城市有軌電車車輛選型研究

李崗 周熙

摘 要：現代有軌電車屬于新興軌道交通行業，作為一個系統相對復雜、技術密集程度高的行業，對有軌電車車輛的選擇選擇尤為重要，所以，需要對國內有軌電車車輛進行分析；本文主要對國內有軌電車車型進行分析介紹，介紹各種廠家車輛的車型及分析車輛性能。

關鍵詞：現代有軌電車；有軌電車車輛；車輛性能

通過對傳統有軌電車進行全面的技術改造，使得現代有軌電車外觀更具藝術氣息，車輛性能也更趨于完善。相比傳統有軌電車，具有運量大、換乘快捷、運行速度快、低噪音等優點[ 1 ]。作為現代有軌電車的主流，100%低地板有軌電車已成為首選，它最大優勢在于其便利性強，乘客可以無需通過站臺上下車，且對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間，降低因高峰時段客流量巨大產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軌車輛。由于膠輪導軌車輛僅有法國勞爾公司生產膠輪車輛造價高昂，因此國內僅有天津泰達和上海張江兩條線使用。而鋼輪鋼軌車輛因技術成熟且造價低廉，正逐漸成為國內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

目前我國建設的現代有軌電車項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：浮動型車體、單車型車體、門架式鉸接型車體和鉸接轉向架連接型車體。

浮動型車體：浮動車體下方通過鉸接裝置與相鄰車體連接，相比有轉向架的車廂，浮車內的座椅安排不用再受轉向架的限制，使得空間更為寬敞[ 4 ]。浮動型車體由于浮動車體下沒有轉向架支撐，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生裂紋。

單車：每輛車下都有車體，車體較短且等長，轉向架位于每輛車體的中部[ 5 ]。單車鉸接車體的優點在于車體的類型少，設計和制造方便；車體重心基本上位于轉向架中心上方；車體連接鉸接機構較少，其鉸接裝置受力較小[ 5 ]。單車鉸接車體由于轉向架位于車體中心，相對浮動車體內部空間比較小，車內布置比較困難，同時車輛曲線通過能力較差，需要借助輔助設備，增加了維護工作量。

門架式鉸接型車體：轉向架設置在前后兩車體之間，車體通過鉸接裝置支撐在門架上，該種技術鉸接結構較為復雜。

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

（二）國內有軌電車車型

1.青島四方有軌電車

青島四方生產的有軌電車的轉向架均采用獨立輪對，特殊的軸橋設計，低高度的構架和懸掛系統設計，兩車之間采用雙轉盤承載方式，采用轉盤軸承式的回轉機構，采用構架安裝的直流驅動電機，每一臺轉向架有四個直流驅動電機，沒有齒輪箱。轉向架采用獨立輪對，特殊的軸橋設計，低高度的構架和懸掛系統設計，降低了轉向架區域的客室地板高度，整車實現了100%的低地板；兩車之間采用雙轉盤的轉向架承載方式；轉向架與車體回轉靈活，能夠順利通過小曲線；采用構架安裝的直流驅動電機，無齒輪箱，結構簡單，噪音小制動系統采用液壓制動系統。采用一個牽引變流器控制一個電機的輪控牽引系統，車輛通過曲線時，轉向架的車輪可以以不同的轉速滾動通過曲線，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，兩動一拖三個轉向架。每個動力轉向架安裝2套驅動裝置，每套驅動裝置由牽引電動機、扭矩齒輪傳動機構（聯軸節）、齒輪傳動裝置等組成。轉向架懸架采用兩級懸掛系統，一系懸掛依靠彈性車輪實現，二系懸掛采用螺旋鋼彈簧，懸掛系統設計方案和采用此種懸掛系統的轉向架。采用電控液力制動系統，每個動力轉向架裝有2套液壓制動夾鉗和制動盤，每個無動力轉向架裝有4套液壓制動鉗和制動盤。液壓夾鉗的供油壓力與車體連接的液壓管路直接提供。每個轉向架設有2套磁軌制動裝置。牽引控制系統采用阿爾斯通先進的通用的電子控制系統。

3.株機有軌電車

株機有軌電車為100%低地板儲能式有軌電車，采用模塊化組裝，每模塊一個轉向架，四個模塊組成一列車。車輛采用縱向耦合獨立車輪轉向架，每列車四個模塊，每個模塊下有一個轉向架，有三動車轉向架一拖車轉向架。轉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。正線無需架設接觸網，車站設有充電設備，受電弓與充電接觸設備在車站為剛性接觸，受電弓磨耗比較大，可以在30秒內完成車站的快速充電。車輛的基礎制動系統采用的是電控液力制動系統。儲能器件采用國內領先的7500F雙電層超級電容，壽命長達10年或100萬次。

4.鋪鎮有軌電車

鋪鎮采用100%低地板車輛，車輛模塊化組裝，車輛的各模塊通過鉸接結構和貫通道裝置相連；由一個拖車轉向架模塊，兩個動車轉向架模塊和兩個懸浮模塊鉸接組成。轉向架的兩級懸掛都采用橡膠彈簧定位結構。采用的是模塊化設計原則，動力轉向架和拖車轉向架具有相同的結構；采用輕量化設計，尤其是簧下質量。每個轉向架上都裝有2個磁軌制動裝置。每個動力轉向架配有兩套牽引驅動裝置，牽引驅動裝置中的牽引逆變器具有兩個獨立模塊，每個牽引模塊為一個異步牽引電機供電，牽引逆變器具用雙重功能模塊。

三、小結

有軌電車車輛類型的選擇是一項持久性的工作，不可能盲目的定性，要綜合考慮前期的投資成本，更應考慮后期的運營維護成本。車輛的選擇決定其他設備的選擇，一種好的車輛選擇，會給整個工程帶來一定的經濟效益，也會給后期的司機培訓和運營帶來便利，保證線路效益的最大化。

參考文獻：

[1] 訾海波，過秀成，楊潔.現代有軌電車應用模式及地區適用性研究.城市軌道交通研究，2009.

[2] 李俊勇.基于HyperWorks的軌道車輛零部件拓撲優化設計[J].大連交通大學碩士論文，2010.

[3] 楊曉紅.100%低地板車牽引/導向控制技術研究[J].西南交通大學碩士論文，2013.