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1、70%低地板轻轨车辆的型式比较论文.freelm以下的轨道交通车辆。这种车辆的入口高度很低,上下车十分方便,尤其是对老人、儿童以及残疾人。低地板轻轨车辆不需设置高站台,轨道可直接铺设在路面上,或利用原来的有轨电车轨道;车辆能够通过半径很小的曲线,适应于城市地面路况,可显著降低线路的造价。一般低地板轻轨车辆的列车编组2~3节,总长度20~35m,具有中等运能。低地板车辆自20世纪80年代以来在欧美取得了飞速发展。据不完全统计,.freelm左右,甚至更低,为了保证地板面的贯通,采用整体刚性轮对几乎是不可能的。解决问题的办法就只有采用小轮径的或常规轮径
2、的独立车轮。2采用小轮径刚性轮对的低地板车辆图1、2给出了国外采用小轮径刚性轮对的低地板轻轨车辆的两种典型型式。两种型式的转向架结构基本相同,所不同的是车体编组形式。型式1采用了三车体方案:中间车体B支承在两个小轮径的拖动转向架上而成为静定结构,端部两个车体A、C则一端支承在动力转向架上,另一端通过铰接结构与中间车体B相连。型式2采用了两车体方案:车体A支承在动力、拖动转向架上而静定,车体B则依靠动力转向架以及车体间的铰接结构而静定。动力转向架采用刚性轮对两轴转向架。当电机纵向布置时需要设置大心盘以便通过小半径曲线;当电机横向布置时则需要采用摇枕结
3、构。拖动转向架采用小轮径刚性轮对转向架。车轮的直径在375~410mm之间。小轮径满足了低地板的要求;刚性轮对的优点是具有自导向能力,抗脱轨能力也较好。小轮径转向架的结构尺寸和悬挂元件都比常规的转向架小,通常只设置中央悬挂系统(见图3)。小轮径车轮转向架的缺点是:由于轮径小,对线路的不平顺较敏感,而且转向架通常只有中央悬挂系统,这造成车辆的平稳性较差;小轮径的车轮踏面容易擦伤,踏面擦伤后也不容易复圆;轮轨接触应力较高,踏面的磨耗快,车轮更换的周期较短。根据小轮径车轮供货商Vevey公司的报告,每个小轮径车轮大概可以走行12万km。3采用独立车轮的低
4、地板车辆由于小轮径车轮使车辆的平稳性降低,车轮踏面磨耗快,故目前国内外均倾向使用大轮径的独立车轮低地板轻轨车辆。独立车轮是“独立旋转车轮”的简称。最简单的独立旋转车轮就是将刚性轮对的左右车轮解耦,使它们各自独立地绕车轴旋转。由于车轴不再需要旋转,因而独立车轮轮对的车轴可以做成曲轴形状,甚至取消车轴,以满足低地板车辆的需要。使用独立车轮的好处在于:其转向架结构与刚性转向架类似,可以使用相同的零部件,简化了结构;车轮的轮径与刚性轮对相近,因而可以将其制成弹性车轮,减少了车辆运行噪声和冲击。但由于独立车轮没有纵向蠕滑力矩,只能依靠重力复原力进行导向,所以
5、独立车轮的踏面需要特殊设计。为了增强独立车轮的导向能力,出现了多种形式的转向架。根据独立车轮的导向原理,独立车轮转向架可分为常规转向架、自调节走行部和迫调节(导向)转向架。与每种独立车轮转向架相适应,低地板车辆的车体编组有其特定形式。3.1独立车轮常规转向架方案3.1.1双铰三车体型式图4给出了使用独立车轮常规转向架的70%低地板轻轨车辆的双铰三车体型式。它由端部的两个长车体A、C和中间的一个短车体B组成,在中间的短车体下面放置独立车轮拖车转向架。设置中间短车体的目的:一方面是为了减小通过小半径曲线时车体端部的偏移量以适应限界;更重要的是减小相邻车
6、体对独立车轮转向架的转动影响,从而减小轮对的冲角。这种双铰三车体型式,每个单独车体都不是静定的,两个车体模块之间需要上、下铰连接才能形成静定结构。连接铰具有以下几种型式:①固定铰,限制三个方向的平动,但能绕三个方向旋转,能承受垂向力,传递大部分的纵向力和横向力,一般用于下铰;②自由铰,仅限制相邻车体间的侧滚运动,一般用于上铰;③转动铰,限制纵向和横向的平动,不限制垂向的平动和三向转动,也不承受垂向力,一般也用于上铰。图5给出了德国HUBNER公司生产的几种铰接机构。对于双铰三车体型式,在车体A、B之间需要设置一个固定铰和一个转动铰,这使得车体A、B
7、在垂向上是刚性的,不能绕x、y轴转动,仅能绕z轴转动。在车体B、C之间则设置一个固定铰和一个自由铰,车体B、C绕y轴可以转动,以适应竖曲线。为了抑制车体间的晃动,需要在铰接处提供一定的纵向和横向阻尼。双铰三车体的主要缺点是:由于编组的车体长度不均匀,因而在通过小半径曲线时端部车体的横向偏移量较大,为了满足限界要求,A、C车体的端部必须适度削尖;通过小半径曲线时,由于端部转向架相对车体的转角较大,使得高地板处的动力转向架必须设计成有摇枕型式。我国的大连市以及湘潭电机厂和唐山机车车辆厂先后试制成功了这种双铰三车体型式的70%低地板车辆。3.1.2模块化
8、车体型式克服双铰三车体缺点的方法是采用五车体型,如图6所示。将三车体型式中的长车体改为两个短车体;两端部的短车体A、F下面
