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摘要进入21世纪，我国的城市轨道交通方兴未艾。
作为世界上人口最多的国家为保证拥有一个有效，快速，便捷的交通。
轨道交通作为主要的趋向已开始平凡地出现在我们的生活中。
转向架为一个重要部件被用来承载车辆，提供牵引力（动力转向架）减震，其主要作用还是车辆的导向问题。
由于车辆过弯的作用力完全来自钢轨对于轮对的挤压，车辆具有固定轴距，所以转向架前一轮对的外侧轮缘和后一轮对的内侧轮缘，对钢轨之间存在着很大的挤压力！转向架是机车车辆嘴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。
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。
由于各国铁路发展的历史和背景的不同，以及技术条件上的差异，致使各国研制的高速转向架结构类型也相差较多。
然而在设计原则上的共识和实践经验却导致告诉转向架形式上的众多相同之处，如采用空气弹簧悬挂系统、无磨耗轴箱弹性定位、盘形制动为主的复合制动系统，等等。
根据国内高速转向架的设计经验，建议采用以下设计原则：1、采用高柔性的弹簧悬挂系统，以获得良好的振动性能。
这种高柔性空气弹簧在速度300km/h以下能表现出其优越性。
2、采用高强度、轻量化的转向架结构，以降低轮轨间动力作用。
3、采用能有效地抑制转向架蛇形运动，提高转向架蛇形运动临界速度的各种措施。
4、驱动装置采用简单、使用、可靠、成熟的结构，尽量减小簧下质量和簧间质量，以改善轮轨间的动作用力，提高告诉运行稳定性。
5、基础制动装置采用复合制动系统。
目录第1章转向架的概述 11.1 转向架的组成 11.2 转向架的分类 21.2.1 几种典型的动车组转向架简介 3 1.3 转向架的历史 5第2章转向架的作用 8第3章转向架的检修 9 3.1 构架附件的检修 93.2 弹性悬挂装置检修 93.3 其余一系悬挂系统部件的检修 103.4 二系悬挂系统的检修 103.5 抗侧滚扭杆的检修 123.6 减振器的检修 123.7 轮对、轴箱装置的检修 133.8 轮对的检修 13第4章论文总结 15第5章致谢 16第1章转向架的概述1.1 转向架的组成转向架构架是转向架的主体，用以联系（安装）转向架组成部分和传递各方向的力。
文章编号:1002-7602(2008)04-0005-05高速动车组转向架的发展及其动力学特性综述李 芾,安 琪,付茂海,黄运华(西南交通大学机械工程学院,四川成都610031)摘 要:概述了国内外高速动车组转向架的发展历程、高速动车组动力学性能评定和转向架结构对车辆动力学性能的影响,对我国高速动车组转向架的基本模式提出了部分建议。
关键词:高速动车组;转向架;动力学特性;发展;综述中图分类号:U270.331 文献标识码:B收稿日期:2007-07-27;修订日期:2008-01-08作者简介:李 芾(1956-),男,教授,博士生导师,德国工学博士。
1 国内外高速动车组转向架的发展20世纪60年代,日本开发了第1代0系新干线动车组用DT200型动力转向架,其一系悬挂采用IS 拉板双圆簧模式,中央悬挂由空气弹簧、液压减振器等组成。
随着研究的不断深入,又先后开发了300系动车组用DT203型、500系用WDT9101/9102/9103型等20余种转向架。
这些转向架结构不断简化,通过采用轻量化焊接构架、铝合金轴箱、铸铝齿轮箱和空心车轴等技术使转向架质量和簧下质量得到降低;驱动单元除采用常规的牵引电机架悬、通过齿式联轴节补偿相对位移的模式外,还在试验转向架上对牵引电机半体悬、平行万向轴驱动和牵引电机体悬、纵向万向轴-锥齿轮传动等模式进行了试验;对于轴箱定位方式,新干线动车组则通过多方案对比确定最优模式;500系、N700系等动车组分别采用了半主动控制横向减振器、主动控制空气弹簧等新技术,以改善车辆动力学性能,提高车辆运行速度。
欧洲早期高速动车组采用动力集中模式,其动力转向架模式与现代动力分散型动车组转向架有较大的区别,而其拖车转向架则由常规客车转向架演化而来。
近年来,欧洲国家开发的动力分散型动车组用动力转向架模式与日本新干线动车组转向架模式基本相同,一般采用无摇枕结构,构架为轻量化焊接构架;轴箱定位采用转臂定位或橡胶弹簧定位;中央悬挂装置由空气弹簧、横向减振器、抗蛇行减振器和抗侧滚扭杆等部件组成;驱动单元采用牵引电机架悬或体悬、齿轮箱抱轴悬挂的形式;采用轴装或轮装盘形制动;牵引机构则采用单拉杆或Z 形拉杆牵引。
时速160km快捷货车动力学性能分析时速160km快捷货车动力学性能分析近年来，随着物流行业的不断发展，货车成为物流运输中不可或缺的重要工具。
其中，时速160km的快捷货车凭借其高速和快捷的特点成为众多物流企业的首选。
本文将对时速160km快捷货车的动力学性能进行详细分析，以探讨其优势和适用范围。
一、动力系统时速160km快捷货车的动力系统是其卓越性能的关键。
目前，大多数快捷货车采用的是内燃机作为动力源。
内燃机具有功率密度高、加速响应快的特点，能够在短时间内提供充足的动力。
同时，为了满足高速行驶的需求，时速160km快捷货车通常搭载高功率内燃机，如涡轮增压发动机等。
这种高功率的内燃机能够提供足够的动力，使车辆能够在高速行驶时保持稳定的速度。
二、底盘系统底盘系统是快捷货车运行的基础，其中悬挂系统和制动系统是其动力学性能的关键。
为了保证高速行驶时的稳定性和舒适性，时速160km快捷货车通常配备具有较高强度和刚度的底盘悬挂系统，如独立悬挂系统。
独立悬挂系统能够有效减震并保持车辆在高速行驶时的稳定性。
同时，为了能够在高速行驶时快速停车，时速160km快捷货车还配备了高性能制动系统。
高性能制动系统能够在短时间内产生大的制动力，确保车辆能够及时减速停车。
三、空气动力学设计在时速160km的高速行驶中，空气动力学对快捷货车的影响不可忽视。
合理的空气动力学设计可以降低车辆的阻力，提高燃油利用率，同时减少风噪和气动噪声。
为了达到这些目标，时速160km快捷货车通常在车身外形和细节上进行优化设计。
例如，车身流线型设计可以减少阻力，减小风阻面积；同时，借助尾翼和侧滚板等空气动力学装置，可以产生下压力，提高车辆在高速行驶时的稳定性。
此外，车辆下部的避雷帽和盖板也能够减少气流的干扰，进一步提升车辆的空气动力学性能。
四、安全性能时速160km快捷货车在高速行驶中要求更高的安全性能。
因此，除了悬挂系统和制动系统的优化外，时速160km快捷货车还采取了一系列安全措施。
1 概述目前，我国各主型铁路货车基本采用铸钢三大件式转向架，在重载领域得到了成功运用，为我国铁路货物运输作出了贡献。
随着铁路快运路网的构成，快捷货车成为今后铁路货车技术装备的发展方向，因此研究快捷货车焊接转向架系列关键技术显得非常迫切。
此外，货车相关产品研发及升级必须符合国家生态文明建设的战略。
焊接结构转向架具有以下优点：（1）钢材原材料生产阶段和产品制造阶段，焊接用钢板相对铸钢件，其单位质量能耗和SO2、粉尘排放指标要低很多。
（2）焊接结构相对铸造结构而言，更容易实现轻量化设计，便于转向架减轻质量，实现低动力、无磨耗、高速化转向架的设计要求。
目前，国内无论是在焊接技术、焊接结构设计领域，还是在焊接接头疲劳机理等方面的研究都已经取得巨大进步，焊接件的疲劳性问题已经不再是影响焊接转向架发展的突出问题。
因此，有必要针对焊接货车转向架相关技术进行深入研究，为我国铁路货车升级、战略转型提供先进的技术装备。
2 欧洲货车焊接转向架发展历程欧洲货车焊接转向架发展已经有近百年历史，运营速度主要有100 km/h、120 km/h、140 km/h、160 km/h 几种，轴重主要有18 t、20 t、22.5 t、25 t系列，其不断追求的目标为：低动力、低磨耗、低噪声、轻量化、重载、高速。
根据应用特点将近年来几种典型焊接转向架进行分类介绍。
国内外铁路货车焊接转向架研究新进展翟鹏军：济南轨道交通装备有限责任公司轨道车辆研究所，工程师，山东 济南，250022刘寅华：济南轨道交通装备有限责任公司研究院，高级工程师，山东 济南，250022杨文朋：济南轨道交通装备有限责任公司轨道车辆研究所，高级工程师，山东 济南，250022摘 要：我国正处在一个产业结构性调整、转型升级的关键阶段，将防治雾霾、减小碳排放等放到突出位置。
焊接结构转向架相对铸造结构转向架而言，具有低碳、环保的特点，其应成为我国货车转向架发展的一个趋势。
文章编号:100227602(2006)0720004205铰接式集装箱平车动力学建模与仿真王起梁,曾 京(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031)摘 要:建立了铰接式集装箱平车的非线性动力学模型。
在建模过程中,对三大件式转向架、车体间铰接结构等关键部件的处理方法进行了分析,并运用SIMPACK 多体动力学仿真软件研究了铰接式集装箱平车车辆系统的运动稳定性、运行平稳性及曲线通过性能。
分析结果表明,该车具有较好的动力学性能,能够满足运行要求。
关键词:集装箱平车;铰接式;建模;动力学分析中图分类号:U270.1+1 文献标识码:B 近年来,各国为了更好地发挥集装箱运输的优越性,促进集装箱运输的发展,除了设计制造更多数量的集装箱专用运输车之外,还设计了多种其他形式的车辆,如通用集装箱车、公铁两用车、双层集装箱车、驮背运输车以及铰接式运输车等[1]。
我国铁路集装箱运输近年来虽然取得了较大的进展,但同发达国家相比仍明显落后。
现有的X 6A 型集装箱运输车虽能基本满足国内5t 和10t 集装箱运输的需要,但若用于20ft 和40ft 的国际标准箱,其轴重远没能得到充分利用。
此外,我国因机车车辆限界问题,较难开展双层集装箱运输,因此发展铁路集装箱运输和充分利用运输车辆轴重之间的矛盾比较突出[2]。
结合国外铁路集装箱运输车辆的发展情况,探讨在我国采用铰接式集装箱平车收稿日期:2006203209作者简介:王起梁(19792),男,硕士研究生。
的可行性显得非常重要。
铰接式集装箱平车具有转向架数量少、可充分利用轴重、缩短车辆之间的连接距离、提高每延米轨道载重等优点,有很好的应用前景。
本文从动力学角度出发,通过建立3车铰接式集装箱平车模型和仿真计算分析,研究了铰接式车的动力学性能,为铰接式集装箱平车的应用提供了必要的理论基础。
1 铰接式集装箱平车建模本文研究的铰接式集装箱平车为有3节车体的单元车组,采用具有一系橡胶悬挂和常接触弹性旁承的三大件式转向架,车间铰接式转向架与车端转向架的区别在于其摇枕具有2组弹性旁承,分别作用于不同车体,心盘上装有铰接式连接器。
时速160公里客运架悬转向架电机悬挂长吊臂及连接座结构优化分析1 概述时速160公里机车转向架为公司新设计转向架，电机悬挂方式为：3个橡胶关节与构架形成弹性联接，同时设计采用铝合金承载式齿轮箱。
作为电机悬挂的重要部分，长吊臂一端与电机通过螺栓联接，一端为橡胶关节与构架相连，另外长吊臂上还设有与齿轮箱的连接座，传递机车运行中齿轮箱所产生的力。
长吊臂及连接座属于重要受力结构，受力情况复杂，设计阶段需要对其结构强度进行分析优化。
2 分析前期的相关说明2.1 分析软件与相关资料本次分析采用Ansys Workbench14.0，工况参考了《驱动单元齿轮箱强度计算加载规范》（2015.05.12，以下简称《加载规范》），电机相关参数参考《4400HP客运车配套*****C牵引电机机械参数，***-*****》。
材料方面：1，齿轮箱为铝合金材质;2，长吊臂和连接座为铸钢结构，拟采用B级钢，屈服为260MPa，抗拉485MPa。
2.2 分析工况说明本次分析工况主要参考了《加载规范》，包括规范超常载荷工况和常用载荷工况，在此基础上增加了运用超常载荷工况，具体为：整个装置在承受垂向5 g、横向3 g和纵向3 g的惯性力冲击的同时还承受了驱动系统持续扭矩作用所产生的力。
上述3个工况的评价标准分别为屈服极限、GoodMan图、许用应力。
其中许用应力=屈服极限/1.5=173MPa。
2.3 分析模型简化及边界条件说明根据分析工况，对模型进行简化，对长吊臂强度分析无影响的结构，采用质量点代替，例如主从动齿轮，从动齿轮轴承等，最后仅针对主要分析对象（长吊臂和连接座）采用10mm的四面体划分网格，得到有限元分析模型。
分析模型的边界条件也进行了相关设置，坐标系参考《加载规范》中的设定，3个橡胶关节在沿x轴，y轴，z轴三个方向上设置一定的刚度，同时释放绕x轴，y轴，z轴的三个旋转自由度。
分析中载荷的加载按《加载规范》中的设定。
3 结构优化为更好的了解原结构在受力工况下的应力分布情况，首先选取一种工况对原结构进行仿真分析，找出原结构中相对应力偏大区域，针对这些区域进行结构优化，然后仍采用相同工况对优化后的结构进行分析，验证优化的效果。
160km/h货车转向架
1 研制背景
160km/h货车转向架是根据铁道部科技发展计划项目合同《160km/h货车转向架研制》（合同号2000J012－A）及科技装函[2002]16号《关于印发160km/h货车转向架技术条件及设计方案审查会会议纪要的通知》的精神和要求研制的。
2 主要结构特点
图2 160km/h货车转向架三维图
图3 160km/h货车转向架三维爆炸图3 主要技术参数
轴重（t） 16.5
自重（t）约6.1
商业运营速度（km/h） 160
通过最小曲线半径（m） 145
轨距（mm） 1435
轮径（mm）新轮 915
磨耗到限 865
固定轴距（mm） 2300
轴颈中心距（mm） 2000
旁承中心距（mm） 1520
下心盘直径（mm） 355
下心盘面距轨面自由高（mm） 705
符合GB146.1-83《标准轨距铁路机车车辆限界》车限―2的要求。
文章编号:100227602(2003)1120001206160km h高速货车转向架方案及其动力学性能分析傅茂海1,李 芾1,于 明2,马志援2(1.西南交通大学牵引动力研究中心,四川成都610031;2.齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司技术中心,黑龙江齐齐哈尔161002)摘 要:介绍了国外高速货车转向架的发展过程、基本结构和我国货车转向架的基本现状。
提出了一种适合我国线路特点的、时速为160km的新型货车转向架作为我国高速货车转向架的基本方案,对其可行性进行了论证,并对转向架的初步结构和动力学性能进行了分析。
关键词:高速货车;货车转向架;动力学性能;研究中图分类号:U270.331 文献标识码:B1 国外高速货车转向架发展概况转向架是提高货车速度和性能的关键部件之一。
目前,货车转向架基本上以2种不同的模式发展。
北美、前苏联和中国等主要采用三大件的模式,即采用摇枕弹性定位而轴箱无弹性定位的形式;欧洲等许多国家则发展焊接构架转向架,即采用无摇枕的整体构架和轴箱弹性定位的形式。
20世纪60年代中期,法国铁路(SN CF)开发出一种采用焊接式构架的Y25型转向架,其轴箱定位采用导框、螺旋钢簧加单侧利诺尔摩擦减振器的方式。
试验表明,该转向架运行速度在120km h以下时具有良好的动力学性能,1967年被国际铁路联盟(U I C)确定为欧洲铁路(OR E)的标准型货车转向架。
为提高货车的运行速度和开行快速货物专列,法国国铁于20世纪80年代在Y25型和Y30型转向架的基础上研制成功了时速为160km的Y37型货车转向架。
Y37型转向架的构架为整体焊接结构,基础制动装置安装在横梁上。
该转向架的轴箱定位同Y25型转向架相似,增加了类似客车转向架摇动台形式的二系悬挂,以降低其横向刚度。
为限制车体的最大横向位移,减小了轴箱与导框之间的横向间隙。
基础制动装置采用盘形制动加踏面清扫器,每轴上安装2个制动盘。
高速动车组转向架的发展及其动力学特性综述摘要：随着动车组技术的飞速发展，其结构也越来越复杂。
车辆的性能也相应地不断提高，特别是高速动车组转向架。
高速动车组转向架是一种极其复杂的机电液一体化结构，转向架的设计和制造水平，对整个高速铁路系统的安全可靠运行有着重要影响。
因此，分析研究转向架的结构特点，具有重要意义。
本文综述了我国高速动车组转向架的发展现状及其动力学特性，并在此基础上提出了进一步改进和提高我国高速动车组转向架动力学性能的建议。
关键词：高速动车组；转向架；发展；动力学特性引言：随着我国经济的飞速发展，国内铁路也经历了一次又一次的变革，其中以高速动车组转向架的发展最为明显。
我国在二十世纪90年代末期就开始了对高速动车组转向架的研究，从最初的CRH2型动车转向架，到后来的CRH2型动车组、CRH3型动车组以及CRH2C型动车组等。
与此同时，我国也开始了对高速动车组转向架的设计与制造技术进行研究和实践。
为了适应我国高速铁路不断发展的需求，高速动车组转向架也在不断地改进和完善。
目前我国已经自主研发了多种类型的高速动车组转向架，其中包括各种动力单元动力形式、传动方式、制动方式等。
一、我国动车组转向架发展历史及现状我国铁路动车组转向架的发展始于20世纪50年代，最早研制的是复兴号CRH2型动车组，并于50年代末在北京—石家庄铁路上投入运行。
其后，我国又先后研制了CRH3A、CRH3、CRH5型动车组。
进入21世纪后，随着我国铁路运输提速的需要，特别是在“十一五”规划期间，我国对高速铁路列车的研究、开发和投入力度进一步加大。
目前，我国已研制出了时速350公里的CRH6A型高速动车组、时速200公里的CRH380型高速动车组，并将于“十二五”期间投入运行。
二、高速动车组转向架的动力学特性（一）基于轮轨间滚动接触的动力学分析轮轨间的滚动接触是一种非线性滚动接触，是由于轮轨间的非线性滚动摩擦造成的，其计算方法主要有：传统的多体动力学方法、有限元法和离散元法。
文章编号:100227602(2003)1120001206160km h高速货车转向架方案及其动力学性能分析傅茂海1,李 芾1,于 明2,马志援2(1.西南交通大学牵引动力研究中心,四川成都610031;2.齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司技术中心,黑龙江齐齐哈尔161002)摘 要:介绍了国外高速货车转向架的发展过程、基本结构和我国货车转向架的基本现状。
提出了一种适合我国线路特点的、时速为160km的新型货车转向架作为我国高速货车转向架的基本方案,对其可行性进行了论证,并对转向架的初步结构和动力学性能进行了分析。
关键词:高速货车;货车转向架;动力学性能;研究中图分类号:U270.331 文献标识码:B1 国外高速货车转向架发展概况转向架是提高货车速度和性能的关键部件之一。
目前,货车转向架基本上以2种不同的模式发展。
北美、前苏联和中国等主要采用三大件的模式,即采用摇枕弹性定位而轴箱无弹性定位的形式;欧洲等许多国家则发展焊接构架转向架,即采用无摇枕的整体构架和轴箱弹性定位的形式。
20世纪60年代中期,法国铁路(SN CF)开发出一种采用焊接式构架的Y25型转向架,其轴箱定位采用导框、螺旋钢簧加单侧利诺尔摩擦减振器的方式。
试验表明,该转向架运行速度在120km h以下时具有良好的动力学性能,1967年被国际铁路联盟(U I C)确定为欧洲铁路(OR E)的标准型货车转向架。
为提高货车的运行速度和开行快速货物专列,法国国铁于20世纪80年代在Y25型和Y30型转向架的基础上研制成功了时速为160km的Y37型货车转向架。
Y37型转向架的构架为整体焊接结构,基础制动装置安装在横梁上。
该转向架的轴箱定位同Y25型转向架相似,增加了类似客车转向架摇动台形式的二系悬挂,以降低其横向刚度。
为限制车体的最大横向位移,减小了轴箱与导框之间的横向间隙。
基础制动装置采用盘形制动加踏面清扫器,每轴上安装2个制动盘。
由于采用了摇动台结构和盘形制动,故将轴距加大至213m。
较大的轴距虽增加了构架重量,但可大大收稿日期:2002210211基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(项目编号2000J013);教育部优秀骨干教师基金作者简介:傅茂海(19652),男,高级工程师。
提高转向架的临界速度,具有结构简单和动力学性能理想的特点。
20世纪80年代,德国研制成功采用板簧轴箱定位的DB—661型和DB—664型焊接构架式转向架,但效果不尽如意。
进入90年代,德国联邦铁路(DB)在高速铁路线上成功开行了时速为250km的I CE高速客车。
为充分利用线路和加快货物运输,联邦铁路要求在客运间隙和夜间开行速度为160km h的货运列车。
为此,德国T albo t公司研制了一种时速为160km 的高速货车转向架。
该转向架是在Y25型转向架的基础上采用双层圆环形橡胶弹簧进行轴箱定位,利用橡胶弹簧的非线性特点来保证空重车性能,并以横向柔性定位来改善曲线通过性能,目前主要用于集装箱平车和公铁两用车,其最高试验速度达230km h。
瑞典ABB TRA CT I ON公司1983年研制成功了三大件式SJ型高速货车转向架,其最高运行速度为160km h。
同传统的三大件式转向架相比,该转向架两侧架间由2根横向梁连接,并通过斜拉杆同侧架的一端相连。
这样,既提高了构架的抗菱刚度,又保持了三大件式转向架适应线路垂向不平顺能力强的特点。
由于在轴箱与侧架间增加了橡胶堆定位,因而克服了传统的三大件式转向架簧下质量大的缺点。
二系悬挂采用钟形橡胶堆支撑方式,并设有变摩擦减振器,可降低横向刚度,提高转向架的横向动力学性能。
Sw ing M o ti on(摆动式)转向架是美国B arber公司近年来研制成功的三大件式转向架。
该转向架在提高抗菱刚度的同时,利用客车转向架摇动台原理,降低横向刚度,最高试验运行速度达176km h,在北美国家得到了较好的应用。
由于加大了悬挂的横向柔度,故・1・试验研究铁道车辆 第41卷第11期2003年11月该转向架能有效地改善车辆横向运行平稳性和运行安全性。
但摆动式转向架受三大件式转向架结构的限制,重量大,结构复杂,磨耗件较多,且其基础制动装置仍只能采用单侧踏面制动,故在欧洲以及其他一些类似的国家受到制动距离的限制,无法满足高速货物列车的要求。
三大件式转向架和焊接构架式转向架各有利弊,各国都是根据本国的具体情况来研究货车转向架的发展模式。
为充分利用高速线路以及适应快速货物运输的需要,一些国家研制出了多种形式的高速货车转向架。
除上述的货车转向架外,还有英国的T F 25型、意大利的F iat 型、日本的R T —X 4型及前苏联的18—115型等。
这些转向架能以120km h ～160km h 的速度运行,其中法国的Y 37型转向架最高试验速度达28118km h ,创造了货车运行速度的世界纪录。
2 我国货车转向架现状我国目前正在运用的50多万辆货车中,90%以上的车辆装用转8A 型转向架,其运行速度维持在70km h ～80km h ,在一段时期内基本上满足了我国铁路货运的要求。
但随着铁路运输的发展及列车速度的提高,三大件式转向架存在的抗菱刚度低的先天性缺陷制约了该转向架运行速度的进一步提高,已难以满足运输市场的需要。
近年来,随着客运速度的提高,对提高货运速度的要求亦日益迫切。
1999年有关部门列专题再次对转8A 型转向架进行改造。
经过对多种改进方案进行比选,最后确定侧架下交叉支撑为我国转8A 型转向架的改造方案,并于2001年下半年在全国范围内推广。
为适应铁路全面提速的需要,我国于1999年研制出了最高运行速度为120km h 的构架式快速货车转向架。
该转向架采用了焊接构架、多级刚度轴箱悬挂、双斜楔摩擦减振器、球面心盘、常接触弹性旁承等技术。
试验表明,该转向架的动力学性能可以满足120km h 的运行要求。
为满足进一步提速的需要,铁道部组织相关单位于2000年开始对160km h 快速货车转向架进行专题研究,研制具有自主知识产权的高速货车转向架。
3 高速货车转向架发展模式研究3.1 构架货车转向架的基本结构形式可分为焊接构架式和铸钢三大件式。
三大件式转向架的菱形变位是影响车辆运行稳定性的主要因素,故采用三大件式的高速货车转向架应在结构上采取相应措施,增加其抗菱形变位的能力。
如Sw ing M o ti on 转向架的弹簧托板、SJ 型转向架的三角支撑架及B arber 型转向架的交叉支撑装置等都是为了实现这一目标而设置的。
焊接构架则彻底消除了菱形变位并具有重量轻的特点,从而保证了车辆良好的横向运动稳定性,且易实现盘形制动或双侧踏面制动,故高速货车转向架构架宜采用焊接构架。
3.2 轴箱定位簧下质量对车辆动力学性能有直接影响。
簧下质量越大,动力学性能越差,轮轨作用力也越大,在高速情况下更是如此。
垂向悬挂参数由于受车钩高和限界的约束,其垂向挠度也受到相应的限制。
高速货车转向架均采用了不同形式的轴箱弹性悬挂。
欧洲国家基本上采用轴箱弹性悬挂为主悬挂的模式。
为使空重车都具有良好的动力学性能,主悬挂系统都具有两级或多级非线性特性。
主悬挂系统位于中央的三大件式转向架,也在侧架与轴箱之间加装了弹性橡胶垫。
高速货车转向架应尽量减轻簧下质量,而采用轴箱弹性悬挂是减轻簧下质量的最有效措施。
3.3 中央悬挂转向架轴箱定位刚度对车辆的运行稳定性起着关键作用,故高速货车转向架轴箱定位刚度不能太小。
货车在空重车工况下载荷变化大,受限界和车钩高度的限制,货车转向架垂向总挠度及空重车状态下垂向挠度差有严格限制。
所以要改善货车转向架的垂向性能困难较大,且目前这些转向架的垂向性能均能满足使用要求。
速度提高后,对车辆的横向平稳性提出了新的要求,而影响横向平稳性最敏感的因素是转向架的二系横向刚度值。
高速货车转向架应尽量降低二系横向刚度值。
3.4 旁承由于货车结构以及制造成本的限制,在车体和构架间安装抗蛇行液压减振器是不现实的,但一般设有非接触式旁承或常接触弹性旁承。
常接触弹性旁承除能抑制车体的侧滚运动外,还能非常有效地提高车辆的运动稳定性,以取代抗蛇行减振器的作用。
但常接触弹性旁承过大的回转力矩会恶化车辆的曲线通过性能。
因此,在选择常接触弹性旁承的回转阻力矩时要同时兼顾运行稳定性和曲线通过性能。
另外,常接触弹性旁承纵向间隙会直接影响其抗蛇行性能。
高速货车对稳定性的要求相应提高,故其转向架应尽量选择无纵向间隙、回转阻力矩适宜的常接触弹性旁承,以便有效地提高车辆的运行稳定性。
・2・铁道车辆 第41卷第11期2003年11月3.5 心盘受结构和制造成本的限制,货车纵向力的传递以及支承车体垂向载荷仍采用心盘的模式。
心盘除传递纵向力和支承车体垂向载荷外,还能提供回转力矩以提高车辆的抗蛇行稳定性。
同旁承提供的回转力矩不一样,心盘提供的回转力矩随载荷的增加而加大。
然而,心盘提供的回转力矩过大同样会恶化车辆的曲线通过性能。
因此,在选择心盘的回转阻力矩时也要同时兼顾运行稳定性和曲线通过性能。
在采用常接触旁承的转向架中,应合理分配旁承和心盘上的垂向载荷,以满足空重车工况下高速运行的要求。
3.6 轴重和轮对轴重的大小和运行速度的高低对轮轨作用力有重要的影响。
运行速度越高,要求轴重越轻。
欧洲铁路对货车轴重有严格要求,120km h以下时的轴重为2215t,140km h时为20t,160km h时为18t。
在我国目前尚无高速货车标准轮对的条件下,可采用轮径为<915mm的标准客车轮对,其轴重为1615t。
3.7 制动系统制动是高速货车的关键技术之一。
由于不同国家对制动距离的要求不尽相同,所以制动方式也有较大差异。
如欧洲铁路对制动距离要求较高,其制动距离规定为900m(另有100m的安全裕量)。
大量试验表明,轴重为21t,采用双侧踏面制动,其最高允许速度为120km h。
故速度为120km h以下的转向架基本采用双侧踏面制动。
当速度提高到140km h以上时,普遍采用盘形制动的方式。
三大件式转向架受其结构特点的制约,只能采用单侧踏面制动。
计算机模拟计算和试验表明,采用单侧踏面制动,160km h初速时的制动距离不能满足我国《铁路主要技术政策》对制动距离的要求,故高速货车必须采用盘形制动。
采用盘形制动的方式,不仅能大大提高轴制动功率,而且由于制动盘与闸片间的摩擦因数比闸瓦与踏面间的摩擦因数稳定得多,故还可降低制动时的纵向冲动。
车辆速度提高后,为避免车轮踏面在制动时因制动力过大而擦伤,一般都设有防滑器。
防滑器虽不能提高粘着系数,但可提高粘着利用率,防止因制动力大于粘着力而造成的车轮踏面擦伤。
我国幅员辽阔,粘着状态复杂,故高速货车设置防滑器对保证行车安全是完全必要的。
