《軌道車輛走行部技術(shù)》教學(xué)課件PPT

《軌道車輛走行部技術(shù)》教學(xué)課件PPT,軌道車輛走行部技術(shù),軌道,車輛,走行部,技術(shù),教學(xué),課件,PPT 第七章轉(zhuǎn)向架發(fā)展一徑向轉(zhuǎn)向架車輛動力學(xué)性能主要取決于轉(zhuǎn)向架的懸掛參數(shù),其主要包括曲線通過性能和直線上的橫向穩(wěn)定性,但二者對轉(zhuǎn)向架懸掛參數(shù)的要求通常是相互矛盾的。增加軸箱的水平定位剛度可提高轉(zhuǎn)向架的橫向穩(wěn)定性,但其曲線通過性能將隨之下降;轉(zhuǎn)向架曲線通過性能隨車輪踏面等效錐度增加而提高,但其橫向穩(wěn)定性將隨之而下降。解決轉(zhuǎn)向架曲線通過性能和橫向穩(wěn)定性之間的矛盾一直是車輛動力學(xué)長期研究的課題,采用常規(guī)車輛轉(zhuǎn)向架解決這對互為約制的矛盾是無能為力的。單一輪對:由于無約束,在曲線上可自動處于徑向位置,曲線通過性能良好蛇行運(yùn)動不收斂轉(zhuǎn)向架:曲線通過性能較輪對差,但在一定速度下蛇行運(yùn)動收斂目標(biāo):轉(zhuǎn)向架輪對處于徑向位置,-徑向轉(zhuǎn)向架根據(jù)車輛的要求，采用新結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)兩者的矛盾徑向轉(zhuǎn)向架徑向轉(zhuǎn)向架：在小曲線上，能使輪對軸線處于徑向位置的轉(zhuǎn)向架Wickens:對于任何對稱兩軸車輛，要具有良好曲線通過性能，要求輪對間的彎曲剛度為零，導(dǎo)致車輛蛇行失穩(wěn)臨界速度為零-本質(zhì),兩個輪對相聯(lián)轉(zhuǎn)向架彈性約束的等效等效剪切剛度等效剪切剛度:前輪對橫向位移前輪對橫向位移,后輪對彈性復(fù)原力后輪對彈性復(fù)原力,該單位位移產(chǎn)生的力該單位位移產(chǎn)生的力.等效彎曲剛度等效彎曲剛度:等效剪切剛度等效彎曲剛度最大等效剪切剛度徑向轉(zhuǎn)向架分類（1 1）自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架）自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架內(nèi)前后兩輪對通過導(dǎo)向桿、剛性或彈性相互連接，轉(zhuǎn)向架內(nèi)前后兩輪對通過導(dǎo)向桿、剛性或彈性相互連接，相互作用。利用輪軌間的縱向蠕滑力，使前后兩輪對接近相互作用。利用輪軌間的縱向蠕滑力，使前后兩輪對接近占徑向位置，利于曲線通過。占徑向位置，利于曲線通過。（2 2）迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架）迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架利用車輛通過曲線時轉(zhuǎn)向架與車體間的相對轉(zhuǎn)角，通過利用車輛通過曲線時轉(zhuǎn)向架與車體間的相對轉(zhuǎn)角，通過杠桿系統(tǒng)的作用，迫使輪對占徑向位置。杠桿系統(tǒng)的作用，迫使輪對占徑向位置。迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架在轉(zhuǎn)向架與車體之間增加了杠桿系統(tǒng)迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架在轉(zhuǎn)向架與車體之間增加了杠桿系統(tǒng)的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，給換修轉(zhuǎn)向架增加了麻煩。自導(dǎo)向的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，給換修轉(zhuǎn)向架增加了麻煩。自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架所增添的機(jī)構(gòu)全在轉(zhuǎn)向架上，結(jié)構(gòu)相對簡單，徑向轉(zhuǎn)向架所增添的機(jī)構(gòu)全在轉(zhuǎn)向架上，結(jié)構(gòu)相對簡單，發(fā)展較快，各國采用較多。發(fā)展較快，各國采用較多。輪對能夠自導(dǎo)向，即輪對能自己變到徑向位置，是因?yàn)檩唽δ軌蜃詫?dǎo)向，即輪對能自己變到徑向位置，是因?yàn)檩嗆壷g的蠕滑力作用使它占徑向位置。輪軌之間的蠕滑力作用使它占徑向位置。對徑向轉(zhuǎn)向架，為了獲得良好的曲線通過性能，對徑向轉(zhuǎn)向架，為了獲得良好的曲線通過性能，力求減小輪對縱向定位剛度，但降低了臨界速度，力求減小輪對縱向定位剛度，但降低了臨界速度，增加剪切剛度增加剪切剛度徑向轉(zhuǎn)向架典型結(jié)構(gòu)徑向轉(zhuǎn)向架典型結(jié)構(gòu)Scheffel自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架 南非工程師南非工程師Herbert Scheffel 設(shè)計(jì)，為米軌轉(zhuǎn)向架。設(shè)計(jì)，為米軌轉(zhuǎn)向架。Dresser Dr-1 型自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架型自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架 美國鐵路工程師協(xié)會美國鐵路工程師協(xié)會List 設(shè)計(jì)，為三大件轉(zhuǎn)向架。設(shè)計(jì)，為三大件轉(zhuǎn)向架。Devine-Scales 迫導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架迫導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架 英國人英國人Scales 設(shè)計(jì)，美國設(shè)計(jì)，美國Devine公司制造，為構(gòu)架公司制造，為構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架。式轉(zhuǎn)向架。機(jī)車車輛系門前西南交通大學(xué)西南交通大學(xué)1988年研制成功貨車年研制成功貨車迫導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架迫導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架德國德國E120E120型電力機(jī)車的試驗(yàn)型轉(zhuǎn)向架型電力機(jī)車的試驗(yàn)型轉(zhuǎn)向架為了減小機(jī)車通過曲線時的輪軌橫向力及輪軌磨為了減小機(jī)車通過曲線時的輪軌橫向力及輪軌磨耗，并提高曲線運(yùn)行時的粘著牽引力，聯(lián)邦德國從耗，并提高曲線運(yùn)行時的粘著牽引力，聯(lián)邦德國從8080年代未起開始了機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的理論及試驗(yàn)研年代未起開始了機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的理論及試驗(yàn)研究，利用一臺究，利用一臺E120E120型電力機(jī)車進(jìn)行徑向轉(zhuǎn)向架的試型電力機(jī)車進(jìn)行徑向轉(zhuǎn)向架的試驗(yàn)研究，如圖驗(yàn)研究，如圖3 3所示。所示。（a a）輪對相互獨(dú)立的自導(dǎo)向）輪對相互獨(dú)立的自導(dǎo)向（b b）輪對相互耦合）輪對相互耦合的自導(dǎo)向的自導(dǎo)向（c c）輪對徑向調(diào)節(jié)時前后輪對耦合情況）輪對徑向調(diào)節(jié)時前后輪對耦合情況圖圖5DF8B5DF8B型機(jī)車三軸徑向轉(zhuǎn)向架總圖型機(jī)車三軸徑向轉(zhuǎn)向架總圖11構(gòu)架；構(gòu)架；22軸箱；軸箱；33輪對；輪對；44旁承；旁承；55牽引桿裝置；牽引桿裝置；66基礎(chǔ)制動裝置；基礎(chǔ)制動裝置；77砂箱；砂箱；88電機(jī)懸掛裝置；電機(jī)懸掛裝置；99手制動裝置；手制動裝置；1010徑向機(jī)構(gòu)。徑向機(jī)構(gòu)。圖圖6DF8B6DF8B型機(jī)車三軸徑向轉(zhuǎn)向架徑向調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)型機(jī)車三軸徑向轉(zhuǎn)向架徑向調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)11導(dǎo)向梁；導(dǎo)向梁；22扭筒；扭筒；33支承關(guān)節(jié)；支承關(guān)節(jié)；44轉(zhuǎn)臂；轉(zhuǎn)臂；55中間連桿；中間連桿；66拉桿座。拉桿座。二變軌距轉(zhuǎn)向架1解決軌距差異的措施及其特點(diǎn)目前目前,全球鐵路大部分鐵路為準(zhǔn)軌全球鐵路大部分鐵路為準(zhǔn)軌,即軌距為即軌距為14351435mm,mm,但同時還并存為數(shù)不少的寬軌和窄軌但同時還并存為數(shù)不少的寬軌和窄軌,如寬如寬軌有軌有1520mm1520mm、1600mm1600mm、1668mm1668mm等等,窄軌有窄軌有760mm760mm、914mm914mm、1000mm1000mm、1067mm1067mm等。要等。要發(fā)展國際鐵路聯(lián)運(yùn)發(fā)展國際鐵路聯(lián)運(yùn),就必須解決各國之間軌距差異就必須解決各國之間軌距差異的難題的難題,目前目前,解決此問題主要有以下幾種方法。解決此問題主要有以下幾種方法。1 1.1 1改變線路軌距改變線路軌距改變線路軌距改變線路軌距1 1.2 2轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)1 1.3 3交換走行部交換走行部交換走行部交換走行部1 1.5 5采用變軌距輪對采用變軌距輪對采用變軌距輪對采用變軌距輪對1 1.1 1改變線路軌距改變線路軌距改變線路軌距改變線路軌距改變線路軌距是解決軌距差異最有效的方法之一。而且從改變線路軌距是解決軌距差異最有效的方法之一。而且從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看,最根本的解決辦法就是把各種軌距統(tǒng)一最根本的解決辦法就是把各種軌距統(tǒng)一改為國際標(biāo)準(zhǔn)軌距。但這種方法投資大、周期長改為國際標(biāo)準(zhǔn)軌距。但這種方法投資大、周期長,短期內(nèi)短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。僅就線路而言難以實(shí)現(xiàn)。僅就線路而言,調(diào)整調(diào)整22根鋼軌之間的距離所需根鋼軌之間的距離所需技術(shù)并不復(fù)雜技術(shù)并不復(fù)雜,但進(jìn)行軌道的重新鋪設(shè)但進(jìn)行軌道的重新鋪設(shè),還涉及到鐵路建筑還涉及到鐵路建筑限界、橋梁及隧道的改建及大量客貨車轉(zhuǎn)向架的改造限界、橋梁及隧道的改建及大量客貨車轉(zhuǎn)向架的改造,極極大地增加了所需資金和時間大地增加了所需資金和時間,實(shí)施起來難度較大。實(shí)施起來難度較大。1 1.2 2轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)是指在同一車站將貨物從一種軌距的車上轉(zhuǎn)運(yùn)到另一轉(zhuǎn)運(yùn)是指在同一車站將貨物從一種軌距的車上轉(zhuǎn)運(yùn)到另一種軌距的車上種軌距的車上,乘客換乘到另一種軌距的客車上。從技術(shù)乘客換乘到另一種軌距的客車上。從技術(shù)角度來看角度來看,這是最簡單的解決方法這是最簡單的解決方法,但這種方法十分耗時但這種方法十分耗時,且增加了運(yùn)輸成本且增加了運(yùn)輸成本,特別是運(yùn)輸某些易碎品、危險(xiǎn)品等特特別是運(yùn)輸某些易碎品、危險(xiǎn)品等特殊貨物時殊貨物時,故此方法不可取。故此方法不可取。1 1.3 3交換走行部交換走行部交換走行部交換走行部相對來說相對來說,這種方法較前這種方法較前22種有所改進(jìn)種有所改進(jìn),但仍然會但仍然會浪費(fèi)很多時間浪費(fèi)很多時間,而且要求車站有足夠的交換輪對或而且要求車站有足夠的交換輪對或轉(zhuǎn)向架所用的設(shè)施轉(zhuǎn)向架所用的設(shè)施,同時必須確保有足夠的相應(yīng)軌同時必須確保有足夠的相應(yīng)軌距的轉(zhuǎn)向架。距的轉(zhuǎn)向架。1 1.5 5采用變軌距輪對采用變軌距輪對采用變軌距輪對采用變軌距輪對變軌距輪對是指輪對的內(nèi)側(cè)距離可以軸向調(diào)整變軌距輪對是指輪對的內(nèi)側(cè)距離可以軸向調(diào)整,以以達(dá)到改變軌距的目的。此方法既省時又便利達(dá)到改變軌距的目的。此方法既省時又便利,它可它可以使旅客無需換乘以使旅客無需換乘,貨物無需換裝。同時可使軌距貨物無需換裝。同時可使軌距變換站的基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用減少到最低。在運(yùn)輸危險(xiǎn)變換站的基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用減少到最低。在運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物、換裝易腐壞貨物、易污染環(huán)境的貨物、加貨物、換裝易腐壞貨物、易污染環(huán)境的貨物、加固費(fèi)用較高和需要防護(hù)的貨物時固費(fèi)用較高和需要防護(hù)的貨物時,采用這一技術(shù)更采用這一技術(shù)更能顯示其優(yōu)越性能顯示其優(yōu)越性,但它也是技術(shù)要求較高的方法。但它也是技術(shù)要求較高的方法。西班牙鐵路為了解決其與鄰國的貨物聯(lián)運(yùn)問題西班牙鐵路為了解決其與鄰國的貨物聯(lián)運(yùn)問題,運(yùn)運(yùn)用用TalgoTalgo型轉(zhuǎn)向架的自動變軌距原理型轉(zhuǎn)向架的自動變軌距原理,也開發(fā)出了也開發(fā)出了應(yīng)用于貨車的變軌距輪對。應(yīng)用于貨車的變軌距輪對。日本鐵路技術(shù)研究所(RTRI)研制了一列三節(jié)車的樣車,它適合在標(biāo)準(zhǔn)軌距(1435mm)的高速線和窄軌線(1067mm軌距)上運(yùn)行。RTRI新開發(fā)的列車,在通過所謂“變軌距段”時,能自動改變各軸輪對間的距離。由于樣車每一節(jié)都有獨(dú)立的電源,每節(jié)車能利用各自的電源,輕易地從一種軌道過渡到另一種軌道。變軌距系統(tǒng)的工作原理:不同軌距鐵路之間有22m長的變軌距段,這里有一條平行于軌道的滾筒傳送式的支持軌,它保持與兩邊軌道在同一高度,而與窄軌相連的軌道過渡段逐漸向下傾斜,直至其端部低于入口處55mm,與標(biāo)準(zhǔn)軌相連的過渡段同樣呈斜坡式下傾。在變軌距段的中部有5m長的間斷,車輪改變軌距就在此間斷處進(jìn)行。在既有線上進(jìn)行提速三、擺式列車三、擺式列車 RVF擺式列車工作原理1 1、曲線限速及提速措施、曲線限速及提速措施常規(guī)列車在曲線上的最大速度常規(guī)列車在曲線上的最大速度擺式列車在曲線上的最大速度擺式列車在曲線上的最大速度車體傾擺角與當(dāng)量超高車體傾擺角與當(dāng)量超高車體傾擺角車體傾擺角車體傾擺角車體傾擺角 0 0 0 01 12 23 34 45 56 66.56.57 78 8當(dāng)量超高當(dāng)量超高當(dāng)量超高當(dāng)量超高h(yuǎn) h h ht t t t mmmmmmmm262652527878 104104131131157157171171184184211211擺式列車在曲線上的最大速度限為：擺式列車在曲線上的最大速度限為：取取h=125mmh=125mm，h hd d=110mm=110mm曲線限速曲線限速 采用擺式列車可提高曲線限速采用擺式列車可提高曲線限速30-40%,30-40%,提高旅行速度提高旅行速度15-20%15-20%。曲線半徑曲線半徑 mmR250R250R300R300R350R350R400R400R500R500R600R600R100R1000 0R150R1500 0常規(guī)列車常規(guī)列車7171777783838989100100109109141141172172擺式擺式 列車列車3 30 08181898996961031031151151261261621621991996.56.50 093931011011101101171171311311431431851852262262、傾擺機(jī)構(gòu)的類型壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)液壓傾擺機(jī)構(gòu)機(jī)電傾擺機(jī)構(gòu)2.1 壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)有壓縮空氣泵站有壓縮空氣泵站有壓縮空氣泵站有壓縮空氣泵站（或列車壓縮空氣（或列車壓縮空氣（或列車壓縮空氣（或列車壓縮空氣總管）總管）總管）總管）蓄能器蓄能器蓄能器蓄能器控制閥控制閥控制閥控制閥汽缸汽缸汽缸汽缸氣壓管路等組成。氣壓管路等組成。氣壓管路等組成。氣壓管路等組成。壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：壓縮空氣來自于列車總管，能源提壓縮空氣來自于列車總管，能源提壓縮空氣來自于列車總管，能源提壓縮空氣來自于列車總管，能源提 供簡單；供簡單；供簡單；供簡單；沒有環(huán)境污染；沒有環(huán)境污染；沒有環(huán)境污染；沒有環(huán)境污染；能耗較低。能耗較低。能耗較低。能耗較低。缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：壓縮空氣具有可壓縮性，故傾擺控壓縮空氣具有可壓縮性，故傾擺控壓縮空氣具有可壓縮性，故傾擺控壓縮空氣具有可壓縮性，故傾擺控 制精度不易保證；制精度不易保證；制精度不易保證；制精度不易保證；傾擺系統(tǒng)響應(yīng)慢，頻響差；傾擺系統(tǒng)響應(yīng)慢，頻響差；傾擺系統(tǒng)響應(yīng)慢，頻響差；傾擺系統(tǒng)響應(yīng)慢，頻響差；壓力低，作動器直徑尺寸較大；壓力低，作動器直徑尺寸較大；壓力低，作動器直徑尺寸較大；壓力低，作動器直徑尺寸較大；系統(tǒng)（壓縮泵、汽缸、蓄能器等）系統(tǒng)（壓縮泵、汽缸、蓄能器等）系統(tǒng)（壓縮泵、汽缸、蓄能器等）系統(tǒng)（壓縮泵、汽缸、蓄能器等）體積大。體積大。體積大。體積大。壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)的應(yīng)用壓縮空氣傾擺機(jī)構(gòu)的應(yīng)用滾子式傾擺系統(tǒng)為381系EMU擺式列車采用空氣彈簧式傾擺系統(tǒng)為300X試驗(yàn)列車采用西班牙的Talgo也用空氣彈簧形式。2.2液壓傾擺機(jī)構(gòu)液壓泵液壓泵冷卻器冷卻器蓄能器蓄能器比例分配閥比例分配閥電液伺服控制閥電液伺服控制閥作動器作動器管路等管路等作動器液壓傾擺機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：作動器推力大，速度高；作動器推力大，速度高；較較高高的的動動態(tài)態(tài)特特性性，頻頻響響快快，控控制制 精度高；精度高；技術(shù)比較成熟。技術(shù)比較成熟。缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，制造成本高；系統(tǒng)復(fù)雜，制造成本高；能源消耗大；能源消耗大；油液易滲漏，對環(huán)境有一定污染；油液易滲漏，對環(huán)境有一定污染；系統(tǒng)（油壓泵、冷卻器、蓄能器、系統(tǒng)（油壓泵、冷卻器、蓄能器、作動器等）體積大，重量重。作動器等）體積大，重量重。液壓傾擺機(jī)構(gòu)的應(yīng)用瑞典的X2000意大利的ETR450、460、470德國VT610德國VT612芬蘭Sm200等2.3機(jī)電傾擺機(jī)構(gòu)交流變頻調(diào)速的電機(jī)作動器交流變頻調(diào)速的電機(jī)作動器變頻器變頻器控制器控制器作動器機(jī)電傾擺機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)工作效率提高雙向推力，效率高頻響特性高不會有液壓彈性效應(yīng)動力源方便而且節(jié)能電系統(tǒng)輕巧體積小，結(jié)構(gòu)簡單環(huán)境污染小不會有泄露等問題國產(chǎn)化易于實(shí)現(xiàn)小功率變流2.4西班牙的Talgo被動擺2.5意大利ETR450意大利ETR460ETR460瑞士ICN3.5德國ICT3.6德國ICT-VT605SIEMENS3.8日本的擺式列車滾子式傾擺機(jī)構(gòu)3.9瑞典的X2000我國擺式列車轉(zhuǎn)向架自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架研制動力性能良好的高速客車轉(zhuǎn)向架是高速研制動力性能良好的高速客車轉(zhuǎn)向架是高速研制動力性能良好的高速客車轉(zhuǎn)向架是高速研制動力性能良好的高速客車轉(zhuǎn)向架是高速行車的關(guān)鍵行車的關(guān)鍵行車的關(guān)鍵行車的關(guān)鍵,提高列車運(yùn)行速度的過程提高列車運(yùn)行速度的過程提高列車運(yùn)行速度的過程提高列車運(yùn)行速度的過程實(shí)際上是提高轉(zhuǎn)向架性能的過程。實(shí)際上是提高轉(zhuǎn)向架性能的過程。實(shí)際上是提高轉(zhuǎn)向架性能的過程。實(shí)際上是提高轉(zhuǎn)向架性能的過程。自自自自上上上上世世世世紀(jì)紀(jì)紀(jì)紀(jì)80808080年年年年代代代代來來來來，世世世世界界界界鐵鐵鐵鐵路路路路進(jìn)進(jìn)進(jìn)進(jìn)入入入入了了了了高高高高速速速速化化化化的的的的新新新新時時時時期期期期，高高高高速速速速列列列列車車車車運(yùn)運(yùn)運(yùn)運(yùn)行行行行最最最最高高高高速速速速度度度度提高到了提高到了提高到了提高到了250250250250330km/h330km/h330km/h330km/h。但但但但目目目目前前前前只只只只有有有有少少少少數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)國國國國家家家家的的的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向向向架架架架達(dá)達(dá)達(dá)達(dá)到到到到或或或或超超超超過過過過250km/h250km/h250km/h250km/h4、高速列車轉(zhuǎn)向架發(fā)展動向、高速列車轉(zhuǎn)向架發(fā)展動向 高速轉(zhuǎn)向架動態(tài)環(huán)境高速轉(zhuǎn)向架動態(tài)環(huán)境高速轉(zhuǎn)向架動態(tài)環(huán)境高速轉(zhuǎn)向架動態(tài)環(huán)境當(dāng)列車速度提高到當(dāng)列車速度提高到當(dāng)列車速度提高到當(dāng)列車速度提高到200km/h200km/h以上時，轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的以上時，轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的以上時，轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的以上時，轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的動態(tài)環(huán)境急劇惡化，振動加劇，脫軌傾覆危險(xiǎn)性增動態(tài)環(huán)境急劇惡化，振動加劇，脫軌傾覆危險(xiǎn)性增動態(tài)環(huán)境急劇惡化，振動加劇，脫軌傾覆危險(xiǎn)性增動態(tài)環(huán)境急劇惡化，振動加劇，脫軌傾覆危險(xiǎn)性增大大大大.常規(guī)轉(zhuǎn)向架已不能適應(yīng)，應(yīng)研制新型高速轉(zhuǎn)向架。常規(guī)轉(zhuǎn)向架已不能適應(yīng)，應(yīng)研制新型高速轉(zhuǎn)向架。常規(guī)轉(zhuǎn)向架已不能適應(yīng)，應(yīng)研制新型高速轉(zhuǎn)向架。常規(guī)轉(zhuǎn)向架已不能適應(yīng)，應(yīng)研制新型高速轉(zhuǎn)向架。高速運(yùn)行下的動態(tài)環(huán)境有下列特點(diǎn)：高速運(yùn)行下的動態(tài)環(huán)境有下列特點(diǎn)：高速運(yùn)行下的動態(tài)環(huán)境有下列特點(diǎn)：高速運(yùn)行下的動態(tài)環(huán)境有下列特點(diǎn)：（1 1 1 1）垂向動力作用加重）垂向動力作用加重）垂向動力作用加重）垂向動力作用加重（2 2 2 2）橫向運(yùn)動失穩(wěn)可能性提高）橫向運(yùn)動失穩(wěn)可能性提高）橫向運(yùn)動失穩(wěn)可能性提高）橫向運(yùn)動失穩(wěn)可能性提高（3 3 3 3）曲線通過條件惡化）曲線通過條件惡化）曲線通過條件惡化）曲線通過條件惡化（4 4 4 4）軌道不平順激勵的影響更大）軌道不平順激勵的影響更大）軌道不平順激勵的影響更大）軌道不平順激勵的影響更大（5 5 5 5）噪聲問題更加突出）噪聲問題更加突出）噪聲問題更加突出）噪聲問題更加突出高速轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)原則高速轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)原則（1 1）降低軸重，減小簧下質(zhì)量）降低軸重，減小簧下質(zhì)量可降低輪軌動力作用，對車輛和軌道兩方面都好?？山档洼嗆墑恿ψ饔?，對車輛和軌道兩方面都好。實(shí)現(xiàn)輕量化，如車體、轉(zhuǎn)向架、車內(nèi)設(shè)備等，都應(yīng)從實(shí)現(xiàn)輕量化，如車體、轉(zhuǎn)向架、車內(nèi)設(shè)備等，都應(yīng)從材料選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面考慮。材料選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面考慮。日日本本新新干干線線在在研研究究引引起起軌軌道道下下沉沉的的影影響響因因素素時時，提出以下公式：提出以下公式：式中，式中，P P為軸重，為軸重，M M為簧下質(zhì)量，為簧下質(zhì)量，V V為最高運(yùn)行速度。為最高運(yùn)行速度。（2 2）提高蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性）提高蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性a.a.減小踏面等效錐度減小踏面等效錐度減小踏面錐度，可提高蛇行臨界速度。但過低的踏面減小踏面錐度，可提高蛇行臨界速度。但過低的踏面錐度，可能會出現(xiàn)低錐度失穩(wěn)，反而使臨界速度降低。錐度，可能會出現(xiàn)低錐度失穩(wěn)，反而使臨界速度降低。另外，要維持小的踏面錐度在實(shí)際運(yùn)行中不易達(dá)到，另外，要維持小的踏面錐度在實(shí)際運(yùn)行中不易達(dá)到，如新干線要維持如新干線要維持1/401/40錐度，往往走行幾萬公里即要旋錐度，往往走行幾萬公里即要旋修。修。所以，新車設(shè)計(jì)時，蛇行穩(wěn)定性的校核應(yīng)按錐度上升所以，新車設(shè)計(jì)時，蛇行穩(wěn)定性的校核應(yīng)按錐度上升到到0.10.1 0.150.15來進(jìn)行校核，應(yīng)使臨界速度比最高運(yùn)行速來進(jìn)行校核，應(yīng)使臨界速度比最高運(yùn)行速度高度高20%20%以上。以上。（3 3）實(shí)現(xiàn)二系大柔度懸掛，以保證運(yùn)行平穩(wěn)）實(shí)現(xiàn)二系大柔度懸掛，以保證運(yùn)行平穩(wěn)性性為了實(shí)現(xiàn)二系垂向和水平方向的大柔度、可為了實(shí)現(xiàn)二系垂向和水平方向的大柔度、可以采用高圓簧和空氣簧。以采用高圓簧和空氣簧。高圓簧占空間大，橫向剛度往往達(dá)不到要求，高圓簧占空間大，橫向剛度往往達(dá)不到要求，需要加設(shè)搖動臺。需要加設(shè)搖動臺。采用空氣簧采用空氣簧，可以省略搖枕、搖動臺和旁承，可以省略搖枕、搖動臺和旁承，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“三無三無”結(jié)構(gòu)。對于簡化結(jié)構(gòu)、減輕自重結(jié)構(gòu)。對于簡化結(jié)構(gòu)、減輕自重極為有利，是高速轉(zhuǎn)向架的發(fā)展方向。極為有利，是高速轉(zhuǎn)向架的發(fā)展方向。（4 4）保證足夠的曲線通過能力）保證足夠的曲線通過能力新建客運(yùn)專線，多從線路條件加以保證，將最小曲新建客運(yùn)專線，多從線路條件加以保證，將最小曲線半徑限定為幾千米，甚至上萬米。這時，轉(zhuǎn)向架的線半徑限定為幾千米，甚至上萬米。這時，轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)主要考慮穩(wěn)定性問題。設(shè)計(jì)主要考慮穩(wěn)定性問題。等級低的線路或既有線上，可采用擺式車體和徑向等級低的線路或既有線上，可采用擺式車體和徑向轉(zhuǎn)向架，提高曲線通過性能。轉(zhuǎn)向架，提高曲線通過性能。合理選擇轉(zhuǎn)向架參數(shù)如一系縱橫向定位剛度、車輪合理選擇轉(zhuǎn)向架參數(shù)如一系縱橫向定位剛度、車輪踏面錐度踏面錐度。采用轉(zhuǎn)臂式定位和橡膠定位套，較容易調(diào)整采用轉(zhuǎn)臂式定位和橡膠定位套，較容易調(diào)整縱橫向縱橫向定位剛度。定位剛度。（5 5）減小磨耗、延長壽命、便于維修）減小磨耗、延長壽命、便于維修考慮高速下激振頻率提高、動載荷增大所引起的?？紤]高速下激振頻率提高、動載荷增大所引起的疲勞損傷。勞損傷。優(yōu)化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，在保證疲勞強(qiáng)度的前提下，轉(zhuǎn)向優(yōu)化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，在保證疲勞強(qiáng)度的前提下，轉(zhuǎn)向架的剛度不能太大，應(yīng)有一定的柔性，可減小動力作架的剛度不能太大，應(yīng)有一定的柔性，可減小動力作用。用。采用無摩擦運(yùn)動副，是減小磨耗和維修的有效措施采用無摩擦運(yùn)動副，是減小磨耗和維修的有效措施。高速軸承宜采用整體塑鋼保持架，迷宮式全密封圓高速軸承宜采用整體塑鋼保持架，迷宮式全密封圓錐滾子軸承，比圓柱滾子軸承軸向游間小、曲線阻力錐滾子軸承，比圓柱滾子軸承軸向游間小、曲線阻力小、磨耗小、軸溫低，更適用于高速。小、磨耗小、軸溫低，更適用于高速。(6)(6)主動控制主動控制主動控制主動控制輪對主動導(dǎo)向輪對主動導(dǎo)向輪對主動導(dǎo)向輪對主動導(dǎo)向新型空氣彈簧系統(tǒng)在有源懸掛中的應(yīng)用新型空氣彈簧系統(tǒng)在有源懸掛中的應(yīng)用新型空氣彈簧系統(tǒng)在有源懸掛中的應(yīng)用新型空氣彈簧系統(tǒng)在有源懸掛中的應(yīng)用 在在在在曲曲曲曲線線線線順順順順坡坡坡坡率率率率較較較較大大大大時時時時，空空空空氣氣氣氣簧簧簧簧內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)壓壓壓壓不不不不均均均均，導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo)致致致致較較較較大大大大的的的的輪輪輪輪重重重重增增增增減減減減載載載載。合合合合理理理理地地地地控控控控制制制制空空空空氣氣氣氣簧簧簧簧的的的的沖沖沖沖排排排排氣氣氣氣，使使使使壓壓壓壓差差差差減至最小。減至最小。減至最小。減至最小。同時，通過曲線時，可控制車體的傾擺。同時，通過曲線時，可控制車體的傾擺。同時，通過曲線時，可控制車體的傾擺。同時，通過曲線時，可控制車體的傾擺。主動導(dǎo)向獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)彎半徑33m主動、半主動懸掛主動、半主動懸掛主動、半主動懸掛主動、半主動懸掛 隨隨隨隨著著著著高高高高速速速速車車車車輛輛輛輛的的的的不不不不斷斷斷斷輕輕輕輕量量量量化化化化和和和和運(yùn)運(yùn)運(yùn)運(yùn)行行行行速速速速度度度度的的的的不不不不斷斷斷斷提提提提高高高高，輕輕輕輕型型型型車車車車輛輛輛輛高高高高速速速速運(yùn)運(yùn)運(yùn)運(yùn)行行行行時時時時乘乘乘乘坐坐坐坐舒舒舒舒適適適適性性性性下下下下降降降降的的的的現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)象象象象越越越越來來來來越越越越明明明明顯顯顯顯，以以以以日日日日本本本本300300300300系系系系為為為為例例例例，270km/h270km/h270km/h270km/h比比比比220km/h220km/h220km/h220km/h的的的的乘乘乘乘坐坐坐坐舒適性有舒適性有舒適性有舒適性有較較較較大的差大的差大的差大的差別別別別，下降，下降，下降，下降趨勢較趨勢較趨勢較趨勢較明明明明顯顯顯顯。為為為為了了了了提提提提高高高高乘乘乘乘坐坐坐坐舒舒舒舒適適適適性性性性，500500500500系系系系在在在在一一一一等等等等車車車車和和和和有有有有受受受受電電電電弓弓弓弓車車車車安安安安裝裝裝裝了了了了半半半半主主主主動動動動懸懸懸懸掛掛掛掛，對對對對不不不不能能能能使使使使用用用用車車車車端端端端減減減減振振振振器器器器的的的的頭頭頭頭尾尾尾尾車車車車輛輛輛輛安裝了主安裝了主安裝了主安裝了主動懸動懸動懸動懸掛。掛。掛。掛。另另另另外外外外，700700700700系系系系也也也也采采采采用用用用了了了了半半半半主主主主動動動動懸懸懸懸掛掛掛掛。德德德德國國國國SGP400SGP400SGP400SGP400也也也也在在在在二系橫向、二系橫向、二系橫向、二系橫向、縱縱縱縱向安裝了主向安裝了主向安裝了主向安裝了主動動動動控制裝置?？刂蒲b置?？刂蒲b置?？刂蒲b置。(7)(7)車間連接車間連接車間連接車間連接 在在在在車車車車間間間間安安安安裝裝裝裝縱縱縱縱向向向向、橫橫橫橫向向向向和和和和垂垂垂垂向向向向減減減減振振振振器器器器，這這這這樣樣樣樣可可可可減減減減小小小小車車車車體的體的體的體的搖頭搖頭搖頭搖頭、側(cè)滾側(cè)滾側(cè)滾側(cè)滾和垂向運(yùn)和垂向運(yùn)和垂向運(yùn)和垂向運(yùn)動動動動，改善，改善，改善，改善動動動動力學(xué)力學(xué)力學(xué)力學(xué)性能。性能。性能。性能。法法法法國國國國TGVTGVTGVTGV在在在在車車車車間間間間縱縱縱縱向向向向安安安安裝裝裝裝四四四四個個個個縱縱縱縱向向向向減減減減振振振振器器器器、橫橫橫橫向向向向安裝一個橫向減振器。安裝一個橫向減振器。安裝一個橫向減振器。安裝一個橫向減振器。日日日日本本本本700700700700系系系系在在在在車車車車間間間間縱縱縱縱向向向向安安安安裝裝裝裝兩兩兩兩個個個個縱縱縱縱向向向向減減減減振振振振器器器器、橫橫橫橫向安裝一個橫向減振器。向安裝一個橫向減振器。向安裝一個橫向減振器。向安裝一個橫向減振器。