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。
第二页，共五页。
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。
动车组转向架空气弹簧气囊裂纹原因分析陈禹昕
动车组转向架空气弹簧气囊裂纹原因分析陈禹昕发布时间：2021-10-29T04:16:07.910Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：陈禹昕[导读] 为了进一步改善和提高乘务员的舒适度，保证动车组在高速公路上运行时的安全稳定性，就必须改善动车组的转向架和动力学性能。
中车长春轨道客车股份有限公司摘要：为了进一步改善和提高乘务员的舒适度，保证动车组在高速公路上运行时的安全稳定性，就必须改善动车组的转向架和动力学性能。
空气弹簧是作为直接影响转向架的动力学和机械性能的关健零件，空气弹簧也有着十分重要的功能。
因此需要针对空气弹簧常见故障，分析各故障产生的原因，给出处理措施，并评估各故障对列车运行品质的影响，希望能对后续的动车组用空气弹簧的检修、维护、设计和制造提供参考。
关键词：转向架空气弹簧气囊裂纹引言转向架与车体连接时，空气弹簧的表面应与车身的压缩垫结合。
空气弹簧的空气弹簧进气口应为气闸轴，车身的牵引杆垫为隔离孔。
在装配转向弹簧及其牵引杆弹簧的空气弹簧表面时缓冲垫，在两侧的定位销最初定向后，安装空气弹簧和牵引杆垫时，空气轴和气孔之间会产生摩擦，这将导致空气弹簧喷嘴入口的冲击和划伤，并影响气密性。
空气弹簧具有高度可调、空重车自振频率恒定、横向刚度低、自带阻尼、吸收高频振动等特点，是高速动车组转向架的关键技术之一。
但由于空气弹簧悬挂系统气密性要求严格，其在高速动车组的长期运营中易发生泄漏等故障。
1空气弹簧的结构分类及工作原理1.1空气弹簧的结构分类空气弹簧一般可以从结构上细分为两种胶囊弹簧和薄膜弹簧。
气泡空气弹簧可以细分为一条曲线，气囊双曲线多空气弹簧，制造过程和工艺简单，使用寿命长，然而，它具有良好的机械刚度和较高的振动频率，因此目前主要应用于汽车。
膜式空气空气弹簧大致可分为受限膜片空气弹簧和自由膜片空气弹簧。
内、外圆柱膜片弹簧中的橡胶膜。
其主要特点之一是结构刚度小，振动频率低。
它可以很容易地控制瓶盖的形状和弹性。
轨道车辆用空气弹簧阻尼特性研究与应用
ｃ 一１— 』 ㈣ １ ｌ （ ） 夕 ） ＋ ｚ
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Ｐ ， ｍ（ 一 ｐ＋ ｐ ） Ｐ 。 ｎ２ ，一
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和附加空气 室的多变过 程可 以用 以下方 程式描 述 ：
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莫 荣 利 （９ ３ ） ， １ ７一 男 湖南 邵 阳人 ， 程 师 （ 稿 日期 ：０ ９ １ —０ ） 工 收 ２０ — １ ４
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／
ｄ ｘ不大 的情况下 ， 空气 弹簧容积变 化量 ｄ Ｖ可 以近似表
示为 ： Ｖ — Ａ ｄ ｘ。
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
（ 洲 时 代 新 材 料 科 技 股 份 有 限 公 司 ，湖 南株 洲 ４ ２ ０ ） 株 １ ０ ７
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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维普资讯
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
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。
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。
城轨车辆空气弹簧系统常见故障分析
16
自空气弹簧诞生以来，国内外的众多专家学者 对其结构、原理、特性等方面进行了众多深入研究分 析，也获得了不同程度的成果。
图 4 气囊裂纹
4.2 鼓泡磨损 1）鼓泡：空气弹簧气囊在制造过程中,内外层橡
胶与帘线层粘合不良,在列车运行过程中，会有部分 空气进入并停滞在内外层橡胶与帘线层之间从而产 生气囊表面局部鼓泡现象,鼓泡易使胶囊破损，所以 发现气囊有鼓泡则要考虑更换新气囊。
2）磨损：城轨车辆在运行过程中，特别是过弯道 时，气囊会与上盖板和底座之间的接触部分发生相 对运动，从而产生滑动摩擦。久而久之磨损的创面 危及到气囊的帘线层，当帘线层被破坏后，气囊几近 报废，这时就要重新换气胎。为此列车在库内一定 要注意检查该部分，发现气囊帘线层破损则应及时 更换气囊。（如图 5 所示）
18
图 5 帘线层磨损
4.3 龟裂老化 由于城轨车辆空气弹簧气囊是橡 胶制成的，受温度影响较大，夏季列车在高温下持续 作业，橡胶气囊受热软化；冬季受低温影响，橡胶气 囊收缩变硬，日积月累气囊就会逐渐老化变得脆弱， 失去弹性。这时如果突然遇到载客突然增大或者充 入的风压过大就有可能造成气囊被压下弹不起来或 者气囊直接被气流冲破产生龟裂。（如图 6 所示）
城轨车辆空气弹簧系统常见故障分析
现象并分析其原因。以期能够提前做好预防和保养 工作，尽量延长空气弹簧的使用寿命。
图 6 气囊龟裂老化
5 结束语
空气弹簧在应用过程中，由于受到各种外界因 素（如：温度，湿度，酸碱度，压力等）和内在因素（如： 磨耗，破损等）的双重影响，难免会产生各式各样的 故障，从而直接威胁到空气弹簧的使用寿命。本文 总结分析了空气弹簧常见的漏风故障和胶囊故障。 对造成空气弹簧漏风故障的三大原因：空气弹簧产 生位移导致漏风、空气弹簧密封性问题导致漏风和 气囊破损导致漏风进行了叙述，描述了故障产生的
城市轨道交通车辆转向架的结构分析
毕业设计（论文）题目：城市轨道交通车辆转向架结构分析专业：城市轨道交通车辆班级：11转车2501学生姓名：***学号：***********指导教师：***2016年3月29日北京交通运输学院毕业论文任务书题目：城市轨道交通车辆转向架结构分析适合专业：城市轨道交通车辆指导教师：提交日期年月日专业：城市轨道交通车辆班级：11转车2501学生姓名：于景逵学号：14279141024中文摘要北京地铁大兴线车辆装用的转向架为技术先进、可靠、结构简单、维护量小、轻量化的成熟产品。
转向架分为两种结构相似的动车转向架和拖车转向架，均为无摇枕结构。
转向架构架采用钢板焊接H 型结构，其横梁采用无缝钢管结构。
两种转向架均采用弹性轴箱定位装置，整体自密封双列圆柱滚子轴承，有效直径为φ540mm 的组合式空气弹簧，“Z”字型中央牵引装置，自动高度调整阀，差压阀，横向油压减振器，踏面制动单元,装有降噪阻尼器的整体辗钢车轮,接地装置等。
动车转向架装有牵引电动机、一级减速齿轮传动装置和联轴节等。
拖车转向架构架横梁没有牵引电机悬挂座和齿轮减速箱吊杆座。
进行空气弹簧及其管路的气密性试验。
在空气弹簧工作高的条件下，两侧空气弹簧及附加气室同时充入500 kPa 压力空气，保压15min，压力下降不大于25kPa，同时用肥皂水检查各管路及空气弹簧座平面不得有泄漏。
TI天线安装在水平安装梁上，水平梁的弹性设计可以有效抵消转向架构架端梁在各种模态下产生的扭曲变形量。
1 TI天线安装完成后需调平；2 TI 天线、接近传感器均采用齿调方式进行高度调节，避免螺栓受剪，每个齿的高度为5mm，TI 天线螺栓安装面距轨面高度321±3mm，接近传感器底面距轨面高度115±3mm。
目录第一章转向架 (1)1.1概述 (2)1.1.1转向架的互换性 (3)第二章转向架的结构 (4)2.1转向架的构架 (5)2.2轴承 (6)第一章转向架1．1 概述北京地铁大兴线车辆装用的转向架为技术先进、可靠、结构简单、维护量小、轻量化的成熟产品。
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。
轨道交通车辆转向架用空气弹簧
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。
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。
广州地铁二号线车辆转向架
1 转向架的布置及分类
二号线列车由两个单元车组成，每个单元车有一节拖车和两节动车。由于安 装的辅助装置和一系簧刚度的不同，拖车转向架分为3种（型号分别为TCN3a， TCN3b，TCN3c），即拖车I位端带天线的转向架、拖车Ⅱ位端转向架及拖车Ⅰ 位端带天线和轮缘润滑装置的转向架（只安装在第1~5列车）。动车转向架只有 一种（型号为PCE3a），其结构如图1所示。
杆。
3.4 中央牵引连接装置 与一号线车辆转向架相比， 二号线车辆转向架的中央牵引连接装置比较简单。 转向架通过带有橡胶关节的牵引杆 （见图3） 连接到与车体连接的车体中心销上， 没有中心销座和复合弹簧， 更便于拆装转向架。由于牵引杆两端与中心销和转向 架的连接部位都有橡胶关节， 橡胶关节的弹性定位能保证转向架绕中心销在各个 方向上有一定程度的摆动， 这既保证了转向架抗蛇行运动的性能，又能实现转向 架与车体之间的转角，保证车辆顺利通过曲线。
3 主要结构特点及性能
3.1 构架 转向架采用H型全钢焊接构架， 由横梁和两侧梁组焊而成， 材料采用EN10025 S275J2G3。横梁上设有齿轮箱、电机、牵引杆的安装座，侧梁上设有踏面单元 制动器、一系簧、二系簧等部件的安装座。各部件安装座的安装孔都经过精确定 位，从而保证了所有部件组装后转向架的运行性能。构架采用了互换性设计，不 同转向架的构架在维修中可以互换。在额定载荷下，构架使用寿命为30年。 3.2 轮对、轴箱装置 轮对采用整体辗钢轮， 车轮通过冷压方式压装到车轴的锥形轮座上，配合锥 度为1：300。为了保证车轮压装时的过盈量，压装压力应控制在820~1 127.52kN 的范围内。车轮轮毂部位有注油孔，退轮时对该孔压注液压油，液压油通过注油 孔进入环轮孔内表面的油槽， 均匀地挤入轮轴压装结合面， 使车轮顺利退出车轴。 3.3 悬挂系统 转向架悬挂系统主要由一系悬挂和二系悬挂组成， 悬挂系统中橡胶件的使用 寿命一般为10年。 一系悬挂采用德国Phoenix公司生产的具有适当的垂向和横向刚度的锥形金 属橡胶弹簧。 它一方面可以缓和来自轨道的各种冲击和振动，提高列车的乘坐舒 适性； 另一方面可以对轴箱进行弹性定位， 既能保证列车在直线上运行的稳定性， 又能使转向架更加顺利地通过曲线，减少轮缘磨耗，防止脱轨。根据垂向刚度的 不同， 锥形金属弹簧分为两种： 一种型号为746 150 S1， 标准垂向刚度750 N/mm， 运用在动车和拖车前端转向架上； 另一种型号为746 150， 标准垂向刚度600 N/mm， 运用在拖车后端转向架上。 与一号线车辆转向架使用的人字金属橡胶一系簧相比， 锥形金属橡胶弹簧更便于通过垫片来调整轮重或构架高度。 二系悬挂采用Phoenix公司生产的SEK 660-7型大柔度空气弹簧（见图2）， 主要由空气囊和锥形金属橡胶紧急弹簧组成，上部通风口与车体气管直接连接。 空气弹簧正常安装高度为（428±3）mm，垂向允许载荷为51.1~125.8 kN。如因镟 轮或车轮磨耗导致车体地板面下降过多，可在紧急弹簧安装座处加12 mm厚的垫 片，将地板面抬高。转向架组装后，两边的紧急弹簧安装座高差应小于0.5 mm， 如果高度差过大， 也可通过在紧急弹簧安装座处加垫片来调整。空气弹簧直接支 撑车体， 允许转向架相对车体产生一定程度的相对运动。转向架两侧都有一个高 度阀， 可根据载客量自动控制本侧空气弹簧的充排气，保证车体地板面高度基本 不变。为了提高车辆运行性能，二系悬挂还设有横向、垂向减振器和抗侧滚扭力
论述空气弹簧在轨道交通行业中的应用
论述空气弹簧在轨道交通行业中的应用发布时间：2023-02-06T03:00:42.226Z 来源：《工程建设标准化》2022年9月第18期作者：高传风黄明冉张建政[导读] 空气弹簧因其独特的优点而被广泛地用于轨道交通运输。
本文对空气弹簧的基本结构、主要结构形式进行了介绍，并对其性能、载荷性能等进行了简单的分析，并对其在轨道交通工具中的应用与发展做了较为详尽的阐述。
高传风黄明冉张建政中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266100摘要：空气弹簧因其独特的优点而被广泛地用于轨道交通运输。
本文对空气弹簧的基本结构、主要结构形式进行了介绍，并对其性能、载荷性能等进行了简单的分析，并对其在轨道交通工具中的应用与发展做了较为详尽的阐述。
关键词：空气弹簧；轨道车辆；特性；应用空气弹簧是将气压空气加到柔性密封橡胶气囊内，并借助空气的压缩弹性作用，起到缓冲、阻尼、隔震、自动调节车身的承载面高度而不受负载影响的特性。
由于其结构简单、工作可靠、维修方便、造价低廉等特点，在交通车辆的悬挂设备中得到了广泛的应用。
自从美国Borgward公司在 1950年第一次使用气动弹簧后，气动弹簧的类型和使用性能都有了很大的改变。
20世纪60年代在铁路车辆中采用了空气弹簧，它因其刚度大、振动小、性能好等优点，逐步代替了圆簧。
1.空气弹簧的基本结构及其模式1.1空气弹簧的基本结构空气弹簧系统通常包括上盖，橡胶气囊，下座，差压阀，过滤器，附加空气室，紧急弹簧，高度调节阀。
从图1可以看出，空气弹簧所需的气压空气，通过折断塞门、滤尘止回阀，通过贯穿车身的空气弹簧，供给到两侧的空气弹簧。
通过调节高度的阀门，将加压的空气送到另外的空腔和弹簧体中。
车身由摇枕或气垫支撑，下部座椅由应急弹簧支撑，由橡胶气囊构成的空腔由节流孔同辅助空腔连接，由空气弹簧和辅助空腔的压力空气来保持车身的承载面高度。
差压阀门用于保证两个气簧在同一转向架上的压力差。
当前铁路大巴车辆的中心悬挂多为气簧与应急弹簧串联，应急弹簧多为橡胶堆体，其作用是为了确保在发生空气弹簧故障时列车的安全。
城市轨道交通车辆技术《转向架中央牵引连接装置》
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图4—28 中央牵引装置 1．中心销；2．牵引梁；3．防尘罩； 4．衬套；5．中心销套；6．横向油压减 振器；7．空气弹簧异常上升止挡；8．安 装板；9．牵引叠层橡胶；10．横向缓冲 橡胶。
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中央牵引连接装置
图 4—29牵引连接装置
(c) 1起吊保护螺栓；2中心销导架；3中心销；4 中心架；5定位螺母；6牵引杆；7复合橡胶 衬套
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中央牵引连接装置实物
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内容总结
中央牵引连接装置。城轨车辆普遍采用了无摇枕结构的转向架，由于没有摇枕，车体直接坐 落于空气弹簧上，必须靠牵引装置来实现摇枕所具有的传递纵向力和转向功能，所以要求牵引装 置具备以下功能：。1能够传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系弹簧在垂向和横向柔软地 动作。2纵向具有适当的弹性，以缓和由于转向架点头、车轮不平衡重量等引起的纵向振动。图 4—28 中央牵引装置。中央牵引连接装置实物
• 3结构上应便于车体与转向架的别离和连接。 • 4由于取消了摇枕，需安装横向油压减振器、横向缓冲橡胶、空气
弹簧异常上升止挡等，这些部件的安装和拆卸不能增加车体与转 向架别离作业的工时。
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中央牵引连接装置
• 图4—28所示是一种典型的城轨车辆的中央牵引装置，长春客车厂设计的 地铁无摇枕转向架采用了这种结构的中央牵引装置，其结构是中心销上 端用螺栓固定在车体枕梁上，下部插在能够传递纵向力的牵引梁孔中， 能够自如地垂向运动和回转。
中央牵结构的转向架，由于没有摇枕，车体直接 坐落于空气弹簧上，必须靠牵引装置来实现摇枕所具有的传递纵向力 和转向功能，所以要求牵引装置具备以下功能：
• 1能够传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系弹簧在垂 向和横向柔软地动作。
四空簧承载式铰接转向架开发
四空簧承载式铰接转向架开发发布时间：2022-04-01T06:47:18.922Z 来源：《科学与技术》2021年第32期作者：皮国瑞[导读] 本文详细介绍了一种适用于六轴铰接式地铁车辆的转向架的结构、性能特点和主要技术参数。
该铰接转向架采用四个空气弹簧承载车体型式。
皮国瑞中车唐山机车车辆有限公司摘要：本文详细介绍了一种适用于六轴铰接式地铁车辆的转向架的结构、性能特点和主要技术参数。
该铰接转向架采用四个空气弹簧承载车体型式。
对其构架、轮对、轴箱、悬挂装置、制动装置等重要部件进行说明，通过对关键部件的静强度及疲劳强度仿真分析以及对整车进行了动力学性能仿真，各项计算结果均满足标准要求。
关键词：铰接转向架空气弹簧构架1、前言根据不同的载客量需求，列车的编组型式也多种多样，对于相对较短的车体长度，使用两台转向架支承一节车体，不仅造成列车制造成本的增加，同时也会造成列车全寿命周期费用的增加。
铰接式转向架可以安装于两节车体之间，因此三台转向架承载两节相对较短的车体的列车编制方式则可更好的满足运营要求。
2、转向架总体方案铰接式转向架也称为雅克比转向架，摩擦副承载式铰接转向架可用于水平曲线半径小于R50m线路的地铁的用户，四空簧承载式铰接转向架可用于水平曲线半径不小于R100m线路的地铁的用户，本文主要介绍了一种四个空气弹簧式铰接非动力转向架。
转向架由构架装置、轮对轴箱装置、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置组成。
3、转向架各子系统结构3.1、构架组成转向架均采用H形焊接构架，主要由两根侧梁、两根横梁、两根纵向梁和转臂定位座、动吊座、牵引拉杆座、横向缓冲器座、减振器座等组成。
构架的侧梁和横梁均为箱形焊接结构，板材选用耐候钢板。
转向架构架的焊接符合EN15085的要求。
构架结构如图3-1所示。
3.2、轮对组成轮对组成主要包括车轮、车轴、制动盘（轮盘）、降噪阻尼环等。
结构如图5-3所示。
轮对压装按照TB/T 1718.2-2017《机车车辆轮对组装第2部分：车辆》执行。
城市轨道交通车辆技术《地铁车辆转向架空气弹簧更换工艺2》
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工艺步骤
4进行地铁车辆轮重及轴重载荷调整
27阀
对所有已校核扭力值的紧固件画上防松标记 在运用库按整车轮重及轴重载荷调整相关工艺对作业
车辆进行整车轮重及轴重载荷进行调整
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工艺步骤
5作业完毕,交车
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内容总结
工艺步骤。操作架车机将转向架升到第21步骤测量的高度，以拆卸转向架拆卸顺序倒序对以上零部件 进行安装。转向架各零部件与车体端连接完毕后,操作架车体升起将转向架空气弹簧中心销与车体进行连接 后将半组车落至地面。在运用库按整车轮重及轴重载荷调整相关工艺对作业车辆进行整车轮重及轴重载荷架安装 将转向架从半组车端部推至静压试验台位置 更换空气弹簧，并进行转向架静压试验，合格后重新推至转
向架安装位置架车机上 在合格的转向架空气弹簧进风口外外表密封圈处涂抹润滑脂 操作架车机将转向架升到第21步骤测量的高度，以拆卸转
向架拆卸顺序倒序对以上零部件进行安装
转向架各零部件与车体端连接完毕后,操作架车体升起将 转向架空气弹簧中心销与车体进行连接后将半组车落 至地面
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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。
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。
2.1 空气弹簧和附加空气室2.1.1 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0.3～0.4MN/m。
⑶水平静/动刚度，水平静刚度一般为0.15～0.2MN/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。
2.1.2 附加空气室附加空气室的作用在于能够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（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。
2.2 高度控制阀和差压阀2.2.1 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)。
2.2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
3.1 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。
3.2 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3.3 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。