城市轻轨车用二系沙漏型橡胶弹簧研究

冯万盛，孙海燕，柳禄泱

（中国南车集团 株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007）

欧洲许多城市采用轻轨车作为城区公共交通工具，具有环保、便捷、乘坐舒适的特点。但是城市运行的轨道线路具有曲线多且半径小、频繁起动和制动的特点，同时为方便残疾乘客的上下车，需要采用低地板设计，转向架一般结构紧凑、质量小、二系弹簧垂向、横向、纵向3向变形大，沙漏型橡胶弹簧（以下简称沙漏簧）符合3个方向变形要求，但存在稳定性差、制造难度大、三向刚度匹配难的问题。本文对存在的问题进行研究分析，以满足低地板车辆对二系悬挂系统的要求。

1 轻轨车二系弹簧的型式、功能及弹簧结构特征

欧洲现有的轻轨车转向架二系弹簧的型式主要包括：空气弹簧、钢弹簧和沙漏簧3种型式。

1.1 空气弹簧

空气弹簧是在柔性密闭容器中充入压力空气，利用空气的可压缩性实现弹性作用的二系悬挂部件，具有承载力强、高度稳定、变形能力大，垂向刚度随载荷变化而线性变化的特点，但由于结构复杂、安装空间大，给车体和转向架设计带来一些难度，尤其轻轨车辆和低地板车辆空间紧凑，采用空气弹簧不仅设计困难，还要增加气体管道、高度控制阀、差压阀等部件，降低了系统可靠性。见图1。

1.2 钢弹簧

其整个二系悬挂由4个钢弹簧系统组成，每个钢弹簧系统包括1个外钢弹簧、1个内钢弹簧、钢弹簧橡胶垫、橡胶垂向止挡，上下钢弹簧支座，见图2，该类型二系悬挂结构复杂、成本高、质量较大，达40kg以上、横向位移小，最大位移仅为20mm，不适应车辆的实际运行。……