列车动力转向架论文

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铁路交通中高速转向架动力学分析研究

铁路交通中高速转向架动力学分析研究

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

浅谈动车组转向架

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。

(毕业论文)A型地铁车辆动车转向架设计

(毕业论文)A型地铁车辆动车转向架设计

摘要据统计,现今世界上人口超过一千万的城市有18个,而在我国近年来也将近共有50个城市左右的人口超过了一百万。

为了减少日益增长的城市交通压力,保证人们的出行便利和城市的环境质量。

人们开始发展了地下轨道运输。

转向架作为城市轨道车辆的重要组成部分起到了至关重要的作用。

本文就对地铁A型动车转向架进行了分析。

对地铁A型车辆的转向架的构架,轮对,轴箱,位于构架与轮对之间的一系悬挂,位于构架与车体之间的二系悬挂,驱动装置(牵引电机)和基础制动装置(踏面制动)进行了设计和详尽的介绍。

并采用solid works 和AutoCAD等软件对转向架的装配与和零部件图进行了展示。

关键字:城市轨道车辆转向架设计ABSTRACTAccording to statistics,there are18cities with a population of more than ten millions in the world.while in China in recent years has almost50city's with a population of more than one million..In order to reduce the growing urban traffic pressure,people started to develop the underground rail transport.Bogie as an important part of the urban rail vehicles has played a an important role.This paper analyses the metro bogie type A motor car.On the bogie frame,wheel,axis,a suspension, suspension,drive and foundation braking equipment design,and detailed ing solid works and Auto CAD software for truck parts and assembly drawing for the display.Key word:metro bogie design目录摘要 (1)ABSTRACT (2)前言 (5)第1章问题的提出 (6)1.1国内城市交通现状 (6)1.1.1城市道路拥堵问题 (6)1.1.2城市的环境问题 (6)1.2国内城市地铁现状及问题的提出 (6)第2章设计思路与可行性分析 (10)2.1总体设计思路 (10)1.2 2.2设计目标 (11)2.3可行性分析 (11)第3章地铁A型动车转向架总体设计方案 (13)3.1整车简介 (13)3.2转向架设计总体要求 (14)3.3.转向架整体结构 (15)第4章转向架主要零部件设计 (17)4.1构架 (17)4.2轮对轴箱装置 (20)4.2.2轴箱装置 (21)4.3弹性悬挂装置 (23)4.3.1一系弹性悬挂装置 (23)4.3.2二系弹性悬挂装置 (23)4.3牵引装置 (27)4.4制动装置 (29)4.5附属附属 (29)结论 (30)结束语 (31)参考文献 (32)前言城市的发展需要发展交通,交通的发展又促进着城市的发展。

转向架重要承载结构电测试验并评价其动力学性能毕业论文

转向架重要承载结构电测试验并评价其动力学性能毕业论文

摘要随着我国现代经济的高速发展,为提高铁路运输能力,货运列车一直在向“重载”方向发展。

由于高速、重载,铁路车辆动负荷加剧,车体钢结构过早疲劳损坏现象不断发生。

车辆关键部位疲劳开裂的主要原因为车辆振动造成的疲劳破坏,这就有必要考虑车辆运行过程中动力学问题。

本文综述了国内外重载运输的发展现状,分析了国内外现有重载货车转向架的结构特点和性能,并以K6型转向架为研究对象,对其摇枕弹簧进行电测试验并以试验结果评价其动力学性能。

试验分为空重车两种状态下有无摇枕弹簧作用四种情况,通过在车体上安装传感器接收电信号,并使用DH5922动态测试分析系统采集到各组加速度值。

使用origin软件对所得结果进行处理,各组情况对比分析得到加速度时域分析图。

最后,通过所得曲线的拟合,得到经验公式,可对不同速度下的加速度值进行预测。

论文研究结果表明, 当车辆速度达到20km/h后,摇枕弹簧垂向减振效果明显。

关键词:重载货车转向架车辆动力学试验加速度AbstractWith the rapid development of China's modern economy, to improve the railway transport capacity, freight trains have been to "heavy load" direction. Due to the high-speed, heavy-duty, rail vehicles dynamic load increase, premature fatigue damage phenomenon of steel body continues to occur. Fatigue failure of key parts of vehicles mainly due to fatigue cracking caused by vehicle vibration, which is necessary to consider the problems of vehicle dynamics during vehicle operation. This paper reviews the current development of domestic and foreign heavy transport and analyzes the structural characteristics and performance of existing heavy-duty trucks’ bogie at home and abroad. With K6 bogie type for the study, do electrical testing experience for its bolster spring and use the results to evaluate its dynamic performance. The test is divided into two kinds,empty or heavy and whether the action of the bolster springs presence .Receive electrical signals by sensor mounted on the vehicle body and use dynamic testing and analysis system DH5922 collected acceleration values in each group.Origin software is used to deal with the parative analysis of the situation in each group get acceleration time-domain analysis chart. Finally, through the curve fitting, we get empirical formulas, which can predict acceleration value under different speeds. Thesis research results show that when the vehicle speed reaches 20km / h, bolster spring vertical damping effect is obvious.Key words:heavy duty truck bogie vehicle dynamics test acceleration目录第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2国外铁路货车转向架现状 (2)1.3国内铁路货物列车转向架现状 (4)1.4本文主要研究内容 (6)第二章试验仪器的选择 (7)2.1传感器的选择 (7)2.2加速度传感器的布置方法 (8)2.3试验仪器 (9)第三章准备阶段 (11)3.1安装传感器 (11)3.2布线 (11)3.3DH5922动态测试分析系统预热 (13)3.4转向架综合性能试验台 (13)第四章试验过程 (14)4.1空车无摇枕弹簧作用 (14)4.2空车有摇枕弹簧作用 (14)4.3重车有摇枕弹簧作用 (15)4.4重车无摇枕弹簧作用 (16)4.5整理试验器材 (16)第五章数据的处理 (17)5.1ORIGIN (17)5.2提取数据 (17)5.3时域分析 (18)5.4频域分析 (24)第六章实验结论 (30)谢辞 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1选题背景自18世纪第一次工业革命以来,人类文明有了突飞猛进的发展。

高速列车自动电动转向架研究与设计

高速列车自动电动转向架研究与设计

高速列车自动电动转向架研究与设计自动电动转向架(Bogies)作为高速列车技术的重要组成部分,起到了关键的作用。

它不仅能够支撑整个列车的运行,还能提供稳定、舒适的乘车体验。

因此,对自动电动转向架的研究与设计至关重要。

本文将重点探讨高速列车自动电动转向架的研究与设计。

一、研究背景高速列车的安全性、稳定性和乘车舒适度是保障列车运行的重要因素。

而自动电动转向架作为高速列车的“足底之翼”,直接影响列车在弯道行驶时的稳定性和乘车舒适度。

传统的铁路转向架通常采用机械传动方式,但其存在的问题包括噪音大、维修成本高以及操作不灵活等。

因此,开发一种高速列车自动电动转向架非常必要。

二、研究意义高速列车自动电动转向架的研究与设计有以下几个重要意义:1. 提高行驶稳定性:自动电动转向架能够根据列车的运行状态自动调整转向角度,使列车在高速行驶和通过弯道时更加稳定。

2. 提升乘车舒适度:自动电动转向架的设计可减少列车行驶过程中的颠簸和震动,从而提升乘客的乘车舒适度。

3. 降低维修成本:自动电动转向架采用电动传动方式,相较于传统的机械传动转向架,不仅噪音更低,还能减少维护维修成本。

4. 提高安全性:自动电动转向架的故障检测与排除系统能够实时监测转向架的工作状态,一旦出现异常,能够及时做出反应,保障列车行驶安全。

三、设计原理高速列车自动电动转向架设计的核心原理是通过电动驱动系统控制转向架的转向角度和传动悬挂系统的工作状态。

其主要包括以下几个方面:1. 电动驱动系统:采用电动机作为动力源,通过控制电动机的旋转方向和速度,实现转向架的转向运动。

2. 传动悬挂系统:采用电动传动方式,通过传动装置将驱动力传递给轴箱,从而实现驱动轮对的旋转。

3. 故障检测与排除系统:通过传感器和监控设备实时监测转向架的工作状态,一旦出现异常,能够及时对故障进行检测和排除,确保行车安全。

4. 自动调整功能:根据列车的运行状态和行驶速度,自动电动转向架能够实时调整转向角度,以保证列车行驶的稳定性和安全性。

转向架系统对列车动力学性能的影响分析

转向架系统对列车动力学性能的影响分析

转向架系统对列车动力学性能的影响分析摘要:随着铁路交通的快速发展,列车的运行稳定性和安全性成为关注的重点。

转向架作为列车重要的组成部分,对于保障列车的运行稳定性和安全性具有重要作用。

转向架系统通过连接车轮和车体,起到支撑、转向和缓冲作用,对列车的动力学性能有着直接影响。

因此,研究转向架系统对列车动力学性能的影响,对于提高列车的运行质量和乘车舒适性具有重要意义。

关键词: 转向架系统;列车动力学性能;影响分析引言:过去的研究主要集中在列车车体结构、轮轨接触力等方面,对转向架系统的研究相对较少。

然而,转向架作为连接车轮和车体的关键部件,对列车的加速度、制动性能和转向性能有着直接影响。

因此,深入研究转向架系统的工作原理和性能对列车动力学的影响,对于进一步提升列车的运行质量和安全性具有重要意义。

一、转向架系统概述转向架系统是铁路车辆中的重要组成部分,用于连接车轮和车体,实现转向、支撑和缓冲功能。

它在列车的动力学性能、稳定性和安全性方面起着至关重要的作用。

转向架系统由多个关键组件组成,包括转向架架构架、转向架轮对、一系悬挂组成、二系悬挂组成、抗侧滚扭杆和抗蛇形减振器等。

其中,转向架架构架是转向架的主要结构部分,它通常由高强度结构钢制成,承受着列车整个重量和运行过程中的各种力和振动。

转向架轮对是转向架系统中的关键部件,承载列车的载荷,并通过轮轨间的摩擦提供牵引和制动力。

一系组成用于吸收和缓冲列车行驶过程中的振动和冲击,提供乘车的舒适性。

二系组成用于控制转向架和车体之间的振动和摇晃,增强列车的稳定性。

抗侧滚扭杆杆将转向架与车体连接起来,传递力量和扭矩,实现转向和支撑功能。

抗蛇形减振器用于防止列车在高速转弯时发生侧翻。

转向架系统的工作原理可概括为以下几个方面。

首先,当列车行驶时,转向架轮对通过轮轨间的摩擦提供牵引和制动力,推动列车运行。

同时,弹簧组件和减震器起到缓冲和吸收振动的作用,保证乘车的平稳性和舒适性。

其次,当列车需要转向时,联结杆传递转向力矩,使转向架轮对发生转动,实现转向功能。

高速动车转向架动力学性能研究

高速动车转向架动力学性能研究

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摘 要
随着国民经济的迅速发展, 高速成为我国铁路旅客运输发展的主 要方向,并于 2007 年开行时速超过 200 km 的“和谐号”系列高速动 车组。随着高速列车运营速度的不断提高,对车辆运行安全性和乘坐 舒适度提出了更高的要求。而转向架作为高速列车最重要的部件之 一,其动力学性能的好坏直接决定了车辆运行的稳定性、平稳性和安 全性。 在分析了国内外高速动车转向架的基础上, 介绍了我国目前开发 的高速动车转向架的结构特点和技术特征。 基于 CRH2 型动车组使用 的 SKTB-200 型拖车转向架,在多刚体动力学分析软件 SIMPACK 中 建立了高速列车单车动力学仿真模型。 研究不同车轮踏面对高速列车 的动力学性能的影响,同时分析车轮直径对车辆动力学行为的影响, 并根据计算结果优选高速列车的车轮踏面外形和车轮直径。 在优化选 取车轮踏面形状和直径的基础上, 系统研究转向架悬挂参数对高速列 车动力学性能的影响, 总结,为设计高速列车转向架悬 挂参数提供依据。 最后利用优化后的悬挂参数对高速列车动力学性能 进行了预测分析。 计算结果表明: 优化后的高速动车运行稳定性和平稳性得到了较 大的改善,车辆系统非线性临界速度达到了 520 km/h;在稳定性改善 的同时,车辆曲线通过性能略微降低;当运行速度为 250 km/h 时, 车辆横向和垂向平稳性指标均达到了 GB5599-85 规定的 1 级标准, 完全能够满足时速 200km 高速列车的运行要求。 关键词: 高速动车转向架,动力学仿真,踏面外形,轮径,悬挂参 数

高铁列车的转向架设计与性能研究

高铁列车的转向架设计与性能研究

高铁列车的转向架设计与性能研究摘要:高铁列车的转向架是高铁列车重要组成部分,对列车运行的稳定性和安全性具有重要影响。

本文主要针对高铁列车的转向架设计与性能展开研究,通过对转向架的结构、设计原理、性能优化等方面进行分析,以期为高铁列车的运行提供更加科学合理的支持。

1.引言高铁列车作为现代化的交通工具,其速度快、安全性高、舒适度好等特点受到了广泛关注。

而高铁列车的转向架作为保障列车行驶稳定的重要部件,其设计与性能对高铁列车的运行有着至关重要的作用。

因此,对高铁列车的转向架进行深入研究具有重要的意义。

2.高铁列车的转向架设计2.1 转向架的结构高铁列车的转向架一般由转向架架体、轮对、横拉杆、横向减震器、侧向稳定器等组成。

其中,转向架架体是整个转向架的主体部件,起到支撑和连接其他部件的作用。

轮对是转向架的核心部件,直接承受列车的整体重量和受力,在高速行驶中承受着较大的离心力和横向力。

横拉杆用于连接转向架和车体,起到调整和稳定列车行驶的作用。

横向减震器和侧向稳定器则可以提高列车的行驶稳定性,减小列车在转弯时的偏差。

2.2 转向架的设计原理高铁列车的转向架设计需要考虑到列车在高速行驶中的稳定性、安全性和舒适度。

设计原理主要包括三个方面:一是根据列车的整体结构和运行速度确定转向架的受力情况,保证转向架在行驶过程中不会出现失控或者失稳的情况;二是根据列车的转弯半径和速度确定转向架的转向角度和横向力的大小,以保证列车在转弯时不会产生过大的横向位移和纵向滑移;三是通过优化转向架的结构和材料,减小转向架的自重和惯性,提高列车的运行效率和节能性能。

3.高铁列车的转向架性能研究3.1 转向架的动力学性能转向架的动力学性能是转向架设计的重要指标之一,主要包括转向架的滚转刚度、俯仰刚度、侧滑刚度等。

通过对转向架的动力学性能进行研究,可以评估转向架在列车高速行驶中的稳定性和安全性,为转向架的设计和改进提供依据。

3.2 转向架的静态性能转向架的静态性能是转向架设计的另一个重要指标,主要包括转向架的受力分布、刚度分析、应力分析等。

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列车动力转向架论文摘要: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,(如图1 左图)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!图1根据国内外经验,转向架的设计有以下几个基本原则:(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能。

(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)采用能有效的抑制转向架蛇形运动,提高转向架蛇行运动临界速度的各种措施。

(4)驱动装置采用简单、实用、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,提高高速运行稳定性。

(5)基础制动装置采用复合制动系统。

随着广大人民日益增长的生活需求,城市之间的到达时间已不能很好的满足人们的需要,为了改善人们的生活质量。

国外列车发展概况高速客车的关键技术之一就是转向架,其历史可以追溯到19世纪中期。

转向架的应用不仅提高了客车的运行速度,同时使车辆具有良好的曲线通过性能和舒适性。

早期的客车转向架主要以铸钢结构或钢板铆焊结构为主,一系悬挂采用导框式轴箱加板簧方式,轴承为滑动轴承,其中央悬挂采用板簧加摇枕结构,心盘用于承载和传递纵向力,基础制动为踏面制动。

随着制造水平的提高,客车转向架开始采用焊接构架结构。

20世纪20年代开始出现了摇动台结构的转向架,有效地降低了二系横向刚度,从而大幅度提高了车辆的横向动力学性能。

50年代后,盘形制动、磁轨制动及防滑器等新技术开始在客车上得到应用,为客车运行速度的提高奠定了基础。

在此之后,空气弹簧的应用以及中心销取代了传统的心盘结构,使客车的动力学性能得到了进一步改善。

70年代后,无摇枕转向架开始出现,使客车转向架朝着轻量化、模块化、无磨耗、高舒适度的方向发展。

进入90年代后,磁轨涡流制动开始应用,不仅消除了磨耗,降低了噪声,还大大提高了制动效率。

法国二战前,法国铁路客车运用的几乎全是美国Pennsylvania型转向架,该转向架采用传统的铸钢构架,一系悬挂为轴箱导框加均衡梁结构,中央悬挂采用摇动台、板簧及摇枕的模式,承载方式为摩擦旁承加心盘的组合。

在此基础上,法国国铁(SNCF)设计出了最高速度为140km/h的Y16型转向架,随后又开发和研制出了 Y20、Y24和Y26型转向架,其中,Y26型转向架首次采用了空气弹簧,最高试验速度达到了180km/h,并于1968 年投入运用。

在总结了上述转向架经验的基础上,SNCF于1967年研制出了Y30型转向架。

该转向架采用了全新的结构:一系悬挂为人字形橡胶堆定位,中央悬挂为高圆钢簧加中心销模式。

与此同时,SNCF还开发出了最高试验速度为230km/h的Y28和Y207型转向架,并在此基础上研制出新一代适合200km/h的Y32型转向架。

Y32型转向架采用了H型焊接构架,一系悬挂为橡胶节点转臂定位,中央悬挂为高圆钢簧、横向液压减振器、垂向液压减振器、摇枕加抗侧滚扭杆装置,基础制动装置采用了盘形制动和磁轨制动。

为减小转向架点头及横向等运动对车体的影响,牵引装置采用了钢丝绳连接的方式。

Y32型转向架自1973年批量生产以来,一直是SNCF的主型转向架,并批量出口到其他国家。

20世纪70年代以后,法国开始研制TGV高速列车,并研制出了Y229型转向架。

法国TGV采用动力集中的牵引模式,车体之间采用铰接方式。

为此,法国开发出了Y231型转向架用在第1代TGV-PSE拖车上,并在此基础上研制出了用在TGV-A 拖车上的Y237型转向架。

该转向架采用了H型焊接构架,一系悬挂为橡胶节点转臂定位,中央悬挂为大容积高柔性空气弹簧、横向液压减振器、垂向液压减振器、抗蛇行液压减振器、抗侧滚扭杆及 Z字形拉杆牵引装置,基础制动装置采用了盘形制动。

Y237型转向架由于采用了3m的大轴距及1:40的锥形踏面,故具有较高的抗蛇行稳定性。

法国TGV高速转向架不断完善铰接式转向架结构,也趋向轻量化方向发展,但其轴重基本保持17t左右。

图2 TGV动车转向架德国德国的第1台客车标准型转向架于1890年研制成功,该转向架采用锻压铆接构架,一系悬挂为轴箱导框加板簧,中央悬挂由中央板簧、摇枕、摩擦旁承和心盘组成。

在此基础上,20世纪30年代德国又开发出Gōrlitz系列转向架,最高运行速度为160km/h。

为解决轴箱导框的磨耗问题,德国联邦铁路(DB)从1939年开始研制Minden2Deutz 新型转向架。

该转向架采用了H型焊接构架,一系悬挂为双圆簧和双拉板式定位装置,中央悬挂由摇动台、钢圆簧、摇枕、摩擦旁承和心盘组成,在摇枕和构架的两侧设有牵引拉杆。

该转向架于1949 年完成试制并投入线路考核试验,随后定型为MD32标准型转向架。

此后,又根据不同要求改型为M36等10多种MD系列转向架,其中,约一半以上出口到其他国家。

与此同时,Gōrlitz V 型转向架也于1958年研制成功。

其结构同MD32基本相似,仅将一系悬挂的双拉板式定位改为橡胶导柱定位。

为确保德国在高速铁路领域的地位,联邦政府于1972年投资5亿马克进行高速列车前期性研究,其中包括研制世界上首台滚动振动试验台和动力学仿真软件MEDYNA。

座落在慕尼黑的试验台在经历了近6年的设计及施工后于1980年完工。

该试验台可对机车车辆进行整车在实际轨道激扰条件下的直线、曲线动态模拟以及模态分析,最高试验速度为500 km/h,是世界上功能最完备的滚振试验台,为新型转向架的开发提供了有力的手段。

图3德国MD530型转向架德国WAGGON UNION公司在1974年研制成功MD52型转向架的基础上于80 年代初开发出MD52-350原型车转向架,并经改进后定型为MD530型,用于1991年开通的第1代ICE高速列车,其最高运行速度为280km/h。

该转向架一系悬挂采用了双圆簧和单向双层拉板定位,中央悬挂由摇动台、摇枕、摩擦旁承和中心销组成。

为保证其可靠性,中央悬挂仍采用钢圆簧,摇枕的纵向定位采用橡胶缓冲座,在构架的两侧设有磨耗板,牵引力的传递采用中心销模式。

MD系列转向架的旁承除承受车体的垂向载荷外,还提供回转力矩,以取代常规的抗蛇行减振器。

为保证摇枕与构架间的扭转刚度和转向架的纵向振动不向车体传递,摇枕通过扭杆和拉杆连接到转向架的构架上。

为了进一步改善MD530型转向架的动力学性能,MAN公司在90年代初研制成功带轮对耦合副构架的转向架和采用碳纤维轻型构架的独立旋转车轮转向架,2台高速转向架均采用了空气弹簧。

1992年,由DB组织研制新一代采用空气弹簧的ICE高速客车转向架,通过线路动力学试验比选确定生产厂家。

除上述2种方案外,瑞士、奥地利和德国等国的公司共提出7种方案,并通过了德国联邦铁路组织的线路动力学试验。

经比选后确定奥地利的SGP-400型转向架为ICE-2的最终方案。

1995年,DB和东日本铁道株式会社达成协议,由德国TALBOT公司和日本住友(SUMITOMO)公司在B-5003型转向架的基础上联合研制新一代高速转向架,定型为JR21。

该转向架采用内支承模式,其整体重量仅4300kg,是目前世界上最轻的高速客车转向架,其最高试验速度为450km/h。

德国ICE高速转向架,随着动力分散ICE3高速列车和摆式动力分散ICET等高速列车的发展,其一系悬挂和二系悬挂有向有源半主动和主动控制方向发展的趋势。

图4 ICE3动车组SF500 型转向架中国为适应旅客列车提速的需要,1990年国内几家客车厂分别开始研制时速160km 的准高速客车转向架,并命名为209HS、206KP、CW-2型转向架,主要用于25Z和25K型客车。

从90年代中期开始,我国研制高速客车转向架。

所研制的CW-200型转向架已投入运行,最高运行速度200km/h,并在此基础上研制出CW-300型高速客车转向架。

同时,在引进日本技术的基础上,开发了运行速度为220km/h的SW-220型客车转向架,并在此基础上开发出SW-300型高速客车转向架。

这2种转向架在首列国产高速列车上进行了线路试验,其最高速度均达到了321.5km/h。

由于高速列车的运行速度快,在运行过程中需要有更好的安全性能,这样在转向架的设计过程中就需要有更高的要求。

在列车转向架设计的过程中,应完成以下任务:(1)承载。

承受车架以上各部分的重量(包括车体、车架、动力装置和辅助装置等),并使轴重均匀分配。

(2)牵引。

保证必要的轮轨黏着,并把轮轨接触产生的轮周牵引力传递给转向架架、车钩,牵引列车前进。

(3)缓冲。

缓和线路不平顺对车辆的冲击,保证车辆具有良好的运行平稳性和稳定性。

(4)导向。

保证车辆顺利通过曲线。

(5)制动。

产生必要的制动力,以使车辆在规定的距离内减速或停车。

构架构架是转向架的重要部件之一,既要有足够的强度和刚度,又要有适当的弹性、良好的抗冲击性能及耐疲劳性能。

构架应按照等强度的原则,进行优化设计及有限元计算分析,使构架设计达到结构和应力均布合理,并达到节约金属材料和轻量化的目的。

对焊接构架结构,特别是有节点部位的结构应不断研究、改进;对焊接工艺和机加工工艺也要不断改进,尽可能减小应力集中和减少应力敏感部位,确保焊接质量和加工精度,使轴距、对角线、一系和二系悬挂装置、基础制动安装部位等的几何尺寸达到设计图样规定的精度要求,使构架达到良好的受力状态和尽可能长的使用寿命。

对构架的材料也要不断地研究开发,以适应不断发展的高速转向架的要求。

随着运行速度的提高,构架除了要有良好的疲劳强度外,还需具有结构简单和重量轻等特点。

目前,除北美国家外,客车转向架构架基本上采用H型焊接构架的模式。

侧梁一般采用箱形结构,其目的一方面可增加强度,另一方面可增加空气弹簧附加空气室的容积。

欧洲国家横梁一般采用箱形结构模式,而日本则采用双无缝钢管的方式。

采用双无缝钢管横梁的构架具有重量轻、易实现盘形制动等特点,近年来得到广泛应用,但缺点是抗弯刚度低。

为降低轮重减载率和提高脱轨稳定性,高速客车转向架的构架应尽可能地采用柔性构架,如德国TALBOT 的高速转向架采用构架侧梁上盖板开槽的方式,SIG和SGP的高速转向架采用合理的横梁结构来实现提高柔性的目的。

从发展的观点来看,高速客车宜采用轻量化的焊接柔性构架。

转向架构架一般由左、右两侧梁和一个或几个横梁等组成。

侧梁的作用不仅是向轮对传递垂向力、横向力和纵向力的主要构件,还用来限定轮对的位置。

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