陆轨两用车设计中关键技术研究

Ｅ述高级研修班将于２００７年８月至１０月在上海科学会堂开班， 由来自高校相关领域的学科带头人、企业一线专家担当主讲及培训 工作。培训证书由中华人民共和国人事部和中国机械工业联合会统 一印制颁发。
Ｑｌ／Ｐ】＝（ｔａｎａ】一伸）／（１＋胁ｔａｎ“ｔ） Ｑ２／Ｐ２＝（ｔａｎｄ２＋ｍ）／（１一肚ｔａｎ∞）
式中 只、Ｐ２——分别为左右轮的轮重 “ｔ、“ｚ——分别为左轮轮缘角和右轮踏面倾角， 我国标准踏面准斜率为１／２０ ｍ、ｍ——分别为左轮轮缘和右轮踏面与钢轨 之间的摩擦系数
左右车轮给左右接触点的水平力口。、Ｑ：是由构架 产生的，由图３知日＝９。一０２，于是可得轮对脱轨条件：
２００６，（２）：３３—３５ ２王光明，郑松林，栾世杰分动式公铁两用车导向装置结构设
计及导向力分析ｆＪ】机械，２００６，（９）：１２一１４．
３许基清，陈景刚公铁两用车导向装置结构设计及导向力分 析［Ｊ］青岛大学学报，２００３，２４（６）：５３７—５３９
４ ＴＨｆｊｑ Ｓｉｎｏｋｍｔ，Ｍｏｈｓｅｎ Ｎａｋｈａｅｉｎ刮ａｄ ａⅡｄ ＡｈⅢｅｄ Ａ．ｓ｝ｌａｂａｎａ Ａ
导向装置由弹簧减振装置和走行部组成。导向装
置对车辆运行是否平稳，能否顺利通过曲线导轨并保 证车辆安全运行，起着重要的作用，所以应合理地设计．１弹簧减振装置 主要有板簧、油压减振器、抗侧滚装置和橡胶元件
等，其主要作用如下：板簧能使车体自振频率降低，车
辆运行平稳；油压减振器能减小车辆振动；抗侧滚装置 能促成行驶稳定；橡胶元件能避免金属间的磨耗，减小
Ｒ出ｌ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｐｍｂｌｅｍ［Ｊ】ＮｏＩｌＩｉｎｅａｒＤｙｎａ皿ｃｓ，２００５，（４０）：
１７９一１８２
７王福天车辆动力学［Ｍ］北京：中国铁道出版社，１９８１． ８张振淼．城市轨道交通车辆结构与设计［Ｍ］上海：上海科学
技术出版社，２００２ △
（编辑林凡）
上海市科协开设“６５３工程”现代制造领域高级研修班
陆轫两用车设计巾关键技市研究
口倪志伟 口郑松林 口杜月鑫
上海理工大学机械工程学院上海２０００９３
摘要：基于全新自主研发的轨道车辆供电维修车行走系统，阐述了陆轨两用丰的设计要求，提出了陆轨两用车设
计的关键技术问题，并通过分析丰轮脱轨的作用力关系，提出了陆轨两用车在轨道车轮设计中应注意的事项，最后阐述了
安全值为：（Ｈ＋ｍ Ｐ２）／Ｐ．≤１．０
３ ２．２ ２轮重减载引起的脱轨
影响脱轨的主要参数是作用于车轮的垂直力Ｐ 和侧向力Ｑ，并且这两个力是同时存在的。经研究表
盛 机械制造４５卷 第５１６期
万方数据
明，在侧向力不大的情况下，轮重严重减载时，也会出 现脱轨的现象。也就时说，当左右侧轮偏载过大时，即 使轮对侧向力日极小，也有可能脱轨”１。
２００５年９月．国家人事音ｌｉ发碲《专业技术人才知识更新工程（ “６５３工程”）实施方案》，决定我国于２００５年至２０１０年６年问在现代农 业、现代翩造、信息技术、能源技术、现代管理等５个领域，开展新理 沦、新知识、新技术、新方法的专项培训，重点培训３００万名紧跟科技 发展趋势、创新能力强的中高级专业技术人才。
４结论与展望
陆轨两用车研发过程中必须解决好上述关键技术 问题，才能确保整车使用过程中具有良好的动力性和 可靠性。此外，整车动力匹配、底盘制造工艺等技术问 题，也应受到重视，以满足陆轨两用车整车开发的安 全、高速、稳定等性能要求。
目前我国已有许多城市已经建立或正在建立城市 轨道交通系统，对于供电线路检修或抢修是城市轨道 交通公司在轨道交通设备维护中必不可缺少的环节， 为保证对供电线路维修和抢修的及时、快捷和运行线 路的安全，陆轨两用车的研发具有重要的现实意义。
鲁≥瓮一鲁（半＝篆善鲁） Ｐ１’Ｐｌ Ｐ】、１一‘乩ｔａｎ啦７
（…。）
因为ｔａｎｍ很小可以略去不计，则式（４）可简化为：
（日＋肌Ｐ２）／Ｐ１≥（ｔａｎ仪【一ｐ１）／（１＋雕ｔａⅡｄ１） （日＋ｍＲ）／Ｐ。称为轮对脱轨系数，我国标准规定 ｍ取Ｏ ２４，同时规定了由侧架确定的脱轨系数标准。即：
容许值为：（Ⅳ＋ｍＲ）／Ｐ１≤１．２
ｖｅｋｃｉｌｙ Ｔｍｎｓｆｏｒｍ叶ｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｎｏｌｌｌｉｎｅａｒ ＤｙⅡ锄ｉｃ Ｓｉｍｕｌａ— ｔｉｏｎｏｆＲａｉｌｒ。ａｄｖｅｈｉｄｅｓｙｓｔｅ瑚［Ｊ］ＮｏｎｌｉｎｅａｒＤｙｎ啪ｊｃｓ，２００７（１） ５严隽耄车辆工程［Ｍ］北京：中国铁道出版社，１９９９．
６ Ａｈｍｅｄ Ａ Ｓｈａｂ曲ａ，Ｍａｈｍｏｕｄ Ｔｏｂａａ，｝王ｊｒｏｙｕｋｉ Ｓ“ｇｉｙａ眦ａｎｄ Ｋｈａｌｅｄ Ｅ Ｚａａｚａａ Ｏｎ ｔ｝ｌｅ ＣｏｍＤｕｔｅｒ Ｆｏ咖ＬｌｌａＬｊｏ珊０ｆ ｔｈｅ Ｗｈｅｅｌ／
综上，脱轨是轨道运行中的恶性事故，所以我们在 设计陆轨两用车轮对时，踏面应符合铁路标准规定的 踏面形状，整辆车也应符合机车车辆限界要求“】。轴箱 弹簧的弹性定位装置应合理设计其结构．通过计算选 择适宜的各个参数。 ３．３陆轨转换装置
主要由升降装置和平移装置组成，陆轨转换装置 主要是实现车辆在轨道与站台间快速转换。陆轨两用 车平时依靠公路行走系统停在站台上，当需要对电力 供电系统进行电力检修或抢修时陆轨两用车行驶到站 台边缘，依靠安装在车身上的陆轨转换装置使车辆从 站台转换到轨道上，在转换过程中，公路轮对收起，使 铁路轮对对准落在轨道上，从而实现陆轨两用车在轨 道上行驶的功能；当完成检修或抢修任务后，陆轨两用 车可行驶到附近的站台，依靠陆轨转换装置使车辆从 轨道上转换到站台上，在转换过程中，公路轮对伸出， 使公路轮对接触路面，从而实现陆轨两用车在站台上 行驶的功能。
设计出一个好的导向装置，是能否设计出一辆好
２晰／８回
万方数据
的陆轨两用车的前提。 目前，国内公司设计开发的公铁两用车大多采用
导轮式，普遍存在着橡胶轮胎承载集中，不但加快橡胶 轮胎在钢轨上的磨损，而且引导轮因轮重减轻出现运 行稳定性差等问题，尤其在过道岔时易出现脱轨现象。 针对这些严重不足，采用分动式陆轨两用车，即车辆在 铁路上运行时，它将公路用橡胶轮胎全部升起，用传统 的铁路轮对在轨道上驱动和行驶，犹如一台小型内燃 机车““１（如图１所示）。
２陆轨两用车的设计要求
１）根据所设计车辆的功能和性能指标要求，在功 率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、购 置成本等方面进行分析比较，选出最优的陆轨两用车 设计方案。
２）陆轨两用车设计的主要工作是总体布置和专用 工作装置匹配。设计时既要保证专用功能满足其性能要 求，也要保证其既能在轨道上行走又能在站台上行走的 基本性能及车辆在轨道与站台之间进行快速转换。
随着全国城市轨道交通快速发展，若在地铁或轻 轨每条线路的两端一般各布置１辆轨道车辆供电维修 车，在线路的中间应布置２辆轨道车辆供电维修车，则 每条线路上应布置４辆轨道车辆供电维修车。所以陆轨 两用轨道车辆供电维修车具有广阔的市场前景。
参考文献
１梁春辉，冀群心．混合动力汽车及其蓄电池【Ｊ】．电源世界，
冲击，降低噪声。 ３ ２ ２走行部
是导向装置的执行部件，由轮对和轴箱装置组成．
导向轮踏面应符合铁路标准规定。 陆轨两用车是根据特种需要设计的，所用车辆轮
对应根据需要自制，因此设计出结构合理的铁路车轮
是保证陆轨两用车安全运行的关键之一。 由于车辆在线路上运行时受到各种力的作用，在
特定条件下，可能破坏车辆的运行条件，使轮轨分离， 从而造成车辆脱轨或倾覆事故。为了鉴别车辆脱轨的
Ｑ／Ｐ≥（ｔａＩｌ“一ｐ）／（１＋ｍａｎｄ Ｊ 比值Ｏ／Ｐ称为车轮脱轨系数；（Ｌａｎｎ—ｐ）／（１＋ ｍａｎｎ）为车轮脱轨或不脱轨的临界值，其大小与轮缘 角ｄ与钢轨侧面的摩擦系数“有关。 根据ＧＢ ５５９９—１９８５规定，当横向作用力Ｏ的作 用时间大于ｏ．０５ ｓ时，脱轨系数的容许值为：０／Ｐ≤ １．２；安全值为：Ｄ／Ｐ≤１．０。 设有一轮对，其左轮正处于爬轨的临界状态，即轮 对想下滑而滑不下来的状态，此时钢轨给左右车轮的 摩擦力的方向都是阻止轮对向右滑动的方向ｍｌ。分别 对左右侧车轮取分离体，根据左右轮轨接触点Ａ、占上 各力平衡的条件可得：
陆轨两用车的发展前景。
关键词：陆轨两用车导向装置脱轨转换装置
中图分类号：ｕ２７３ ９８
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０００—４９９８（２００７）０８一ｏｏｌ５一０３
１ 陆轨两用车及其发展历史
陆轨两用车是一种既能在轨道上行走又能在站台 上行走的特种工程车辆，自带动力和必要的检测仪器 设备。该车平时停靠在站台上，当轨道交通电力供电线 路检修或发生电力供电系统故障时，即可从最近的站 台下放到轨道上，从而迅速及时地进行线路检修或开 往电力中断地点，大大缩短电力供电系统的检修或抢 修时间。它将逐步取代现有的接触网检修车，从而为城 市轨道交通系统安全有效的运行提供强有力的设备保 障。陆轨两用车的研发可满足城市轨道交通对供电线 路的维修或抢修的新需要，也为其它轨道交通设备的 维护创造了更方便的条件。
３陆轨两用车的关键技术问题
３．１动力装置 考虑到轨道站台里的环境，本车采用低污染的蓄
电池和电动机提供能量，但这种结构对电池组具有较 高的要求和限制，尤其需要大的电池容量…。锂是最 轻、化学特性十分活泼的金属，锂离子电池单位重量储 能为铅酸电池的３倍，锂聚合物电池为铅酸电池的４倍， 而且锂资源较丰富，价格也不很贵，是很有希望的电 池。近几年，我国在锂离子电池产业开发方面取得了快 速的发展，在快速充电技术方面也有很大进步，为这套 动力装置提供了强有力的技术保障。 ３．２导向装置
上海市科协积极与“６ｓ３工程”现代制造领域的全国牵头单位 中国机械工业联合会和上海市人事局沟通，共同推进“现代制造领域 专业技术人才知识更新工程”在上海的实施。以市科协继续教育培训 基地——上海市业余科技学院为主办单位申报的“６５３工程”现代制
造领域三个高级研修班项目《创新技法及理论》、《快速成型与快速模 具技术》、《产品数字测量与质量过程控制》目前已获国家批准。