轻轨车辆的关键技术和发展方向

●●同济大学汽车学院第一作者熊崴硕士研究生文献标识码：A中图分类：u264摘要：本文结合国内外城市轨道车辆及走行部的结构特．最，着重比较了动力转向架牵引电机的布置及悬挂方式的各种特征和性能差异；介绍了轻轨车辆的走行、牵引、制动装置和电气系统，提出了新型城市轻轨车辆的主要发展方向。关键词：轻轨车辆；走行部；转向架；牵引装置；制动装置20世纪80年代以来，特别是1984年第一辆低▲单独立旋转车轮走行部，其特点是车轮可绕地板轻轨车问世后，城市轻轨车辆技术得到迅速发其外平面内的铅垂轴旋转而达到理想的切线位置，展。低地板轻轨车辆由于无需设置站台、乘客上下从而完成直线对中和曲线通过。中央悬挂一般采用车方便而受到欢迎。低地板的标准是地板面距轨面空气弹簧、螺旋簧或橡胶堆，并设有垂向和横向减高度为350mm一400mm。100％实现低地板，最大振器，以衰减车体的振动。的障碍是传统轮对的车轴。因此，在独立旋转车轮轻轨车辆采用的车轮主要有刚性车轮、弹性车这一新技术问世之前，降低地板面的措施无非是采轮和消声车轮。用部分低地板或装用小轮径车轮。降低车轴高度后，制动盘只有移到轮对外侧，转向架下凹式摇枕的心2牵引电机的布置及悬挂技术盘面高度接近车轴中心线。轻轨车辆要求车体在保证足够的强度和刚度的动力转向架牵引电机的布置及悬挂方式在很大条件下，力求重量轻、耐腐蚀和造型美观。为方便程度上决定了该转向架的运行性能。轻轨车牵引电乘客上下车和缩短停站时间，轻轨车辆一般设置有机的布置方式主要有以下两种：足够数量的车门并具有相应的宽度，车门通过电控一是纵向布置。此种布置方式自20世纪50年缸或电机驱动开闭。代就用于有轨电车。目前一些采用独立旋转车轮的轻轨车辆的关键技术主要是：低地板轻轨车也采用纵向布置，有万向轴传动的，也有齿轮箱传动的，电机都为交流异步电机。1走行部技术二是横向布置。一个转向架中间布置两台横放的电机，这种布置采用圆柱齿轮单轴驱动。多数采走行部是轻轨车的主要组成部分，除确保轻轨用独立旋转车轮转向架的低地板轻轨车将电机横向车的安全外，还应具有较好的稳定性、平顺性以及布置在转向架的外部，出现了轮毂电机。曲线通过性能。轻轨车走行部主要有如下几种类型：轻轨车牵引电机的悬挂分为轴悬、架悬和体悬3▲常规轮对走行部，通常指采用两个轮对的走种方式。轴悬式是将电机的一端通过轴承支撑在车行装置。轴上。另一端弹性悬挂在构架横梁上。架悬式是将▲单轮对走行部，即采用单个轮对的走行装置。电机及传动箱安装在转向架构架上，通过万向轴或▲独立车轮走行部，通常指采用两对独立旋转弹性联轴节传动力矩。体悬式则是将牵引电机悬挂车轮的走行装置，独立车轮分别支撑在曲梁车轴或在车体上，使其成为第二系弹簧以上的质量，通过短轴承载结构中。万向轴传动。万方数据未来的轻轨车辆中用IGBT或IP取代GTO将是发展3牵引和基础制动装置技术的必然趋势。就轻轨车辆发展趋势而言，需要具有以下几方牵引装置。由于只有一个轮对，原先的中心销面的创新：牵引方式无法采用，只能采用单拉杆结构。构架上▲结构灵活化，模块化。低地板轻轨车的技术的牵引点应尽可能接近或低于车轴中心线高度。拉比较复杂，其价格相比高地板要高出约20％，因此，杆两端的弹性元件应保证在纵向、横向具有低的附必须在保证技术水平的同时降低车辆的成本。低地加刚度，避免与定位杆产生相互耦合。板轻轨车引入了模块化技术。模块化的应用主要是基础制动装置。对于拖车转向架，其制动装置以车辆的一部分作为模块。车辆长短、载客人数可主要取于车轮结构。如果是动力转向架，车轴上须根据需要灵活调整。安装齿轮箱。制动盘与电机和齿轮箱的空间有限，▲设计以人为本，关键一点是方便乘客上下车。只能采用轮盘制动。由于采用单轮对，制动盘比常双受流制装置的采用可以方便乘客，可实现干线铁规二轴转向架的数量减半，单位制动功率会有明显路、城市铁路、地铁线路联运。此外，轻轨车应该的增加，对采用整体碾钢车轮的方案，在仅靠盘形提高对乘客的吸引力，如提供足够的座位、美观的制动无法满足要求的情况下，还可以加设踏面闸瓦外形设计等。制动。▲与环境的协调发展。减少牵引动力的消耗、轻轨车辆的制动通常采用动力制动、盘形制动减轻轮轨磨耗和噪音、轻量化的结构是未来的发展和磁轨制动。动力制动由再生制动和电阻制动两部趋势。为了保护环境，要减少无法回收材料的使用，分组成。再生制动优先，只有当接触网不能吸收再尽量减少噪音和振动。生制动的能量时，才自动转换为电阻制动。当车速▲维护的方便性。轻轨车辆装有故障诊断与显降至10km／h以下时，电制动自动切断，仅用盘形示系统，维护要简便。低损耗、低磨耗也是轻轨车制动使列车停车。此外，作为应急方式，轻轨车上辆维护的重要部分。通常安装有磁轨制动。复合材料车体、低地板车体、水冷异步电动机、IGBT(或IPM)主逆变器控制、独立旋转车轮转向4电气系统技术架在国外轻轨车上已得到了广泛的应用。新技术的应用使得轻轨车辆的重量大为减轻、性能大为改善。早期的轻轨车为了方便控制和调速而采用直流为缩短与国外的差距，要加快相关技术的研究，特电机，其常规的输出极是连续回路、接触器控制，别要抓紧对轻轨关键技术的研究。后来被直流斩波控制所代替。直流电经斩波器斩波，参考文献：电抗器平波，驱动直流电机。【1】张振淼．城市轨道交通车辆[M】．北京：中国铁道出轻轨供电主要有受电弓——接触网与受流版社，1998，3．器——接触轨两种模式。其中架空接触网有柔性和[2】黄运华，李芾，张丽平．独立轮对在轻轨车辆上的应刚性之分，接触轨有上部接触受电、下部接触受电用Ⅱ】．交通运输工程学报，2001，2．和侧面接触受电之分。架空接触网相对接触轨更安[3】韩西，邵毅明．重庆市轻轨线PC梁钢支座有限元分全一些，在地面线路上多用接触网，供电电压选择析报告【R】．重庆：重庆交通学院结构工程部级重点实直流1500V，而在高架或隧道线路中多用接触轨受验室，2000，5．电，供电电压为直流750V。【4】郭立新，姚永康．轻轨车的技术发展【J】．机车电传新一代电力电子器件绝缘门极双极晶体管动，2000，3．IGBT、智能功率模块IPM，性能优越，发展迅速，(第二作者：包凡彪)万方数据