城市有軌電車車輛選型研究

李崗 周熙

摘 要：現(xiàn)代有軌電車屬于新興軌道交通行業(yè)，作為一個(gè)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜、技術(shù)密集程度高的行業(yè)，對(duì)有軌電車車輛的選擇選擇尤為重要，所以，需要對(duì)國內(nèi)有軌電車車輛進(jìn)行分析；本文主要對(duì)國內(nèi)有軌電車車型進(jìn)行分析介紹，介紹各種廠家車輛的車型及分析車輛性能。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代有軌電車；有軌電車車輛；車輛性能

通過對(duì)傳統(tǒng)有軌電車進(jìn)行全面的技術(shù)改造，使得現(xiàn)代有軌電車外觀更具藝術(shù)氣息，車輛性能也更趨于完善。相比傳統(tǒng)有軌電車，具有運(yùn)量大、換乘快捷、運(yùn)行速度快、低噪音等優(yōu)點(diǎn)[ 1 ]。作為現(xiàn)代有軌電車的主流，100%低地板有軌電車已成為首選，它最大優(yōu)勢(shì)在于其便利性強(qiáng)，乘客可以無需通過站臺(tái)上下車，且對(duì)殘疾人和兒童上下車更為有利，因此可大幅縮短車輛站停時(shí)間，降低因高峰時(shí)段客流量巨大產(chǎn)生的交通隱患和客流壓力[ 2-3 ]。

一、有軌電車制式分類

有軌電車車輛從大制式方面可以分為鋼輪鋼軌車輛和膠輪導(dǎo)軌車輛。由于膠輪導(dǎo)軌車輛僅有法國勞爾公司生產(chǎn)膠輪車輛造價(jià)高昂，因此國內(nèi)僅有天津泰達(dá)和上海張江兩條線使用。而鋼輪鋼軌車輛因技術(shù)成熟且造價(jià)低廉，正逐漸成為國內(nèi)新建有軌電車線路的首選。

二、鋼輪鋼軌有軌電車車輛

（一）車體類型

目前我國建設(shè)的現(xiàn)代有軌電車項(xiàng)目一般都采用低地板車輛，低地板有軌電車車體主要可分為：浮動(dòng)型車體、單車型車體、門架式鉸接型車體和鉸接轉(zhuǎn)向架連接型車體。

浮動(dòng)型車體：浮動(dòng)車體下方通過鉸接裝置與相鄰車體連接，相比有轉(zhuǎn)向架的車廂，浮車內(nèi)的座椅安排不用再受轉(zhuǎn)向架的限制，使得空間更為寬敞[ 4 ]。浮動(dòng)型車體由于浮動(dòng)車體下沒有轉(zhuǎn)向架支撐，而是要通過鉸接裝置吊掛在相鄰的車體上，從而使相鄰車體端部和車體鉸接裝置要承受很大的載荷，容易造成車體端部和連接鉸接裝置產(chǎn)生裂紋。

單車：每輛車下都有車體，車體較短且等長，轉(zhuǎn)向架位于每輛車體的中部[ 5 ]。單車鉸接車體的優(yōu)點(diǎn)在于車體的類型少，設(shè)計(jì)和制造方便；車體重心基本上位于轉(zhuǎn)向架中心上方；車體連接鉸接機(jī)構(gòu)較少，其鉸接裝置受力較小[ 5 ]。單車鉸接車體由于轉(zhuǎn)向架位于車體中心，相對(duì)浮動(dòng)車體內(nèi)部空間比較小，車內(nèi)布置比較困難，同時(shí)車輛曲線通過能力較差，需要借助輔助設(shè)備，增加了維護(hù)工作量。

門架式鉸接型車體：轉(zhuǎn)向架設(shè)置在前后兩車體之間，車體通過鉸接裝置支撐在門架上，該種技術(shù)鉸接結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

鉸接轉(zhuǎn)向架連接型車體：采用雙轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)向架承載方式。車體受力均衡，具有更好的通過小曲線半徑能力。

（二）國內(nèi)有軌電車車型

1.青島四方有軌電車

青島四方生產(chǎn)的有軌電車的轉(zhuǎn)向架均采用獨(dú)立輪對(duì)，特殊的軸橋設(shè)計(jì)，低高度的構(gòu)架和懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)，兩車之間采用雙轉(zhuǎn)盤承載方式，采用轉(zhuǎn)盤軸承式的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，采用構(gòu)架安裝的直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，每一臺(tái)轉(zhuǎn)向架有四個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，沒有齒輪箱。轉(zhuǎn)向架采用獨(dú)立輪對(duì)，特殊的軸橋設(shè)計(jì)，低高度的構(gòu)架和懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低了轉(zhuǎn)向架區(qū)域的客室地板高度，整車實(shí)現(xiàn)了100%的低地板；兩車之間采用雙轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)向架承載方式；轉(zhuǎn)向架與車體回轉(zhuǎn)靈活，能夠順利通過小曲線；采用構(gòu)架安裝的直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，無齒輪箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪音小制動(dòng)系統(tǒng)采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)。采用一個(gè)牽引變流器控制一個(gè)電機(jī)的輪控牽引系統(tǒng)，車輛通過曲線時(shí)，轉(zhuǎn)向架的車輪可以以不同的轉(zhuǎn)速滾動(dòng)通過曲線，能夠有效的消除輪緣磨耗，大大提高車輪壽命并減小了輪軌噪音。

2.長客有軌電車

長客采用車輛模塊化組裝，相互之間采用多自由度的鉸接裝置連接，形成一輛車，兩動(dòng)一拖三個(gè)轉(zhuǎn)向架。每個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架安裝2套驅(qū)動(dòng)裝置，每套驅(qū)動(dòng)裝置由牽引電動(dòng)機(jī)、扭矩齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（聯(lián)軸節(jié)）、齒輪傳動(dòng)裝置等組成。轉(zhuǎn)向架懸架采用兩級(jí)懸掛系統(tǒng)，一系懸掛依靠彈性車輪實(shí)現(xiàn)，二系懸掛采用螺旋鋼彈簧，懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和采用此種懸掛系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架。采用電控液力制動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架裝有2套液壓制動(dòng)夾鉗和制動(dòng)盤，每個(gè)無動(dòng)力轉(zhuǎn)向架裝有4套液壓制動(dòng)鉗和制動(dòng)盤。液壓夾鉗的供油壓力與車體連接的液壓管路直接提供。每個(gè)轉(zhuǎn)向架設(shè)有2套磁軌制動(dòng)裝置。牽引控制系統(tǒng)采用阿爾斯通先進(jìn)的通用的電子控制系統(tǒng)。

3.株機(jī)有軌電車

株機(jī)有軌電車為100%低地板儲(chǔ)能式有軌電車，采用模塊化組裝，每模塊一個(gè)轉(zhuǎn)向架，四個(gè)模塊組成一列車。車輛采用縱向耦合獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)向架，每列車四個(gè)模塊，每個(gè)模塊下有一個(gè)轉(zhuǎn)向架，有三動(dòng)車轉(zhuǎn)向架一拖車轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架使用的一系懸掛為金屬-橡膠彈簧，二系懸掛為橡膠彈簧。正線無需架設(shè)接觸網(wǎng)，車站設(shè)有充電設(shè)備，受電弓與充電接觸設(shè)備在車站為剛性接觸，受電弓磨耗比較大，可以在30秒內(nèi)完成車站的快速充電。車輛的基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)采用的是電控液力制動(dòng)系統(tǒng)。儲(chǔ)能器件采用國內(nèi)領(lǐng)先的7500F雙電層超級(jí)電容，壽命長達(dá)10年或100萬次。

4.鋪鎮(zhèn)有軌電車

鋪鎮(zhèn)采用100%低地板車輛，車輛模塊化組裝，車輛的各模塊通過鉸接結(jié)構(gòu)和貫通道裝置相連；由一個(gè)拖車轉(zhuǎn)向架模塊，兩個(gè)動(dòng)車轉(zhuǎn)向架模塊和兩個(gè)懸浮模塊鉸接組成。轉(zhuǎn)向架的兩級(jí)懸掛都采用橡膠彈簧定位結(jié)構(gòu)。采用的是模塊化設(shè)計(jì)原則，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架具有相同的結(jié)構(gòu)；采用輕量化設(shè)計(jì)，尤其是簧下質(zhì)量。每個(gè)轉(zhuǎn)向架上都裝有2個(gè)磁軌制動(dòng)裝置。每個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架配有兩套牽引驅(qū)動(dòng)裝置，牽引驅(qū)動(dòng)裝置中的牽引逆變器具有兩個(gè)獨(dú)立模塊，每個(gè)牽引模塊為一個(gè)異步牽引電機(jī)供電，牽引逆變器具用雙重功能模塊。

三、小結(jié)

有軌電車車輛類型的選擇是一項(xiàng)持久性的工作，不可能盲目的定性，要綜合考慮前期的投資成本，更應(yīng)考慮后期的運(yùn)營維護(hù)成本。車輛的選擇決定其他設(shè)備的選擇，一種好的車輛選擇，會(huì)給整個(gè)工程帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，也會(huì)給后期的司機(jī)培訓(xùn)和運(yùn)營帶來便利，保證線路效益的最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 訾海波，過秀成，楊潔.現(xiàn)代有軌電車應(yīng)用模式及地區(qū)適用性研究.城市軌道交通研究，2009.

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[3] 楊曉紅.100%低地板車牽引/導(dǎo)向控制技術(shù)研究[J].西南交通大學(xué)碩士論文，2013.