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关于新型城市轻轨车辆及转向架探讨与分析

摘要:【摘 要】伴随社会经济的不断发展,城市化进程的持续加快,有力推动着城市交通领域的发展,但现阶段我国城市交通仍然面临着较大压力,特别是那些大中型城市,现有的交通系统已经成为阻碍其经济发展的重要瓶颈。本文首先对新型轻轨车辆进行了简要概述,探讨了
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  【摘 要】伴随社会经济的不断发展,城市化进程的持续加快,有力推动着城市交通领域的发展,但现阶段我国城市交通仍然面临着较大压力,特别是那些大中型城市,现有的交通系统已经成为阻碍其经济发展的重要瓶颈。本文首先对新型轻轨车辆进行了简要概述,探讨了新型城市轻轨车辆与转向架的总体设计方案,从中分析了各个部分的基本结构特点,望能为此领域设计研究有所借鉴。
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  【关键词】轻轨车;转向架;导向性能
  中图分类号: U270.33 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)12-0186-002
  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.086
  Discussion and Analysis of New Urban Light Rail Vehicles and Bogies
  GUO Yi-da
  (Changchun zhongche railway vehicle co.,LTD.,Changchun Jilin 130000,China)
  【Abstract】Accompanied by the continuous development of the social economy, the continuous acceleration of the urbanization process has strongly promoted the development of the urban transportation sector. However, at present, the urban traffic in our country is still facing greater pressure, especially for large and medium-sized cities, and the existing transportation system. It has become an important bottleneck that hinders its economic development. This article first briefly describes the new type of light rail vehicles, discusses the overall design of the new urban light rail vehicles and bogies, and analyzes the basic structural characteristics of each part. Hopefully, this can be used for design research in this field.
  【Key words】Light rail vehicle; Bogie; Guidance performance
  现阶段,德国西门子、法国阿尔斯通以及加拿大庞巴迪公司乃是轨道交通领域发展的重要驱动者,在研发轨道交通领域有着非常丰富的实践经验。而在我国,城市轨道交通起步比较晚,为了能够缩短与他们之间的差距,需强化新技术、新工艺研究,增加技术储备,推动我国城市轻轨领域的快速化、深层化发展。
  1 新型轻轨车辆概述
  受既有路面有轨交通的影响,原有轻轨车辆难免会出现速度慢、载运容量小及平面交会等不足,难以切实满足城市交通运送方面的各种需要,因此,针对那些新建的城市轻轨交通而言,大多选用的是比较封闭的专用线路,这样不仅能适当提高地板面高度,而且还能提升运行速度,另外,针对转向架相应结构形式而言,其也不再受低地板的限制与影响,能选用传统的轮对。由于城市轨道车辆在运行速度方面有着并不高的要求,而且在运行稳定性上也较易得到满足,通过以传统轮对为基础的纵向蠕滑机理施行导向,能够从中得到获得优质、可满足实际需要的曲线通过性能。在实际运行中,为了能够以更佳方式通过小半径曲线,在设计具体的转向架轴距时,不能使其太大,在具体的取值上,需要结合相关线路参数来加以明确。
  相比于传统的铁路车辆,轻轨车辆在选择车型时,有着比较宽松的混编限制,另外,在具体的形式上也比较灵活,特别是选用走行部,许多非常规的转向架在其中得到广泛采用,以此来更好的适应与满足城市轻轨交通的发展需要及??用需求。近年,伴随社会经济的不断发展,城市轻轨车辆方面的研究步伐持续加快,有力推动着轻轨车辆转向架设计领域的发展与完善,在各种应用形式中,单轴转向架便为其一,且凭借着良好的作用效能,在轻轨车辆领域得到广泛应用。与单轴转向架相关的产品开发、操作试验以及联研究等,已经成为推动城市轨道车辆领域发展与推新的重要驱动力。现阶段,在商业运营中已经成功投入实用的有:奥地利的Integral内燃动车组、哥本哈根市郊S-tog电动车组等。
  2 国内轻轨车辆的基本结构模式分析
  针对我国的城市轻轨交通系统而言,虽然起步相对较晚,但是却有着较快的发展步伐。当前,国内仍保留着原有的地面有轨线路的城市仅占较少部分,在此些线路上,可以尝试选用低地板车辆。而针对那些需要全新规划建设城市轨道交通系统的城市,有无选用低地板车辆的需要,仍需进行深入、系统化论证。如果想要选用100%的低地板车辆,势必需要选用与之相适应的独立旋转车轮技术,而受此影响,必然会给转向架的制动、驱动等造成影响与困难,除了会使转向架设计难度出现增加情况外,还会增加整体的制造成本。基于技术层面来考究,针对那些新建的轻轨车辆,选用高地板形式与现阶段我国基本国情相符,而且还与现代城市交通的发展需要相适应,而且还有着比较低的实施难度。现如今,国内已经投入实运或正处于建设状态的轻轨系统,大部分采用的是此模式。所以,在选择国内轻轨车辆走行部方面来讲,以传统轮对结构为基础的单轮对转向架为对象,对其开展研究与试验必要且迫切。   3 方案分析
  3.1 车组模型
  针对方案1而言,其采用的是2车单元。由铰接连接,两端装用拖车转向架,即单轮对转向架,而将一动力转向架设置在中间的铰接处。其动拖比1:1,轴列1AA1。通过对其开展针对性的模块化设计,2车除了在电弓部分存在一定差异外,其余部分均相同,依据运量方面的具体要求及相关需要,可采取多组单元的连挂运行。针对方案2?斫玻?即三车单元。两端车与方案1相同,将一短车体设置在中间。用双铰接连接两端车与中间车;对于中间车,则用动力转向架,而两端则装用单轮的对转向架。动拖比与轴列均与方案1相同,且同样能根据具体的运量要求,采取多组单元连挂运行。
  针对上述两方案而言,其在动力转向架方面,均选用的是常规转向架,之所以要这样做,主要因为单轮对动力转向架相应电机悬挂设计有着比较大的难度,如果出现非对称质量分配的情况,那么可能会影响到构架的垂向振动。此外,选用铰接结构同样有其问题与不足,其一,两个端车在支承上仅用1个转向架,无论是在单独运行上,还是在停放方面,均需假台车,但是如果将各车组单元大多选用的是固定编组考虑在内,仅在一些比较特殊的情况下才解编,因此,不会对多单元车组的分解及连挂造成影响。为了能够更加方便的通过小半径曲线,针对动力转向架相应轴距而言,除了要能够满足铰接连接之外,还需合理控制在<2000mm。
  3.2 单轮对拖车转向架设计
  3.2.1 构架
  在水平面内,构架结构实为一种封闭型梁,与常规二轴转向架相比,长度偏短,由端梁、侧梁构成,另外,都选用的是箱形梁断面。将两空气弹簧座以一种合理方式,设置在构架侧梁的两端,将内侧的端梁适当下凹,这样方便牵引拉杆座的安装,并根据实际情况及需要,设置横向止挡座及两盘形制动吊座;而对于外侧端梁,则可根据实际情况,设置定位杆座。若将构架内腔当作容积室,并用此来最大化满足空气弹簧在附加气室容量方面的具体要求,则不需要额外设置铝合金风缸。与传统二轴转向架构架相比,设置好空气弹簧后,此时,针对侧梁的力学模型而言,从之前的简支梁向悬臂梁转变。在此过程中,需要分析与计算侧梁的变形与受力情况。
  3.2.2 牵引装置
  因仅有一个轮对,无法再继续使用之前的中心销牵引方式,仅能选用单拉杆结构。国外诸多与之相类似的产品也用的是此模式。针对位于构架上的牵引点,需要尽量与车轴中心线高度接近,或者是偏低。针对位于拉杆两端的弹性元件来讲,需切实保障其在横向与垂向方面的附加刚度较低,以此最最大程度预防与定位杆之间可能产生的相互耦合。可以根据实际情况及需要,选择柔性牵引方式。
  3.2.3 基础制动装置
  针对拖车转向架来讲,车轮结构决定着其制动装置。若为动力转向架,那么在车轴上,需要有针对性、目的性的安装齿轮箱,如果齿轮箱与制动盘之间存在空间不足的情况,那么仅能选用轮盘制动。因为选用的是单轮对,因此,相比于常规二轴转向架,其制动盘数量大幅减少,另外,单位制动功率得到显著增加。在采取整体碾钢车轮方案时,如果单凭盘形制动难以切实满足相关要求,可根据实际情况,增加踏面闸瓦制动。在此过程中,既要获得充分制动能力,又不增加簧下质量,往往是存在困难的,所选取的制动参数,往往直接影响或关系到车组的安全运行,因此,需给予足够重视。
  4 结语
  综上,针对车体导向型转向架来讲,其最早出现于丹麦,经过近些年的发展与改进,已经从之前的机械式的导向方式,转变成了液压控制方式。经过诸多试验得知,此型转向架车轮踏面在噪声、磨耗等方面,相比与传统的二轴转向架,均有显著的优势。
  【参考文献】
  [1]文永蓬,郑颖,张泽宇,等.现代有轨电车混合轮对动力转向架初步设计分析[J].城市轨道交通研究,2012,15(9):108-111.
  [2]王洪娇,杨翊仁.地铁车辆转向架构架静强度分析的一般方法研究[J].城市轨道交通研究,2016,19(11):43-45.
  [3]熊骞,熊超欧.轨道交通工程车辆转向架构架整体加工检测误差分析研究[J].工具技术,2014,48(8):120-123.

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