交通運輸論文-70%低地板輕軌車輛的型式比較

1、交通運輸論文交通運輸論文70%70%低地板輕軌車輛的型式比較低地板輕軌車輛的型式比較摘要闡述了低地板輕軌車輛的發(fā)展和70%低地板輕軌車輛的優(yōu)點。介紹了70%低地板輕軌車輛的幾種典型型式。從轉(zhuǎn)向架和車體結(jié)構(gòu)方面比較其各種型式的優(yōu)缺點指出模塊化是低地板輕軌車輛的發(fā)展方向。實現(xiàn)低地板的關(guān)鍵技術(shù)在于解決獨立車輪轉(zhuǎn)向架中的輪緣磨耗問題。給出了提高獨立車輪導(dǎo)向能力的措施。關(guān)鍵詞輕軌低地板車輛轉(zhuǎn)向架獨立車輪1低地板輕軌車輛低地板輕軌車輛是指地板面距軌

2、面高度一般在350~400mm以下的軌道交通車輛。這種車輛的入口高度很低上下車十分方便尤其是對老人、兒童以及殘疾人。低地板輕軌車輛不需設(shè)置高站臺軌道可直接鋪設(shè)在路面上或利用原來的有軌電車軌道車輛能夠通過半徑很小的曲線適應(yīng)于城市地面路況可顯著降低線路的造價。一般低地板輕軌車輛的列車編組2~3節(jié)總長度20~35m具有中等運能。低地板車輛自20世紀(jì)80年代以來在歐美取得了飛速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計世界上20多個國家的140多個城市已擁有低地板輕軌

3、車輛。我國的大連市和長春市也選擇了低地板輕軌車輛。全世界輕軌車輛的數(shù)目目前超過了5000輛[1]。按照低地板面占整個車輛地板面的比例低地板輕軌車輛的發(fā)展經(jīng)過了三個階段[23]:①第一階段只在車門的入口部位設(shè)置低地板面低地板面不相互貫通低地板面占整個車輛地板面的比例只有15%~30%車輛使用的是傳統(tǒng)的剛性輪對轉(zhuǎn)向架。②第二階段在車輛的中部全部設(shè)置低地板面各節(jié)車的低地板面相互貫通而列車的端部則為高地板面低地板面占整個車輛地板面的比例為60%

4、~70%列車端部采用傳統(tǒng)的剛性輪對轉(zhuǎn)向架并作為動力轉(zhuǎn)向架而列車的中部通常使用不帶動力的小輪徑剛性輪對轉(zhuǎn)向架或獨立車輪轉(zhuǎn)向架為了便于曲線通過輕軌車輛通常采用鉸接車體結(jié)構(gòu)。③第三階段整列車輛全部為低地板面所有轉(zhuǎn)向架均為獨立車輪轉(zhuǎn)向架。目前國際上基本形成了如下四大品牌的低地板輕軌車輛系列:SIEMENS公司的Combino系列、ALSTOM公司的Citadis系列、BOMBARDIER公司的Incentro系列和ANSALDOBREDA公司的

5、Sirio系列。100%低地板車輛一直是追求的目標(biāo)在歐洲已得到廣泛應(yīng)用但100%低地板車輛技術(shù)復(fù)雜價格高在運用中暴露出了許多問題。70%低地板車輛與100%低地板車輛相比具有如下優(yōu)點[2]:①采用常規(guī)的動力轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡單技術(shù)成熟②中間非動力轉(zhuǎn)向架采用獨立車輪或小輪徑轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)相對簡單③車門開在低地板部位乘客上下車同樣方便高地板集中在車內(nèi)兩端對乘客帶來的麻煩傾向使用大輪徑的獨立車輪低地板輕軌車輛。獨立車輪是“獨立旋轉(zhuǎn)車輪”的簡稱。最簡單的

6、獨立旋轉(zhuǎn)車輪就是將剛性輪對的左右車輪解耦使它們各自獨立地繞車軸旋轉(zhuǎn)。由于車軸不再需要旋轉(zhuǎn)因而獨立車輪輪對的車軸可以做成曲軸形狀甚至取消車軸以滿足低地板車輛的需要。使用獨立車輪的好處在于:其轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與剛性轉(zhuǎn)向架類似可以使用相同的零部件簡化了結(jié)構(gòu)車輪的輪徑與剛性輪對相近因而可以將其制成彈性車輪減少了車輛運行噪聲和沖擊。但由于獨立車輪沒有縱向蠕滑力矩只能依靠重力復(fù)原力進(jìn)行導(dǎo)向所以獨立車輪的踏面需要特殊設(shè)計。為了增強(qiáng)獨立車輪的導(dǎo)向能力出現(xiàn)了多

7、種形式的轉(zhuǎn)向架。根據(jù)獨立車輪的導(dǎo)向原理獨立車輪轉(zhuǎn)向架可分為常規(guī)轉(zhuǎn)向架、自調(diào)節(jié)走行部和迫調(diào)節(jié)(導(dǎo)向)轉(zhuǎn)向架。與每種獨立車輪轉(zhuǎn)向架相適應(yīng)低地板車輛的車體編組有其特定形式。3.1獨立車輪常規(guī)轉(zhuǎn)向架方案3.1.1雙鉸三車體型式圖4給出了使用獨立車輪常規(guī)轉(zhuǎn)向架的70%低地板輕軌車輛的雙鉸三車體型式。它由端部的兩個長車體A、C和中間的一個短車體B組成在中間的短車體下面放置獨立車輪拖車轉(zhuǎn)向架。設(shè)置中間短車體的目的:一方面是為了減小通過小半徑曲線時車體

8、端部的偏移量以適應(yīng)限界更重要的是減小相鄰車體對獨立車輪轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動影響從而減小輪對的沖角。這種雙鉸三車體型式每個單獨車體都不是靜定的兩個車體模塊之間需要上、下鉸連接才能形成靜定結(jié)構(gòu)。連接鉸具有以下幾種型式:①固定鉸限制三個方向的平動但能繞三個方向旋轉(zhuǎn)能承受垂向力傳遞大部分的縱向力和橫向力一般用于下鉸②自由鉸僅限制相鄰車體間的側(cè)滾運動一般用于上鉸③轉(zhuǎn)動鉸限制縱向和橫向的平動不限制垂向的平動和三向轉(zhuǎn)動也不承受垂向力一般也用于上鉸。圖5給出了

9、德國HUBNER公司生產(chǎn)的幾種鉸接機(jī)構(gòu)。對于雙鉸三車體型式在車體A、B之間需要設(shè)置一個固定鉸和一個轉(zhuǎn)動鉸這使得車體A、B在垂向上是剛性的不能繞x、y軸轉(zhuǎn)動僅能繞z軸轉(zhuǎn)動。在車體B、C之間則設(shè)置一個固定鉸和一個自由鉸車體B、C繞y軸可以轉(zhuǎn)動以適應(yīng)豎曲線。為了抑制車體間的晃動需要在鉸接處提供一定的縱向和橫向阻尼。雙鉸三車體的主要缺點是:由于編組的車體長度不均勻因而在通過小半徑曲線時端部車體的橫向偏移量較大為了滿足限界要求A、C車體的端部必須