国外-低地板轻轨车辆发展概述(完整版)

国外_低地板轻轨车辆发展概述（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）文章编号０国％低地国外_低地板轻轨车辆发展概述（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）文章编号０国％低地板轻轨车辆发展概述王戴焕池茂２大连中集铁路装备有限公司技术部辽宁大连；西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都）摘要介绍了国外尤其是欧洲％低地板轻轨车辆的发展历程着重从车辆结构和转向架型式两个方面进行了对比分析。指出了％低地板轻轨车辆的发展趋势为国内开发％低地板轻轨车辆提供参考。关键词轻轨车辆低地板发展中图分类号７文献标识码Ｂ％ｗｄＧ１Ｉ２Ｉ２Ｃ；ｅｇ）ｙ％ｗｒｅｎｅｅｍｄ％ｒ％．ｔ０年２月世界上第一辆％低地板轻轨车在德国的不来梅正式投入运用。从此轻轨车进入了％低地板时代。经过０多年的发展目前世界上共有约０种型号的０多列％低地板轻轨车在近０个国家的０多个城市运行。制造商方面西门子庞巴迪阿尔斯通等各大轨道车辆制造商旗下都拥有自主品牌的％低地板轻轨车产品。型式多种多样技术各有特点。本文着重从车辆结构和转向架型式两个方面对国外各型％低地板轻轨车进行分析和对比并通过归纳和分析指出％低地板轻轨车的发展趋势进而为国内开发％低地板车辆提供选型参考。距０型曾先后在德国的不来梅、慕尼黑日本的熊本等城市运营。在庞巴迪收购了ｚ以后就停止了Ｎ系列的生产此前共生产了０列。日本富山的ｍ是系列的最后一个运营商目前仅有一批通过技术转让的自制Ｎ在运用。图１为Ｎ型％低地板轻轨车它的车体长度仅为０每辆车下面都有且仅有１台转向架支承，这就是国际惯称的ｚ结构型式图Ｎ系列的另一大特点是采用了一种形式独特的独立国外％低地板轻轨车辆１１系列世界上第一辆％低地板轻轨车Ｎ就是系列最初由Ｎ公司后被ｚ收购制造ｘ代表轴数例如Ｎ表示整列车有６根车轴Ｎ代表准轨轨５ｍＭ代表米轨轨收稿日期６作者简介王欢男辽宁桓仁人工程师。图１Ｎ型％低地板轻轨车国外铁道车辆第９卷第２期２年３月国外铁道车辆第９卷第２期２年３月２车轮转向架图在４个独立车轮中只有前面的２个车轮是动力车轮它们之间通过带有机械防滑差速器的横轴相连接１台牵引电机能同时驱动２个车轮。动力的输入端通过万向轴与悬挂在车体上的牵引电机相连接图。３ａ系列眼镜蛇意思是这种％低地板轻轨车可以像眼镜蛇一样灵活运动。它由Ｇ公司和Ｂ公司联合制造在瑞士的苏黎世运用图ａ之所以能够灵活运动在于它采用了独特的迫导向径向独立车轮动力转向架图。２３系列ｇ公司通过欧洲反垄断法得到了ｚ结构型式％低地板轻轨车辆的生产许可制造了３系列％低地板轻轨车。图５所示的是１列３型％低地板轻轨车。虽然结构型式采用了型式但是３系列采用了自行研制的轮毂电机转向架图。轮毂电机与独立车轮做成一体，每个轮毂电机驱动１个车轮。图７ａ轻轨车牵引电动机沿纵向悬挂于构架的中部通过万向轴和齿轮箱驱动一侧的前后２个车轮ａ的轴距达到了０这样做的目的是为了给车轮及电机上方更大的座位空间ａ的车体与车体之间通过铰接装置连接图车体下部支承于转盘之上，国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒３图８国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒３图８ａ迫导向径向转向架转盘上的横拉杆与转向架的迫导向连杆机构的主杆连接。当车辆通过曲线时车体与车体之间产生相对转动带动转盘转动而拉动主杆主杆又拉动与其相连的辅杆在辅杆的拉动下４个独立车轮趋于径向位置，使车辆通过曲线时的冲角减小降低磨耗。４Ｆ系列Ｆ系列是由Ｐ公司后被西门子收购生产的超低地板轻轨车其地板面在车辆横断面内有一坡度地板面在车门入口处的高度距轨面只有２另一侧为７。车组由５辆或７辆短车体通过铰接方式连接编组。图０所示的是运行在维也纳的Ｆ系列％低地板轻轨车。两铰接端的间距为０车组总长４５辆或５７辆。图０Ｆ低地板轻轨车目前Ｆ系列在奥地利的维也纳和格拉茨德国的柏林德累斯顿和慕尼黑等城市都有运用。Ｆ采用了独特的门式单轴迫导向径向转向架技术图牵引电机单元包括水冷三相异步电机制动盘以及齿轮传动装置垂向悬挂二系悬挂与车体中部连接。转向架被安排在车体与车体之间的连接处车体间用铰接装置连接允许模块之间的相对转动。这也是一种迫导向径向转向架图当车辆进入曲线铰接在一起的车体之间会产生相对转动带动连杆机构动作拉动转向架趋于径向位置。图９ａ转向架的迫导向装置国外铁道车辆第９卷第２期２年３月４地国外铁道车辆第９卷第２期２年３月４地板齿轮箱一系悬挂牵引电机车体内壁横向液压减振器二系悬挂液压减振器；门式结构垂向减振器车体上部铰接前车体支架回转轴磁轨制动图１Ｆ门式单轴独立车轮转向架浮车采用长车体其下部没有转向架支承靠铰接装置与临近的两车体相连接。浮车型式也是目前大多数％低地板轻轨车所采用的型式。除西门子的ｏ外还有庞巴迪的ｙｋ系列阿尔斯通的ｓ系列ａ的ｏ系列以及日本的ｍ系列等ｏ系列轻轨车的另一大特点是它独特设计的动力转向架图。由电动机齿轮箱弹性联轴节等组成的两车轮纵向驱动单元沿纵向布置在构架的两侧图它同时驱动前后２个车轮这种转向架的设计实现了两侧车轮的横向解耦和一侧前后两车轮的纵向耦合。６系列对中控制架筋板独立轮对连杆固定锁紧螺栓长拉杆；弹性杠杆横向减振器阻尼杠杆磁轨制动片电机齿轮箱是西门子公司最新型的ｏｓｏ系图２Ｆ转向架迫导向装置５％低地板轻轨车产品也采用了ｚ型式的结构。图７所示的是西门子为匈牙利布达佩斯制造的ｏｓｔＢ车整车共９ｍ长是目前世界上最长的％低地板轻轨车。整列车共由６辆长度相等的车体组成转向架布置在车体的中部两辆车为一组一共三组。除了重新采用ｚ的结构型式ｏｓ在转向架的结构上也做了修改图８所示的是ｏｓ所采用的动力转向架。与ｏ的转向架相比增加了２ｏ是西门子开发的第二代％低地板轻轨车图。在巴塞尔广岛阿姆斯特丹墨尔本等很多城市运用。ｏ系列采用了新型的结构型式—浮车型式。所谓浮车是指下方没有转向架支承而是通过铰接装置挂在与其相邻的车体上的车体图。全车共有５辆车体１车５车为动车３车为拖车均采用短车体转向架布置在车体的中部２车４车为国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒５国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒５个垂向减振器并且将垂向减振器置于四角。二系悬挂采用了沙漏式橡胶弹簧由原来的双拉杆牵引改为单拉杆牵引。图８动力转向架ｋ系列ｋ系列是庞巴迪公司的％低地板７轻轨车产品共有３种型号分别为ｏ和。这３种车型采用的都是浮车型结构但是转向架的型式各不相同。ｍ型ｍ型％低地板轻轨车主要在斯特拉斯堡布鲁塞尔等城市运用图。图０所示的是ｍ采用０型转向架４台电机分别驱动４个车轮。它的构架是两整体铸件扣在一起与构架相连接的４个短轴同时也是齿轮箱分别悬挂１台牵引电动机电动机通过平行齿轮驱动车轮。国外铁道车辆第９卷第２期２年３国外铁道车辆第９卷第２期２年３月６ｏ型ｏ型％低地板轻轨车主要在南特诺丁汉等城市运用ｏ型％低地板轻轨车采用模块化设计浮车结构型式图０型动力转向架仍然采用４台电机分别驱动４个独立车轮的形式图而ｏ则将电动机沿纵向悬挂于转向架的端部电动机通过齿轮箱内一系列的斜齿轮和马刺齿轮驱动车轮。号在都柏林蒙彼利埃里昂波尔多鹿特丹巴塞罗那巴黎等城市广泛运用ｓ系列轻轨车采用的都是浮车型的结构型式而转向架则有、ｅ和３种型式。ｒ型ｒ主要在奥地利的林茨波兰的罗兹等城市运营图ｒ采用０型转向架图它是传统轮对转向架但是车轮直径较小为０２台交流电机和齿轮箱总成分别沿纵向悬挂在构架的两侧每个轮对各有１台电机驱动。实际上，的车内并不是％的低地板只有％的面积为低地板。只是它的车内没有台阶而是采用了一个斜坡使车内看起来仍然像是％低地板。８系列ｓ系列％低地板轻轨车由阿尔斯通公司生产图主要有Ｓ等几个型在２和２上使用ｅ动力转向架图该转向架没有一系悬挂采用弹性车轮两牵引电动机沿横向对角布置制动采用轴端的盘式制动也是对角布置。转向架两端的横轴将左右车轮机械地耦合起来图这种处理使独立车轮恢复了传统轮对功能ｅ动力转向架图在Ｓ上运用与ｅ相比ｅ增加了国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒７一国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒７一系悬挂采用人字型橡胶堆电动机则采用沿构架纵向布置的方式仍然还是对角布置的轴端盘式制动。和ｅ一样通过横轴将左右车轮机械地耦合起来ｅ动力转向架在Ｃ上使用图与ｅ和ｅ相比ｅ除去了用来机械耦合左右车轮的横轴而采用了类似ｏ的两车轮纵向驱动单元驱动单元沿构架纵向布置。２个车轮是动轮而且是分别通过１台电动机驱动的，所以转向架的轴列式为二系悬挂采用的是空气弹簧图。ｙ系列ｙ系列是阿尔斯通ａ公司的％低地板轻轨车产品主要在意大利的都灵墨西拿等城市运用图它的动力转向架只有前面９０ｏ系列ｏ系列是ａ公司的％低地板轻轨产品在米兰那不勒斯哥德堡雅典贝加莫等城市运用ｏ系列轻轨车仍然采用的是浮车型的结构型式图ｏ的转向架图与ｓ国外铁道车辆第９卷第２期２年３月８的国外铁道车辆第９卷第２期２年３月８的ｅ转向架很相似２台牵引电机沿构架的纵向布置在中部不同的是耦合左右车轮的横轴由转向架的端部转移到了中部ｏ的横轴耦合机构中也有类似Ｎ的防滑差速器。无论是结构型式还是转向架样式ｎｒ都具有明显的ｏ特征只是在设计上更具日本的轻型化特点。图５为ｍ动力转向架。图５ｍ动力转向架２ｍ系列ｍ系列０型％低地板轻轨车由克罗地亚的ｒ制造于５年４月正式亮相克罗地亚的萨格勒布街头它仍然采用的是浮车的结构型式图全车共有５辆车体组成。图７为它的动力转向架牵引电机沿纵向悬挂于构架的中部，通过万向轴齿轮箱等驱动车轮。左右车轮通过横轴耦合起来。１ｍ系列日本在引进吸收了ｏ技术的基础上自行研制开发了一款％低地板轻轨车ｎｒ由近畿车辆三菱重工和东洋电机共同制造并于５年３月开始在广岛运行图。图４ｎｒ轻轨车国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒９接装置将车体与车国外％低地板轻轨车辆发展概述王欢戴焕云池茂儒９接装置将车体与车体之间进行连接的这就是％低地板轻轨车的另一大特点。为了适应城市轨道中的小半径曲线通过％低地板轻轨车都采用了较短的车体而不同的铰接装置可以提供不同方向的力和自由度通过各种铰的组合使用可以使％低地板轻轨车在运行中更加灵活。但是另一方面对于浮车型式完全依靠铰接装置将车体拉住无论对于铰接装置本身还是车体都是很大的考验。３Ｆ系列Ｆ公司进军西班牙轻轨车市场后先后为塞维利亚和贝莱斯马拉加制造了Ｆ系列％低地板轻轨车同样是浮车型式的结构所以车辆内部空间显得很宽敞图。同时Ｆ采用了新型的动力转向架它的４个独立车轮是分别驱动的构架每侧沿纵向布置２台电机背靠背放置图。图９Ｆ动力转向架及其牵引电机经济实用性采用模块化的设计理念能够有效地降低车辆造价而车辆结构型式和转向架型式的选择同样影响成本的高低。比较浮车型式型式和Ｆ型式３种车辆结构型式在车辆运能一样的情况下如果采用浮车型式或者Ｆ型式则可以减少转向架的使用数量。这在很大程度上能够降低车辆制造成本从经济实用的角度上看浮车型式和Ｆ型式具有优势。比较ａ几种转向架的型式显然ｏ的结构更为简单实用。３图８％低地板轻轨车及其内部空间％低地板轻轨车的发展趋势从Ｎ到％低地板轻轨车经历了０多年的发展和演化产生了多种结构型式各具特点的系列产品。通过以上对各型产品的分析和比较可以看出以下几个发展趋势。２模块化所谓模块化是指将车辆的各部件如动力转向架、拖车转向架前端车体浮动车体中间车体铰接部等都进行标准化设计然后根据客户需要灵活调整车辆编组形式进行生产。这样生产周期和车辆造价都将大大降低。１易维护性车辆的维护费用作为运营成本的重要组成部分倍受运营商的关注而％低地板轻轨车的使用率又很高因此车辆是否具有易维护性非常重要尤其是对于转向架等重要部件的维护。在这方面ｏ和ｍ等转向架具有很大的优点。它们的电动机、４铰接式无论是浮车型式还是ｚ型式都是采用铰２国外铁道车辆第９卷第２期２年３月０齿轮箱以及制动国外铁道车辆第９卷第２期２年３月０齿轮箱以及制动盘等都是集成在一起的可以在不用抬车的情况下很方便地整体拆卸而且省去了像ｏ等采用的万向轴机械耦合横轴等部件使维修更加简便。像ａ这种具有迫导向径向机构的转向架都会给维护带来很大的难度。采用小车轮的ｒ会较其他车轮磨耗更大一些使维护成本提高。了时尚的流线外形车内的宽敞通畅也很重要。在有转向架支承的车体上可以在转向架上方的位置安排座椅这样车内的过道仍然是％低地板可以方便移动而在没有转向架支承的浮车上横向安排座椅这样将使车内的过道更为宽敞给乘客以通畅的感觉。综合以上分析建议国内开发％低地板轻轨车在结构型式上参考浮车型式和ｚ型式。转向架型式参考ｏ型和ｓ的ｅ型。参考文献：高安全性独立车轮的采用使％低地板得以实现。但是由于独立车轮没有纵向蠕滑力所以独立车轮的导向能力很差车辆运行安全受到威胁。因此％低地板轻轨车辆必须解决好独立车轮的导向问题以减少磨耗防止脱轨保证安全Ｎ和ｓ家族的ｅ以及ｏ等转向架都采用横轴将左右车轮机械地耦合起来功能上等同于传统轮对。而Ｆ等则采用迫导向径向技术来改善独立车轮转向架的导向性能。还有像ｏ一类的转向架，一侧前后２个车轮耦合起来同样能够重新获得导向能力。而像这种采用了小车轮转向架则可以避免独立车轮的使用对保证安全性是有利的。５］ｙｙ．］王欢％低地板轻轨车辆结构型式和导向机理研究．成都西南交通大学．］ｙｙ．］ｙ－ｙ．］ｒｓｅ