制造国内首款 地铁弹性车轮难在哪儿

1月18日，记者从中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司(以下简称中车戚墅堰所)了解到，由该公司研发的国内首款时速80公里B型地铁车辆用弹性车轮，日前已通过装车运用考核暨载客运营前评审。应用该车轮的车辆已在江苏无锡、南通地铁正式投入载客运营。

这款弹性车轮有何过人之处？为了制造这款弹性车轮，科研人员攻克了哪些技术难题，改进了哪些工艺？针对这些问题，记者进行了采访。

降低检修运营维护成本

中车戚墅堰所铁马公司产品开发部减振降噪产品线经理侯传伦介绍，传统钢轮的车辆和线路维护成本较高。出现异常时，可能导致转向架关键部件疲劳失效，甚至转向架开裂。

相较于传统钢轮，弹性车轮改善了轮轨接触关系。这种车轮在越恶劣的线路，改善轮轨关系的效果就越明显，可以降低轨道磨耗损伤速度，减少轨道的打磨、养护频率，将车轮和钢轨寿命延长约30%。

同时，弹性车轮具有优异的减振降噪性能，对减弱弯道啸叫噪声的效果特别明显，可减少或取消声屏障的使用，有效解决了地铁列车的振动噪声问题，能够显著提高车辆的运营品质。

中车戚墅堰所铁马公司总经理、党委副书记马凯介绍，弹性车轮采用模块化设计技术，可以实现对现有地铁车辆传统钢轮的直接替换。采用弹性车轮后，地铁车辆及线路等不需要做任何改变。这一弹性车轮既可以在新建线路上使用，又可以实现对振动噪声问题较严重的既有线路及车辆的工程改造应用。

此外，弹性车轮运用维护便捷，正常使用条件下可免维护使用，车轮磨耗到限后无需退轮和拆卸轴箱轴承，只需更换轮箍和减振橡胶等。这大大降低了检修工作量和运营维护成本。

实现车辆更高承载能力

记者了解到，针对地铁踏面制动高温环境，该款弹性车轮采用了特殊硫化体系配方工艺和高压注射成型工艺，使橡胶材料具有优异的耐高温性能，可满足长期130℃、短期150℃的高温环境使用要求，满足极端制动高温环境下的承载性能。该款弹性车轮还采用双重连接装配结构以及安全冗余保护结构。经过实车测试，即使在连续紧急制动、电制动完全失效以及制动不缓解等极端工况下，车轮仍能保证车辆的安全性。

“我们还全新设计了大宽度低应力结构，使最大动态主应变降低57%，显著提升了减振橡胶的耐疲劳能力，疲劳寿命可达10年(150万公里)以上，满足不低于地铁一个大修期的使用要求。”侯传伦说。

目前，该产品减振降噪效果显著，可降低地铁车辆噪声10—15分贝，衰减车辆振动50%—70%，具有低碳环保、技术先进、安全性高、服役寿命长等众多优势。

“我们的产品磨耗到限后，只需要更换外圈轮箍，轮心压环就可重复使用，大幅度节省钢材的使用量，减少原材料和电能的消耗，减轻制造过程中二氧化碳的排放量。”马凯说。

单列车弹性车轮全寿命周期使用钢材约为4吨，传统钢轮使用钢材约为4.8吨。由于钢材消耗减少了约0.8吨，预计采用弹性车轮后每小时约可减少电能消耗376千瓦，减少环境中二氧化碳的排放量1.6吨。

在马凯看来，上述创新不但提升了我国地铁车辆装备技术水平，更确保了我国地铁车辆达到与国外先进绿色环保列车同等水平，将有效支撑我国轨道交通装备“走出去”。

“下一步，我们将继续瞄准轨道交通减振降噪发展这一前沿领域，不断提升研发能力、丰富产品结构，进一步推动城市轨道交通向绿色、低碳、智慧转型，为城市轨道交通发展提供绿色动能。”中车戚墅堰所总经理李培顺表示。

文/李诏宇 李珂 束婧雅

（科技日报）