弹性车轮在中国的发展与运用前景

长久以来，国产铁路机车车辆、地铁车辆和轻轨车辆仍然采用刚性车轮，虽然城市轻轨交通正在大力发展，但由于起步时间晚，对环境污染的严重性尚无切身体会。但在国外，对于环境质量要求高的城轨交通中，弹性车轮已基本普及应用于城市轨道低地板车辆中。

中国弹性车轮的发展已在逐渐起步当中。2013年8月15日，中国首个现代有轨电车网——沈阳浑南新区现代有轨电车网开始载客，并于9月15日正式运营。整个路网由4条线路组成，线路总长约60 km，共设车站67个，其载客量高于快速公交，没有尾气排放，且弹性车轮的应用降低了沿线的噪声污染。2014年4月2日，中车戚墅堰机车车辆工艺研究所成功中标41列低地板轻轨车弹性车轮订单，成功实现了中国国内弹性车轮的首次出口。该41列低地板轻轨车辆将运用于埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴的轻轨线路，以提高位于此处的非盟总部的交通便利。中车戚墅堰所研制的新型压剪复合型块式橡胶弹性车轮外形尺寸更加精巧，可以实现600 mm以下的超小轮径，使车内地板更加接近地面，以方便乘客上下车；车轮结构采用模块化设计，可以满足70 % 和100 %低地板车的不同需求；使用该弹性车轮的车辆可降低约20dB的运行噪音以及约30 % 的车辆振动，能够大幅提高乘客的舒适性，弹性车轮在城市轨道车辆的发展中起着关键作用。

现代有轨电车线路造价是地铁的1/8到1/4，工期是地铁的1/4到1/2，载客量远高于快速公交，具备投资少、工期短、节能环保、绿色智能等特点，所以有轨电车势必成为未来城轨交通的发展方向。如今北京、长春、南京、广州、深圳等地有轨电车已投入运营，而为了改善城轨交通噪声的污染，弹性车轮也必将成为低地板有轨电车的发展方向。

目前，针对弹性车轮的研究主要包括降噪机理、动力学性能研究和有限元强度分析，未来在中国城市轨道车辆上广泛推广弹性车轮的应用，需进一步进行以下研究和展望：

（1）弹性车轮对橡胶元件的轴向刚度和径向刚度的匹配优化的研究；

（2）基于弹性车轮轴箱处振动加速度级、声级或能量级的比较分析对其噪声辐射的研究；

（3）基于橡胶材料的非线性特性，弹性车轮动态刚度的黏滞特性对车辆动力学影响的研究；

（4）随机载荷工况下，弹性车轮疲劳强度或疲劳寿命的研究；

（5）根据橡胶非线性特性，针对车轮刚度和强度的理论分析与实验验证的研究；

（6）基于弹性车轮纵向振动对车辆系统动力学影响研究。