交通運(yùn)輸論文-70%低地板輕軌車(chē)輛的型式比較

1、交通運(yùn)輸論文交通運(yùn)輸論文70%70%低地板輕軌車(chē)輛的型式比較低地板輕軌車(chē)輛的型式比較摘要闡述了低地板輕軌車(chē)輛的發(fā)展和70%低地板輕軌車(chē)輛的優(yōu)點(diǎn)。介紹了70%低地板輕軌車(chē)輛的幾種典型型式。從轉(zhuǎn)向架和車(chē)體結(jié)構(gòu)方面比較其各種型式的優(yōu)缺點(diǎn)指出模塊化是低地板輕軌車(chē)輛的發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)低地板的關(guān)鍵技術(shù)在于解決獨(dú)立車(chē)輪轉(zhuǎn)向架中的輪緣磨耗問(wèn)題。給出了提高獨(dú)立車(chē)輪導(dǎo)向能力的措施。關(guān)鍵詞輕軌低地板車(chē)輛轉(zhuǎn)向架獨(dú)立車(chē)輪1低地板輕軌車(chē)輛低地板輕軌車(chē)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(chē)輛。這種車(chē)輛的入口高度很低上下車(chē)十分方便尤其是對(duì)老人、兒童以及殘疾人。低地板輕軌車(chē)輛不需設(shè)置高站臺(tái)軌道可直接鋪設(shè)在路面上或利用原來(lái)的有軌電車(chē)軌道車(chē)輛能夠通過(guò)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(jià)。一般低地板輕軌車(chē)輛的列車(chē)編組2~3節(jié)總長(zhǎng)度20~35m具有中等運(yùn)能。低地板車(chē)輛自20世紀(jì)80年代以來(lái)在歐美取得了飛速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)世界上20多個(gè)國(guó)家的140多個(gè)城市已擁有低地板輕軌

3、車(chē)輛。我國(guó)的大連市和長(zhǎng)春市也選擇了低地板輕軌車(chē)輛。全世界輕軌車(chē)輛的數(shù)目目前超過(guò)了5000輛[1]。按照低地板面占整個(gè)車(chē)輛地板面的比例低地板輕軌車(chē)輛的發(fā)展經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段[23]:①第一階段只在車(chē)門(mén)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(gè)車(chē)輛地板面的比例只有15%~30%車(chē)輛使用的是傳統(tǒng)的剛性輪對(duì)轉(zhuǎn)向架。②第二階段在車(chē)輛的中部全部設(shè)置低地板面各節(jié)車(chē)的低地板面相互貫通而列車(chē)的端部則為高地板面低地板面占整個(gè)車(chē)輛地板面的比例為60%

4、~70%列車(chē)端部采用傳統(tǒng)的剛性輪對(duì)轉(zhuǎn)向架并作為動(dòng)力轉(zhuǎn)向架而列車(chē)的中部通常使用不帶動(dòng)力的小輪徑剛性輪對(duì)轉(zhuǎn)向架或獨(dú)立車(chē)輪轉(zhuǎn)向架為了便于曲線通過(guò)輕軌車(chē)輛通常采用鉸接車(chē)體結(jié)構(gòu)。③第三階段整列車(chē)輛全部為低地板面所有轉(zhuǎn)向架均為獨(dú)立車(chē)輪轉(zhuǎn)向架。目前國(guó)際上基本形成了如下四大品牌的低地板輕軌車(chē)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(chē)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(chē)輛技術(shù)復(fù)雜價(jià)格高在運(yùn)用中暴露出了許多問(wèn)題。70%低地板車(chē)輛與100%低地板車(chē)輛相比具有如下優(yōu)點(diǎn)[2]:①采用常規(guī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單技術(shù)成熟②中間非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架采用獨(dú)立車(chē)輪或小輪徑轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單③車(chē)門(mén)開(kāi)在低地板部位乘客上下車(chē)同樣方便高地板集中在車(chē)內(nèi)兩端對(duì)乘客帶來(lái)的麻煩傾向使用大輪徑的獨(dú)立車(chē)輪低地板輕軌車(chē)輛。獨(dú)立車(chē)輪是“獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車(chē)輪”的簡(jiǎn)稱。最簡(jiǎn)單的

6、獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車(chē)輪就是將剛性輪對(duì)的左右車(chē)輪解耦使它們各自獨(dú)立地繞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)。由于車(chē)軸不再需要旋轉(zhuǎn)因而獨(dú)立車(chē)輪輪對(duì)的車(chē)軸可以做成曲軸形狀甚至取消車(chē)軸以滿足低地板車(chē)輛的需要。使用獨(dú)立車(chē)輪的好處在于:其轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與剛性轉(zhuǎn)向架類(lèi)似可以使用相同的零部件簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)車(chē)輪的輪徑與剛性輪對(duì)相近因而可以將其制成彈性車(chē)輪減少了車(chē)輛運(yùn)行噪聲和沖擊。但由于獨(dú)立車(chē)輪沒(méi)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(dú)立車(chē)輪的踏面需要特殊設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)獨(dú)立車(chē)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(dú)立車(chē)輪的導(dǎo)向原理獨(dú)立車(chē)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(dú)立車(chē)輪轉(zhuǎn)向架相適應(yīng)低地板車(chē)輛的車(chē)體編組有其特定形式。3.1獨(dú)立車(chē)輪常規(guī)轉(zhuǎn)向架方案3.1.1雙鉸三車(chē)體型式圖4給出了使用獨(dú)立車(chē)輪常規(guī)轉(zhuǎn)向架的70%低地板輕軌車(chē)輛的雙鉸三車(chē)體型式。它由端部的兩個(gè)長(zhǎng)車(chē)體A、C和中間的一個(gè)短車(chē)體B組成在中間的短車(chē)體下面放置獨(dú)立車(chē)輪拖車(chē)轉(zhuǎn)向架。設(shè)置中間短車(chē)體的目的:一方面是為了減小通過(guò)小半徑曲線時(shí)車(chē)體

8、端部的偏移量以適應(yīng)限界更重要的是減小相鄰車(chē)體對(duì)獨(dú)立車(chē)輪轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動(dòng)影響從而減小輪對(duì)的沖角。這種雙鉸三車(chē)體型式每個(gè)單獨(dú)車(chē)體都不是靜定的兩個(gè)車(chē)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(gè)方向的平動(dòng)但能繞三個(gè)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(chē)體間的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)一般用于上鉸③轉(zhuǎn)動(dòng)鉸限制縱向和橫向的平動(dòng)不限制垂向的平動(dòng)和三向轉(zhuǎn)動(dòng)也不承受垂向力一般也用于上鉸。圖5給出了

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