高速动车组转向架的发展及其动力学特性综述

铁路交通中高速转向架动力学分析研究随着高速铁路的发展，铁路交通的速度和效率越来越高。

高速列车的运行离不开转向架的支持，而转向架的动力学行为对高速列车的运行和安全具有重要影响。

因此，对铁路交通中高速转向架动力学特性的研究具有重要意义。

1. 转向架的基本结构转向架是构成铁路车辆内部部件的一个非常关键的零部件。

它通常由车轮、轴箱、弹簧、支承架和止动器等零部件组成。

转向架在直线运动时，车轮受到重力和轨道的支持，而在曲线行驶时，车轮需要在弯道上发生偏移。

轮对的偏移由转向架来控制，保证高速列车在行驶过程中平稳运行。

因此，转向架的动力学特性对高速列车的行驶和安全至关重要。

2. 转向架的动力学特性转向架的动力学特性主要包括横向摆动和纵向振荡两个方面。

（1）横向摆动：高速列车在进入曲线时，车轴会发生横向摆动。

这种摆动受到车体和转向架的约束，因此，转向架的结构和刚度特性对横向摆动的影响很大。

横向摆动会影响列车的稳定性和行驶速度，因此要求转向架具有较高的刚度和抗扭性能。

（2）纵向振荡：高速列车在运行过程中会发生纵向振动，这种振动受到车体和轮对的作用。

转向架的弹性特性会影响车轴和车体之间的振荡能量传递，因此，转向架的刚度和弹性特性对于减小纵向振动很重要。

3. 转向架的动力学分析方法转向架动力学分析是研究铁路车辆运动规律和相应的动力学特性的一种方法。

常见的方法有解析方法、数值方法和试验方法。

（1）解析方法：解析方法通过数学方程式描述转向架的运动和变形，通过解析解求得转向架的动力学特性。

解析方法适用于简单结构和较小变形情况下的转向架分析。

（2）数值方法：数值方法通过有限元分析、多体动力学模拟等方法对转向架的动力学特性进行仿真分析。

数值方法适用于更复杂的结构和大变形情况下的转向架分析。

（3）试验方法：试验方法在实际高速列车上进行，通过安装传感器并测量车辆的运动和变形数据，来分析转向架的动力学特性。

4. 转向架动力学分析的应用转向架动力学分析在高速列车设计和运行中的应用越来越广泛。

浅谈动车组转向架摘要:高速列车的牵引可以采用传统的机车牵引型式，也可采用动车组牵引型式。

动车组牵引方式分为完全分散模式和相对分散模式。

动力车下面为动力转向架，拖车下面为非动力转向架。

将牵引动力分散到各个动力车上，克服了传统机车牵引功率受限制的缺点，可以提高牵引的总功率、实现高速运行。

因此，目前世界上大部分高速列车采用动车组牵引型式。

关键词:高速列车转向架法国TGV 德国ICE 意大利ETR5001.前言20世纪50~60年代,在日本发展高速铁路的初期，人们对列车在高速运行条件下轮轨间的粘着系数的变化尚无经验，当时的认识是：粘着系数将随运行速的提高而下降。

因此在研制高速列车的牵引动力装置时，对粘着系数的取值偏低，只好增加动力轴的数量，以保证高速运行时有足够的牵引力。

2.动车组转向架分类动车组转向架分为动力转向架和非动力转向架两类，动力转向架又有单动力轴转向架和双动力轴转向架之分。

3.动力转向架与非动力转向架的结构特点动力转向架和非动力转向架，其主要部分采用基本一致的结构型式，如：（1）均为无摇枕转向架；（2）轮对为空心车轴，整体轧制车轮、磨耗型车轮踏面；（3）一系悬挂采用钢弹簧+液压式减振器+轴箱定位装置；（4）二系悬挂主要采用空气弹簧;（5）牵引装置主要采用拉杆方式。

动力转向架还要有：（1）牵引电机，安装方式采用架悬或体悬或半架半体。

其中体悬式可降低簧下质量。

（2）驱动装置（齿轮减速装置和联轴节），齿轮减速装置通过轴承安装在车轴上，牵引电机与齿轮减速装置通过联轴节传递驱动力。

4.日本动车组转向架的结构特点和主要技术参数4.1.DT202和WDT202型转向架DT200型和DT201型转向架主要用于0系和200系动车组。

DT202型和WDT202型转向架用于100系动力车和拖车。

这些转向架的主要特点是：（1）取消摇动台，利用空气弹簧的横向刚度。

（2）车体的支承方式为：车体一空气弹簧一摇枕一构架，摇枕与构架之间为旁承支重;纵向拉杆连结于车体与摇枕之间，其端部由两半球形橡胶组成。

摘要随着经济的发展和科学技术的进步，高速动车组在我国必将得到更广泛的使用。

转向架是动车组的关键部件之一，其性能好坏对动车组运行安全性具有十分重要的影响。

所以对高速动车转向架的标准的研究也是非常必要的，同时标准化是一项综合性的技术基础工作,通过标准的制定和组织实施，可以有效地保证和提高产品质量和工程质量,是组织现代化生产和进行贸易的技术准则，是科学管理的重要组成部分。

本文简要介绍了国内外包括日本新干线、E系列和欧洲TGV、ICE还有国内CRH系列等高速动车组转向架的发展概况和发展方向，并简述了高速动车组转向架的主要组成零部件的特点与要求.通过对转向架构架的国内标准(TB/T 2368-2005)、JIS标准(JIS E 4207—2002）和UIC标准（UIC 615-4—2003）的详细分析和研究，国内标准和UIC标准主要包括列车在超常载荷和模拟运营载荷下的试验方法,JIS标准则对其设计的通用条件及载荷试验方法进行了规定.最后对三个标准进行综合比较和对比研究，找出了它们之间的差异性和存在差别的原因,对TB/T 2368—2005提出改进意见.同时本文针对转向架轮对的国内外标准包括《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》（以下简称暂行规定）的轮对标准部分、UIC 510-5—2003、EN 13103—2001、EN 13104—2001和JIS E 4505-1995做了研究与分析，建议按照规定更为严格的欧洲规范进行轮对强度设计，同时应该根据实际运用经验对其进行修改完善，尽快制定出符合本国高速动车组转向架轮对强度的计算标准。

最后本文研究了弹簧悬挂装置的国内标准，并将其与其他国外标准进行分析和比较，可以得出国内空气弹簧标准应当吸取既有JIS与EN弹簧标准中合理的内容，结合中国轨道车辆运行情况和运行条件,提出修改的建议。

关键词:转向架；构架；轮对;弹簧;标准AbstractWith the development of national economy and scientific and technological progress，high—speed electric multi—units (EMU) is bound to be more widely used in China。

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。

高铁列车转向架动力学特性研究高铁列车是现代化交通工具的重要组成部分，其快速、高效的运行速度使人们更加便捷地出行。

而其中一个关键的部件——转向架，是实现高铁列车顺利转弯的关键之一。

因此，对于高铁列车转向架的动力学特性进行研究至关重要。

本文将探讨高铁列车转向架的动力学特性以及相关的研究方法和应用。

首先，我们来共同了解高铁列车转向架的基本定义。

转向架是连接高铁列车车体和轮对的关键部件，它承担着传递转矩和转向力的作用。

在高铁列车运行过程中，转向架通过运用特定的力学原理，使列车能够平稳、稳定地转弯。

因此，对转向架的动力学特性进行研究，对于确保高铁列车运行的顺利和安全至关重要。

为了对转向架的动力学特性进行研究，可以借鉴并应用一系列专门的研究方法和技术。

其中，数学建模和仿真技术是得到高铁列车转向架动力学特性的有效手段之一。

通过建立数学模型，可以准确模拟转向架在各种条件下的运动和变形情况。

而仿真技术则可以通过计算机模拟出真实场景中的各种运行情况，进一步验证数学模型的准确性和实用性。

通过分析数学模型和仿真结果，可以获得关于转向架动力学特性的重要参数，比如受力状况和振动特性等。

此外，实验研究也是高铁列车转向架动力学特性的重要研究手段之一。

通过对实际高铁列车转向架进行测试和数据采集，可以获得更加真实和准确的转向架动力学特性。

实验研究可以从多个方面着手，比如在不同的运行速度下，对转向架的受力情况进行实时监测和记录。

同时，可以利用各种传感器和测试设备对转向架进行静态荷载和动态荷载测试，以获取其承受荷载的能力。

通过比对实验数据和模型仿真结果，可以进一步验证数学模型的准确性并得到更加全面的动力学特性研究结果。

高铁列车转向架动力学特性的研究不仅对于列车运行的顺利和安全至关重要，还能够为相关领域的工程设计和技术改进提供有力的支持。

在列车设计和制造中，充分考虑转向架的动力学特性可大大提升列车的稳定性和操控性。

同时，在高铁列车运营过程中，及时了解转向架的动力学特性也有助于预防和解决潜在的故障和问题，保证列车运行的持续稳定。

交通科技与管理103技术与应用高速动车已经成为人们外出的主要交通方式，其也占据着我国铁路交通的主导地位。

高速动车组转向架作为全列动车组部件的重中之重，它不仅是保证高速动车组正常行驶的装置，也是保证高速动车组安全的核心装置，其能保证动车在运行时的稳定，保证动车组具有曲线通过能力，可以说动车组转向架的质量决定了我国高速动车组的运营质量。

因此，开发高性能转向架的技术是我国发展高速动车组技术的关键。

1　高速动车组转向架简介高速动车组转向架是决定高速动车组在高速运行时是否能同时保证安全及平稳的关键因素，科学合理的高速动车组转向架设计直接影响着车辆的舒适程度和运行安全。

承载、牵引、缓冲以及制动等都是高速动车组转向架必须具备的功能。

以拖车转向架为例，其包括以下几个组成结构：第一是构架。

转向架靠着构架来把各个零部件组成一个整体，其不仅要与转向架的结构和尺寸负荷，还要承受来自车体和轮对之间来自各个方向的负载和扭转力。

第二轮对轴箱定位装置。

它能够有效缓冲减弱轨轮之间的冲击力以及制动时产生的作用力，还可以提供引导功能，使车辆沿轨道的平移变成轮对的滚动。

第三是一系悬挂装置。

它处在构架与轮对之间，可以减小不平稳轨道对动车组的影响。

第四是二系悬挂装置。

它主要起到连接构架和车体的作用，也起到缓冲和较小构架和车体之间振动的作用。

第五是基础制动装置。

每个车的轴体上都具有三个制动盘，能让动车组按规定距离范围内制动停车。

2　转向架对于高速动车组的重要性转向架（二系悬挂装置）的存在使得高速动车组具有良好的舒适性[1]。

随着高速动车组的不断改进和完善，高速动车组转向架的结构设计相互之间也形成越来越多的相似点，它们之间最主要的设计共同点就是模块化、无摇枕、采用空气弹簧悬挂装置、有回转阻尼、加装弹性定位等。

由于随着高速动车组的行驶速度在不断地提升，即使比一般铁路小的多的不平稳路段也会对乘客的乘坐体验带来不良影响。

而转向架中使用的空气弹簧可以很好地解决了这一问题，它能有效减弱由于速度增加而带来的基础震动，很好地解决了其带来的车体损伤和环境噪声增大问题，减少了高速动车组在高速运行时脱离轨道的安全隐患。

我国高速动车组转向架技术发展与展望发布时间：2023-01-15T03:40:16.053Z 来源：《中国科技信息》2023年第17期作者：于杨于壮姜浩[导读] 动车组的转向架是保证高铁安全、稳定的重要部件。

高速铁路列车对车辆的性能提出了更高的需求。

于杨于壮姜浩中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段，266000摘要：动车组的转向架是保证高铁安全、稳定的重要部件。

高速铁路列车对车辆的性能提出了更高的需求。

与常规的转向架相比，在保证较高的动态特性和较快的速度下，列车的转向架在保证较高的功率和较高的速度下，能够有效地发挥列车的车轮和轨道的粘附力。

本文介绍了我国高铁动车组转向架的发展历程。

从自行研发、引进技术、消化吸收再创新，到逐步发展出“和谐号”、“复兴号”系列动车组，并在全国范围内推广使用最高时速350公里的动车组，同时展望了转向架技术的未来发展方向趋势，为相关业内人员提供参考。

关键词：高速动车组；转向架；发展趋势引言近几年，高速列车的迅速发展给国家的经济发展和人民的生活发展带来了巨大影响。

国内高铁列车不但在国内取得了很大的成绩，还在不断拓展海外市场。

在铁路车辆运行时，转向架可以缓解铁路不平顺对列车的影响，确保列车运行的稳定性、安全性和曲线通行性能。

所以，研制高性能的转向架成为我国高铁技术发展的重点。

随着交通强国、碳达峰、碳中和等国家“一带一路”等国家政策的出台，中国高铁列车的高端制造技术得以迅速发展。

“十四五”到2035年之间，面向全球技术的发展，我国高铁将在“装备一代”与“研制一代”的基础上，进行“预研一代”、“探索一代”技术的研发。

1.动车组转向架概述“十三五”为使高铁列车能够“走出国门”，并在“一带一路”沿线有关的国家推广使用，开发了一种可变轨式的变轨式转向装置；为了在“十四五”时期保持高铁技术的领头羊位置，我国将不断深化对轮轨技术的研究，使其达到400公里/小时、600公里/小时的探索速度；在今后的发展中，高速列车将会更加安全、更加智能、更加环保、更加节能、更加经济、更加舒适、更加友好、更有时代特色，开辟高速列车的新时代。