弹性悬挂装置
恒力弹簧支吊架工作原理
恒力弹簧支吊架工作原理
恒力弹簧支吊架是一种用于支撑和悬挂物体的装置，它的工作原理是基于弹性力和重力的平衡。
它通常由一个或多个恒力弹簧组成。
恒力弹簧是一种具有恒定弹性力的弹簧，即在受力范围内保持恒定的回弹力。
恒力弹簧的弹性力大小与其伸长或压缩的长度成正比。
这种弹性力可以用于支撑和悬挂物体，使其保持在一个特定的位置。
恒力弹簧支吊架工作原理如下：
1. 将恒力弹簧安装在支架上，使其伸长或压缩到适当的长度。
这个长度可以根据需要进行调整。
2. 将需要支撑或悬挂的物体连接到恒力弹簧的一端。
3. 由于重力的作用，物体会拉伸或压缩恒力弹簧。
4. 恒力弹簧会对物体施加一个与其伸长或压缩长度成正比的弹性力，以抵消重力的作用，使物体保持在一个平衡的位置。
5. 如果物体受到外力作用，改变了恒力弹簧的伸长或压缩长度，恒力弹簧会立即产生一个与改变长度方向相反的弹性力，以恢复原来的平衡位置。
恒力弹簧支吊架的工作原理是通过弹簧的弹性力平衡重力，使物体保持在一个特定的位置。
这种装置广泛应用于工程、机械、建筑等领域，用于支撑和悬挂各种物体。
城轨交通转向架—弹簧减振装置
3-33
如
图
如图3-36（b）所示,环弹 簧由多组内、外环簧组成，彼 此以锥面相互接触，当受到轴 向载荷后，内环受压缩小，外 环受拉伸长，从而使内环与外 环的锥面产生轴向变形，同时 内外摩擦面做功吸收能量。环 弹簧常用于缓冲器中。
3-36
三、空气弹簧装置系统
现代轨道交通车辆不断地朝着高速化、轻量化以及低噪 声方向发展，空气弹簧悬挂系统具有诸多钢制螺旋弹簧不具 备的优点，空气弹簧的采用可以显著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，因此在城轨交通车辆转向架中广泛地采用空气弹簧作 为二系悬挂装置。
二、弹簧的特性与分类
1.弹簧的特性
弹簧的主要特性参数有挠度、刚度或柔度。 挠度是指弹簧在外力作用之下产生的弹性变形的大小或弹性位移量， 而使弹簧产生单位挠度所需的力的大小称为该弹簧的刚度，反之在单位 载荷作用下产生的挠度称为该弹簧的柔度。 弹簧的特性可用弹簧的挠力图表示。如图3-32所示，纵坐标用弹簧 承受的载荷坐标表示其挠度，图3-32（a）表示力与挠度呈线性关系， 即弹簧刚度为常量。
一、弹簧减振装置概述
2.弹簧减振装 置的分类
（2）城轨交通车辆采用的弹簧减振装置按其作用的不同， 大体可分为三类：第一类是主要起缓冲作用的弹簧装置，如中 央弹簧、轴箱弹簧和橡胶垫等；第二类是主要起衰减振动（消 耗振动能量）作用的减振装置，如垂向、横向减振器等；第三 类是主要起弹性约束作用的定位装置，如轴箱定位装置、心盘 与构架之间的纵、横向缓冲止挡等。
2.液压减振器 的结构及工作
原理
一般液压减振器主要由活塞、进油阀、缸端密封、上下联结环、油缸、 储油筒及防尘罩等部分组成，减振器内部还充有专用油液。图3-41 所示 为液压减振器的工作原理。
车辆工程练习题【第三版】兰州交通大学【严隽耄,傅茂海主编,李芾主审】
车辆工程练习题【第三版】---------兰州交通大学严隽耄，傅茂海主编，李芾主审车辆工程练习题【一】一、填空题1．铁道车辆由____________、____________、____________、____________和____________五大基本组成部分。
车体、走行部（或转向架）、制动装置、连接缓冲装置、车体内部设备2．转向架按弹簧悬挂装置分类可分为____________和____________两类。
一系弹簧悬挂、二系弹簧悬挂3．弹簧的主要特性包括____________、____________和____________。
挠度、刚度、柔度4．209T型客车转向架适用于时速___________以下运行，采用___________制动。
120km/h、双侧闸瓦5．车钩具有___________、___________、___________三种作用位置，即三态作用。
闭锁、开锁、全开6．车钩的破坏形式主要是___________或___________。
疲劳、脆性断裂7．保温车的车体装有隔热材料，并且在车内设有冷却装置、加温装置、测温装置和通风装置等，使其具有___________、___________和___________三种性能。
制冷、保温、加温8．车辆代码分___________、___________、___________三段。
车种、车型、车号9．影响轴承性能的主要因素有___________、___________、___________、___________和___________。
轴承结构、轴承质量、润滑油、密封、工作环境10．多卷弹簧完全代替单卷弹簧必须满足___________、___________、___________三个条件。
弹簧指数相等、应力相等、各卷弹簧的挠度相等11．减振器按结构特点可分为___________和___________。
摩擦减振器、油压减振器12．我国货车上采用的车钩类型有___________、___________车钩，客车上采用___________、___________车钩。
转向架结构与原理
二、转向架的组成
1、基本组成及其功能 2、动车转向架
3、拖车转向架
4、转向架力的基本传递
1、基本组成及其功能
1. 轮对:走行导向。
2. 轴箱：降低摩擦阻力，化滚动为平动。 3. 一系悬挂装置：用以固定轴距，保
持轮对正确位置，安装轴承等。缓冲轴箱 以上部分的振动，以减轻运行中的动作用 力。
4. 构架:安装基础。 5. 二系弹簧悬挂：也叫车体支承装置
一系悬挂:（轴箱弹簧（第1系）或中央弹簧（第2系））
两系悬挂:（轴箱弹簧（第1系）+中央弹簧（第2系））
4.按轴箱定位方式分类
轴箱与构架的连接方式通常称为轴箱定位。轴箱定位也就是轮对定位,即约 束轮对与构架之间的相互位置。
有 导框轴箱
定位转向架
无 导 框 轴 箱 定 位转向 架
拉板定位 拉杆定位 转臂定位
4、适应直线和曲线区段运行，具有必要的抗脱轨安全性。
二、 车轴
1、 车轴各部分名称 2、 车轴类型
1、 车轴各部分名称
(1) 轴颈，安装滚动轴承。 (2) 防尘板座，是车轴与 防尘板配合的部位。 (3) 轮座，车轴与车轮配 合的部位。 (4) 轴 身 ， 车 轴 中 央 部 分． (5) 制动盘座．足车轴与 制动盘配合的部位大。
3、车轮类型
整体轮（辗钢轮、铸钢轮） 轮箍轮； 弹性车轮（轮箍与轮毂之间装橡胶元件）； 消音轮（装有消音器）； 橡胶轮（空气橡胶轮胎）。
4、 高速机车车辆采用整体碾钢车轮的原 因
（ 1 ）随着机车速度的大幅提高，车轮产生很大的离心力，对轮 箍产生的应力往往有可能破坏轮箍的结合强度。因此，不能采用 冷缩轮箍，有必要改用整体车轮。 （ 2 ）随着塑料闸瓦的推广使用，闸瓦传热散热不良将引起制动 时轮箍温升过高。为了防止发生弛缓事故，有必要改用整体车轮。 （ 3 ）对某些采用空心轴传动的电机全悬挂机车，轮心辐板要开 设穿入连杆销或空心轴拐臂的孔，辐极强度被削弱，难以保证轮 箍与轮心的配合强度。
城市轨道交通概念5 第5章 城市轨道交通系统的构成——车辆与车辆段
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
2.车门 (1)车门的基本要求 世界各国轨道交通车辆的车门结构和类型多种多 样，但根据城市轨道交通的特点，车门应满足以下设计要求：①具有 足够的数量和有效宽度;②车门要均匀分布，方便乘客上、下车;③车门 附近有足够的空间;④具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。 (2)车门的结构形式 按照驱动系统动力来源的不同，地铁车辆的客室 车门分为电动式车门和气动式车门。 1)内藏嵌入式移门。 2)外挂式移门。 3)塞拉门。
图5-12 弹性悬挂装置示意图
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
3)抗侧滚扭杆。
图5-13 空气弹簧悬挂系统原理
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
4)减振器。
图5-14 扭杆弹簧简图
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
(4)中央牵引装置 1)基本作用。
2)结构特点。
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
6. 空调通风系统 空调通风系统是城市轨道交通车辆中用来对车内空间进行通风换气、 温度控制的装置。 空调通风系统包括通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加 湿系统、调节控制系统。 7. 风源系统
风源系统是指城市轨道交通车辆上的，为空气弹簧、机械制动、车 门的开闭等提供压缩空气的设备装置。 风源系统包括电动空气压缩机，除油、除湿装置，散热装置，压力控 制装置，管路等组成。
【理论知识】 5.3 城市轨道交通车辆的维修
(2)驾驶员室的日检检查 检查驾驶员室遮阳帘、两侧刮雨器、左右 滑动门及紧固件、通客室门及观察孔，要求功能正常、无损坏、无 松动。 (3)地铁车辆车载灭火器 要求每日检查各灭火器是否在原位，外观 是否完好，是否有效。 (4)车钩的日检检查要求 检查内容包括：检查全自动车钩钩头、橡 胶托架、电缆和电缆夹、气管密封环、缓冲器标志环和各紧固件等， 要求各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落；检查半自动车 钩、橡胶托架、电缆和电缆夹、缓冲器标志环和各紧固件等，要求 各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落；检查半永久车钩抱 箍、橡胶托架、电缆和电缆夹和各紧固件等，要求各项目正常、无 明显损坏、无明显松动及遗落。
动车组复习题
一、填空、选择、判断类型1.1964年10月1日，日本的东海道新干线高速铁路正式开通商业运营,这是全球第一条高速铁路.2.按照速度划分,最高运行速度大于等于 200km/h 的列车称为高速列车。
3.在动车组的发展历史中，很多国家投入了大量的人力物力进行研发，日本、法国和德国走在了历史的最前沿。
4.国际上通用的标准轨距是 1435mm 。
5.按照动力配置的方式分，动车组可分为动力集中式和动力分散式两种，其中动力分散式可分为完全分散和相对分散两种。
6.我国的动车组主要以CRH命名，其典型的四种车型是 CRH1 、CRH2、CRH3 和 CRH5 。
7.动车组的车体分为带司机室车体和不带司机室车体两种。
8.动车组转向架分为动力转向架和非动力转向架。
9.高速列车运行时的基本阻力主要包括机械阻力和空气阻力两部分，其中空气阻力与运行速度的平方成正比。
10.车辆的限界可分为无偏移限界、静偏移限界和动偏移限界。
11.高速转向架主要由构架，轮对，弹簧悬挂装置，牵引装置，轴箱定位装置、回转阻尼装置和抗侧滚装置等组成。
对于动力转向架还包括牵引电机和驱动装置。
12.牵引装置是车体与转向架的连接装置，其主要作用是传递车体与转向架之间的水平力。
13.在动车组的弹性悬挂装置中，一系悬挂采用钢弹簧 + 液压减振器 +轴箱定位装置的方式，二系悬挂主要采用空气弹簧装置。
14.动车组的轴箱定位装置主要有三种形式：拉板式定位、转臂式定位和橡胶弹簧定位，其中CRH2采用的是转臂式定位。
15.回转阻尼装置主要用来抑制高速转向架的蛇行运动，一般采用两种装置：旁承支重结构和抗蛇行减振器。
16.车轮踏面按照形状的不同可分为锥形踏面和磨耗性踏面。
17.轮对与构架之间的弹簧悬挂装置称为一系悬挂装置；车体与构架之间的弹簧悬挂装置称为二系悬挂装置。
18.空气弹簧悬挂系统主要由空气弹簧、附加空气室、高度控制阀、差压阀及滤尘器等组成。
19.高度控制阀主要是为了保持车体距轨面高度不变，通常有三种工作状态，即：保压、充气和放气。
题库(构造)
1、轨道车辆是按照功能分类的多个子系统组成的紧密联系的综合系统，一般包括车体、转向架、车辆连接装置、车门、空调系统、制动系统、电气系统。
2、车体分为有司机室和无司机室车体两种。
3、转向架分为动力转向架和非动力转向架，它位于车体与轨道之间，用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶，承受与传递来自车以及线路的各种载荷并缓和其动作用力。
4、车辆连接装置通常是指车钩缓冲装置及贯通道。
5、为了改善列车纵向平稳性，一般在车钩的后部装设缓冲装置，以缓和列车冲动；另外还必须有连接车辆之间的电气和空气的管路。
6、空调系统的作用是为客室和司机室的室内环境提供温度调节，包括制冷、制热、通风、除湿等。
空调系统包括空调机组，风道，送风/回风口、废排装置、司机室送风装置等。
7、制动系统主要包括供风系统、送风管路、制动控制系统、基础制动装置等。
8、车辆长度：车辆处于自由状态，车钩呈锁闭状态时，两端车钩连接之间的距离。
（名词解释）9、车辆定距：同一车辆的两转向架回转中心之间的距离。
（名词解释）10、固定轴距：同一转向架的两车轴中心线之间的距离。
（名词解释）11、以重庆地铁6号线车辆为例，其编组方式为：Tc*Mp*Mi=M2*Mp*Tc= 其中“=”表示半自动车钩；“*”表示半永久牵引杆；“Tc”表示有司机室的拖车；“Mp”表示带受电弓的动车；“M1”“M2”表示不受带电弓的动车。
（填空、选择）12、重庆单轨3号线，其编组方式为：×Mc1+M2+M4+M5+M3+Mc2×其中，Mc1或Mc2表示带司机室动车；M2、M3、M4、M5表示动车；×表示密接式车钩；+表示棒状式车钩。
（填空、选择）13、以重庆地铁为例，其采用6位数字编号，前两位数字为线路编号，第3、4、5位数字代表列车编号，末位数字代表车辆号（1~6）14、地铁车辆常用车辆界限是动态包络线界限。
15、为满足安全运载旅客的需要，城市轨道交通车辆车体应当有足够的强度以承受车辆运行过程中的各种载荷，同时在保证足够的强度和刚度的条件下实现轻量化。
转向架的组成及作用
3、转向架构架由轴箱顶部的弹簧支托
4、轴箱左右两侧铸有弹簧托盘，构架由弹簧托 盘上的轴箱弹簧支托
第三节 轮 对
主要内容： 轮对组成及基本要求 车轮与车轴的结构 轮对形状尺寸与线路的相互关系
一、论对组成及基本要求
1、组成 轮对由一根车轴和两个相同的车轮组成，在
轮轴结合处采用过盈配合，使两者牢固地结合在 一起。
方向的静、动载荷。 2、轮座：车轴与车轮配合的部位。 3、防尘板座：车轴与防尘板配合部位。 4、轴身
（二）车轴轴型 车轴轴型已标准化和系列化，根据国家
标准GB/T12814-2002,标准型滚动车轴有RB2、 RD2、RE2、RC2A、RC3、RC4、RD3、RD4 、 RD3A、RD4A、RD4B等型。
按轴数分类转向架有二轴三轴和多按轴数分类转向架有二轴三轴和多二轴箱定位方式二轴箱定位方式11轴箱定位装置及轴箱定位轴箱定位装置及轴箱定位约束轮对与构架之间相对运动的机约束轮对与构架之间相对运动的机构称为轴箱定位装置由于轴箱相对于轮对构称为轴箱定位装置由于轴箱相对于轮对在前后左右方向的间隙很小故约束轮对相在前后左右方向的间隙很小故约束轮对相对运动的对运动的轮对定位轮对定位通常也称为通常也称为轴箱定位轴箱定位
轮对最小内侧距 ＞ 1348
（二）踏面斜度与曲线半径 1、径向通过曲线
车轮过曲线时，车轮与钢轨不发生滑动， 外轮滚动的距离与外轨长度相适应，内轮滚动 距离与内轨长度相适应，车轴纵向中心线与曲 线半径的方向总是重叠的，轮对以此状态通过 曲线，称为径向通过曲线。
1、一系弹簧悬挂 在采用一系悬挂的车辆上，从车体至轮对之间，
只设有一系弹簧减振装置，设在车体与构架或摇 枕于侧架之间，有的设在构架与轮对之间。采用 一系悬挂的转向架结构简单，便于检修、制造， 多在货车转向架上采用。
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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。依次进步，共同并存，三者 对空气弹簧性能的要求有很大的区别。
•
空气弹簧二系悬挂的结构
1. 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； 2. 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；
3.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。
弹性悬挂装置
城轨091 封曾媛
目录
1. 概述
2. 空气弹簧悬挂系统的构成
3. 转向架二系悬挂装置对空气弹簧性能的要求 4. 无摇枕转向架用高柔性空气弹簧
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 簧作为二系悬挂装 置。
。
轨道交通车辆对空气弹簧的 采用可以分为三个阶段：
1. 有摇动台和摇枕装置的转向架 2. 无摇动台有摇枕装置的转向架 3. 无摇枕转向架
有摇动台和摇枕装置的转向架
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
附加空气室
• 能显著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（60～70L） 刚度变化不再明显。 • 有摇枕转向架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： a) 利用转向架构架侧梁和（或）横梁内腔 b) 在车体上设置单独的空气弹簧附加空气室。
高度控制阀
无摇动台有摇枕装置的转向架
•
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
图-6无摇枕转向架
1.空气弹簧 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.抗蛇行减振器 8.横向止挡 9.牵引拉 杆 10.牵引座
节流孔
• 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。（二者的选择与空气弹簧结 构及工作特性有关。欧洲采用垂直油压减振器， 日本多采用节流阀。） 固定节流孔结构简单，几乎不增加空气弹 簧的成本，减振效果不好，用于速度较低的车 辆。固定节流孔的直径为13mm左右。
抗侧滚扭杆之作用
不增加车辆的垂向和横向悬挂刚度的前提，提高 车辆的抗侧滚刚度，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。 实质是一扭力弹簧，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 高车辆抗倾覆稳性。
横向跨 距和提 高空气 弹簧上 支承面 的高度
图-2 B型城市轨道交通车辆动车无摇枕转向架
图-1 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
杆 扭 滚 侧 抗
和簧弹气空1. 室气空加附
2.高度控制阀 2.空气弹簧悬挂系 和差压阀
.3
统的构成
流节 阀流 孔 和 节 4.
空气弹簧悬挂
• 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。
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、 1.2kg/cm2、1.5kg/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。
•
•
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
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。 且吸收高频振动 和隔离噪音，空气弹簧具 有恒定的工作高度。
4.无摇枕转向架用高柔性空气弹簧
• 目前，国内外常用的高柔性自由膜式空气 弹簧主要有两种形式 大曲囊式
另一种是小曲囊式
The End
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•
节流阀
• 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，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。
•
3.转向架二系悬挂装置对空气弹簧 Байду номын сангаас能的要求
•
自动高度控制阀的采用使得空气弹簧具有 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。 • 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。