Dynamisches Verhalten eines Losradfahrwerks im Straßenbahnzugsverband

Abstract

Bei modernen Straßenbahnen tritt unter anderem die Forderung nach niederfluriger Ausführung auf. Ein Weg, dies über die gesamte Zuglänge zu erreichen, ist auf durchgehende Achsen zu verzichten und einzelne Losräder zu verbauen.<br />In dieser Arbeit wird nach einer theoretischen Einführung in die relevanten Teilbereiche der Schienenfahrzeugtechnik ein Überblick über Erkenntnisse der letzten Jahre gegeben und Vor- bzw. Nachteile aufgezeigt. Dabei wird auf Stabilität, Komfort, Entgleisungssicherheit, Verschleiß und konstruktive Merkmale von Vollbahnen und Straßenbahnen mit Losrädern hingewiesen.<br />In weiterer Folge wird ein im Mehrkörpersimulationsprogramm SIMPACK erstelltes Modell eines Fahrwerks mit Losrädern untersucht.<br />Lateraldynamik in der Bogenfahrt, Antwort auf Stöße und Komfortanalysen wurden durchgeführt und die Ergebnisse diskutiert. Diese Untersuchungen werden nachfolgend auf einen fünfgliedrigen Straßenbahnzug mit drei Losradfahrwerken erweitert.<br />Die Ergebnisse zeigen eine sichere und komfortable Abstimmung der Fahrwerke eines Straßenbahnzugsverbands mit Losrädern. Änderungen der Feder- und Dämpfungskennwerte werden in ihren Auswirkungen auf das dynamische Verhalten hin untersucht. Ein Ausblick zeigt weitere Schritte auf, die für eine Adaptierung eines vorhandenen Straßenbahnkonzeptes auf die Losradtechnik nötig wären.<br />

Modern trams are often designed as low-floor vehicles. This has led to the need for a new suspension system design which is able to fulfil these requirements throughout the whole length of the car.<br />Independently rotating wheels are one of the most interesting innovations in modern tramway vehicle design. This thesis gives a short overview of the theoretical background and summarises recent papers on the topic. It deals with the advantages and disadvantages regarding stability, ride comfort, security against derailment, wear and the technical design of railway and tramway vehicles with independently rotating wheels.<br />With these in mind, a multi-body model of a bogie with independently rotating wheels is used for in-depth studies of lateral dynamics, response to shocks and ride comfort for passengers using eigenvalues.<br />The simulation software used is SIMPACK. Furthermore, after discussing the results obtained for the single bogie, the simulations are conducted for a tramway vehicle consisting of five cars with three bogies.<br />Results show a secure vehicle with good ride comfort. By altering spring and damper settings, the influence of stiff and soft suspension settings is shown for the tramway in consideration. The conclusion shows the further steps that would be needed to adapt an existing concept and use the advantages of independently rotating wheels.