广州海珠有轨电车车辆主要技术特征分析

1、广州海珠有轨电车车辆主要技术特征分析广州预计2014年底将建成海珠环岛有轨电车试验段，该线路起于万胜围，终止于广州塔，基本沿新港东路、阔江路布设，线路全长约7.7km。 广州海珠有轨电车采用了模块化设计、100低地板、独立车轮、超级电容供电等多项先进技术，具有多种制动方式保证安全和平稳制动，并有无线上网、折叠座椅等人性化配置，可在提供安全准点快捷服务的同时，满足景观及人性化需求(图1)。广州海珠有轨电车车辆主要技术特征如下所述。1 模块化设计广州海珠有轨电车车辆由南车株洲电力机车有限公司生产提供，由4模块组成，每个模块配置1台转向架，该车包含3台动力转向架和1台非动力转向柴(图2)。有轨电车编

2、组形式：=Mcl+T+M+Mc2；其中：Mc为带司机室的动车模块，T为带受电装置的拖车模块，M为动车模块，=为车钩，+为单铰接模块，+为双铰接模块。 模块化设计理念是将车辆划分为若干各自独立而又相互联系的模块。模块化设计有利于维修保养，一旦出现故障，只处理或更换该模块即可，不需进行整车作业。这样可大大节约工时、人力和费用。车辆被划分为若干模块后，利用增减中间模块和铰接模块，可以组成不同编组的列车；这样可以使线路在开通之初，采用小编组的车辆运营，待客流逐步上升后，可灵活增加列车的编组数量。列车可单向或双向运行。2 100%低地板“低地板”是指车辆地板距离轨道面小于40cm。按照车辆低地板区域能够

3、达到客室面积的百分比，主要有70低地板和100低地板。广州海珠有轨电车车辆采用100底地板车辆，乘客上、下车快捷，在车内移动方便、安全。车辆的主要设备和空调机组都位于车辆顶部，减少了对地板下空间的占用。顶部电气设备噪声由电气箱体传出后，由于车辆顶盖的反射作用，主要的噪声能量向上部反射，然后通过空气的衰减，达到车外噪声控制的目的。3 独立车轮降低地板高度的障碍不是车轮而是车轴，因此，低地板车辆不能用常规车轴及轮对，必须把车轴做成下凹的U形轴桥，以降低中间通道的地板高度，在U形轴桥两端的短轴上安装独立回转的车轮组成轮对，运行时轴桥不转动，两车轮可以不同的转速转动，这种结构称为独立车轮。独立车轮转向

4、架的优点是克服了传统轮对在直线运行时产生的蛇行运动，能消除轮轨间纵向糯滑，可以获得较高的速度；同时，横向稳定性好，易于实现低地板。但其在直线上由于自动对中能力差，在曲线上基本只能依靠轮缘进行导向，因此，轮缘磨耗严重，易造成脱轨事故。故全独立车轮转向架一般只能用于拖车上。动车转向架则采用横向耦合独立车轮转向架或者纵向耦合独立车轮转向架。纵向耦合独立车轮转向架如图3所示，同位左右车轮之间没有耦台装置，完全独立旋转，中间通过轴桥连接，组成独立车轮轮对。转向架同一侧前后2个独立车轮通过牵引驱动机构纵向耦合，使两者具有相同的旋转角速度，同侧前后独立车轮也可以通过牵引逆变器电气耦台的方式来保证同步转动。4

5、 超级电容供电广州海珠环岛试验段位于琶洲会展区的核心区域，在珠江南岸的重要景观带上，应优先选用无接触网方案。经研究决定采用超级电容储能技术, 从而摒除了传统架空接触网供电有轨电车需设立的线网、立柱等对城市景观的影响。除车站的充电站外，整个线路上无其他供电设备，系统简洁，方便建设。超级电容的容量较大，充电迅速，利用车站停车期间上、下客时间对储能器件充电，即可确保列车行驶到下一站。另外，储能式有轨电车可吸收列车制动时的再生能力，整体能量回收率达到80，车辆满载时行驶一个站区间平均仅消耗4度电，使能量可以最大利用。现代有轨电车在运行过程中几乎没有大气污染物排放(即直接排放)，但继续深入追究下去，在其

6、车辆、线路的建造过程以及作为驱动能源的电力产生阶段，都会产生一定的污染(即间接排放)。在比较环保性的时候必须要考虑到这方面的因素。图4和图5显示了不同交通方式运送每名乘客每公里直接和间接排放氮氧化物和二氧化碳的数值。另外，由于超级电容是电荷聚集的物理反应，无化学反应，整个单体是稳定、安全的，在经受冲击、火烧、挤压的情况下都不会有爆炸或燃烧的危险。5 防折弯系统防折弯系统被设计用于防止单个车体模块在车辆行驶于直轨和曲轨上、以及驶入和驶出曲线时不必要的位移和运动。单铰接相连的2个模块配有l套防折弯系统，该列列车共配置2套防折弯系统，由1个BK3控制器控制。每套系统包括控制液压缸(防折弯系统执行部件

7、，通过不同车辆模块控制液压缸间的油液交换来实现对车体的控制)、主控阀块(用于切换系统模式及监控系统状态)、缓冲液压缸(用于在正常行驶时限制控制液压缸的力)、缓冲阀块(通过内部油路设置，使得系统具有对车体旋转自由度的约束以及横向减振功能)、辅助阀块(用于锁定缓冲液压缸)、蓄能器等部件。车辆运行中一些不必要的纵向力会使得转向架及铰接承受一定的扭矩，该扭矩会导致车体模块绕铰接转动以及使轮缘承受的横向力变大。车体模块间的相对运动会导致列车超出车辆限界。防折弯系统可以通过增加车辆运动约束使之成为一个包络线的静定系统，它能确保其控制的2个车体模块相对于各自转向架间的位移角是一致的。从图6所示列车通过曲线状

8、态可见，当第1节车驶入曲轨时，前车转向架跟随轨道转动，与车体产生角度l。该车控制液压缸活塞被迫压至一侧，V3容积减小，油液流入Vl，后车控制液压缸在压力作用下使得活塞V2方向运动，V2内的油液流入到V4中。从而保证l=2。防折弯系统具有横向减振的功能，可提高列车行驶的舒适性。6 多种制动方式并用广州海珠有轨电车配置有多套制动装置，包括电制动、磁轨制动、液压制动，车辆制动快而平稳。动力模块上的制动由以下几种组成：电制动为常用制动、安全制动及紧急制动提供制动力；被动式弹簧制动(分l级和2级制动模式)，用1级被动式弹簧制动力弥补本转向架损失的电制动力，用2级被动式弹簧制动力承担列车的停放；磁轨制动为列车提供辅助的制动力，使减速满足列车的制动需求。非动力模块上的制动由以下几种组成：主动式液压制动(无级)，根据整车对拖车的制动需求，为整车提供无级的液压制动力；磁轨制动为列车制动提供辅助的制动力，使减速满足列车的制动需要。7 人性化设计 广州海珠有轨电车车辆还进行了多种人性化设计，为乘客带来更舒适方便的服务。例如：车载部分需要在Mc1车与T车饺接处、Mc2车与M车铰接处各安装l台无线AP，实现车内无线网络覆盖；