上 ８ 空重车工况下的横向及 ０ｋ ｍ ｈ 速度内运行时 ， ， ／ 达 到Ｇ 垂向平稳性 指 标 均 低 于 ４ ． ０ Ｂ Ｔ ５ ５ ９ ９—１ ９ ８ ５ ／ 的良好标准 ， 其他各项动力学性能指标均满足 Ｇ Ｂ Ｔ 车体 静 强 度 和 垂 向 弯 曲 刚 ５ ５ ９ ９—１ ９ ８ ５ 的要求 。 另外 ， ／ 《 度满足 Ｔ 铁道车辆强度设计及试验 Ｂ Ｔ １ ３ ３ ５—１ ９ ９ ６ 鉴定规范 》 和《 马达 加 斯 加 米 轨 漏 斗 车 设 计 任 务 书 》 的 要求 。
８ 结束语
出口马达加斯加米轨漏斗车主要结构和技术参数 型式试验满足用户要求 ； 近半年 均符合合同技术规范 ， 的实际运行表明 ， 该漏斗车结构可靠 ， 装卸货物性能优 良， 得到了用户的认可 。
参考文献 ：
［ ］ 出口马 达 加 斯 加 米 轨 漏 斗 车 动 力 学 １ 西南交通大学机械工程学院 ． 性能计算报告 ［ Ｒ］ ． ２ ０ ０ ８． ［ ］ 出口马 达 加 斯 加 米 轨 漏 斗 车 车 体 有 ２ 西南交通大学机械工程学院 ． 限元分析及结构优化研究报告 ［ Ｒ］ ． ２ ０ ０ ８． ［ ］ 米轨漏斗车车体静强度试验报 ３ 济南轨道交通装备有限责任公司 ． 告［ Ｒ］ ． ２ ０ ０ ９． ［ ］ 米轨漏斗车卸货试验报 告 ［ ４ Ｒ］ ． 济南轨道交通装备有限责任公司 ． ２ ０ ０ ９．
冷冻 试验 抗拉拔 试验 试验 项目 耐压 试验
表 １ 管路耐压 、 抗拉拔 、 冷冻试验
试验过程 深度分别为 给管路 压 接 头 ， 打压到 １ ５ｍｍ、 １ ８ｍｍ、 ２ ２ｍｍ， ， 保压 ２ ２ ． ４Ｍ Ｐ ａ ０ｍ ｉ ｎ 试验结果 满足使用 未发生泄 漏 ， 工况要求 ． ７ ６ 抗 拉 拔 力 分 别 为 ３ 高 ｋ Ｎ、 ３ ． ８ ５ｋ Ｎ、 ５ ． ６ｋ Ｎ， ／ —２ 于 Ｇ Ｂ Ｔ １ ９ ２ ２ ８ ． １ ０ ０ ３ 《 不锈钢卡压式管件》的要 ， 求（ 未发生脱拔 ３ ． ２ｋ Ｎ） 冷冻后管路长度为 长度变化量 ６ ５ ２ ． ８ ｍｍ， 为２ ． ２ ７％ ，位 移 长 度 为 管路脱拔 １ ４ ． ５ｍｍ，
对安全性 、 可靠性以及环境适应性等问题进行改进 ， 供 水系统在既有 Ｃ ＲＨ ３ 型车的基础上进行优化设计 。 ２． １ 注水管路优化 注水管采 用 厚 ２ ｍｍ 的 薄 壁 不 锈 钢 立 体 焊 接 弯 弯管一端焊接螺纹管接头和法兰 ， 接头与注水口相 管， 连接 ， 法兰与车体相连接 ， 固定注水管 。 注水管路穿过 车体地板 ， 与地板间采用螺纹接头密封 ， 既满足了管路 又有 利 于 车 体 的 密 封 。 设 计 新 一 代 高 速 固定的要求 ， 动车组时将 注 水 口 的 内 孔 径 扩 为 同时在连 １ ８ ｍｍ， ） 。 接处加热桥阻断 ， 以避免冻堵 （ 图８ ２． ２ 餐车供水系统优化 Ｃ ＲＨ ３ 型动车组厨房水系统采用卡压式管路 。 该 管路的优点是装配工艺快速方便 。 该管路的缺点是抗 拉能力低 ， 管路存水冻结后易发生脱拔现象 ； 运用可靠 性和可维修性差 ， 通常为了维修一处漏水管路需要拆 卡压后的质量没有检测依据 ， 导致不能及 卸大批管路 ；
图 １ Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型车注水口
１． ２ 餐车供水系统发生泄漏 在２ ０ ０ ９年１ ２ 月 —２ ０ １ ０ 年 １ 月， Ｃ ＲＨ ３型动车组 共有 ７ 列车的餐车管路出现大量漏水故障 。 漏水主要 是管路脱拔所致 ， 平均每车出现 ５ 处 ～６ 处 管 路 脱 拔 。 为彻底解决管路脱拔 的 问 题 ， 在事故发生后对管路分 。试验结果 别进行了耐压 、 抗拉拔和冷冻试验（ 表 １） 表明 ， 列车 停 止 运 行 后 如 果 不 及 时 将 管路内的 水 排 空 ， 在冬季低温环境中 水容易在 管 路 内 发 生 冷 冻 ， 造成管路 脱拔 。 压接式管路结构见图 ２。 Ｃ ＲＨ ３ 型餐车供水系统的工作原 理为 ： 供水系统利用水泵向厨房泵水 ， 并通过 ２ 个连接的回路保证饮用水的 定向循环 。 水泵在一个连续工作的小 循环回路 中 使 净 水 循 环 ， 净水在通过 紫外线消 毒 系 统 后 ， 通过一个电磁阀 返回净水 箱 ； 同时水泵维持在向厨房
＋ 中图分类号 ： Ｕ ２ ７ ０． ３ ８ ５ 文献标识码 ： Ｂ
ＲＨ ３型动车组为 京 沪 高 速 列 车 的 设 计 是 以 Ｃ 平台， 结合京 津 城 际 铁 路、 武广客运专线运用中积 累的大 量 数 据 和 丰 富 经 验 开 展 的 自 主 创 新 设 计。 京沪高速列 车 速 度 顶 层 设 计 目 标 为 持 续 运 营 速 度 ／ ３ ５ ０ｋ ｍ ｈ。
值， 该水泵降低其输出 ， 并再次使用 小 循 环 回 路 。 图 ３ 为Ｃ ＲＨ ３ 型餐车供水原理图 。 客室顶板进水 １． ３ 净水箱的溢水管路冻堵 ， ２ ０ １ ０年 １ 月， Ｃ ＲＨ ３型动车组在北京站段注水 时， 发生了客室顶板漏水现象 ， 经排查发现是车上净水 箱的溢水管路冻堵导致的漏水 。 Ｃ ＲＨ ３ 型动车组的供水系统分别采用了压力供水 和重力供水 ２ 种供水方式 。 重力供水方式的水箱处于 高点 ， 利用液位高度差产生的压力实现供水 ； 压力供水
５ 供水的大回路中 ２ ． ５×１ ０ Ｐ ａ ． ３× ～４ ５ １ ０ Ｐ ａ 的工作压力 。 如果水压降低到
接通水泵电源 ， 最低允许压力之下时 ， 关闭 小 循 环 回 路 ， 接通向厨房供水 如果压力升高到规定的最高 的 回路； ·２ ６·
图 ３ Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型餐Байду номын сангаас供水原理
新一代高速动车组供水系统优化设计 崔婧美 ，李瑞淳
对做过耐压试验的管路进 ／ 速度为 ２ｍ 行拉拔试验 ， ｍ ｉ ｎ
管内水压 将管路内充 满 水 ， ， 为２ 冷冻 前 管 路 长 度 ． ４ ＭＰ ａ 为６ 冷冻温度为－ ３ ８ ． ２ ｍｍ， 冷冻时间约为 １ ２ ０ ℃， ． ５ｈ
图 ２ 压接式管路
注水口 ； 注水管路 。 １． ２．
混合箱排水管 ； 空调机组排水管 ； 净水箱溢水管 。 １． ２． ３．
时发现质量隐患 。 在新一代高速动 车 组 优 化 设 计 中 ， 采用通用的厚 此类管路的安装 、 维修工艺相对成熟 壁螺纹连接管路 ， 可靠 ， 配件质量也相对稳定 ， 其在铁路上的多年应用也 表明 ， 冬季抗冻 、 抗拉能力与卡压式管路相比有明显的 优势 。
； 收稿日期 ： 修订日期 ： ２ ０ １ １ １ １ ０ ９ ２ ０ １ １ ０ ６ ２ ４ － － － － ， 作者简介 ： 崔婧美 （ 女， 高级工程师 。 １ ９ ７ ３ －）
１ 运用中发现的问题
列 Ｃ ＲＨ ３ 型动车组先 后 在 京 津 线 和 武 广 线 运 行 ， 车总体运行情况平 稳 ， 但 也 发 生 了 一 些 问 题。随 着 故 障的解决 ， 现在发生故障频率呈现逐渐减少的趋势 。 与供水系统有关的故障主要为注水管路冬季冻堵 、 溢水管路冻堵导致客室进水、 餐车供水系统发生泄漏、 冬 季开水炉排水浇转向架给行车安全带来隐患等。
图 ４ Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型车净水箱溢水管路与空调排水管路
冬季时转向架结冰 １． ４ 电开水炉排水直接浇转向架 ， ＲＨ ３ 型 动 车 组 采 用 ＷＳ Ｄ—５ ０ ２ ０ ＡＴ 型 电 开 水 Ｃ ， ， 炉 该开水炉结构牢 固 抗 振 动 冲 击 性 能 好 ， 可以连续 自动地为旅 客 提 供 ９ ５ ℃以上的 开水 。 除餐 车 使 用 的 开 水 炉 外 ， 其余开 水 炉 位 于 车 辆 的 端 部 ， 开 水炉 在 列 车 上 的 布 置 如 图 ５ 所 示。 在保证供水 、 供电的条件下 ， 车上净水箱通过供水管路不断地 给电开水炉供水 。 开水炉的排水 管与空调排水管在炉体下部连通 。 直接通往车辆外部（ 图 ６） 后， 排水管 处 于 转 向 架 构 架 上 方 ， 冬 季时主 要 用 于 开 水 炉 排 水 ， 排出 的水包 括 开 水 炉 水 箱 溢 水 、 面板 处的 残 余 水 、 储水箱温度低于 这些水源源不 ９ ０ ℃ 时的排水等 ， 在转向架的管路 断地进 入 管 路 ， （ ） ， 上“ 挂蜡 ” 图７ 在构架上结冰 。