第三章机车转向架 一、判断题 1、D0-D0为转向架的四根动轴都固装在同一转向架构架内。（√ ） 2、按速度进行分类，有高速转向架，准高速转向架和普通转向架三种。（×） 3、我国内燃机车转向架采用焊接构架。（√ ） 4、机车径向转向架在高速机车上采用。（×） 5、机车径向转向架不可用于重载牵引。（×） 6、机车径向转向架用于既有线路提速之用。（√ ) 7、用承载式车体会增加机车质量。（） 8、非承载式车体显然不是中梁承载式车架。（×） 9、牵引杆机构的特点是转向架有固定的回转中心。（×） 10、弹簧并联后合成刚度减小了，柔度增大了（×） 11、弹簧串联后合成刚度减小了，柔度增大了（√ ） 12、抗蛇行减振器成为现代高速机车上不可缺少的部件（√ ） 13、抗蛇行减振器安装在转向架与车体间的水平横向（×） 14、即使机车上牵引杆装置和侧挡相结合牵引作用也不如心盘好。（×） 15、现代高速机车上取消了摩擦旁承。（） 16、圆弹簧弹性旁承不属于二系弹簧装置。（×） 二、填空题 1、DF4型机车（牵引杆装置）及侧挡联合起来代替了心盘传递（纵向力）和（横向力）以及起转向的作用。 2、DF4型电机排列采用（顺置）式以改善牵引力作用下的（轴重转移）。 3、DF4型转向架横向力传递过程是：（钢轨轮对）→ 轴箱→（轴箱拉杆）→ 构架→（摩擦旁承或侧挡）→车体。 4、（上个世纪90 ）年代，机车径向转向架的技术出现突破。 5、（DF型）机车车架是中梁承载式车架。 6、框架式承载车体由（立柱）、（中间杆）和（上、下弦杆）构成框架。 7、三并联弹簧合成柔度公式为（ ic=i1i2i3/i2i3+i1i2+i1i3）。 8、三串联弹簧合成柔度公式为（ic=i1+i2+i3）。 9、采用两系弹簧悬挂可以减小（弹簧装置的合成刚度），增大它的（总静挠度）。 10、机车簧上部分对钢轨的作用力与弹簧装置的（刚）有关。 11、弹性旁承可以由（圆弹簧）或（橡胶堆）组成。 12、橡胶堆的垂向刚度（很大）；轴重转移（较小），这对货运机车来说是很重要的。 三、名词解释 1、高速转向架：列车运行速度在200—400之间的列车称为高速列车。 2、普通转向架：普通转向架：运行时速在120km上下的转向架。 3、自导向径向转向架：它依靠蠕滑力导向，若放松轮对摇送运动的速度即可实现自动导向。 4、迫导向径向转向架：他利用车体与转向架之间的夹角对轮对导向。 5、机车运行横向稳定性：机车在直道上运行时在一定速度范围内，抗蛇行发生而具有的稳定能力，对于机车特别是高速机车此技术指标十分重要。 6、机车平稳性：机车运行时，人所感受到的舒适度。平稳性差，容易使人疲劳，降低司乘人员工作的熟练程度，易发生行车事故。 7、蛇行失稳：机车运行速度超过蛇行临界速度，使蛇形运动的振幅越来越大。 8、弹簧刚度：弹簧在单位挠度下的载荷称为弹簧的刚度。
一、CRH1转向架的组成及力的传递 （一）、CRH1动车组转向架构成 CRH1动力转向架如图4-22所示， CRH1非动力转向架构如图4-23所示 （二）、CRH1动车组转向架构成特点 1.构架构架由铸件和钢板组焊成H形构架。 2.轴箱悬挂包括转臂式轴箱定位装置、螺旋弹簧、垂向油压减振器。如图4-24所示。 3.中央悬挂装置：无摇枕；采用空气弹簧装置；在构架和车体之间安装垂向、横向和抗蛇行液压减振器；在车体和构架间安装抗侧滚扭杆装置；在车体和转向架之间设置安全吊缆（即防过充装置）；在车体和转向架之间安装单牵引拉杆，牵引拉杆位于转向架中部，传递牵引力和制动力。 4.驱动装置：每个动力转向架有两个牵引电机 图4-22 CRH1电动车组动力转向架
图4-23 CRH1电动车组非动力转向架 图4-24 CRH1轴箱悬挂装置 1-转臂；2-轴箱；3-底部压板；4-一系垂向减振器；5-止挡管；6-凸台； 7-弹簧套；8-螺旋弹簧；9-锥形套；10-橡胶套；11-锥形销 5.基础制动装置动力转向架采用轮盘制动；非动力转向架采用轴盘制动，每个车轴三个盘单元。 6.轨道排障器在电动车组的前后两个头车的端部转向架上安装轨道排障 器。
(二）力的传递 （一）、垂向力 车体→空气弹簧→构架侧梁→轴箱弹簧→轴箱→车轮→钢轨 （二）、横向力 车轮→车轴→轴箱→轴箱弹簧→构架侧梁→空气弹簧→车体→构架横梁→横梁连接梁→横向侧挡→车体侧挡→车体 （三）、纵向力（牵引、制动、纵向冲击） 车轮→车轴→轴箱→轴箱拉杆→构架侧梁→构架横梁→牵引拉杆→中央牵引拉杆座→车体→车钩 二、CRH2转向架的组成及力的传递 （一）、CRH2电动车组转向架构成 CRH2非动力转向架构如图4-25所示。 （二）、CRH2电动车组转向架构成特点 1.构架：采用无摇枕H形焊接构架，轻量化设计。 2.轴箱悬挂装置：采用轴箱顶簧悬挂、转臂式轴箱定位装置，垂向油压减振器。轴箱顶簧采用外簧和内簧构成的双卷钢弹簧。如图4-26所示。 3.中央悬挂装置无摇枕；采用空气弹簧装置；在构架和车体之间安装垂向、横向和抗蛇行液压减振器；转向架构架上安装横向限位橡胶止档；在车体和转向架之间安装单牵引拉杆，传递牵引力和制动力。 4.驱动装置每个动力转向架有两个牵引电机 5.基础制动装置 CRH2电动车组动力转向架采用轮盘制动，轮盘制动和轴盘制动。 CRH2转向架采用液压制动缸，并设置踏面清扫器。 6.轨道排障器在电动车组的前后两个头车的端部转向架上安装轨道排障器。 图4-25 CRH2电动车组非动力转向架
浅谈DF8B型机车径向转向架 摘要：介绍了东风8B型机车径向转向架径向调整结构的选型、基本设计结构、试制、装车、试验和运用情况。 关键词：机车径向转向架径向机构构架 轴箱 长期以来，改善机车车辆曲线通过性能一直是机车车辆工作者关注的问题。这是由于在通过小半径曲线时钢轨和轮缘磨耗加剧，不仅限制了列车曲线通过速度，增加了机车动力消耗，而且线路和机车车辆的维修量增加，甚至影响行车安全；特别是对于机车来说，由于机车轴重大、轴距长，通过曲线时轮轨间横向作用力大，曲线通过问题更为严重。随着铁路重载、高速发展，轮轨磨耗和安全问题更为突出，改善机车车辆曲线通过性能的要求尤为迫切。而常规机车车辆转向架提高其横向稳定性和改善曲线通过性能一直是相互矛盾的，径向转向架则较好地解决了这一部题。它能在保证直线运行稳定性的同时减少轮缘磨耗和侧向力，降低燃料消耗率，同时满足曲线通过性能和横向稳定性两方面的要求，提高列车通过曲线时的速度，改善机车在曲线上的粘着性能。因此，径向转向架是从根本上
改善机车车辆曲线通过性能的最有前途的转向架形式。 一、机车径向转向架原理 常规机车的轮对与构架在纵向采用近于刚性定位，即轮对在构架中的位置始终保持相互平行，在机车通过曲线时，由于轮对在构架中保持相互平行的位置，轮对与轨道间冲角较大，轮轨间产生较大的横向力，导致轨排易出现横移，轮轨磨耗严重及机车在曲线上粘着性能下降。径向转向架通过专门的径向调节机构，把端轴轮对的摇头约束解除掉，在机车通过曲线时，使转向架的端轴轮对趋于曲线的径向位置，以减少车轮与轨道的冲角，从而减少轮轨磨耗。 根据实现径向的方法不同，径向转向架可分为迫导向径向转向架和自导向径向转向架。 迫导向径向转向架是通过外力使轮对在曲线上能摇头。根据强迫轮对摇头的机制，迫导向转向架又可分为主动迫导向和被动迫导向径向转向架2种。主动迫导向径向转向架一般是机车通过计算机系统，利用液力作用，调节液压缸的杠杆长度，使轮对取得曲线的径向位置。主动迫导向径向转向架技术难度非常大，到现在为止仍处于探索阶段。被
转向架的受力分析 摘要：铁路运输的发展极大的促进了国民经济的进步。随着改革开放与经济的发展，铁路的高速化已经势在必行。截止2007年4月18日零时起，全国铁路实施了六次大提速。伴随着列车运行速度的提高，车辆各部件的振动问题也开始显露，特别是转向架垂向振动尤为突出。旅客长期乘坐在不断振动的车厢中会感到疲劳。剧烈的振动会使车辆运行品质下降，导致某些部件频繁发生故障，危及行车安全。本文运用车辆动力学理论与方法，建立了传统车辆垂向振动模型和车辆—轨道耦合集总参数垂向振动模型。将轴箱弹簧的应力变化结合疲劳分析理论对轴箱弹簧的疲劳寿命和达到疲劳寿命时车辆的运行里程进行了评估和判断。 关键词: 车辆振动，动力学分析，动力学模型 1 绪论 1.1本课题目的和意义 自1997年以来，我国铁路进行了全面提速，取得了很好的经济效益和社会效益。今天对铁路机车车辆的高速化、安全性、可靠性和舒适性提出了更高的要求。高速列车的转向架作为高速列车的关键部件之一，直接影响铁路高速化的实现，影响列车安全性、可靠性和舒适性的提高。因此，对高速列车转向架的研究和开发是我们必须尽快解决的一个课题。 在研制开发高速转向架的过程中，首先需要确定其基本的设计方案，并在此基础上合理选择其悬挂参数和结构参数，使其在线路上运行时具有平稳的运行特性和良好的动力学性能，从而提高运行安全性，延长零部件的使用寿命，减小维修工程量，缩减维修费用。 机车车辆动力学是一门与铁路机车车辆同步成长的学科，是研究机车车辆运动规律的科学，其主要任务就是通过分析机车车辆和线路之间的相互作用，研究机车车辆在各种速度时不同线路条件下的振动规律。在机车车辆动力学理论的指导下，以保证运行安全和舒适平稳为目标，可以指导我们对现有机车车辆的相关结构进行改进，并指导我们研究新的机车车辆，主要包括确定机车车辆在线路上安全运行的条件，研究车辆悬挂装
车辆动力学概述 回顾车辆动力学的发展历史，揭示车辆动力学研究内容及未来发展趋势，对车辆特性和设计方法也作了简要介绍。 1.历史发展 车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。其发展历史可追溯到100多年前[1]，直到20世纪30年代初人们才开始注意车轮摆振问题等；而后一直到1952年间，人们通过不断研究，定义了不足转向和过度转向，建立了简单的两自由度操纵动力学方程，开始进行有关行驶平顺性研究并建立了K2试验台，提出了“平稳行驶”概念，引入前独立悬架等；1952年以后，人们扩展了操纵动力学分析，开始采用随机振动理论对行驶平顺性进行性能预测，理论和试验两方面对动力学的发展也起了很大作用。然而，在新车型的设计开发中，汽车制造商仍然需要依赖于具有丰富测试经验与高超主观评价技能的工程师队伍，实际测试和主观评价在车辆开发中还有不可替代的作用。 2.研究内容 严格地说，车辆动力学是研究所有与车辆系统运动有关的学科。它涉及范围很广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应（纵向动力学）外，还有行驶动力学和操纵动力学。人们长期以来习惯按纵向、垂向和横向分别独立研究车辆动力学问题，而实际情况是车辆同时受到三个方向的输入激励且各个方向运动响应特性相互作用、相互耦合。随着功能强大的计算机技术和动力学分析软件的发展，我们已经有能力将三个方向的动力学问题结合起来进行研究。 纵向动力学研究车辆直线运动及其控制的问题，主要是车辆沿前进方向的受力与其运动的关系，按工况不同分为驱动动力学和制动动力学两大部分。与行驶动力学有关的主要性能及参数包括悬架工作行程、乘坐舒适性、车体的姿态控制及轮胎动载荷的控制等；而行驶动力学研究的首要问题是建立考虑悬架特性在内的车辆动力学模型。操纵动力学内容相当丰富，轮胎在其中起着相当重要的作用；通常操纵动力学研究范围分为三个区域，即线性域、非线性域和非线性联合工况。 3.车辆特性和设计方法
机车径向转向架的研究进展 摘要径向转向架是国外发展高速重载机车车辆的一个重要方向，它不仅有利于降低轮轨磨损程度，而且能够增强轮轨动力作用性能。我国铁路行业也正在研制开发径向转向架，本文简单介绍了机车径向转向架的研究概况及其导向机构，通过介绍近年来国内外径向机车转向架新技术的发展，总结概括主动控制机车径向转向架具有良好的发展趋势，它可以提高车辆的曲线通过性能，降低轮对冲角、轮重减载率以及脱轨系数，降低整车的磨耗功指数，并能够很好地解决曲线通过和蛇行稳定性之间的矛盾。希望本文对国内机车径向转向架的研发起到启发、借鉴作用。 关键词机车；径向转向架；新技术 随着铁路运输逐渐向高速重载化发展，相应的理论原理与工程技术需要进一步研究与探索，目前，日趋发展成熟的径向转向架技术逐渐由理论走向应用，应用径向转向架可以有效降低轮轨间的最大横向力，有利于提高机车曲线通过能力，同时，其产生的低动力作用，将有利于降低轮轨间的磨耗。 1机车径向转向架的研究概况 径向转向架技术最早成功运用在车辆转向架上，比较著名的有1976年投入运用的南非Shefel转向架等。由于机车径向转向架技术难度较大，因而发展较晚，进入80年代各国才开始陆续进行研制开发。从1978年~1982年，DR-1型和DR-2型两种机车车辆转向架由加拿大成功研制。在1980年前西德为挪威提供的5台Di4型交流传动内燃机车上，Henschel柔性浮动式径向转向架就被正式应用了，进而得到了推广应用。此后又应用高速径向转向架对DE2500型交流传动内燃机车进行改造，命名为DE2500UmAn型机车，在试验台上试验成功并使速度达250km/h~350km/h，并最终移植到ICE高速列车上。英国自1982年开始开发机车径向转向架，在1985年2台CP5型径向转向架装试安装于37型175号机车上，并成功地进行了试运行。1985年瑞士ABB公司与SLM公司合作在Re4/4型交流传动电力机车上应用了径向转向架技术。1987年又研制成功了460型交流传动电力机车的径向转向架。南非于1989年研制出应用于14E型交流传动电力机车上的可偏转的双扭线式导向机构的径向转向架。90年代初，德国Krauss—Maffei公司改造了E120型交流传动电力机车的径向转向架，在不改变原转向架基本结构的条件下，通过少量更换零部件，加装部分杆系，使之成为径向转向架[1][2]。德国Siemens 公司与美国GM公司联合开发的SD6OMAC和SD70MAC型交流传动内燃机车，均安装了HTCR型径向转向架[3][4]。HTCR型转向架的轴式为三轴C0—C0，交流牵引电机采用轴悬式悬挂，一系悬挂装置采用单拉杆双弹簧定位方式，这种方式减少轮对摇头刚度以利于导向，增加了一系抗蛇行减振器，如图1，通过一套径向调整装置将前端轴和后端轴祸合起来，不仅满足了曲线通过性能而且确保了直线运行稳定性。1995年，EMD公司又开发出HTCR-Ⅱ型和SD90MAC型机车径向转向架[5]，仅1999年GM的EMD和GE运输就分别交付了600台和900余台机车，其中大多数都是采用径向转向架的机车。 收稿日期： 2012-11-15 作者简介：于淼（1989-05-31），女（汉），辽宁鞍山人，研究生。 通讯作者：于淼，研究生，E-mail：ym890531@https://www.doczj.com/doc/0f11217783.html,
第四章旋转机械的动力学特性机械系统动力学 第四章旋转机械的动力学特性 旋转机械 的 动力学特性 第四章旋转机械的动力学特性第四章第四章转子动力学的任务和内容 第四章临界转速critical speed
第四章转子系统临界转速的概念 中经过某一转速附近时，支撑系统经常会发生剧烈振动 第四章旋转机械的动力学特性 由于材料、工艺等因素使圆盘的质心偏离轴线，偏心距为e 。当转子以等角速度ω自转时，偏心引起的离心惯性力将使轴弯曲，产生动挠度。 转子的临界转速 第四章旋转机械的动力学特性第四章旋转机械的动力学特性 第四章旋转机械的动力学特性第四章旋转机械的动力学特性
第四章旋转机械的动力学特性 可见，这时质心的坐标为（0，0）。质心C 与旋转中心O 1重合，圆盘和弯曲的轴都绕着质心C 旋转。自动定心现象 第四章旋转机械的动力学特性 第四章转机械的动力学特性 单转子的临界转速和振型 多自由度转子有多个临界转速和相应的振型 第四章支承刚度对临界转速的影响 支承刚度对临界转速的影响，在不同支承刚度范围内是很不同的。 第四章学特回转效应对临界转速的影响 回转效应是旋转物体惯性的表现，它增加轴此圆盘轴线方向不变，没有回转效应 此圆盘轴线方向变化，回转效应增加轴的刚性 第四章械的动力学特性 高压转子中压转子低压转子发电机转子 多跨转子轴系由高压转子、中压转子、低压转子和发电机转子组成。 全长30余米，共 。
第四章力学特多转子轴系的临界转速和振型 200MW 高压转子中压转子 低压转子 发电机转子 轴系各阶振型中，一般有一个转子起主导作用第四章旋转机械的动力学特性 多转子轴系的固有频率和振型 第四章200MW 汽轮发电机组轴系 第四章第四章转子的不平衡响应 对不平衡不敏感。不敏感转子 阻尼小阻尼大第四章转子的稳定性stability 对称 第四章旋转机械的动力学特性 产生的稳定的周期性振动,叫自激振动。
转向架结构原理及基本部件 1.转向架的作用 采用转向架可增加车辆的载重、长度和容积 转向架相对车体可自由回转，使较长的车辆能自由通过小半径曲线，减少运行阻力与噪声，提高运行速度 安装了弹簧减振装置，保证车辆具有良好的动力性能和运行品质 支承车体，承受并传递从车体至轮轨的各种载荷及作用力，使各轴重均匀分配 安装了制动装置，传递制动力，满足运行安全要求 安装了牵引电机及减速装置，提供动力，驱动轮对(或车轮)，使车辆沿着轨道运行 转向架为车辆的一个独立部件，便于转向架的互换和制造、维修 2.转向架的组成及功能 轮对轴箱装置 弹簧悬挂装置 构架或侧架 基础制动装置 电机及齿轮箱装置 附件---传感器、撒砂装置、空气管路等 轮缘润滑装置 2.1轮对轴箱装置 轮对分为动力轮对和非动力轮对，动力轮对组成包括：车轮、车轴、轴箱组成、齿轮箱和牵引电机；非动力轮对包括：车轮、车轴、轴箱组成及动车驱动装置。 其作用： 轮对：引导车辆沿钢轨的运动，传递车辆的重量外，以及轮轨之间的各种作用力 轴箱与轴承装置：联系构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动 2.2弹性悬挂装置
减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态影响 2.2.1轴箱悬挂装置（也称一系悬挂装置）－在轮对与构架之间 由三个主要零部件组成：二个圆锥形弹性橡胶弹簧单元及一个基座型轴箱。一系悬挂有三个主要功能： 1.保护转向架及车辆以防从轨道上传递过多的振动荷载 2.保护车辆在指定的轨道状况下操作时不会出轨 3.达到良好的曲线性能，同时保证转向架在整个工作速度范围内的动态稳定 性。 弹簧单元安装在轴箱上，一系悬挂的纵向及横向运动由弹簧单元高径向刚度控制。起吊止挡和缓冲挡相结合限制轮对垂向偏转。橡胶弹簧具有一定的减振性能，因此不需要安装一系垂向减振器。 2.2.1 中央悬挂装置（也称二系悬挂装置）－构架与车体(摇枕)之间 二系悬挂装置由空气弹簧、高度阀及减振器等零部件组成。 二系悬挂的作用： 1.保证乘客及车体的乘坐舒适度良好 2.保证车辆轮廓在指定的、所有车辆的动态状况下保持不变。 2.3构架或侧架 转向架的基础，把转向架各零、部件组成一个整体 承受、传递各作用力及载荷 满足各零、部件的结构形状及组装的要求 2.4基础制动装置 包括带停放制动缸、手柄、闸线。 传递和放大制动缸的制动力，使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力)
Daisha 转向架的动力学特性 东京大学生产技术研究所副教授须田义大 1.前言 作为轨道交通系统的铁道，近年来以我国和欧洲为中心，从高速性、可靠性和节能等观点来说，完成了下一代交通系统的发展。法国国铁的新干线TGV运行速度打破500km/h这一最新消息是其中代表性的事件。另一方面，大深度地下开发、有效利用大都市内有限空间的交通系统也高度引人注目。 另外，激活原有系统也是一个重大的课题。更进一步，考虑到今后的社会形势，可以说减少轨道维护也是左右铁道能否继续存在下去的课题。因而，铁道作为一个系统，还应该做到车辆与轨道的协调。这样考虑的话，就可以看到新的目标：（1）超过500km/h的超高速稳定性，（2）提高通过半径小于50m的急弯道的性能，（3）300km/h左右的高速性与通过小半径曲线性能的并存，（4）与轨道的协调。 相对于这种铁道系统的新进展，作为运行装置的转向架是解决问题的一个关键。但所要改进的不仅仅是转向架的结构学，改进转向架的运动特性即动力学特性尤为重要。 因此，在此我想以“转向架的动力学特性”为题，谈谈有关转向架的动态特性。 最近最受注目的有关转向架的话题，有无枕梁转向架、操纵转向架以及偏摆减振器的实用化等。虽然其背景自然是与转向架的动力学特性的改进有关，但我想人们自然也会关心它呈什么样的结构、具有什么样的效果这类结构学方面的问题。因此，在此文中，将进一步把焦点集中到动力学特性即转向架的运动特性上来。因而，本文将不谈及最近各种提案的新的转向架，重点阐述以前转向架动力学特性的思考方法。 要了解动力学特性，我想首先说明 转向架的运动本身、它有怎样的运动方 式。然后，从三个不同的视点来剖析其动力学特性。即，对有关动力学特性的实际的问题、作为物理现象的动力学特性以及转向架的动态现象的看法。 2.转向架的运动 在考虑转向架、车体、甚至是一般被称为载体的汽车、船舶、飞机等的运动时，需要讨论下述六种运动方式。即，上下·左右·前后方向，以及它们所拥有的轴的旋转运动：偏摆、纵向运动和横摇（图-1）。 如果只限于轮轴的运动，一般不考虑其中的前后、纵向运动和横摇。因为它本身就是受制于轨道的旋转运动。因而，在探讨轮轴的运动时，主要以考虑了平面运动的左右和偏摆、或是上下方向运动为对象。 对于转向架主体即转向架构架以及车体，一般多从下述三种组合来探讨：与轮轴一样的左右和偏摆、再加上横摇的运动；上下和纵向运动；前后运动。横摇运动多与左右运动联动，与偏摆一起被称为左右运动的解析问题，与摆动特性、操纵特性及乘坐舒适度特性等重要问题密不可分。 图-1 转向架的运动 转向架的结构要求在该动的方向能够自由运动，在不该动的方向应受到限制。即，除了轮轴的转动不受约束外，转向架在其它方向的运动基本上都要受到限制。最成问题的是偏摆运动。在直线运行时不需要偏摆，而在弯道运行时需要。它与上下振动等根本的不同在于，上下振动只要把防振放在心上就行了，而它则必须得下工夫满足两个截然相反的条件。 3.与动力学特性密切相关的实际问题 转向架的基本功能有三：支承车体、导向和驱动。可是，不仅仅是这些，它与下面
机车总体及转向架笔记 绪论 旅客列车高速列车（时速200km以上）快速列车（时速160～200km）电力牵引为主内燃牵引优点：机动灵活（特别适用于做调车机车）一次投资少上马快 机车发展趋势： ①提高内燃机车柴油机的经济性，减少排放污染； ②增大单节车的功率； ③提高机车部分的可靠性； ④走行技术的改进，适应速度的提高，机车径向转向架的开发，改善了曲线通过性能； ⑤机车微机网络控制，技术检测和故障诊断； ⑥交流传动技术的采用。 特别提出：微机网络控制和交流传动是当代机车的标志。 交流传动的优点是由异步牵引电动机的特点所决定的。 异步牵引电动机？？（重点了解） （简单了解）串励直流牵引电动机？？交流异步电动机？？ 交流异步电动机相对于串励直流牵引电动机的优越性： ①构造简单，可靠性高，维修简单，重量轻 ②黏着性能好 ③功率大，牵引性能好 减轻转向架的质量以改善转向架的蛇性稳定性 蛇性稳定性？？（做出了解） 转向架作用： ①驱动装置传递牵引力矩产生轮周牵引力 ②纵向牵引力的传递 ③垂向力的传递 ④横向力的传递及车体相对转向架的橫动 ⑤曲线通过 转向架的性能指标： ①强度和刚度 ②运行横向稳定性 ③运行平稳性 ④曲线通过性能 ⑤对线路的动力作用 ⑥黏着利用 第一章机车概述
第一节机车的分类、型号和轴列式 一、机车的分类： 分为电力机车和内燃机车两大类。每类按传动方式：①交--直流传动②交流传动；内燃机车还可分为①电传动②夜力传动 1、按用途分 （1）货运机车 单节机车功率范围1500~4400kW(内燃机车)【9600kW（电力机车）】； 最高运行速度范围100~120km/h。 （2）客运机车—较高的最高运行速度和最高起行速度 单节机车功率范围1500~4400kW(内燃机车)【7200kW（电力机车）】； 最高运行速度范围120~200km/h。 （3）调车机车---用于列车的解体、编组和牵出、转线，其工作特点是频繁地起动和停车。可分为①站内调车机车②编组站调车机车 站内调车机车功率范围440~740kW； 最高运行速度范围50~70km/h。 编组站调车机车功率范围740~2200~2940kW； 最高运行速度范围60~80km/h。 （4）内燃动车组—用于近郊旅客列车和中、短途快速列车。一般4~10节车组成，两段动力车。 最高运行速度一般不超过200km/h。 内燃车动车组的功率范围2*370~2*3300kw； 最高运行速度范围100~200km/h。 （5）电动车组---用于城际间旅客列车，一般8~16节车组成，可以使是两端为动力车，中间为拖车，也可以是多辆动力车在动车组中分散布置。高速列车通常用电动车组，功率大，头部流线型，车辆连接用密接式车钩。 电动车组功率范围4800~8800kw（8辆编组）； 最高运行速度范围200~350km/h。 （6）工矿机车——用于矿内部运输。 单节机车功率范围440~1500kw； 最高运行速度范围30~80km/h。 2、按走行部分类： 可分为车架式和转向架式。 二、机车的型号和轴列式 1、机车的型号 内燃机车 用汉字表示机车的类型，例如：“东风”表示电传动内燃机车，“东方红”表示液力传动内燃机车。 用汉语拼音表示机车类型，例如：DF表示”东风”。进口内燃机车用汉语拼音字母ND和NY 表示，其中N表示内燃机车，D表示电传动，Y表示液力传动。 在汉字或拼音字母的右下角的数字，则表示该型机车投入运用的序号。 电力机车 用汉字“韶山”表示国产电力机车，也可用汉语拼音表示:SS即为”韶山”，右下角数字含义同
文章编号:1002-7610(2002)03-0013-10 不同结构的径向转向架与 普通转向架之理论比较 J.F.GA RCIA,等(西班牙) 摘 要:比较了不同结构径向转向架与普通2轴转向架间的动力学性能。分析的重点是直线稳定性、曲线轮轨横向力和轮轨磨耗指标等参数。其结果表明,所研究的径向转向架结构在一般应用范围内,没有比普通转向架起到更好的作用。但在特殊运行条件下和某些应用形式中,某些径向转向架比普通转向架更具优势。 关键词:径向转向架;结构;比较 中图分类号:U270.33 文献标识码:A Theoretical Comparison Between Different Configurations of Radial and Conventional Bogies J.F.GARCIA,etc.(Spain) Abstract:T his ar ticle co mpar es the dy namic behav io ur o f differ ent config urat ions of r adial and conventional t wo-ax le bo gies.T he analy sis has been co ncentr ated o n par ameter s such as st ability,la teral w heel-t rack for ces in cur ve and w heel w ear indices.T he r esults sho w t hat t he r adial bo gie configurat ions studied do not ma ke sig nificant co ntribut ions in g eneral applicatio ns w ith reg ar d to a conv ent ional bo gie.It is only under specific r unning conditions and types o f serv ice t hat some radial bo gie config ur ations pro vide adv antag es w it h r espect t o the conv ent ional bog ie. Key words:radial bog ie;co nfigur atio n;compar e 在最近几年中,新型径向转向架的应用从货运到高速交通以及城间交通中不断出现。某些专家指出,采用这种措施能改进其稳定性,而某些专家则认为径向转向架能改善车辆曲线通过能力:轮轨力和轮轨磨耗。 虽然许多论文涉及到这方面的研究,强调径向转向架的优点,但不可能找到径向转向架和普通转向架进行各方面比较的方法。一般而言,这种可行的方法得到的结果与根据有关稳定性、轮缘磨耗和运营种类得到的结果是无法类比的。 近年来,对有关转向架导向能力方面的研究一直在进行,对它们的分析采用了各种各样的途径。学者Wickens和De Pater从全局出发,使用数学模型作为研究的起点,然后向着转向架导向能力的设计方面进行探索。其他学者则以现有转向架结构为前提,对其导向性能进行理论分析。例如Scheffel学者对单轮对转向架、独立旋转轮转向架等非传统结构进行了这方面的分析。 基于不同的战略目的,这些分析以促使具有导向 能力的转向架进行试制和开发。暂且不提2轴自导向转向架,仅以常用的采用柔软的一系悬挂刚度出发,我们涉及到下列各种型号: (1)具有合适的一系悬挂刚度转向架; (2)两轴间具有运动学约束的转向架; (3)两车轴、两转向架和两车体间具有运动约束的转向架; (4)机车转向架; (5)无构架转向架。 某些自导向转向架已经在商业上得到应用,而其他的还处于试验阶段。关于获得的结果,技术文件几乎没有提供关于减少轮轨磨耗和减少横向轮轨力方面可比较的数据。为了收集各种导向型转向架的比较数据,国际铁路联盟研究实验局(ORE)和欧洲铁路研究所(ERRI)先后对许多自导向转向架进行了比较分析。由于这些转向架在试验期间没有在同等条件下进行试验,因而试验结果难以评估。为了得到可评价的结果,试验时间必须足够长。从其他自导向转向架得到的试验结果同样存在上述问题。因此,由于运行条件和设计 13 结构?设计
动 车 组 转 向 架 系别：机车车辆学院 班级: 动车11A1 学号: 姓名：
高速铁路是世界铁路的一项重大技术成就，它集中反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现一个国家科技和工业水平。高速列车在全世界各地的疾速奔驰，现代城轨车辆的飞速发展，无一不与转向架技术的进步发展息息相关。可以毫不夸张地说，转向架技术是“靠轮轨接触驱动运行的现代机车车辆”得以生存发展的核心技术之一。 转向架是机车车辆最重要的组成部件之一，其结构是否合理直接影响机车车辆的运行品质、动力性能和行车安全。通过三年对专业课的认真学习，我对这一部分有深入的了解，下面就对其进行简单的介绍。 一、转向架的任务 （1）承载。承受车架以上各部分的重量（包括车体、车架、动力装置和辅助装置等），并使轴重均匀分配。 （2）牵引（动力转向架）。保证必要的轮轨黏着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架、车钩，牵引列车前进。 （3）缓冲。缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆具有良好的运行平稳性和稳定性。 （4）导向。保证车辆顺利通过曲线。 （5）制动。产生必要的制动力，以使车辆在规定的距离内减速或停车。 二、动车组转向架的组成 （1）构架（2）轮对轴箱装置（3）牵引装置（4）基础制动装置（5）二系悬挂装置（6）牵引电机（7）驱动装置组成（8）动车转向架（9）拖车转向架 三、各种力的传递关系 （1）垂向力 车体、空气弹簧、构架侧梁、轴箱弹簧、轴箱、车轴、车轮、钢轨（2）横向力 车轮、车轴、轴箱、轴箱弹簧、构架侧梁、空气弹簧、车体、构架横梁、横梁连接梁、横向侧挡、车体侧挡、车体 （3）纵向力（牵引、制动、纵向冲击）车轮、车轴、轴箱、轴箱拉杆、构架侧梁、构架横梁、牵引拉杆、中央牵引拉杆座、车体、车钩四、转向架的结构 （1）构架（2）轮对（3）轴箱（4）一系悬挂（5）二系悬挂（6）驱动装置（体悬式、架悬式）（7）基础制动装置（8）牵引装置（9）附件——传感器、撒砂装置、空气管路等 在我们学习期间我们主要针对CRH2型车进行重点学习，下面我针对CRH2型等动车组进行介绍。
幻灯片1 第四章转向架 幻灯片2 幻灯片3 转向架的要求： 1.采用转向架可增加车辆的载重、长度和容积。 2.转向架相对车体可以自由回转，使较长的车辆能够自由通过小半径曲线，减少运行阻力和噪声，提高运行速度。 3.便于安装弹簧减震装置，保证车辆具有良好的动力性能和运行品质。 幻灯片4 4.支撑车体，承受并传递从车体至轮轨的各种载荷和作用力，使各轴重均匀分配。 5.便于安装制动装置，传递制动力，满足运行要求。 6.便于在转向架上安装牵引电机及减速装置，驱动轮对(或车轮)，使车辆沿着轨道运行。 7.转向架为车辆的一个独立部件，便于转向架的互换、制造和维修。 幻灯片5
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幻灯片9 四、转向架的受力及传递 ●转向架在运行中主要承受三种力: ●纵向力,横向力和垂向力。 ●纵向力主要是机车的牵引力和制动力,其传递途径为： ●钢轨和车轮相互作用产生→车轴→轴箱→轴箱拉杆→构架→牵引杆→车体→车钩→列 车 幻灯片10 ●横向力主要是通过曲线时的离心力和横向震动引起的附加力 ●横向力传递途径为： ●车体→横向和摇头止挡→构架→轴箱止挡→轴箱→轴承→车轴→车轮→钢轨 幻灯片11 ●垂向力是机车自身的重力和机车运行时的垂向震动引起的附加载荷 ●其传递途径为：车体→二系弹簧→构架→轴箱弹簧→轴箱体→轴承→车轴→车轮→钢 轨
●这三个力是转向架设计和日常维修及故障查找检查的依据和指导性线索。 幻灯片12 转向架的结构的分类 ※所用车轴的类型和数目 ※机车的速度分类 ※弹簧装置的形式 ※轴箱定位的方式 ※载荷传递的方式等 幻灯片13 按车轴的数目和类型： 按转向架上轴数，可分为2轴、3轴和多轴转向架。 转向架轴数的多少是由车辆总重和每根轴的允许轴重决定的。 车轴的类型，在我国铁路车辆上按允许轴重分为B、C、D、E共四种，最大允许轴重受到铁路和桥梁标准的限制。 幻灯片14 ●轴重 ●机车在静止状态下，每根轮对压在钢轨上的重量。 幻灯片15 ●按机车的速度进行分类，有高速转向架和普通转向架。 ●结构速度： ●转向架在结构上所允许的机车最大运行速度，称为机车的结构速度。 ●单轴功率 ●机车每根轮轴所能发挥的功率，称为单轴功率。 幻灯片16 按弹簧悬挂装置分类 ●一系弹簧悬挂 ●仅在轮对轴箱与构架间或者仅在构架与车体间有弹簧。 ●二系弹簧悬挂 ●除了在轮对轴箱与构架间有弹簧，还在构架与车体间设置第二系悬挂弹簧 幻灯片17
第29卷,第1期 中国铁道科学Vo l 29No 1 2008年1月 CH INA RAILWAY SCIEN CE Januar y,2008 文章编号:1001 4632(2008)01 0070 06 曲线几何参数对货车转向架曲线 通过性能的影响 李亨利1,2,李 芾1,傅茂海1,黄运华1 (1.西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031; 2.中国北车集团四方车辆研究所,山东青岛 266031) 摘 要:利用SIM PA CK 仿真软件建立副构架径向转向架和交叉支撑转向架的动力学模型,并对其动力学性能进行仿真计算,分析比较曲线半径、超高等曲线几何参数对2种转向架曲线通过性能的影响。结果表明:曲线半径和欠超高对径向转向架和交叉支撑转向架的脱轨系数、轮重减载率影响比较接近;曲线半径在400~1200m 范围内,自导向径向转向架能有效提高通过性能,明显降低轮对冲角,减缓轮轨磨耗;欠超高对2种转向架轮对冲角的影响近似成线性关系,且其影响程度仅和转向架本身属性相关,与曲线半径无关。指出采用磨耗功率评价欠超高对曲线轮轨磨耗的影响更为合理,因为不仅能反映出磨耗与欠超高的关系,还能反映出曲线外轨超高设置不同时轮轨磨耗的变化特点,这与工程实际中减小外轨超高、设置欠超高有利于降低轮轨磨耗是一致的。 关键词:轨道参数;磨耗;曲线通过;径向转向架;交叉支撑转向架 中图分类号:U 272 331:U 270 11 文献标识码:A 收稿日期:2006 01 26;修订日期:2007 05 07 基金项目:教育部创新团队发展计划资助(IRT 0452) 作者简介:李亨利(1981 ),男,四川大竹人,硕士研究生。 近年来,为了提高货车的运营速度,国内先后研制了多种新型货车转向架,其中侧架交叉支撑转向架(如转K2、转K6)已得到普遍运用。但我国既有铁路线路一般等级较低,曲线多,随着货车运行速度的不断提高,通过曲线时,轮轨间的作用力及磨耗也将随之增加,导致镟轮和换轨周期缩短。轮轨间的磨耗不仅提高了运输成本,同时也加剧了对环境的污染。径向转向架可在保证车辆运行稳定性的同时,减小轮对冲角和轮轨磨耗,因此,采用径向转向架是解决横向稳定性和曲线通过性能之间矛盾的有效措施之一。以往径向转向架曲线通过性能的研究多集中在其本身的结构、悬挂参数等方面。而曲线几何参数的变化作为转向架曲线通过的激励输入,深入研究其对径向转向架和常规转向架动力学性能的影响,对进一步分析研究径向转向架具有重要的意义。 1 转向架曲线通过数学模型 描述车辆曲线通过的微分方程组通式为 [M]{ x }+[G]{x , x }=[F c ](1) 式中:[M ]{x }为惯性力矩阵;[G]{x , x }为悬挂力 矩阵;[F c ]为外界激扰力矩阵。 径向转向架副构架交叉径向杆作用在轮对上的力可分解到纵向及横向,将其换算为作用于导向轮对及非导向轮对上的横向力和摇头力矩,代入传统轮对的动力学方程中,可得到与传统转向架形式相 同的方程。文献[1]给出的等效换算同样适用于对径向转向架和传统转向架的动力学方程的求解,其中主要的外界激扰为曲线半径、超高以及线路不平顺等。由于重力刚度复原力、自旋蠕滑力、轮对滚动及自旋效应很小,欠超高可由下式确定。 h d =11 8v 2/R -h 0 (2) 式中:若h d >0为欠超高,h d <0为过超高;v 为 速度;R 为曲线半径;h 0为预设超高。 为研究曲线半径、超高等曲线几何参数对转向架曲线通过性能的影响,本文利用Simpack 多刚体动力学软件对副构架自导向径向转向架和侧架交叉支撑转向架货车在时域内建立各自的横向和垂向耦合动力学模型,其自由度的选取和广义坐标见
动力学性能 试验鉴定方法及评定标准
目次 1范围................................... 错误!未定义书签。2术语和定义............................. 错误!未定义书签。3车辆坐标系............................. 错误!未定义书签。4总则................................... 错误!未定义书签。5试验条件............................... 错误!未定义书签。6测量参数............................... 错误!未定义书签。7评定指标............................... 错误!未定义书签。8评定指标限度值 ........................ 错误!未定义书签。
前言 为2004年采购200km/h电动车组，特制定本《200km/h电动车组动力学性能试验鉴定方法及评定标准》。 本规定制定中曾参考了以下文献： ——《GB5599 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》 ——《TB/T2360 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》 ——《UIC518 铁道车辆试验与鉴定》 ——《UIC513 铁道车辆旅客振动舒适性评定指南》 ——《prEN 14363 铁路应用—铁路机车车辆运行特性验收试验—运行特性试验和静态试验》 本文件由铁道部科学研究院车辆研究所负责起草。
动力学性能试验鉴定方法及评定标准 1范围 1.1本标准规定了采购200km/h电动车组在中国铁路线路上进行动力学性能试验鉴定的方法和评定标准。 2术语和定义 2.1铁道车辆（Railway Vehicles） 在轨道线路上运行的车辆统称，包括机车、客车、动车组中的动车、拖车等。 2.2运行参数 最高运营速度 V lim ＝200km/h 铁道车辆运营的最高速度；单位：km/h。V lim 允许欠超高 h 铁道车辆通过曲线时允许最大未被平衡的超高；单位：mm。 3车辆坐标系 3.1车辆动力学试验的坐标系 车辆动力学试验的坐标系为右手坐标系，如图1所示。列车前进方向为x轴，车辆向上为z轴。 在试验中，被试车辆试验运行方向应唯一规定，进而可以分为正向运行和反向运行。 图1车辆动力学试验的坐标系 3.2测点命名规则
结构动力学分析 1静力分析与动力学分析的区别 静力分析是分析结构在承受稳定载荷作用下的受力特性。结构动力分析是分析结构在承受随时间变化的载荷作用下的动力学特性。 2动力学特性 动力学特性通常有下面几种类型： 2.1振动特性 即结构的振动形式和振动频率。 2.2随时间变化载荷的效应 例如，对结构位移和应力的效应。 2.3周期（振动）或随机载荷的效应 3四种动力学分析及举例 3.1模态分析 用于确定结构的振动特性，即固有频率和振型。在承受动态载荷的结构设计中，固有频率和振型是重要的参数。模态分析也是其他动力学分析前期必须完成的环节。 举例：如何避免汽车尾气排气管装配体的固有频率与发动机的固有频率相同？ 3.2瞬态分析 用于确定结构在受到冲击载荷时的受力特性。 举例：怎样确保桥墩在受到撞击时的安全？ 3.3谐响应分析 用于确定结构对稳态简谐载荷的响应。 举例：如何确定压缩机、电动机、泵、涡轮机械等旋转引起的轴承、支座、固定装置、部件应力？ 3.4谱分析 用于确定结构在受到动载荷或随机载荷时的受力特性。 举例：如何确定房屋和桥梁承受地震载荷时的受力？ 4四种动力学分析基本原理 4.1模态分析理论的基本假设 线性假设：结构的动态特性是线性的，即任何输入组合所引起的输出等于各自输出的组 合，其动力学特性可用一组线性二阶微分方程来描述。任何非线性特性，如塑性、接触单元
等，即使定义了也将被忽略。 时不变性假设：结构的动态特性不随时间而变化，微分方程的系数是与时间无关的常数。 可观测性假设：系统动态特性所需要的全部数据都是可测量的。 遵循Maxwell互易性定理：在结构的i点输入所引起的j响应，等于在j点的相同 输入所引起的i点响应。此假设使结构的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵和频响矩阵都成了对称矩阵。 4.2谐响应分析基本原理 谐响应分析是一种线性分析，非线性特性被忽略。 输入：已知大小和频率的谐波载荷（力、压力和强迫位移）；同一频率的多种载荷，可以是相同或不相同的。 输出：位移、应力、应变等。 已知动力学运动方程： [M]{u}+[C]{u}+[K]{u}={F(t)} 其中，[M] 为质量矩阵，[C]为阻尼矩阵，[K]为刚度矩阵，{u}为节点位移向量，{F(t)}载荷为时间的任意函数。对简谐运动而言，{u}和{F(t)}均为简谐形式。 4.3瞬态分析基本原理 瞬态分析也叫时间历程分析。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要，如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。 输入：结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下随时间变化的载荷。 输出：随时间变化的位移、应力、应变等。 瞬态动力学的基本运动方程： [M]{u}+[C]{u}+[K]{u}={F(t)} 其中，[M] 为质量矩阵，[C]为阻尼矩阵，[K]为刚度矩阵，{u}为节点位移向量，{F(t)}载荷为时间的任意函数。 4.4谱分析基本原理 谱分析模态分析的扩展，是将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来计算结构的位移和应力。 主要用于分析承受地震或其他随机载荷的建筑物及桥梁结构等。