轨道交通车辆转向架用空气弹簧
城市轨道交通车辆技术《转向架二系空气弹簧装置》

图4—1〔a〕 广州地铁一号线车辆转向架结构
1构架;2轴箱拉杆;3抗侧滚扭力杆; 4二系悬挂空气弹簧;5液压减振器 ;6一系悬挂人字弹簧;7轮对;8 牵引电机;9踏面单元制动器;10 高度调整阀
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二系空气弹簧装置
• 空气弹簧的组成结构 • 空气弹簧悬挂系统如图4—
18所示,主要由空气弹簧 、附加空气室、高度控制 阀、差压阀及滤尘器等组 成。空气弹簧所需的压力 空气,由列车制动主管1经 T形支管接头2、截断塞门3 、滤尘止回阀4进入空气弹 簧储风缸5,再经纵贯车底 的空气弹簧主管向两端转 向架供气。转向架上的空 气弹簧管路与其主要连接 软管6接通,压力空气经高 度控制阀7进入附加空气室 10和空气弹簧8。
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二系空气弹簧装置
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内容总结
转向架空气弹簧装置。空气弹簧悬挂系统如图4—18所示,主要由空气弹簧、附加空气室 、高度控制阀、差压阀及滤尘器等组成。空气弹簧所需的压力空气,由列车制动主管1经T形 支管接头2、截断塞门3、滤尘止回阀4进入空气弹簧储风缸5,再经纵贯车底的空气弹簧主管 向两端转向架供气。转向架上的空气弹簧管路与其主要连接软管6接通,压力空气经高度控制 阀7进入附加空气室10和空气弹簧8。二系空气弹簧装置
图4—18 空气弹簧悬挂系统装置
1―列车主风管; 2―支管; 3―截断塞门;4―止回阀; 5―储风缸;6―连结软管;7―高度控制阀; 8―空气弹 簧;9―差压阀;10―附加空气室。
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二系空气弹簧装置
• 空气弹簧悬挂的工作原理
• 如图4—25,车辆静载荷增加时,空气弹簧1被压缩使空气 弹簧工作高度降低,这样高度控制阀2随车体下降,由于高 度调整连杆3的长度固定,此时高度调整杠杆发生转动翻开 高度控制阀的进气机构,压力空气由供风管5通过高度控制 阀的进气机构进入空气弹簧1和附加空气室8,直到高度调 整杠杆回到水平位置即空气弹簧恢复其原来的工作高度; 车辆静载荷减小时,空气弹簧1伸长使空气弹簧的工作高度 增大,高度控制阀2随车体上升,同样由于高度调整连杆3 的长度固定,高度调整杠杆4发生反向转动翻开高度控制阀 的排气机构,压力空气由空气弹簧1和附加空气室8通过高 度控制阀的排气机构经排气口6排入大气,直到高度调整杠 杆回到水平位置。
地铁车辆空气弹簧常见故障处理

地铁车辆空气弹簧常见故障处理摘要空气弹簧具有理想的非线性弹性特性。
弹簧刚度可以设计得更低。
列车运行时稳定性高,同时噪声可大幅度降低。
在列车运行过程中,一些不利因素往往加速空气弹簧的磨损和老化,显著缩短空气弹簧系统的寿命。
通过分析,总结了空气弹簧常见的叶片失效和胶囊失效。
分析了各种故障现象的原因及故障的发生。
这个问题是为了防止和解决这种故障。
关键词:城轨车辆;空气弹簧;常见故障;故障分析第1章引言1.1 设计背景随着我国经济的快速发展,我国已进入城市化和机动化快速发展阶段。
城市轨道交通以其容量大、效率高、污染小的优点,迅速成为许多大城市解决交通问题的首选。
我国已形成地铁、高架轻轨、城市高速铁路等多元化发展趋势。
我国城市轨道交通也进入了快速发展阶段。
到目前为止,我国已有14个城市拥有城市轨道交通,并已投入运营。
13个城市已开始规划和建设城市轨道交通。
城市轨道交通里程超过1580公里,在建轨道交通里程达到1830公里左右。
它是世界上城市轨道交通里程最大的国家,也是高速发展的趋势。
它势不可挡。
2010年,工信部宣布,我国城市轨道交通总投资将超过8000亿元,投资规模仅次于铁路和公路。
工业和信息化部估计,到2015年,中国城市轨道交通车辆数量将增加到2万辆,达到2.6万辆。
截至2009年底,中国共制造城市轨道交通车辆约3740辆。
由此可见,随着城市轨道交通的发展和城市经济的发展,车辆设备的投资也在迅速增加。
1.2 设计的意义目的城市轨道交通产业的加速发展缓解了城市的交通压力,促进了城市经济的发展。
我国城市轨道交通的发展历史较短,经验不足,尚未建立起完全独立的城市轨道交通制造业。
许多交通系统,如轨道交通车辆、通信信号和控制以及相关的维护设施,都是从不同的国家引进的。
不同的规范标准可能会给施工管理留下问题和安全隐患。
因此,研制和生产与轨道车辆配套的检修设备是十分必要的。
空气弹簧是地铁车辆振动和噪声控制的重要部件之一,与其他车辆弹性件相比,空气弹簧质量优越,内摩擦小,刚度和承载能力可调,对高频振动具有优良的抗振噪声能力。
轨道车辆用空气弹簧阻尼特性研究与应用

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第 3 卷 第 2期 o
21 0 0年 4月
铁 道 机 车 车 辆
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随着轨道交 通运输 安全性 、 舒适 性和 高速化 要求 越 来越 高 , 车辆及其 转 向架 功能集 成化 和轻量 化设 计成 为
当 空 气 拌 簧 有 效 回 枳 A在 兵 变 彤 z 的 变 化 翠 d A/
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轨道 车辆 用空气 弹 簧 阻尼 特性研 究 与应用
莫荣利 , 陈灿 辉 ,陈文海 ,邹 宇 ,郭红锋
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地铁转向架工作原理

地铁转向架工作原理一、转向架概述转向架是地铁车辆的重要组成部分,它承载着车辆的全部重量,确保车辆在轨道上安全、稳定地运行。
转向架通常由两个或多个相同的组件组成,称为“转向架单元”。
二、地铁车辆基本构造地铁车辆主要由车体、转向架、牵引系统、制动系统、电气系统等部分组成。
其中,转向架是车辆的关键部件之一,它直接与轨道接触,负责车辆的导向和支撑。
三、转向架功能1.导向作用:转向架通过轮对和轴箱装置使车辆沿着轨道运行,确保车辆在曲线和直线轨道上的稳定性和安全性。
2.支撑作用:转向架承载着车辆的全部重量,通过弹簧装置分散和缓冲来自轨道的冲击和振动,提高车辆运行的平稳性和舒适性。
3.减振作用:转向架的减振装置可以吸收和消耗来自轨道的振动和冲击,减少车辆内部的噪音和振动,提高乘客的乘坐舒适性。
四、转向架结构1.轮对和轴箱装置:轮对是转向架的关键部件,它直接与轨道接触,负责车辆的导向和支撑。
轴箱装置连接轮对和车体,通过轴承和轴箱将轮对的旋转动力传递到车体。
2.弹簧装置:弹簧装置是转向架的重要部件之一,它分散和缓冲来自轨道的冲击和振动。
通常采用钢板弹簧、橡胶弹簧或空气弹簧等弹性元件来实现这一功能。
3.减振装置:减振装置可以吸收和消耗来自轨道的振动和冲击,减少车辆内部的噪音和振动。
常用的减振装置包括横向减振器、纵向减振器和复合减振器等。
4.制动装置:制动装置是确保地铁车辆安全运行的重要部件之一。
它通常采用电动制动或空气制动等方式,实现车辆的制动和停车功能。
五、转向架工作原理1.轮对和轴箱装置工作原理:当车辆运行时,轮对在轨道上滚动,通过轴承和轴箱将旋转动力传递到车体。
同时,轮对还承载着车辆的全部重量,通过轴箱传递到车体。
2.弹簧装置工作原理:弹簧装置分散和缓冲来自轨道的冲击和振动。
当车辆受到来自轨道的冲击时,弹簧装置将冲击能量转化为弹性势能储存起来,然后逐渐释放出来,减少车辆内部的振动和噪音。
3.减振装置工作原理:减振装置可以吸收和消耗来自轨道的振动和冲击。
空气弹簧在我国轨道车辆中的应用与发展

( )安 装 高度低 , 大大 降低 车辆 地 板 面高度 ; 2 可
()垂 向和横 向弹性 特性 易于控 制 和确 定 ; 3 ( )内部 设 置 一 个橡 胶 缓 冲 垫 , 空 气弹 簧 无气 4 在
收 稿 日期 0 1 1 3 2 0 20 作者简彳, r孔 军 (9 0 ) 一 程 师 1 7 一 男 工
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铁道 车辆
第 4 卷 第 3 20 0 期 02年 3月
善车辆 的 垂 向振动性 能 。其 不足 之处是 采 用 了螺 钉 紧 固密 封方式 , 使 空 气 弹簧 质 量 增大 , 结构 复 杂 , 致 且 不
易于组 装 和检 修 。 因此 , 久 后又对 该空 气弹 簧进行 了 不 设 计 改 进 , 取 了 全 压 力 自 密 封 式 结 构 , 经 过 采 并 S 50 S 5 0 YS 5 A、 YS 5 B 2种 型 号 的 小批 量 过 渡 , 终 形 最
题 。
明显的不 足之 处 , 空气 弹簧 为 刚性 支承 , 向刚度较 如 横 大 , 内部 橡 胶缓 冲垫 仅 在 空气 弹 簧 无气 状 态下 起 作 其 用, 而在 空气 弹簧 正常工 作时 不起 作用 ; 采用 固定阻 尼
节 流孔 , 非 线性 的 流量 特性 不 利 于 在较 宽 的振 动 速 其 度 范围 内获得 良好 的减振 性 能 , 等 。 等
降低 空气 弹 簧 的垂 向刚 度 , 且还 可 以通 过 利 用橡 胶 而 堆 的剪切 和 弯 曲变形 , 显著 降 低空气 弹簧 的横 向刚 度 ;
可调阻 尼 节 流 阀则 可以 实 现 流量 特性 的线 性 化 , 在 并 较 宽 的振 动 速度 范 围 内提供 适 中的 减 振阻 尼 , 大 改 大
南京地铁车辆空气弹簧的常见问题及处理措施

南京地铁车辆空气弹簧的常见问题及处理措施作者:李启俊来源:《企业技术开发·中旬刊》2015年第06期摘要:文章结合南京地铁车辆空气弹簧在运用和检修过程中常见的一些实际故障,对故障现象、故障原因和解决方案等方面进行详细阐述,以便彻底处理空气弹簧故障,确保列车运行安全。
关键词:地铁车辆;空气弹簧;常见问题;处理措施中图分类号:U279.3 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)17-0083-02南京地铁车辆空气弹簧主要由金属部件和橡胶部件组成,安装于转向架构架和车体之间,传递垂向力和横向力。
在运行时,空气弹簧利用内部的压力空气承受垂向载荷,利用胶囊和橡胶堆的柔性承受各个方向的变形。
正常情况下,空气弹簧的金属部件一般不会发生质量问题。
空气弹簧的性能主要取决于胶囊和橡胶堆,由于橡胶材料本身特性以及使用环境和运用工况的相互影响,即便在正常的使用状态下,在使用寿命内也会出现龟裂、开胶、磨损等问题。
在这些问题中,有些属于正常现象,可以继续使用;但也有部分缺陷会影响性能,甚至可能导致列车发生安全事故,必须及时进行更换处置。
1 空气弹簧常见问题及处理措施1.1 空气弹簧漏气在运用过程中,由于气候条件、线路状况(尤其是小半径曲线)以及空气弹簧本身质量等综合因素影响,空气弹簧可能出现漏气现象。
原因分析:空气弹簧漏气主要发生在上盖与胶囊之间。
在列车运用6~8 a后橡胶材料性能逐渐老化,上盖和胶囊密封部位的橡胶也会发生压缩永久变形,在突然承受较大的横向冲击时,上盖与胶囊密封部会出现配合错位而发生漏气现象。
特别在冬季气温降低时,橡胶材料性能进一步变差,更容易出现漏气故障。
处理方式:参照南京地铁相关技术要求,在车辆运用中若空气弹簧出现轻微漏气,整车做气密性试验5 min 内主风管降压量未超过0.15 bar,可继续使用。
若超过泄漏量,则进行更换空气弹簧维修。
1.2 胶囊常见缺陷及处理方式空气弹簧胶囊由帘线层、内外橡胶层和成型钢丝圈硫化而成,如图1所示。
城市轨道交通车辆及操作单元5 转向架

城市轨道交通车辆及操作
车轮与钢轨的接触面称为踏面。轮对踏面应具有一定的斜度,也称为锥形踏面, 其作用为: 直线运行时,轮对能自动调中;曲线运行时,能够减少轮轨之间的滑动;运行时 车轮与钢轨接触的滚动直径在不断地变化,致使轮轨地接触点也在不停地变换位 置,从而使踏面磨耗更均匀。
单元5 转向架
单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
构架主要由P275 NL1钢板组成。大量的铸造和锻造部件通过电焊焊接在构架上 ,这些部件一般有:吊耳、一系和二系减振器座、一系垂向止挡、电机吊座和齿轮箱 吊座、踏面制动单元安装座、转向架和车体连接部位。
焊接后,构架机加工前应退火消除应力,抛丸后须用环氧树脂油漆进行防腐保 护。
单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
车体装有空气源和高度阀,确保空簧的高度。两个高度阀通过调节杆来连接车体和转 向架。 空气弹簧主要分为膜式和囊式两大类,膜式又分为约束膜式和自由膜式,后者应用广 泛。空气弹簧主要由上、下盖和橡胶囊组成,它的密封要求非常高,常用的有压力自 封式和螺钉紧封式两种。 高度控制阀能够根据载荷的变化自动保持车体的高度,以减少车辆通过曲线时的倾斜 度。车辆正常行驶时,高度控制阀是不起作用的。
单元5 转向架
2.轮对装置
轮对(如图5-6)是由一根 车轴和两个同型号车轮过盈 配合组装而成。
单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
图5-6 轮对
城市轨道交通车辆及操作
轮对的作用是引导车辆沿线路运行,并且承受车辆与钢轨之间的各种载荷。因 此,轮对应具有足够的强度和刚度,以保证车辆的安全运行。同时在保证强度 和使用寿命的前提下,应尽量减轻轮对的重量,并使其具有一定的弹性,以减 少车轮与钢轨之间的动作用力和磨耗。
城市轨道交通转向架技术的应用与发展趋势

城市轨道交通转向架技术的应用与发展趋势摘要:在地铁车辆中,至关重要的是要有转向架作为确保地铁运行安全的一个基本要素。
通过分析各类城市轨道交通车辆所配置转向架的结构特点,本文探讨了转向架技术的应用与发展趋势。
关键词:地铁车辆;转向架;应用技术;发展趋势地铁是城市地区公共交通系统的一个非常重要的组成部分,大大有助于减轻城市地区的交通压力。
由于其高速和安全,它在公共交通乘客中非常受欢迎。
转向架是地铁车辆不可分割的一部分,对确保其安全运行至关重要。
在地铁运行的过程中,转向架受到很大的压力,使其容易发生故障和损坏。
因此,有关工作人员必须加强对转向架技术的不断完善,并为地铁用户提供安全的出行环境。
一、地铁车辆转向架的作用及分类(一)转向架的作用地铁车辆的转向架参数可以决定车辆的稳定性和舒适度。
在采用地铁转向架时,地铁车辆的内部环境、车辆的载重以及车辆的耐受性会发生改变,造成地铁车辆运行状况提升和刹车距离的缩短。
应用转向架地铁车辆的交通效率会发生质的变化。
此外,转向架还可以更充分地利用车轮和轨道之间的联系,使轴的重量分布更加均匀,并产生良好的装载结果。
这样各种强度和重量就可以同时在车轮、轨道和车辆之间移动和分配。
转向架也可以在地铁的运行中发挥关键作用。
它提高了地铁车辆的灵活性,确保了它们的正常运行。
把转向架放在地铁车厢下,可以确保地铁车辆沿轨道顺利运行。
(二)转向架的分类转向架的性能和参数与转向架的类型有关。
地铁车辆的转向架可分为动力转向架以及非动力转向架。
如果按照定位标准加以区分,地铁的转向架可分为干摩擦式、转臂式、拉版式和拉杆式。
当区别标准是轴数时,地铁车厢的转向架可分为双轴、三轴和多轴架。
当区别标准转换为不同的机械结构时,就会有准驾式、三大件式和构架式。
任何类型的转向架都可以帮助车辆提高负荷、长度和体积,从而提高速度。
因此,为了确保有效使用转向架改善地铁车辆的运输安全,有关工作人员必须明确界定每一种转向架的特性,安装和合理应用,减少发生故障的可能性,并为地铁的安全运行奠定基础。
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轨道交通车辆转向架用空气弹簧作者:陆海英出自:时代新材1??????? 概述现代轨道交通车辆不断地朝着高速化、轻量化以及低噪音方向发展,空气弹簧悬挂系统具诸多钢制螺旋弹簧不具备的优点,因此在干线高速铁道车辆转向架和城市轨道交通车辆转向架中均日益广泛地采用空气弹簧作为二系悬挂装置。
与空气弹簧相比,钢弹簧由于具有线性刚度特性,使其在轨道交通车辆上的应用受到限制,这主要有两方面的原因:一,在高速轨道交通领域刚弹簧不能够大幅度提高车辆悬挂系统静挠度以降低车体的自振频率,尤其是车辆的载客量较大时;二,城市轨道交通车辆的载客量大而且要求地板高度在不同载客量时基本不变,钢弹簧不具备这种特性。
总之,空气弹簧悬挂的采用可以显着提高车辆系统的运行平稳性,大大简化转向架的结构,使转向架实现轻量化和易于维护。
一般来讲,轨道交通车辆对空气弹簧的采用可以分为三个阶段:图-1 B型城市轨道交通车辆动车无摇枕转向架⑴利用空气弹簧的垂向特性,提高车辆系统的垂向运行平稳性;⑵空气弹簧的垂向和横向特性并用,取消转向架二系悬挂装置中的摇动台,简化转向架结构;⑶充分利用大变位(包括扭转)、低横向刚度空气弹簧的三维特性(图-1,图-2),取消摇枕,彻底实现转向架二系悬挂装置的轻量化,同时使抗蛇行运动减振器的采用成为可能,可更好地协调转向架蛇行运动稳定性和良好的曲线通过性能之间的矛盾。
图-2 利用空气弹簧三维特性的城轨无摇征转向架二系悬挂装置2 空气弹簧悬挂系统的构成空气弹簧悬挂的整个系统如图-3所示,主要由空气弹簧本体、附加空气室、高度控制装置、差压阀和节流孔(阀)等组成。
该系统的工作原理为:车辆静载荷增加时,空气弹簧1被压缩使空气弹簧工作高度降低,这样高度控制阀2随车体下降,由于高度调整连杆3的长度固定,此时高度调整杠杆4图-3 空气弹簧悬挂系统1.空气弹簧2.高度控制阀3.高度调整连杆4. 高度调整杠杆5.列车风源6.排气口7.节流孔(阀)8. 附加空气室9.差压阀发生转动打开高度控制阀的进气机构,压力空气由列车风源5通过高度控制阀的进气机构进入空气弹簧1和附加空气室8,直到高度调整杠杆回到水平位置即空气弹簧恢复其原来的工作高度;车辆静载荷减小时,空气弹簧1伸长使空气弹簧的工作高度增大,高度控制阀2随车体上升,同样由于高度调整连杆3的长度固定,高度调整杠杆4发生反向转动打开高度控制阀的排气机构,压力空气由空气弹簧1和附加空气室8通过高度控制阀的排气机构经排气口6排入大气,直到高度调整杠杆回到水平位置。
空气弹簧和附加空气室空气弹簧空气弹簧悬挂系统具有理想的反S形非线性刚度特性,在正常工作范围内刚度很低,而振幅较大时其刚度具有陡增的特点,可以限制车体发生过大的位移。
空气弹簧还能够有效地吸收高频振动和隔离噪音,并且由于自动高度控制阀的采用使空气弹簧悬挂可以保持地板高度不随车辆静载荷的变化而发生变化(除一系悬挂和车轮磨耗外)即空气弹簧具有恒定的工作高度。
此外,更为重要的是,随着空气弹簧技术的不断进步,尤其是低横向刚度、大扭转变形空气弹簧的实用化,使得无摇枕转向架的研制成为可能。
在无摇枕转向架中,利用高柔性空气弹簧低横向刚度和允许大扭转变形的特点,取消了传统转向架二系悬挂结构中的摇动台和摇枕装置而采用空气弹簧直接支承车体,使转向架的结构大为简化,减轻转向架的重量800~1000kg,实现了轻量化,同时提高了转向架的易维护性和安全可靠性。
相同条件下,决定空气弹簧刚度特性的主要因素是橡胶囊的形状、材质、帘线角以及上盖和下座的几何参数等。
此外,所采用的金属叠层橡胶辅助弹簧的形式对空气弹簧系统的性能也有重要影响。
一般对于采用空气弹簧悬挂的车辆要求车辆垂向和横向的低频自振频率不大于1Hz。
评价空气弹簧性能的主要参数有:⑴有效直径,约450~640mm。
⑵垂直静/动刚度,垂直静刚度一般为~m。
⑶水平静/动刚度,水平静刚度一般为~m。
⑷最大允许的垂向位移,±30mm。
⑸最大允许的横向位移,±60~120mm。
⑹工作高度,约200~300mm。
附加空气室附加空气室的作用在于能够显着降低空气弹簧的垂向刚度,但当附加空气室的容积达到一定数值后(一般为60~70L)刚度变化不再明显。
对于有摇枕转向架一般是利用摇枕的内腔作为空气弹簧的附加空气室。
无摇枕转向架有两种情况:一种是利用转向架构架侧梁和(或)横梁内腔;另一种是在车体上设置单独的空气弹簧附加空气室。
这两种情况各有利弊,应根据不同的设计条件加以选择。
高度控制阀和差压阀高度控制阀正是由于自动高度控制阀的采用才使得空气弹簧具有许多优点。
车体高度控制是通过高度控制阀控制空气弹簧充、放气来实现的。
一般城市轨道交通车辆要求载荷变化时车辆地板高度调整的时间不超过车站停车时间,地板面高度的变化范围为±10mm。
高度阀只能用来补偿乘客重量的变化,而不能用于补偿车轮和转向架零件的磨损,高度阀应不受车辆振动和轨道冲击的影响。
高度控制阀的主要技术性能指标有(杠杆长度140mm,温度20℃,主风缸压力5kg/cm2):⑴截止频率,一般为1Hz;⑵无感带,9~11mm;⑶动作延迟时间,3±1s;⑷空气流量:40S以下(40L风缸,压力由5kg/cm2下降到2kg/cm2)。
差压阀差压阀安装在同一转向架左右空气弹簧的连接管路中间,在任何一侧的空气弹簧出现异常时作为安全装置而起作用,连通左右空气弹簧,防止车体过大倾斜。
压差阀的动作压力一般有1kg/cm2、cm2、cm2三种。
压差阀动作压力的选择应综合考虑多方面的因素,在条件允许的情况下尽可能选择较小值,以减小车辆在过渡曲线上的对角压差,提高车辆的抗脱轨安全性。
抗侧滚扭杆空气弹簧的采用,一方面大大提高了车辆悬挂系统的静挠度,降低了车辆在垂向和横向的自振频率使运行平稳性提高;同时,由于垂向静挠度的增加降低了车辆系统的抗侧滚刚度,致使车辆在通过道岔和曲线时的侧滚角增大,车辆乘坐舒适度下降。
抗侧滚扭杆的作用就是:在不增加车辆的垂向和横向悬挂刚度的前提下,提高车辆的抗侧滚刚度,以限制车辆在较大线路不平顺时的侧滚角,保证车辆在动态情况下不超出允许的车辆限界并提高乘坐舒适度。
可见,抗侧滚扭杆的实质就是一个扭力弹簧,它不约束车体的浮沉和横摆运动,但在车体发生侧滚时可产生较大的复原力矩,提高车辆抗倾覆稳定性。
抗侧滚扭杆的刚度值一般为2~3MN?m/rad。
抗侧滚扭杆装置必须具有合理的设计和安装结构,否则会对车辆在直线上的运行平稳性产生不利影响。
提高车辆抗倾覆稳定性的另一种方法是增加空气弹簧的横向跨距和提高空气弹簧上支承面的高度,但这要受到车辆宽度和地板高度的限制,并要考虑对车辆曲线通过性能的影响。
此方法在日本采用较多。
节流孔和节流阀采用空气弹簧的另外一个好处是可以在空气弹簧本体和附加空气室之间设置适宜大小的固定节流孔或可变阻尼节流阀代替二系垂向油压减振器。
固定节流孔结构简单,几乎不增加空气弹簧的成本,但减振效果不好,一般用于速度较低的车辆。
固定节流孔的直径一般为13mm左右。
可变阻尼节流阀由于能够依据振动速度的变化而改变节流孔的开度,因此无论是在低频振动范围还是高频振动范围均具有良好的减振效果。
采用可变阻尼节流阀的空气弹簧不仅可使车辆垂向的高、低频振动均有适宜的阻尼,并且对车体侧滚的低频振动也有良好的衰减效果。
当然,是采用节流阀还是油压减振器提供垂向阻尼与空气弹簧结构及工作特性有关。
欧洲多采用垂直油压减振器,而日本多采用节流阀。
空气弹簧悬挂系统的横向阻尼由横向油压减振器提供。
在有摇枕转向架中,多由支重旁承提供回转阻尼提高车辆蛇行运动的临界速度;在无摇枕转向架中,一般当车辆的运营速度达到120Km/h以上时,都通过在车体和转向架构架之间安装抗蛇行油压减振器来保证蛇行运动的临界速度。
3 转向架二系悬挂装置对空气弹簧性能的要求可以说空气弹簧技术的进步推动了转向架技术的进步,也可以说转向架高速化和轻量化的发展要求促使空气弹簧的性能不断提高,二者相互作用。
综观国内外典型的转向架,空气弹簧二系悬挂的结构有三种基本形式:摇动台式、有摇枕式和无摇枕式。
这三种形式既是依次进步的,也是共同并存的,三者对空气弹簧性能的要求有很大的区别。
有摇动台和摇枕装置的转向架这种转向架的二系悬挂装置(图-4)主要由摇枕吊杆1、弹簧托梁2、空气弹簧3、摇枕4、抗侧滚扭杆5、高度控制阀6、差压阀7、可变节流阀8、横向油压减振器9、支重旁承10、横向止挡11、牵引拉杆12、和中心销13等组成。
此结构中主要是利用空气弹簧低的垂向刚度而二系悬挂低的横向刚度主要有摇枕吊杆装置提供,对空气弹簧的纵向刚度没有要求。
车辆运行中空气弹簧的横向位移很小,基本没有纵向和扭转位移。
典型的转向架有209PK、209HS、BT10和CW-2等。
图-4 有摇动台和摇枕装置的转向架1.摇枕吊杆2.弹簧托梁3.空气弹簧4.摇枕5.抗侧滚扭杆6.高度控制阀7.差压阀8.可变节流阀 9.横向油压减振器 10.支重旁承 11.横向止挡 12.牵引拉杆 13.中心销209PK转向架为销孔结构的长吊杆,结构中存在磨耗,但安全可靠。
209HS转向架为带弹性接点的长吊杆,无磨耗,同时由于碗形叠层橡胶堆的采用进一步降低了摇动台的横向刚度即增加了吊杆的有效长度。
CW-2转向架采用刚性凹凸摆块式长吊杆,与209系列转向架不同的是在摇枕和弹簧托梁之间设有横向拉杆,这样二系悬挂的横向刚度就完全由摇动台提供。
支重旁承的作用除支持车体的重量外,还提供适宜转向架相对车体的回转摩擦阻力矩,以提高车辆的蛇行运动稳定性。
横向止挡起弹性缓冲作用,限制车体过大的横向位移。
牵引拉杆的作用是传递车体和转向架之间的纵向力。
中心销传递纵向力并为转向架提供回转中心。
无摇动台有摇枕装置的转向架转向架的二系悬挂装置(图-5)主要由空气弹簧1、摇枕2、抗侧滚扭杆3、高度控制阀4、差压阀5、可变节流阀6、横向油压减振器7、支重旁承8、横向止挡9、牵引拉杆10、和中心销11等组成。
此结构中不但利用空气弹簧低的垂向刚度而且利用空气弹簧低的横向刚度取消了摇动台装置,对空气弹簧的纵向刚度没有要求。
车辆运行中空气弹簧的横向位移一般最大不超过60mm,基本没有纵向和扭转位移。
此种转向架有Y36P、DT200、206KP、SW—160和DK3型地铁客车转向架等。
空气弹簧直接安装在转向架构架或摇枕上,利用空气弹簧低的横向刚度取消了摇枕吊杆、弹簧托梁等零部件,简化了转向架结构,减轻重量300kg左右。
图-5 无摇动台有摇枕装置的转向架1.空气弹簧2.摇枕3.抗侧滚扭杆4.高度控制阀5.差压阀6.可变节流阀7.横向油压减振器 8.支重旁承 9.横向止挡 10.牵引拉杆 11.中心销无摇枕转向架无摇枕转向架的二系悬挂装置(图-6)主要由空气弹簧1、抗侧滚扭杆2、高度控制阀3、差压阀4、可变节流阀5、横向油压减振器6、抗蛇行减振器7、横向止挡8、牵引拉杆9、和牵引座10等组成。