導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)運(yùn)行特性研究

侯新英，王志華，馬 凱，曹華民

（青島中車(chē)四方軌道車(chē)輛有限公司，山東青島 266111）

1 研究背景

導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)系統(tǒng)起源于1985 年，當(dāng)時(shí)國(guó)際公共交通協(xié)會(huì)在比利時(shí)布魯塞爾的街區(qū)建設(shè)了一段較短的示范線。

龐巴迪公司(BOMBARDIER)生產(chǎn)的高地板導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為GLT，低地板導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)VR。1997 年在法國(guó)推出了低地板車(chē)輛，2001 年法國(guó)南錫成為世界上第一條正式商業(yè)運(yùn)行的線路，2000—2015 年導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)在法國(guó)卡昂、美國(guó)內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯、意大利博洛尼亞等城市得到推廣應(yīng)用。

NTL 生產(chǎn)的導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)Translohr。2001 年在法國(guó)克萊蒙費(fèi)朗開(kāi)通了第一條Translohr 電車(chē)商業(yè)運(yùn)行線，2007 年在天津?yàn)I海、2009 年在上海浦東新區(qū)開(kāi)通了中國(guó)的Translohr 電車(chē)商業(yè)運(yùn)行線。近年來(lái)，法國(guó)巴黎、哥倫比亞麥德林、意大利帕多瓦等均修建完成了Translohr 電車(chē)線路。截至2017 年底，Translohr 已經(jīng)提供了132 輛電車(chē)，服務(wù)于5 個(gè)國(guó)家的8 個(gè)城市，共計(jì)86 km 線路。

中車(chē)四方基于以上兩種車(chē)型的特點(diǎn)，于2016 年研發(fā)出100%自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的帶鉤型裝置的雙輪緣導(dǎo)向方式的膠輪電車(chē)(GRT)。目前，已經(jīng)完成3 編組樣車(chē)的型式試驗(yàn)與試運(yùn)行試驗(yàn)，完成了4 編組車(chē)載儲(chǔ)能式導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)的試驗(yàn)驗(yàn)證，并完成16 列產(chǎn)品的生產(chǎn)和部分交付工作，即將服務(wù)于重慶市30 km 的城市公共交通線路。

本文研究的導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)以3 編組結(jié)構(gòu)為例，采用膠輪走行部和單元式鉸接車(chē)體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向方式與GLT、Translohr 均不相同；采用DC750 V 車(chē)載儲(chǔ)能裝置供電；采用低地板設(shè)計(jì)，客室內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙貫通；車(chē)輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑為15 m，最大爬坡能力為130‰，最高運(yùn)行速度為80 km/h；可以與社會(huì)車(chē)輛混合路權(quán)行駛。

筆者基于都市道路高差較大(最大為12%)、曲線半徑小(城市主干道交叉口轉(zhuǎn)彎半徑為20～30 m，次干道交叉口轉(zhuǎn)彎半徑為15～20 m)、線路地形條件多變(平豎曲線疊加)、城市道路線網(wǎng)已經(jīng)固定的特征，研究在既有都市道路上多編組鉸接車(chē)輛正常通行的可行性。

在本文中，介紹導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)平曲線和豎曲線以及組合曲線通過(guò)能力仿真分析與試驗(yàn)情況，重點(diǎn)分析導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)的結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)動(dòng)原理，利用MSC ADAMS 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型(動(dòng)力學(xué)分析在本研究范圍以外)，校核車(chē)輛在15 m 最小平曲線半徑、S型曲線及最小緩和曲線半徑(R=200 m)爬坡(坡度13%)工況下結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)自由度及結(jié)構(gòu)部件之間的干涉情況，并計(jì)算鉸接位置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角；利用1∶1 的模型車(chē)進(jìn)行曲線通過(guò)驗(yàn)證。將仿真分析與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，確認(rèn)仿真計(jì)算與試驗(yàn)情況相符。

2 車(chē)輛架構(gòu)分析

3 模塊電車(chē)基本編組形式為“Mc1+Tp+Mc2”。其中，Mc 為帶司機(jī)室的動(dòng)車(chē)，Tp 為帶受電弓的拖車(chē)。端部車(chē)體底部布置動(dòng)力走行部，中間車(chē)體與端部車(chē)體之間布置非動(dòng)力走行部。3 編組鉸接式膠輪電車(chē)架構(gòu)見(jiàn)圖1，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 車(chē)輛編組架構(gòu) Figure 1 Architecture of tram marshalling

表1 導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)主要技術(shù)參數(shù) Table 1 Main technical parameters of rubber-wheeled tram

車(chē)體由多模塊通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)連接而成，搖架和鉸接機(jī)構(gòu)組成車(chē)體模塊的鉸接連接單元，同時(shí)也是車(chē)體與非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的連接單元。端部車(chē)體與中間車(chē)體通過(guò)鉸接連接單元連接，形成一個(gè)鉸接式編組，如圖2所示。

走行部分為動(dòng)力走行部和非動(dòng)力走行部，前者由軸橋和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，后者由門(mén)式承載橋和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。動(dòng)力走行部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)軸橋連接，轉(zhuǎn)向臂與軸橋的轉(zhuǎn)向節(jié)連接，如圖3 左側(cè)所示；非動(dòng)力走行部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)直接與門(mén)式軸橋連接，如圖3右側(cè)所示。

圖2 車(chē)體編組結(jié)構(gòu)原理 Figure 2 Schematic of carbody marshalling structure

圖3 走行部與車(chē)體關(guān)系 Figure 3 Diagram of relation between running gear and car body

從圖3 中可以看出，對(duì)于端部車(chē)，端部車(chē)體通過(guò)懸掛裝置坐落在動(dòng)力走行部；當(dāng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向輪進(jìn)入曲線導(dǎo)軌后，在導(dǎo)向輪與鋼軌橫向力作用力下，使導(dǎo)向機(jī)構(gòu)圍繞轉(zhuǎn)軸相對(duì)軸橋轉(zhuǎn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)向臂的作用下，橡膠車(chē)輪也發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向。對(duì)于中間車(chē)，搖架通過(guò)懸掛裝置坐落在非動(dòng)力走行部；當(dāng)導(dǎo)向輪對(duì)著端部車(chē)進(jìn)入軌道曲線后，在導(dǎo)向輪與鋼軌橫向力作用力下，通過(guò)門(mén)式承載橋使橡膠車(chē)輪產(chǎn)生側(cè)向力，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向。也就是說(shuō)，該車(chē)架構(gòu)下的動(dòng)力走行部為主動(dòng)轉(zhuǎn)向，非動(dòng)力走行部為被動(dòng)轉(zhuǎn)向。

根據(jù)自由度模型看出，該架構(gòu)轉(zhuǎn)向控制力(4 個(gè))等于導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)自由度數(shù)(4 個(gè))，保證各車(chē)體模塊處于靜定受力狀態(tài)，相鄰車(chē)體運(yùn)動(dòng)解耦，不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)態(tài)和失穩(wěn)現(xiàn)象。

3 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)分析

3.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用原理

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由平行四連桿組成，其原理如圖4 所示，在自由狀態(tài)時(shí)連桿可以繞其鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)需要導(dǎo)向時(shí)，作動(dòng)器推滑塊1、1’向前運(yùn)動(dòng)與2、2’接觸，如圖5 所示將相應(yīng)連桿機(jī)構(gòu)鎖死。在連桿機(jī)構(gòu)上安裝轉(zhuǎn)向臂，使轉(zhuǎn)向臂與膠輪轉(zhuǎn)向器相連，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向及控制轉(zhuǎn)向的功能。

圖4 自由狀態(tài)原理 Figure 4 Schematic of free state

圖5 導(dǎo)向原理 Figure 5 Schematic of guiding mechanism

3.2 鉸接機(jī)構(gòu)的作用原理

由于電車(chē)主要在城市或郊區(qū)的道路上行駛，道路的路況相比鋼軌就要復(fù)雜。當(dāng)橡膠輪胎經(jīng)過(guò)凹凸不平的坑道時(shí)，對(duì)于3 編組的單元式鉸接車(chē)體，前、中、后3 節(jié)車(chē)體會(huì)先后出現(xiàn)側(cè)滾，3 節(jié)車(chē)體之間會(huì)形成較大的扭轉(zhuǎn)角度，這就要求前、中、后3 節(jié)車(chē)體之間在鉸接點(diǎn)處讓縱向軸具有一定旋轉(zhuǎn)自由度，以緩解鉸接處的受力。同時(shí)，電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)坡道，當(dāng)前、中、后3 節(jié)車(chē)體有1 節(jié)車(chē)體已經(jīng)進(jìn)入坡道時(shí)，另外2 節(jié)車(chē)體仍處于水平路面上，使兩節(jié)車(chē)體之間形成一個(gè)夾角，這就要求前、中、后3 節(jié)車(chē)體之間在鉸接點(diǎn)處橫向軸具有一定的旋轉(zhuǎn)自由度。因此，車(chē)體與貫通道之間的連接軸承需要選用以垂直軸旋轉(zhuǎn)為主要的旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)在縱向軸和橫向軸也允許一定量的旋轉(zhuǎn)自由度，這樣才能保證車(chē)輛順利通過(guò)彎道、坑道、坡道等復(fù)雜線路。

車(chē)體下部采用如圖6 所示的鉸接軸承連接機(jī)構(gòu)，兩端與車(chē)體連接，為固定結(jié)構(gòu)，中部安裝在搖架上。保證固定鉸座通過(guò)鉸接軸承1 繞垂直軸自由旋轉(zhuǎn)，與中間搖架之間通過(guò)鉸接軸承2 繞垂直軸自由旋轉(zhuǎn)，在水平和橫向軸上有一定的旋轉(zhuǎn)自由度，滿足電車(chē)通過(guò)復(fù)雜線路的裝配自由度要求。

圖6 下部固定鉸結(jié)構(gòu) Figure 6 Lower articulated structure

在車(chē)體端部與搖架之間安裝抗側(cè)滾裝置，以減小端部車(chē)體與貫通道之間的側(cè)滾角度；由于中間車(chē)體兩端連接的軸承都存在側(cè)滾方向的自由度，因此安裝三角拉桿式彈性抗側(cè)滾裝置，以限制中間車(chē)體與搖架之間的側(cè)滾自由度；而端車(chē)與搖架之間可以允許車(chē)體發(fā)生點(diǎn)頭方向的運(yùn)動(dòng)，設(shè)置具有抗測(cè)滾裝置的自由鉸，如圖7 所示。

圖7 上部鉸接結(jié)構(gòu) Figure 7 Upper articulated structure

彈性鉸一端與車(chē)體連接，另一端通過(guò)關(guān)節(jié)軸承與搖架相連。車(chē)體在水平曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性鉸圍繞搖架上的關(guān)節(jié)軸承1 轉(zhuǎn)動(dòng)；車(chē)體在豎曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性鉸圍繞車(chē)體端的關(guān)節(jié)軸承2 轉(zhuǎn)動(dòng)。

4 車(chē)輛運(yùn)動(dòng)分析

4.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)行分析

機(jī)構(gòu)中間連桿的最大偏轉(zhuǎn)位置如圖8 中的紅色線條所示，其最大偏轉(zhuǎn)角α 可以通過(guò)式(1)求得：

式中：L1～L7參數(shù)如圖9 所示。

圖8 連桿機(jī)構(gòu)極限位置 Figure 8 Limit position of connecting rod mechanism

圖9 L1～L7 參數(shù) Figure 9 L1-L7 parameter diagram

如圖10 所示，當(dāng)機(jī)構(gòu)鎖死時(shí)，從自由度角度分析把左端框架認(rèn)為機(jī)架，機(jī)構(gòu)中共有6 個(gè)自由構(gòu)件、10個(gè)低副，自由度計(jì)算公式如下：

式中，n 為活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，PL為低副約束數(shù)，Ph為高副約束數(shù)。

根據(jù)式(2)，可以求出機(jī)構(gòu)自由度為-2，這說(shuō)明該機(jī)構(gòu)無(wú)法自由運(yùn)動(dòng)。

圖10 機(jī)構(gòu)鎖死 Figure 10 Locking diagram of mechanism

4.2 車(chē)體運(yùn)動(dòng)分析

當(dāng)端部車(chē)體進(jìn)入水平曲線而第一個(gè)非動(dòng)力走行部未進(jìn)入曲線時(shí)，端部車(chē)體的上部與彈性鉸圍繞關(guān)節(jié)軸承1 共同旋轉(zhuǎn)，端部車(chē)體下部與固定鉸圍繞鉸接軸承1 共同旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)體轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖11所示。

圖11 車(chē)體曲線轉(zhuǎn)動(dòng)原理1 Figure 11 Schematic I of carbody curve rotation

當(dāng)端部車(chē)體與非動(dòng)力走行部全部進(jìn)入水平曲線時(shí)，搖架在走行部的作用力下將搖架轉(zhuǎn)動(dòng)，形成搖架與車(chē)體端部平行的姿態(tài)，如圖12 所示。以此類(lèi)推，車(chē)輛進(jìn)入水平曲線；反之，離開(kāi)水平曲線。

圖12 車(chē)體曲線轉(zhuǎn)動(dòng)原理2 Figure 12 Schematic II of carbody curve rotation

當(dāng)端部車(chē)體進(jìn)入豎曲線時(shí)，固定鉸座圍繞鉸接軸承2 轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性鉸圍繞著關(guān)節(jié)軸承2 轉(zhuǎn)動(dòng)，自由鉸的Z 字型結(jié)構(gòu)在外力作用下發(fā)生垂向方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)端部車(chē)體相對(duì)中間車(chē)的垂向轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輛進(jìn)入豎曲線。以此類(lèi)推，車(chē)輛進(jìn)入豎曲線；反之，車(chē)輛離開(kāi)豎曲線，如圖13 所示。

圖13 車(chē)體曲線轉(zhuǎn)動(dòng)原理3 Figure 13 Schematic III of carbody curve rotation

5 車(chē)輛運(yùn)動(dòng)仿真

5.1 走行部與車(chē)體連接

走行部與車(chē)體之間通過(guò)空氣彈簧、垂向液壓減振器等連接，車(chē)體和走行部之間采用雙拉桿牽引方式，如圖14 所示。

圖14 走行部與車(chē)體連接 Figure 14 Connection between trailer running gear and carbody

5.2 走行部運(yùn)動(dòng)仿真

利用SIMPACK 建立導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模型，在鎖死塊與兩側(cè)連桿使用PCM 接觸力元模擬鎖死塊與連桿間的接觸，在轉(zhuǎn)向臂兩側(cè)使用約束使其無(wú)法自由運(yùn)動(dòng)。

由于動(dòng)力走行部和車(chē)體直接連接完成導(dǎo)向，所以對(duì)非動(dòng)力走行部的導(dǎo)向性能進(jìn)行分析。建立非動(dòng)力走行部的動(dòng)力學(xué)模型，如圖15 所示，因前段導(dǎo)向裝置鎖定的時(shí)候無(wú)法運(yùn)動(dòng)，故將其簡(jiǎn)化為桿。

導(dǎo)向裝置通過(guò)轉(zhuǎn)彎半徑為15 m 的曲線時(shí)的運(yùn)行軌跡如圖16 所示，動(dòng)力走行部與非動(dòng)力走行部通過(guò)曲線時(shí)的狀態(tài)如圖17 所示。

圖15 非動(dòng)力走行部動(dòng)力學(xué)模型 Figure 15 Dynamic model of trailer gear

圖16 曲線通過(guò)時(shí)走行部狀態(tài) Figure 16 State of running gear when negotiating a curve

圖17 曲線通過(guò)狀態(tài) Figure 17 Curve passing state

通過(guò)上述分析可知，該機(jī)構(gòu)具有導(dǎo)向能力，滿足使用要求。但是，不同連桿間需要有一定的長(zhǎng)度配合關(guān)系，才可以完成一定角度的導(dǎo)向。

5.3 車(chē)體運(yùn)動(dòng)仿真

利用MSC ADAMS 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件，建立多單元系統(tǒng)模型，如圖18 所示。點(diǎn)線運(yùn)動(dòng)副簡(jiǎn)化模型模擬導(dǎo)向輪與軌道的嚙合關(guān)系，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副模擬縱向牽引桿的連接關(guān)系，接觸單元模擬橡膠輪胎與地面的摩擦滾動(dòng)，彈簧單元模擬空氣彈簧的連接關(guān)系，球鉸模擬彈性鉸與自由鉸的連接關(guān)系。

計(jì)算時(shí)其端部車(chē)體下部的橡膠輪可以繞輪軸自轉(zhuǎn)，還可以在導(dǎo)向輪的作用下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，且假設(shè)橡膠輪的方向與其下部的導(dǎo)向輪方向一致。

圖18 整車(chē)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 Figure 18 Kinematics model of the tram

6 曲線通過(guò)分析

計(jì)算時(shí)假設(shè)直線段線路為平直路段、無(wú)激勵(lì)，曲線段線路無(wú)外側(cè)超高。導(dǎo)向輪始終保持與軌道的切線方向一致，兩端部車(chē)輛的橡膠輪胎保持與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向裝置方向一致。曲線通過(guò)速度按照15 km/h 設(shè)定。

6.1 小平線通過(guò)分析

為考察車(chē)體結(jié)構(gòu)是否滿足小半徑平曲線(R15 m)通過(guò)，在MSC ADAMS 中設(shè)計(jì)半徑15 m、1/4 圓模擬該車(chē)拐直角彎，如圖19(a)所示。在通過(guò)過(guò)程中，檢查曲線主要部件之間的干涉情況及最大轉(zhuǎn)動(dòng)角。

圖19 小曲線通過(guò)模擬仿真計(jì)算 Figure 19 Calculation of small curve negotiating simulation

通過(guò)仿真計(jì)算可以得出，車(chē)體與走行部之間、車(chē)體與搖架之間均沒(méi)有干涉發(fā)生；通過(guò)圖19(b)、(c)可以 看出，車(chē)體與走行部之間的最大轉(zhuǎn)角為16.7°，兩車(chē)體之間的最大轉(zhuǎn)角為27.6°，這為車(chē)體尺寸優(yōu)化提供依據(jù)。

6.2 豎曲線通過(guò)分析

為考察車(chē)體結(jié)構(gòu)是否滿足小半徑豎曲線通過(guò)，在MSC ADAMS 中設(shè)計(jì)半徑200 m 的豎曲線軌道，坡道的坡度為13%。根據(jù)相切原理，曲線長(zhǎng)度為25.87 m、坡度為13%的坡道長(zhǎng)取60 m，進(jìn)行模擬計(jì)算。如圖20(a)所示。檢查車(chē)體及搖架之間的轉(zhuǎn)角和排障器最小離地間隙。

通過(guò)仿真計(jì)算可以得出，車(chē)體與走行部之間沒(méi)有干涉發(fā)生；通過(guò)圖20(b)、(c)可以看出，排障器最小離地間隙為10.4 mm，端部車(chē)體相對(duì)于搖架的扭轉(zhuǎn)角度最大，為2.03°。這為關(guān)節(jié)軸承的選擇以及車(chē)體尺寸的優(yōu)化提供依據(jù)。

圖20 小半徑豎曲線通過(guò)模擬仿真計(jì)算 Figure 20 Calculation of small radius vertical curve negotiating simulation

6.3 S 型曲線通過(guò)分析

為考察車(chē)體是否滿足S 型曲線通過(guò)，在MSC ADAMS 中設(shè)計(jì)半徑15 m 的S 型曲線，軌道為兩個(gè)1/2 圓相切連接，如圖21(a)所示(注：計(jì)算時(shí)不設(shè)S 型曲線的夾持線)。檢查S 型曲線通過(guò)過(guò)程中主要部件之間的干涉情況，以及相對(duì)的最大轉(zhuǎn)角。通過(guò)仿真計(jì)算可以得出，車(chē)體與走行部之間沒(méi)有干涉發(fā)生；通過(guò)圖21(b)、(c)可以看出，車(chē)體與走行部的相對(duì)轉(zhuǎn)角出現(xiàn)在前端部車(chē)體，最大轉(zhuǎn)角為16.8°；兩車(chē)體的最大扭轉(zhuǎn)出現(xiàn)在后端部車(chē)體與中間車(chē)體之間，最大為28.0°。

圖21 小半徑S 型曲線通過(guò)模擬仿真計(jì)算 Figure 21 Calculation of small radius S-shaped curve negotiating simulation

7 曲線通過(guò)試驗(yàn)

車(chē)輛編組后，分別在平直道、15 m 曲線、S 型曲線和200 m 豎曲線的線路上進(jìn)行試驗(yàn)，如圖22 所示。

圖22 車(chē)輛曲線通過(guò)試驗(yàn) Figure 22 Curve negotiation testing

限界測(cè)試位置如圖23 所示，空車(chē)平直道限界試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2 所示；重車(chē)平直道限界的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示；空車(chē)R15 m 小曲線測(cè)試數(shù)據(jù)如表4 所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在15 m 小半徑曲線線路通過(guò)時(shí)，車(chē)體與走行部無(wú)干涉，且端部車(chē)體與橡膠車(chē)輪之間的最小間隙為100 mm。在S 型曲線線路通過(guò)時(shí)，車(chē)體與走行部無(wú)干涉，端部車(chē)體與橡膠車(chē)輪之間的最小間隙為85 mm。在豎曲線線路通過(guò)時(shí)，車(chē)體與走行部無(wú)干涉，車(chē)體轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)異響。

圖23 限界測(cè)試位置 Figure 23 Test position of gauge

表2 空車(chē)平直道限界試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)記錄 Table 2 Record of gauge test on a straight line of the assembly mm

表3 重車(chē)平直道限界試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 Table 3 Record of gauge test on straight line of the heavy-duty working circumstances mm

表4 空車(chē)R15 m 小曲線測(cè)試數(shù)據(jù)記錄 Table 4 Record of gauge test on R15 m curve negotiation mm

在試驗(yàn)完成后，對(duì)固定鉸、自由鉸和彈性鉸進(jìn)行了拆解檢查，鉸接裝置無(wú)損傷。

8 結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)采用膠輪走行部和單元式鉸接車(chē)體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向方式為中央鋼軌導(dǎo)向，可以在既有都市道路上運(yùn)行。

本研究利用SIMPACK 和MSC ADAMS 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件，分別對(duì)走行部和車(chē)體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。對(duì)主要因素采取模擬實(shí)際情況的方法，對(duì)一些次要因素進(jìn)行相應(yīng)的假定或簡(jiǎn)化。分析結(jié)果表明，導(dǎo)軌式膠輪電車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。

利用MSC ADAMS 多體系統(tǒng)建立仿真模型，校核得出各曲線時(shí)車(chē)體與走行部之間的最大轉(zhuǎn)角。利用3 編組樣車(chē)進(jìn)行曲線通過(guò)驗(yàn)證，確認(rèn)車(chē)輛滿足運(yùn)行需求。

將仿真分析與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，確認(rèn)仿真計(jì)算與試驗(yàn)情況相符。