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    最高時速80公里懸掛式地鐵究竟是怎么跑起來的

    2022-07-22 19:21:37 來源:

      

    (原標題:懸掛單軌車是怎么“跑”的)

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      記者7月20日從中車青島四方股份公司獲悉,國內速度等級最高的懸掛式單軌列車已在該公司下線,目前進入型式試驗和試運行階段。懸掛式單軌列車又被稱為“空軌”“空中列車”,車底距離地面5米以上,最高可距離數十米。中車青島四方股份公司研制的懸掛式單軌列車具有完全自主知識產權,最高運行時速達到70公里。

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      中車青島四方股份公司技術中心副主任劉玉文介紹,懸掛式單軌列車為單軌交通制式的一種,是輕型、中速、中運量、低成本的新型公共交通方式。

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      它的軌道位于列車上方,由鋼鐵或水泥立柱支撐在空中,列車懸掛于軌道梁下方行駛,具有綠色環保、造價低、占地少、運行噪音小、適應性強、全天候運營等優點,兼具觀光功能。

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      中車青島四方股份公司研制的懸掛式單軌列車,應用了部分高鐵技術,可實現3-5列的靈活編組,載客量可達到300-510余人。“這款列車采用新型的永磁電機,具有功率大、體積小、噪音低、重量輕的特點,最大爬坡能力達到100‰,是普通地鐵車輛爬坡能力的三倍以上,可在地形崎嶇陡峭的山區靈活運行。”

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      為了提高列車舒適性,列車采用兩層減震,轉向架采用橡膠輪,在軌道交界面上布設橡膠彈簧,振動輕,噪音低;車輛轉向架采用高速動車組的空氣彈簧懸掛結構,通過高鐵技術平移,最大程度地過濾車輛在運行中產生的顛簸,提升旅客乘坐的舒適性。

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      據了解,相對于地鐵車輛,懸掛單軌列車具有造價低、建設周期短的優勢,懸掛車軌道梁可以在工廠預制,運抵現場進行組裝,現場施工時間短,對地面交通影響小。另外,懸掛式單軌列車軌道曲線半徑小,占用地面空間少,拆遷工程量可顯著降低,節約成本投入,僅為地鐵成本的三分之一。相對于地面有軌電車,懸掛單軌列車避開了與地面車輛混跑的問題,具有安全、準點、載客能力強等優勢。

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      只有一根軌道,架在距地面5米以上的空中?;疖嚥辉谲壍郎?,而是掛在軌道下,最高運行時速80公里。

      7月20日,中車四方股份公司在青島上演了這樣一出“科幻”場景。

      試驗數據表明,時速80公里為目前國內最高速度等級。此外,成本低,爬坡能力高,安全又舒適均是這輛車最大的亮點。由中車四方股份公司研制的懸掛式單軌列車,正式進入型式試驗和試運行階段。車輛可實現3—5列靈活編組,載客量可達到300—510余人。

      懸掛單軌車是怎么跑的?

      高鐵懸掛 坐車舒服

      懸掛式單軌列車又被稱為“空軌”“空中列車”,是一種輕型、中速、中運量、低成本的新型公共交通方式。適用于景區、山地、城市。

      速度這么高,在空中懸掛著跑,會不會很顛?“我們這款車的舒適度是很高的。”技術中心副主任、該項目技術負責人劉玉文說。

      這是怎么做到的?

      原來,為提升運營安全性和乘客舒適度,這輛懸掛單軌車采用了高鐵技術“空氣彈簧懸掛結構”技術。

      “空氣彈簧俗稱氣囊、氣囊式氣缸,在可伸縮的密閉容器中可以壓縮空氣,是一種利用空氣彈性作用的彈簧。”劉玉文說,空氣彈簧的隔振效率比金屬彈簧和橡膠彈簧效果都要好,且體積小容易安裝。

      看看這輛車都在什么地方用了“空氣彈簧懸掛結構”。

      車輛轉向架采用高速動車組的空氣彈簧懸掛結構,通過高鐵技術平移,最大程度地過濾車輛在運行中產生的顛簸。

      據介紹,空氣彈簧處在列車車體和車輪的中間位置,即軌道和車體之間,用于承受車體的重量;在懸掛式單軌列車運行中,車輪產生的震動會向車體傳遞,空氣彈簧起到減振作用。

      “這列車采用了兩層減震。”劉玉文說,車輛轉向架采用的是橡膠輪,不僅提高了車輪和軌道之間的粘著力,與鋼制車輪相比,還能明顯減輕振動。

      另外,在軌道交界面上,還布設了橡膠彈簧,實現振動輕、噪音低的功能。

      這么多彈簧,想不平穩都難。

      永磁電機 爬坡帶勁

      這款單軌懸掛車的爬坡能力強勁。“最大爬坡能力達到100‰(列車前行1000米后高度上升100米),是普通地鐵車輛爬坡能力的三倍以上,可在地形崎嶇陡峭的山區靈活運行,并保證具有較高的安全性和舒適度。”劉玉文說。

      這又是用了啥新技術?“為提高車輛運行和爬坡性能,懸掛式單軌列車采用了新型的永磁電機。”劉玉文透露。

      永磁電機,采用永磁體生成電機的磁場,無需勵磁線圈和電流。與普通電機相比,永磁電機因在轉子上安裝有永磁體,磁極制成后,不需通電源即可維持其磁場。

      “永磁電機的特性,使其具有功率大、體積小、噪音低、重量輕的優勢,能達到更好的運行效率。”劉玉文說,正是選擇了永磁電機,使中車四方股份公司研發的懸掛式單軌車輛爬坡能力更強。

      “隨著高性能永磁材料的問世和控制技術的迅速發展,永磁電機已經廣泛應用于軌道列車領域。”劉玉文告訴記者,中車四方股份公司研制的懸掛式單軌列車、跨座式單軌列車以及北京地鐵8號線的一列試驗地鐵車輛,均采用了永磁電機技術。

      軌道“抱”車風雨無阻

      與傳統軌道車輛“壓”在軌道上運行相比,懸掛式單軌列車的軌道位于車體的正上方,因此轉向架也設置在車輛上方,其車輪在軌道內部滾動運行。

      火車懸掛著跑,這是怎么做到的?

      “與傳統設計相反,車輛和軌道位置完全反過來了??哲壍能壍雷兂闪谁h形軌道,‘抱’著列車的轉向架運行。”劉玉文解釋說。

      從軌道的截面來看,環形軌道呈現“C”字型,且開口朝下,轉向架和車體通過這個開口連接在一起。

      轉向架車輪也被“抱”在環形軌道內,在“C”字型開口的內部兩側滾動運行。

      “盡管車輛和軌道結構發生變化,但從運行機理上來說,懸掛式單軌列車依舊是車輪滾動帶著車輛前行,區別在于‘空軌’車輪接觸到的是軌道內側位置。”劉玉文說。

      這樣的“抱軌”結構,讓軌道與列車的“腿”融為一體,運行時車輛懸掛在高空軌道上,行駛中既不受雨雪天氣影響,也不會有脫軌的風險。

      成本大減標準最高

      對于乘客最關心的單軌懸掛車輛的安全性能,劉玉文說,列車采用的是歐洲最嚴苛的BS6853I級安全標準,安全性能最優。

      “設置了多種主/被安全裝置。如全車監控系統、蓄電池救援、聯掛救援等裝置,保證乘客在遇到危險時快速安全逃生。”劉玉文介紹。

      另外,由于轉向架的車輪位于軌道內部,在“C”字型開口的兩側位置,與普通列車的車輪在車體兩側相比,距離變得更近,因此可減小轉彎半徑,提高運行效率。

      有這么多優點,那么使用懸掛車交通方式,成本會不會很高?答案是否定的。

      “相對地鐵車輛,懸掛單軌列車具有造價低,建設周期短的優勢。”劉玉文透露,懸掛車軌道梁可以在工廠預制,運抵現場進行組裝,現場施工時間短,對地面交通影響小。

      資料顯示,懸掛式單軌列車軌道的經濟性能還有許多。比如曲線半徑小,占用地面空間少,拆遷工程量可顯著降低,節約成本投入,僅為地鐵成本的三分之一。相對于地面有軌電車,懸掛車避開了與地面車輛混跑的問題,具有安全、準點、載客能力強等優勢。

      “因為懸掛在距地面5—10米的空中,這種交通形式還可以提高城市空間利用率。”劉玉文說,懸掛式單軌列車也被稱為“城市直升機”,根據地形情況靈活多變,可彌補城市立體交通的不足,與城市高架橋等規劃融為一體。

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