TSD09 型柴油動車組

TSD09 型柴油動車組是由中國中車集團唐山機車車輛廠研製的動力分散擺式柴油動車組，於 2003 年研製成功，採用康明斯柴油機、福伊特液力傳動箱、德國 ESW 公司傾擺系統，設計最高執行速度為 160 公里 / 小時。列車原計劃交付廣東三茂鐵路股份有限公司使用，但由於中國鐵道部政策原因因而未獲批准。

發展歷史

1.1 背景

為了研究利用擺式列車在中國既有鐵路上實施客運提速的可能性，並配合廣深城際列車的 “小編組、高密度、高速度” 的公交化營運模式，中華人民共和國鐵道部、廣深鐵路股份有限公司於 1998 年起向 Adtranz 公司租用一列 X2000 擺式高速列車，並於 1998 年 8 月投入廣深鐵路運營。X2000 列車在廣深線的運營狀況很好，並帶來非常可觀的經濟效益。在傅志寰任中國鐵道部部長時期，除了透過既有線路改造、機車車輛革新等提高旅客列車執行速度，同時也主張開發研製擺式列車。1999 年，中國鐵道部立項批准了中國第一列擺式列車的研製開發工作，由大連機車車輛廠、南京浦鎮車輛廠、唐山機車車輛廠等機構和企業合作研製 “普天號” 動力集中式擺式柴油動車組。

三茂鐵路股份有限公司是中國廣東省一家地方合資鐵路公司，主要營運廣三鐵路、三茂鐵路，營業正線里程全長 369 公里。廣深鐵路的成功經驗和 “普天號” 擺式列車的研製在當時引起了中國國內鐵路系統的集體關注，三茂鐵路公司也不例外。當時三茂鐵路的列車最高執行速度為 120 公里 / 小時，三茂鐵路公司也難以承擔線路提速改造的成本，鐵路提速只能另闢蹊徑。如果採用擺式列車按全線時速 120 公里 / 小時執行，廣州至茂名的旅行時間將可減少至 3 小時 30 分鐘，比原來縮短約 2 小時。三茂鐵路公司沒有像廣深鐵路公司般的充足財力，從國外購買擺式列車是不可能的，因此選擇了與唐山機車車輛廠合作。

1.2 研製

2001 年 6 月，三茂鐵路公司董事會審議透過購置柴油動車組專案，隨後立即上報給廣東省發改委，並立即獲批准專案立項。2002 年 2 月，三茂鐵路公司與唐山機車車輛廠簽訂了《開發內燃擺式動車組合作意向書》；隨後幾經鐵道部科技司調研批准，三茂鐵路公司遂與唐山機車車輛廠簽訂了購車商業合同，訂購兩列 5 節編組的擺式列車，計劃於 2003 年底交車，總價值為 9880 萬元人民幣。按照合同要求，三茂鐵路公司預付了 4000 萬元的預付款。擺式列車的整個研發、製造、簽訂商業訂單的過程都在鐵道部的授意下進行。

2002 年 3 月，鐵道部科技司在三水主持召開了三茂鐵路開行擺式動車組技術可行性研討會，對擺式列車的技術可行性予以了肯定。2002 年 5 月，鐵道部科技司印發了《三茂鐵路開行內燃擺式列車可行性研討會會議紀要》，表明 “採用動力分散的擺式動車組方案基本適合三茂鐵路線路狀況”。獲得鐵道部認可後，三茂鐵路公司與唐山機車車輛廠簽訂了《擺式動車組設計任務建議書》，一個月後又簽訂《關於開發內燃擺式動車組的意向書》。2003 年 1 月，雙方正式簽署了購車合同。列車由唐山機車車輛廠、西南交通大學、 北京交通大學等單位合作研製。

按原定計劃這兩列動車組會在 2003 年底交付三茂鐵路公司投入使用，並制定了相應的執行方案，主要目標為商務及旅遊客流。三茂鐵路公司計劃每天開行早、中、晚 3 對廣州至茂名東的快速列車，使用兩組列車套跑，最快執行時間為 3 小時 30 分鐘，最高執行速度為 120 公里 / 小時（三水至腰古站間可按最高 130 公里 / 小時執行），列車在茂名東站進行檢修。三茂鐵路公司曾為購買擺式列車做過詳細的財務測算，當時按其自有資金投入 3000 萬元人民幣，其他 6880 萬元來自銀行貸款來測算，只要該線路列車上座率達到 60.4% 就可以達到收支平衡，投資回報期可以小於 8 年。

1.3 轉折

然而在 2003 年 3 月，劉志軍接替傅志寰出任鐵道部部長後，中國鐵路發展政策發生重大改變，這兩組擺式列車的前途也變得暗淡。2003 年初，三茂鐵路公司向鐵道部提交了調圖計劃以及擺式動車組的開行方案，但一直得不到鐵道部的開行方案批覆。2003 年底，兩組列車如期落成，三茂鐵路公司卻無法按約提貨。2004 年 5 月至 6 月，列車完成廠內除錯後，被送往中國鐵道科學研究院北京環形鐵道試驗基地進行了安全評估和綜合性能試驗。此後，兩組列車長年被封存於唐山機車車輛廠內，一直不獲批准上線運營。關於棄用擺式列車的原因，鐵路部門從未在公開場合進行過說明解釋。但業內人士認為，劉志軍上任後提出並實施鐵路 “跨越式發展”，大舉興建高速鐵路客運專線，以擺式列車作為鐵路既有線提速的方向與劉志軍提倡的發展方針政策並不吻合，這是擺式列車被棄用的重要原因。

而兩組擺式柴油動車組的棄用，也為三茂鐵路公司和唐山機車車輛廠雙方帶來不少損失。唐山機車車輛廠當初對擺式列車投入的研發成本超過 5000 萬元人民幣，再加上近 1 億元的製造成本，這筆資金的每年利息成本就達 700 萬元；此外，為了維持列車的出廠狀態，唐山機車車輛廠每年都需要花費至少幾十萬元為列車進行維護。

技術特點

2.1 總體結構

TSD09 型柴油動車組的標準編組形式為 4 節全動車車廂編組（Mc+2M+Mc），由 2 節設有司機室的動車車廂和 2 節中間動車車廂組成；三茂鐵路公司訂購的列車採用了 5 節 “四動一拖” 車廂編組（Mc+M+T+M+Mc），在標準編組中增加一節無動力的中間拖車車廂。列車採用動力分散式佈置，柴油動車組的動力系統、制動系統、油箱、水箱等裝置全部置於車體底部；司機可在兩端任一司機室對全列車進行操縱。車體結構與 “普天號” 擺式列車車廂相同，採用無中粱整體承載薄壁筒形結構的鼓型車體，各車廂之間採用密接式車鉤連線，車廂側門均採用電控氣動塞拉門，車頭採用流線型設計的焊接結構，車體下部兩側並設有裙板。

每組列車設有 4 節二等座車和 1 節一等、二等座合造車，其中一等座為 “2+1” 座席佈置，採用航空式可傾斜座椅，前方椅背並設有小電視螢幕；二等座為 “2+2” 座席佈置；此外在一等、二等座合造車內還設有 2 個商務包間。

2.2 動力系統

該列車為動力分散的液力傳動柴油動車組，柴油機輸出的扭矩透過萬向軸、液力傳動箱、車軸齒輪箱傳遞到車軸，驅動列車執行。每輛動車車廂裝用一臺美國康明斯公司的 QSK-19R 型臥式柴油機，該型柴油機被廣泛運用於歐洲多種柴油動車組，為 6 氣缸、四衝程、廢氣渦輪增壓、直列式高速柴油機，氣缸直徑 159 毫米，活塞行程 159 毫米；裝車功率為 559 千瓦，額定轉速為每分鐘 2100 轉，並符合歐盟第二階段廢氣排放標準（EU II）。傳動裝置選用了德國福伊特公司製造的 T311r 型液力傳動箱，內裝一個液力變扭器和一個液力耦合器，採用自動換檔、氣動換向的結構，設計最大輸入功率為 530 千瓦。

2.3 傾擺系統

列車的傾擺系統參考了德國鐵路的 611、612 型柴油動車組，同樣採用了德國 ESW 公司（原屬 AEG 公司）的 “Neicontrol-E” 機電式主動傾擺控制系統，而非傳統的液壓式傾擺裝置。傾擺驅動裝置安裝在轉向架內，傾擺調節由一個交流電動機驅動，該系統使用設置於頭車上的加速度感測器、車速感測器、陀螺儀收集資料，經過微電腦計算後將傾擺指令傳送給機電作動器，控制系統透過 RS-422 匯流排構成通訊網路，使列車在透過曲線時能夠實現靈活傾擺，最大傾斜角為 ±8°。

2.4 轉向架

TSD09 型柴油動車組的轉向架可分為動車轉向架和拖車轉向架兩種，型號均為 TW-160B，兩者除了驅動裝置和制動裝置的差別之外，其餘部分均採用了相同結構，其中動車轉向架只有一根車軸為動軸，動軸比從軸減少一塊制動盤並加裝了車軸齒輪箱。列車採用徑向轉向架以降低輪軌之間的作用力，徑向機構採用強迫導向，輪對位置可以隨曲線半徑和轉向架構架轉角而變化。轉向架採用 “H” 形低合金鋼焊接結構構架，一系懸掛採用軸箱彈簧；二系懸掛採用空氣彈簧，車體和轉向架之間並設有抗蛇行油壓減振器。基礎制動裝置採用軸盤制動，每軸裝有兩塊制動盤。

2.5 列車編組