70%低地板轻轨车
随着科学技术的进步和经济的飞速发展，城市的人口规模不断扩大，由于汽车数量的增加，特别是私人汽车的成倍增长，导致城市交通拥挤，汽车尾气和噪声污染加剧，已成为影响城市交通坏境的主要因素。据统计，交通噪声约占城市环境噪声的70％以上。为改变这种局面，许多国家都投入大量人力、物力和财力进行研究开发，以便寻求一种最佳城市公共交通系统。在众多城市交通系统中，轻轨交通系统以其安全，快捷，便利，环境影响小等特点而成为设计部门主要研究内容。发展城市轨道交通是解决城市公共交通问题的根本途径，也是城市可持续发展战略的必然选择，在城市轨道交通系统中，70%低地板现代有轨电车系统已成为技术发达国家轻轨交通的发展方向。因此很多国家都采用造价低、造型美观、结构好、高性能、高档次、低噪音的70％低地板轻轨车。城市快速轻轨交通是在老式的地面有轨电车基础上发展起来的一种交通方式。70％低地板轻轨车将普通城轨车距地面1米以上的地板高度降低到0.35米，车厢内低地板面积占整列车的比例达70％，大大方便了乘客上下车。运用70％低地板轻轨车符合绿色交通的理念，改善城市交通状况。它的另一个优点是便于残疾人、轮椅、手推章车及老年人上下车。70%低地板设计使车厢内净高度增大，乘客的舒适度提高，车窗面积增大，便于采光和乘客观光，整车造型设计更加合理。而70%低地板车是理想的城市公共交通运输工具，将为城市增添一道靓丽的风景线。
下面介绍一下70%低地板车的优点和结构特点！70%
低地板轻轨车辆是指地板面距轨面高度一般在350~400mm以下的轨道交通车辆。这种车辆的入口高度很低,上下车十分方便,尤其是对老人、儿童以及残疾人。低地板轻轨车辆不需设置高站台,
轨道可直接铺设在路面上,或利用原来的有轨电车轨道;车辆能够通过半径很小的曲线,适应于城市地面路况,可显著降低线路的造价。一般低地板轻轨车辆的列车编组2~3节,总长度20~35m,具有中等运能。
70%低地板车辆自20世纪80年代以来在欧美取得了飞速发展。据不完全统计,世界上20多个国家的140多个城市已拥有70%低地板轻轨车辆。我国的大连市和长春市也选择了低地板轻轨车辆。全世界轻轨车辆的数目,目前超过了5000辆。
按照低地板面占整个车辆地板面的比例,低地板轻轨车辆的发展经过了三个阶段:①第一阶段,只在车门的入口部位设置低地板面,低地板面不相互贯通;低地板面占整个车辆地板面的比例只有15%~30%,车辆使用的是传统的刚性轮对转向架。②第二阶段,在车辆的中部全部设置低地板面,各节车的低地板面相互贯通,而列车的端部则为高地板面;低地板面占整个车辆地板面的比例为60%~70%;列车端部采用传统的刚性轮对转向架,并作为动力转向架;而列车的中部通常使用不带动力的小轮径刚性轮对转向架或独立车轮转向架;为了便于曲线通过,轻轨车辆通常采用铰接车体结构。③第三阶段,整列车辆全部为低地板面,所有转向架均为独立车轮转向架。
目前国际上基本形成了如下四大品牌的低地板轻轨车辆系列:SIEMENS公司的Combino系列、AL-STOM公司的Citadis系列、BOMBARDIER公司的In-centro系列和ANSALDOBREDA公司的Sirio系列。
100%低地板车辆一直是追求的目标,在欧洲已得到广泛应用;但100%低地板车辆技术复杂,价格高！在运用中暴露出了许多问题。而70%低地板车辆与100%低地板车辆相比要好很多,具有如下优点:①采用常规的动力转向架,结构简单,技术成熟;②中间非动力转向架采用独立车轮或小轮径转向架,结构相对简单;③车门开在低地板部位,乘客上下车同样方便,高地板集中在车内两端,对乘客带来的麻烦不大;④常规动力转向架可装较大功率的牵引电机,每轴功率为100~150kW。基于上述优点,美国当前的低地板轻轨车辆都采用70%低地板。这是因为美国轻轨车辆的运用条件不同,主要表现在:①美国轻轨车的容量较大;②通常运营到市郊;③运行速度较快;④起动加速度较大,因而需要较大的牵引功率。
对于实现低地板来说,车轮直径不是问题,因为车轮处于车辆的两侧,为了容纳车轮,可以在该部位设置座椅。重要的是把中间通道做成低地板,以保证通道前后贯通。因而实现低地板化的关键不在车轮而在车轴。由于70%低地板轻轨车辆的地板面高度只有300~400mm左右,甚至更低,为了保证地板面的贯通,采用整体刚性轮对几乎是不可能的。解决问题的办法就只有采用小轮径的或常规轮径的独立车轮。
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图1、2给出了国外采用小轮径刚性轮对的低地板轻轨车辆的两种典型型式。两种型式的转向架结构基本相同,所不同的是车体编组形式。型式1采用了三车体方案:中间车体B支承在两个小轮径的拖动转向架上而成为静定结构,端部两个车体A、C则一端支承在动力转向架上,另一端通过铰接结构与中间车体B相连。型式2采用了两车体方案:车体A支承在动力、拖动转向架上而静定,车体B则依靠动力转向架以及车体间的铰接结构而静定。动力转向架采用刚性轮对两轴转向架。当电机纵向布置时需要设置大心盘以便通过小半径曲线;
当电机横向布置时则需要采用摇枕结构。拖动转向架采用小轮径刚性轮对转向架。车轮的直径在375~410mm之间。小轮径满足了低地板的要求;刚性轮对的优点是具有自导向能力,抗脱轨能力也较好。小轮径转向架的结构尺寸和悬挂元件都比常规的转向架小,通常只设置中央悬挂系统(见图3)。
将三车体型式中的长车体改为两个短车体;两端部的短车体A、F下面设置动力转向架,中间的浮动车体B、D通过连接铰与端部车体和中间车体C连接。显然,五车体型式通过曲线时车体的横移量大大减小,车体端部基本上不用削尖。五车体型式的另一个好处是:高地板处的动力转向架可以采用无摇枕型式,这简化了动力转向架的设计。
五车体型式符合轻轨车辆模块化的发展趋势。模块化是指:将车辆的各部件如动力转向架、拖动转向架、前端车体、浮动车体、中间车体、铰接部等进行标准化设计;然后根据需要灵活地调整车辆编组形式,以适应客客流量的需求,从而最大限度地降低造价。
以后长春轻轨有可能会采用五车体型或七车体70%低地板车辆,如图6-7所示。因为70%低地板轻轨车国产量高，大部分技术都是自主知识产权，从车体结构、内部装饰到转向架系统均为自主设计研发。牵引系统、制动系统、网络控制系统、铰接系统均采用国内外先进技术，总体集成由自主完成，达到了最佳匹配，体现了领先的系统集成水平，完全是自主开发研制和生产。符合中国国情，符合城市轨道发展方向！最主要的是70%低地板车造价低，可以不设专用站台，大大降低了线路造价，而且极大地方便了乘客上下通行。车厢宽敞明亮，乘坐舒服！车体使用弹性车轮，能够大大降低车辆在运行过程中对环境的噪音污染。通常地铁在地上运行过程中客室的噪音在75分贝左右，而在调试运行中的噪音仅为65分贝，同时由于车的轴重轻，使该车在与其它城轨车同等速度下能够节省牵引力从而节约能源。因而有“绿色交通工具”之称。2006年2月，《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》出台，在这个8号文中，对轨道交通技术装备提出了更高要求：到2010年左右，我国的轨道交通装备水平要达到世界先进水平。
众多优点70%低地板轻轨车必将成为未来各个城市轨道交通首选车辆，拥有一个美好的明天！
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