法国TGV高速列车焊接转向架构架的设计
法国TGV_Duplex高速双层客车
国外铁道车 辆 1998 年第 6 期
法国 T GV-Duplex 高速双层客车
林田 聪 ( 日)
提 要 1987 年着手开发的法 国高速双层 客车 T GV-Duplex 于 1996 年 12 月 投入使用, 作为第 3 代 TGV 高速列车, 采用了各种新技术, 有望成为法国及国际运输的主力 。
底架使用高强度钢, 约减轻 1 t 重。可承受岔道处的冲击力。 3. 3. 2 头车形状
TGV-Duplex 头车前部在以往 直线形的基础上, 采用了由圆滑曲 面构成的形状。这种设计的优点是 可降低空气动力噪声和列车通过时 产生的风速阻力, 并且可以降低进 入隧道时产生的气压波。这种形状 是经过对原车大小的实物模型反复 试验、对车辆的外观及空气动力特 性慎重考虑后决定采用的。
主电动机 转向架 客车转向架型式 主动转向架数/ 台
附近设置大件行李存放架, 比以往 从动转向架数/ 台
有所扩大, 但下层保持原有大小。为 电源方式
解决行李架不足和满足旅客将行李
放在身边的需要, 撤掉一部分座椅, 在客室端部设置大件行李架。由此, 座椅实际数每列车总计减少 29 个, 1 等 车减 少 13 个; 2 等车 减 少 16 个。
巴黎东南线 T GV 因信号系统 的制约, 最短行车间隔为 5 min, 所 以再增加车次受到限制。巴黎东南 线 T GV 2 列编组连挂 400 m 的长 度受主要车站站台长度的极限, 再 增加编组长度不仅涉及延长站台的 问题, 还必须大幅度地改造包括信 号在内的地面设备。因此, 从经济的 角度考虑, 研制开发了采用新技术 的 T GV 双层客车。 1. 2 T GV 双层客车的课题
3. 2 客车 3. 2. 1 车体结构
法国TGV动车组(中国CRH5)
法国TGV动车组(中国CRH5)TGV概述TGV是法文单词的缩写，翻译过来是高速列车的意思。
它有数代，每一代又有好几种车型。
TGV计划开始于20世纪60年代。
当时，法国国家铁路局（SNCF）认识到，要与日益增长的私家车和快捷的空中交通竞争，他们除了提供快捷的速度外，别无他法。
最初，这项计划被认为是走上了技术的“死胡同”。
当时的业内人士以为，钢制轮轨系的技术已经研究到底了，应该是转移到磁悬浮或喷气动力式研究的时候了，因此，这项计划在一开始没有得到任何政府投资。
SNCF对TGV的构想是在列车保持兼容现有铁路设施的条件下开发高速铁路系统。
这样做，有利于最大程度利用现行的铁道，特别是城市中心的铁路设施。
而现在如果在这些城市中心新建高速火车系统，如火车站等，代价是让人无法接受的。
另一个好处是在现行铁路的基础上，用TGV列车达到部分高速铁路的目标，逐渐改进现有铁道系统，一步一步地实现铁路高速化。
历史TGV是法文中Train àGrande Vitesse的缩写，翻译做英文是高速列车的意思。
单单谈TGV 是没有意义的，因为它有数代，每一代又有好几种车型。
TGV计划启动于1960年法国国家铁路局认识到要于日益增长的私家车和快捷的空中交通竞争，他们除了提供快捷的速度，别无它法。
TGV 001，首代试验型TGV列车出现了。
这是一种采用蒸汽涡轮动力的非电力机车。
（具体情况可到Tgv的历史中去看看）首条运营的TGV线路开通于1981 年，在巴黎和里昂之间运行。
TGV列车最早的原形是TGV001。
它以蒸汽涡轮为动力，在1972年11月8日创造了时速318公里的世界纪录。
这种车在试验中曾175次跑出超过300公里的时速。
70年代后期，法国在巴黎到里昂之间铺建了一条全新的线路。
1981年9月27日，该线的第一部分开通投入运营。
开通典礼是由当时法国总统密特朗主持的。
明亮的橘红色的流线型TGV列车名噪一时。
而仅仅在几个月前，TGV即以380公里的时速打破了世界纪录。
法国TGV_Duplex高速双层客车
表 TGV-Duplex 参数 TG V - D uple x 1996 300
10 2 8
545( 516) * 197( 184) * 348 ( 332) *
200. 19 2. 9
380 424 67. 8
8 800 ( 直流 1 500 V 区间 3 680)
交流同步 1 100×8
无摇枕空气弹簧 4 9
法国 T GV-Duplex 高速双层客车 林田 聪 ( 日)
19
控制在 68 dB( A) 以下( 图 2) 。
3. 2. 2 车内设备 在设计 TGV 双层客车内部设
车 辆
备时, 在巴黎北部的车辆基地制作 运营时间/ 年
日法德中代表性高速列车主电路结构特点分析
日法德中代表性高速列车主电路结构特点分析陆峰摘要：本文列举了日法德中代表性高速列车的型号、运行参数和部分机车的主电路结构，在此基础上对不同机车采用的各主电路特点进行了比较，分析不同结构主电路变流器的应用背景及各自优势，得出了根据不同情况分别选取变流器主电路结构的一般性结论。
关键词：高速列车；主电路；结构特点1 引言1986年1月，国际铁路联盟秘书长勃莱认为，高速列车最高运行速度至少应达到200km/h。
此后，国际上公认列车时速达到200公里及以上的铁路叫高速铁路。
进入20世纪以来，德国、法国、日本等国家先后进行了高速铁路的尝试与研究。
1964年，日本建成了世界上第一条高速铁路，此后法国、德国等西方国家也先后通过不同的方式建立起自己国家的高速铁路网。
日、法、德三国已经成为拥有世界上最先进的高速列车技术的国家。
而中国也在“引进消化吸收再创新”思想的指导下，积极引进国外先进技术，拥有了自己的CRH系列动车组，成功跻身到掌握高速列车技术国家的行列。
伴随着高速列车的发展，交一直一交电力机车技术已趋成熟，其主电路结构也已成熟，但因电流制式和其选取的技术方向不同而有各自的主电路特点。
分析各种不同主电路的特点并加以比较，了解其各自的优势与不足，有助于我们在车辆设计中采用最合适的电路结构，更好地满足切合我国实际的性能要求。
变流器主电路结构的选择，要受到机车功率、可靠性要求、控制要求以及经济效能等各种因素的制约。
分析比较日法德中各主电路结构的异同，必须综合考虑多方面的因素。
2 国内外代表性高速列车概览2.1 日本高速列车1964年10月1日，世界上第一条高速铁路“新干线”全线通车。
它一举解决了包括东京等大城市在内的经济最发达地区的陆上运输问题。
日本新干线投入商业运营40多年，以其高速、安全、准时、污染小而著称于世，被誉为“日本经济的脊梁”。
表3显示了1997年以来投入运营的各系列高速列车的基本情况。
表3. 日本高速列车基本情况日本由于降水量多且地基松软，为减轻高速列车压力对线路的冲击而不得不采用动力分散的方式，这种小功率、多动轴的方案确保了轮轨间的粘着利用良好。
法国高速铁路技术(4)
5.4 TGV—A型第二代高速电动车组5.4.1 TGV—A型动车组总体特性及主要技术参数TGV—A型动车组是在第一代TGV—PSE型动车组基础上，进行研究开发与改进，保留了第一代的一些基本技术特点，如铰接式联结方式，牵引电机体悬方式，三爪万向轴传动装置等。
同时，又积极采用了自换向同步牵引电动机交流传动，高性能的制动系统，空气弹簧悬挂系统及车载微机控制系统等新技术，将TGV高速动车组的性能推向新的高水平。
TGV—A型动车组仍为动力集中模式，编组形式为1L+10T+1L(见图2—5—31)。
全列车有15台转向架，其中动力转向架只有4台，非动力转向架11台。
其总定员为485人，10辆拖车中有3辆头等车，定员116人，6辆二等车，定员369人，1辆酒吧车。
每列车还设有37个折叠椅，供临时超员时使用。
〖ＴＰＴ，＋２２１ｍｍ。
１４７ｍｍ，ＢＰ，ＤＹ＃〗TGV—A作为TGV第二代动车组的显著特点是采用了自换向同步牵引电机交流传动，这在高速列车技术发展方面是一个很大的突破。
其牵引特性曲线见图2—5—32所示。
TGV—A仅采用8台同步牵引电机，输出轮周持续功率可达8 800kW，启动牵引力为220kN，而且在300km/h时尚有牵引力105kN。
即使有两台牵引电机发生故障，则6台牵引电机的牵引力，在300km/h时尚有65kN，仍能维持动车组以300km/h高速运行。
在14辆编组时，启动加速度０．５８ｍ/ｓ２，剩余加速度０．１１ｍ/ｓ２。
１８辆编组时为０．４８ｍ/ｓ２，剩余加速度０．０７ｍ/ｓ２。
TGV—A型动车组的造价为每列(2M+10T)7900万法郎，与TGV—PSE相比，造价降低了12%，维修费用减少了20%，平均每一座席的电力消耗节省了10%。
TGV—A型动车组的主要技术特征及技术参数参见表2—5—1所列。
5.4.2 TGV—A型动车组的动力车(1)总体布置〖ＴＰＴＩＥＴ２５３２，＋９７ｍｍ。
６８ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—5—32 TGV—A型动车组的牵引及阻力特性曲线TGV—A型动力车的总体设备配置如图2—5—33所示。
第二章 法国TGV
法国TGV动车组运 用检修技术概况
第一节
法国高速铁路网和TGV动车 组运用检修设施分布概述
法国TGV高铁 建设与发展：
TGV（Train à Grande Vitesse)—高速列车
法国国家铁路为主要线路乘客提供信息服务。乘客只要拨打统一的电话
号码，便可收听法国高速列车和城际列车的运行状况，每30分钟提供一次最
法国TGV-PBKA型高速列车，最高速度300km/h，1996年投入运用。
法国TGV列车
法国TGV-R型高速列车，最高速度300km/h，1993年投入运用。
法国TGV列车
法国TGV-TMST型高速列车(Euro-Star)，Paris-London-Brussel，最高速 度300km/h，Channel Tunnel: 160km/h，Belgium:200km/h，1995年投入 运用。
五、比谢姆车辆修理厂
第三节
法国TGV动车组的修制修程和检修内容
一 法国高速列车TGV检修的组织结构
二 法国高速列车的维修策略
较高的RAMS和经济性 维修基地靠近高速线 高速列车的维修规程不断进行研究、修订 列车及其维修设施的支持
三 法国高速列车的维修性设计
四 法国高速列车的维修性准则
8股道检修库 高地5股道布置 地沟里的轮对旋床 洗车机
变电站
沙地翁动车段主要主要设备
沙地翁上场的设备布置
临修库
同步架车设备
检查股道 车内清扫车间 机械与车体车间 仓库
沙地翁动车段的机构设置
生产科 运转科 计划股 管理股
调度股
技术科 行政科 设计科
二 兰地动车段
四 圣乔治新城动车段
概况——圣乔治新城动车段位于南面12km处，占 地18.4ha，其中建筑面积4.2ha，呈狭长布置，最 长距离为1750m，辅助巴黎东南线TGV—PSE高 速列车重大维修作业。作业项目包括：限制性检 修、全面检修、重大故障的修复以及部件和设备 的修理。
法国高速铁路技术(3)tie25a
５高速列车5.1 TGV高速动车组的发展自1967年起，法国国营铁路开始着手研究高速运输。
首先，尝试将航空用燃气涡轮发动机用于铁路动车组。
1969年11月，法国研制成功了第一代ETG 型燃气轮动车组，最高试验速度达到248km/h。
此后，为了进一步提高燃气轮动车组的质量，又研制出第二代RTG型燃气轮动车组，最高运行速度为260km/h。
为了配合在巴黎—里昂建设高速铁路，还研制了第三代TGV001型燃气轮动车组，5节编组，1972年最高试验速度达到318km/h,创造了内燃牵引的世界记录。
截止1996年末，法国国营铁路投入运营的燃气轮动车组还有22列，其中用于长途列车14列(70节动车和拖车)，用于地方列车8列(32节动车和拖车)。
然而，1973年中东战争引起的第一次全球性石油危机促使法国国铁发展高速列车的技术政策产生决定性的转折，即由开始时的燃气轮牵引向电气化牵引转变。
自那时起，法国率先在欧洲实行将速度、环保意识、充分利用能源、高新技术以及经济可靠性综合考虑的技术方针，大力推进研制TGV电力牵引高速列车系统。
1973年制造了一列Z7001电动车组，1975年最高试验速度达到309km/h,1976年开始，法国决定着力研究TGV—PSE新型高速电动车组2列。
自1981年9月第一列高速电动车组TGV—PSE投入商业运营以来，已逐步发展成为一个庞大的高速列车系列，并打入国际市场，成为惟一出口高速列车的国家。
其发展演变过程如下。
东南线高速动车组TGV—PSE是法国第一代高速电动车组，1981年9月首次在巴黎—里昂东南高速线南段投入运营，1983年9月在巴黎—里昂全线投入运营，该列车最高试验速度达到380km/h，最高运营速度为270km/h,使巴黎—里昂间的运行时间从4h减为2ｈ，比原先压缩了一半。
大西洋线高速动车组TGV—A是法国第二代高速电动车组，1989年9月TGV—A型动车组在巴黎—勒芒—布里塔尼亚线投入运行，一年之后，线路向南延长至图尔。
CRH3型动车组动车转向架三维实体设计
CRH3型动车组动车转向架三维实体设计摘要随着我国铁路第六次大提速的顺利实施，以及客运专线不断建成通车，国产CRH系列200～300km/h 动车组已分期分批投入运营。
转向架是高速动车组的走行机构，必须始终保持良好的性能状态，才能保证高速列车的安全可靠运行,所以必须对高速动车组转向架进行进一步研究。
本论文主要研究设计CRH3高速动车组动力转向架三维实体造型。
首先介绍了世界各国的典型高速动车组技术，其次对我国的CRH3型电动车组设备组成进行了介绍，然后应用Solidworks三维软件对CRH3动车组转向架各零部件进行设计和实体建模并进行了虚拟装配，并对一些零件进行了分析，最后对CRH3型动车组动力转向架进行了总体设计。
为以后转向架的优化设计提供一定的参考。
关键词：高速动车组；转向架构架；转臂式轴箱定位装置；架悬式AbstractAs China’s railway the sixth speed up was carried out，as well as the passenger special line was opened to traffic continuously，Domestic CRH series of 200 ~ 300km/h EMUs have been put into operation in stages. Bogie is the high-speed EMUs’ traveling agency，so in order to ensure the high-speed train operation safely and reliably, it must be always maintained a good performance status,Therefore, we should do further research on high-speed EMU bogie.In this passage, the research design3D solid modeling for driving bogie theCRH3 high-speed EMU.Introduced the first countries in the world of the typical high-speed EMU, then the CRH3 EMU equipment were introduced,Then the application of Solidworks 3D software on CRH3 EMU bogie of the various parts to design and solid modeling and virtual assembly And some parts analysis, the overall design of the final the CRH3 EMU power bogie. After bogie optimize the design to provide a reference. Keywords: high speed train;bogie frame; rocker typejournal box positioning device; Frame suspension;目录1 绪论 (1)1.1 日本新干线高速动车组的发展及应用 (1)1.2 法国TGV高速动车组的发展及应用 (2)1.3 德国ICE高速动车组的发展及应用 (2)1.4 其他国家 (3)1.4.1意大利 (3)1.4.2 瑞典 (4)1.4.3 西班牙 (4)1.4.4 我国高速铁路的发展 (5)1.5 结束语 (5)2 转向架总体设计 (6)2.1 转向架设计准则 (6)2.2 高速转向架技术 (6)2.2.1构架 (6)2.2.2轮对 (6)2.2.3弹簧悬挂装置 (7)2.2.4牵引装置 (7)2.2.5轴箱定位装置 (7)2.2.6回转阻尼装置 (8)2.2.7抗侧滚装置 (8)2.2.8主动和半主动悬挂系统的开发 (8)2.2.9高速运行的稳定性 (9)2.2.10 高速通过曲线的性能 (10)3 基于Solidworks的转向架三维实体设计 (11)3.1三维造型软件 Solidworks 软件简介 (11)3.2转向架的三维模型建立 (11)3.2.1特征的概述 (11)3.2.2零件的三维造型与装配 (12)3.3.3装配干涉检查 (13)3.4 本章小结 (13)4 构架 (14)4.1 转向架构架 (15)4.1.1 侧梁 (16)4.1.2 横梁 (17)图4.4横梁 (17)5 轮对轴箱定位装置 (18)5.1 轮对 (18)5.2 主从动齿轮配合设计 (19)5.3 轴箱体 (20)5.4 本设计轴箱定位装置也采用转臂式定位 (23)6 悬挂与制动 (24)6.1 中心悬挂 (24)6.2 牵引装置 (26)6.3 电机驱动装置 (27)6.4 基础制动装置成 (28)7 转向架附属装置设计 (29)7.1 撒砂装置 (29)7.2 轮缘润滑装置 (29)7.3 扫石器组装 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论目前世界上拥有自主开发并已成功运用高速动车组的国家有日本、法国、德国和意大利，其共同之处在于列车各部件大量运用高新技术，同时又各具特色，即根据本国的运用条件和传统经验，特别是在转向架结构、车体轻量化、流线型外形、列车动力配置及构成形式、电传动及控制技术、列车信息网络等方面都具有各自的特点。
高速动车组转向架构架焊接工艺与变形关系
高速动车组转向架构架焊接工艺与变形关系篇一我刚进动车制造车间那会，就像刘姥姥进大观园，啥都觉得新鲜。
特别是看到那高速动车组转向架构架，心里直犯嘀咕：“这铁家伙看着就不简单，到底是咋造出来的呢？”有一天，师傅带我到焊接区，指着那些正在焊接的转向架构架说：“小子，这焊接工艺可是个大学问，弄不好这构架就变形了，就像你捏泥巴，劲儿使不对，泥巴就歪了。
”我凑上前去，眼睛瞪得像铜铃，看着那焊接的火花噼里啪啦地闪。
师傅拿起焊枪，边示范边说：“这焊接的电流啊，就像你炒菜时火候，大了不行，小了也不行。
电流大了，这构架受热就不均匀，就跟你炒菜有的地方糊了，有的地方还生着一样，它就容易变形。
”我似懂非懂地点点头，想起我上次在家煎鸡蛋，火大了，那鸡蛋一边焦得黑乎乎，一边还没熟透，蛋清都流出来了，这焊接电流的影响好像是这么个理儿。
师傅又接着说：“还有这焊接的速度，得稳稳当当的，不能忽快忽慢。
就好比你跑步，一会儿冲刺，一会儿散步，那肯定不行。
你看这焊缝，如果焊接速度不合适，这金属冷却的速度也乱套了，构架就会像个调皮的小孩，这儿凸出来，那儿凹进去。
”我在旁边帮忙递工具，心里默默记着师傅的话。
这时候，旁边有个师兄在处理一个焊接后有点变形的构架。
他皱着眉头，嘟囔着：“这肯定是焊接顺序没弄好。
”我好奇地问：“师兄，焊接顺序咋就那么重要呢？”师兄指了指构架说：“你看啊，这构架就像个积木房子，你得先搭好稳定的部分，再弄其他的。
如果先把容易变形的地方焊了，后面再焊其他部位的时候，产生的热量就会让前面焊好的地方变形，就像你搭积木，先把屋顶搭好了，再去弄墙，一用力，屋顶就歪了。
”在车间里待的时间长了，我越来越明白这焊接工艺和构架变形的关系就像一对冤家。
焊接工艺的每个环节都得小心翼翼，电流、速度、顺序，就像三条绳子，得把构架这头“牛”稳稳地拴住，不让它“撒野”变形。
要是哪个环节出了岔子，这转向架构架就可能不符合标准，影响整个高速动车组的安全和性能。
ppt铰接式转向架
铰接式转向架的主要特点
使用铰接结构最大的优点是减少了转向架使用。由于转向架的 造价昂贵，且重量比较重，减少转向架的使用可以降低列车的制 造成本和整体重量，可以减少列车运行的阻力。轨道的不平顺对 列车的影响与转向架的簧下质量关系密切，转向架的减少也降低 了由轨道不平顺引起的激振输入。 使用铰接式转向架的列车不再需要车钩缓冲装置，车辆与车 辆之间主要靠铰接装置连接，辅助安装了起缓冲作用的纵、横向 减振器，这样大大提高了列车的整体性，减少了列车的纵向冲击 力，使整个列车的运行稳定性、平稳性和安全性都得到了加强。 铰接式转向架的位置与传统转向架的位置不一样，它位于两 相邻车体之间，列车在通过曲线时，两相邻车体由于靠铰接装置 铰接在一起，则基本不会产生横向位移，而是绕铰接装置回转， 这大大提高了列车的曲线通过性能。
铰接式转向架的缺陷
铰接式转向架的平均轴重偏大，不利于降低车轮对 轨道的动力作用，对轨道的损害较大。 使用铰接装置代替车钩缓冲装置后，列车编组将受 到较大的局限，如果铰接式列车中有1节车辆发生故障， 不能像传统列车一样解除故障车辆，其余车辆继续运 行，而只能停止整列车的运行。
球心盘式
球心盘式铰接方式为两相邻车体的端部通过球形心 盘相互搭接，球心盘座固结于摇枕梁上，摇枕梁通过 二系弹簧坐落在构架上，而构架通过轴箱弹簧与轮对 相连接。球心盘式和转盘式只是铰接方式的不同，其 余工作原理基本相同。
无摇枕的铰接式转向架
无摇枕的铰接式转向架一般使用的是空气弹簧支撑 车体。
运用在TGV高速动车组上的铰接式转向架就是最为经典的2点 悬挂无摇枕铰接式转向架。TGV高速动车组铰接式转向架位于动 车组中间的两拖车之间。 每辆拖车前后两端分别为支承端和铰接端。两拖车连接处，一 端为支承端，另一端则为铰接端。在支承端的端墙两侧各设置了1 个二系悬挂弹簧承台，并在端墙中间位置设置了1个下球心盘座。 在铰接端的端墙上没有二系悬挂弹簧承台，但在端墙的中间位置 设置了1个上球心盘座。铰接端的上球心盘与承接端的下球心盘铰 接在一起。垂向载荷的传递方式为：铰接端车体一部分垂向载荷 通过球心盘传递给支撑端车体，两相邻车体的垂向载荷再通过弹 簧承台传递给二系悬挂弹簧，最后作用到转向架上。两车辆之间 的纵向力和横向力也通过该球心盘传递。
毕业论文-高速动车组转向架标准及规范的研究【范本模板】
摘要随着经济的发展和科学技术的进步，高速动车组在我国必将得到更广泛的使用。
转向架是动车组的关键部件之一，其性能好坏对动车组运行安全性具有十分重要的影响。
所以对高速动车转向架的标准的研究也是非常必要的，同时标准化是一项综合性的技术基础工作,通过标准的制定和组织实施，可以有效地保证和提高产品质量和工程质量,是组织现代化生产和进行贸易的技术准则，是科学管理的重要组成部分。
本文简要介绍了国内外包括日本新干线、E系列和欧洲TGV、ICE还有国内CRH系列等高速动车组转向架的发展概况和发展方向，并简述了高速动车组转向架的主要组成零部件的特点与要求.通过对转向架构架的国内标准(TB/T 2368-2005)、JIS标准(JIS E 4207—2002）和UIC标准（UIC 615-4—2003）的详细分析和研究，国内标准和UIC标准主要包括列车在超常载荷和模拟运营载荷下的试验方法,JIS标准则对其设计的通用条件及载荷试验方法进行了规定.最后对三个标准进行综合比较和对比研究，找出了它们之间的差异性和存在差别的原因,对TB/T 2368—2005提出改进意见.同时本文针对转向架轮对的国内外标准包括《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》（以下简称暂行规定）的轮对标准部分、UIC 510-5—2003、EN 13103—2001、EN 13104—2001和JIS E 4505-1995做了研究与分析，建议按照规定更为严格的欧洲规范进行轮对强度设计，同时应该根据实际运用经验对其进行修改完善，尽快制定出符合本国高速动车组转向架轮对强度的计算标准。
最后本文研究了弹簧悬挂装置的国内标准，并将其与其他国外标准进行分析和比较，可以得出国内空气弹簧标准应当吸取既有JIS与EN弹簧标准中合理的内容，结合中国轨道车辆运行情况和运行条件,提出修改的建议。
关键词:转向架；构架；轮对;弹簧;标准AbstractWith the development of national economy and scientific and technological progress，high—speed electric multi—units (EMU) is bound to be more widely used in China。
国外高速动车组转向架发展概况
国外高速动车组转向架发展概况摘要：转向架是动车组车辆的走行部件，主要承担承载、牵引、缓冲、制动、导向等作用，本文简要介绍了国外几个主要国家高速动车组转向架的发展状况、设计特点及性能参数等。
1、日本新干线动车组的高速转向架日本的新干线动车组转向架技术可以分为三代，第一代DT200型高速转向架主要用于0系列和100系列动车组。
100系列动车组开始运营于1985年，最高运营时速为230km/h，编组形式为12M2T,使用DT2200型转向架，转向架重量为9.8t,轴距2500mm，轮径910/860mm，轴型为实心形式，使用IS式轴箱定位装置和全旁承支撑结构。
第二代是TDT203型和TTR7001型无摇枕高速转向架，主要用于300系列车组，300系列动车组开始运营于1991年，最高运营时速为270km/h，编组形式为10M6T,使用TDT203型和TTR7001型转向架，其中TDT203为动车转向架，TTR7001为拖车转向架。
转向架重量为6.7t,轴距2500mm，轮径860/790mm，取消了摇枕、牵引拉杆装置、心盘和旁承等结构，从而降低簧间重量，轴箱定位方式为圆筒橡胶定位。
车轴采用空心轴形式，使得整体转向架质量相对第一代大大下降，同时使用抗蛇行减振器，大大提高了整车的稳定性。
第三代是WDT205型（图1）和700系TDT204及TTR7002型高速转向架，主要用于500系列车和700系列车。
500系列动车组开始运营于1997年，最高运营时速达到了300km/h，所有转向架均为动力转向架型号为WDT205，转向架重量为6.5t,轴距2500mm，轮径910/860mm。
700系列动车组最高运营时速为285km/h动力转向架型号为TDT204，拖车转向架型号为TTR7002，和300系列一样，采用圆筒橡胶轴箱定位方式，为减小车体的横向振动，使用了半主动控制减振器。
图1 500系列WDT250型转向架2、德国ICE系列高速转向架图2 MD530型转向架德国高速动车组主要是ICE系列电动车组，目前主要有三个系列，其中ICE1使用MD530型转向架如图2所示，于1982年开始进行研发，1991年投入使用，最高运行速度280km/h，转向架重量为14.4t，轴距3000mm，采用长拉杆轴箱定位，基础制动有盘形制动和磁轨制动两种至东兴市，每轴上有4个盘，电机悬挂方式采用半体半悬。
03—高速列车(转向架)
第三章高速列车转向架技术第一节高速转向架应具备的性能第二节高速转向架技术第三节高速列车转向架第一节高速转向架应具备的性能一、高速运行的稳定性二、高速运行的平稳性三、高速通过曲线的性能第一节高速转向架应具备的性能在设计制造高速转向架时，必须解决其高速运行时的稳定性、平稳性和良好的曲线通过性能等关键技术问题，以保证高速列车安全行驶、乘坐舒适、减少维修。
一、高速运行的稳定性•轮对的蛇行运动轮对蛇行运动曲线为：车辆运行速度－轮对蛇行运动的角频率－其中 sin 00V Vbr ty y λωωω==•当铁道车辆在某一速度以下运行时，即使有一定的线路扰动使车辆在横向偏离线路中心位置，但扰动消失后，车辆的横向振动会逐渐衰弱，最后回到线路中间位置，因此车辆运动是稳定的；•而当车辆在某一速度以上运行时，蛇行运动的振幅将会越来越大，直至车轮轮缘碰撞钢轨，损伤车辆及线路，甚至造成车辆脱轨、倾覆等行车安全事故。
这时列车运行是不稳定的，这一速度称为蛇行稳定性临界速度，简称临界速度。
•国外高速转向架的试验研究证明，当车辆的运行速度超过200km/h时，有可能出现这种不稳定的蛇行运动。
•高速列车必须保证在其临界速度以下运行，以使其运行稳定、安全。
通过改变转向架结构、优化参数使其具有较高的临界速度，是研制高速转向架需要解决的关键技术问题，也是高速转向架有别于一般转向架的主要特点。
二、高速运行的平稳性•平稳性是列车在规定的线路条件下、在设计最高速度范围内运行时，设备能平稳工作、乘客感到舒适的基本性能。
•乘客舒适度是反映乘客在旅途中疲劳程度的综合性生理指标。
影响舒适度的因素很多，如车内设备、通风、照明、温度、湿度、噪声、瞭望和振动等等。
不过，其中振动是车辆整个运行中始终存在的、一直起作用的主要因素。
•理论分析和实践经验表明，车辆的垂向和横向运行平稳性随速度提高而下降。
•通常用平稳性指数W（Sperling方法的评价计算值）来表示。
动车组技术--国外高速动车转向架
日本新干线高速动车组转向架——车轴轴承
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随着新干线高速动车组运行速度的不断提高，车轴轴承有了很大 的变化。0、100、200系动车组的转向架车轴轴承采用滚柱轴承 加端面滚珠止推轴承，300系动车组的车轴轴承采用带凸缘的圆 柱滚动轴承，用凸缘承受轴向力，省去了端面止推球轴承l以后新 型转向架的车轴轴承则采用密封型圆锥滚柱轴承取代圆柱滚动轴 承，减少了维修工作量。 日本新干线高速动车组车轴轴承的标准寿命值为200万～250万 km。新干线高速动车组一年大约运行30万km，按照有关规程， 每运行30万km台检一次，90万km进行拆检。拆检中大约40%的 轴承还可继续使用，其余须更新。
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法国高速动车组转向架——从动铰接式转向架
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法国铁路认为这种结构方式具有一系列优点：
（1）动力学性能好，利于安全运行。这种列车具有优良的整体性，对列车 蛇形运动加强了约束，有利于列车安全运行。
（2）转向架数量少，空气阻力小。由于两个车辆共用一个转向架，因此使 转向架数量少；又由于车辆之间没有车钩，铰接式联接，则使车辆之间纵向 间隙小，可平滑过渡，空气阻力小，列车整体空气动力学性能好。 （3）振动小、噪声低。由于铰接式转向架二系悬挂支点高，车辆重心低， 从而改善了侧滚振动；同时转向架位于两辆拖车之间，使得旅客座位处振动 小、噪声低，提高了旅客乘坐的舒适性。
日本新干线高速动车组转向架——其它技术
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采用了抗蛇行减振器，以提高转向架高速运行的稳定性， 该装置柱塞速度在接近零时仍能产生一定的衰减力，使减 振效果不间断。 日本高速动车组所采用的动力分散式动力转向架的一个特 点是采用单拉杆牵引装置来代替传统的摇枕和中心销，承 担传逸牵引力和制动力的同时，通过拉杆两端的弹性球铰 和偏心转臂，实现转向架在曲线上的回转功能。取消摇枕 后的空气弹簧，承担着车体与转向架之间3个方向的载荷传 递功能，因此空气弹簧设计成横向变位大，复原能力强和 隔离垂向振动的特点。
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国外铁道车辆 1999 年第 4 期
按 Bastenaire 程序 (根据法国标 准 NF A 032405) ,在 30 多个试件上 进行几组试验 。经数据处理后 ,每 组试验均获得具有 50 %幸存概率 的疲劳极限及一个已知载荷比的标 准偏差 。该结果用伏勒曲线表示 (图 2) 。
每种载荷均包含静载荷 (准静 载荷) 和动载荷部分 。
最后 ,载荷分析包含 2 个方面 : 一是在车辆常规行驶时进行分析 ; 二是在特殊条件下 (重载 、碰撞 、脱 轨 、紧急制动等) 进行分析 。
3 尺寸设计标准
图 1 P275 NL1 钢的 Goodman RP17 曲线图
迄今为止 ,法国国营铁路的现 代化车辆主要使用按法国标准 NF EN 1002823 (esc A42FP) 用 P275 NL1 钢板焊接而成的转向架构架 。这些 构架都经过残余应力回火热处理 。
第 1 阶段对转向架构架寿命期 内工 作 的 受 力 情 况 有 了 更 深 的 了 解 。通过线路上的若干次试验 ,测
收稿日期 :1999 —03 —26
出了转向架各连接部件产生于构架 的各种负荷 、应力和加速度 。
第 2 阶段应用了计算机的现代 化计算手段 。通过一些合适的软 件 ,用有限元法可计算出很小尺寸 上每点的应力 。单元网格尺寸与应 变仪尺寸相近 ,因此可在计算与试 验之间建立一种对应关系 ,构成数 学公式 。
图 2 伏勒曲线
5 构架结构的计算原理
结构计算结果取决于计算模式 及处理方式 (网格划分和各种极限 条件精确程度) ,因此在计算过程中 须十分注意 。以 TGV2A 承重转向 架构架 (图 4) 为例 ,构架呈现一个 简化的壳体网格 (板单元) ,但可正 确模拟与悬挂装置和车体连接部件 相关的自由度 。这样可迅速地确认 钢板厚度及整个几何尺寸 。
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2 作用力
作用于转向架构架的作用力由 多种力 、位移及加速度构成 。这些 力可分为 2 类 :
(1) 外力 列车行驶时直接产 生的力 ,由列车荷重产生的垂直力 、 列车在曲线行驶和列车通过线路特 定点时产生的横向力 、列车通过扭 曲线路而产生的作用力 。
(2) 内力 其大小随着不同类 型转向架 ( 动力或承重) 构架而变 化 ,内力主要来源于转向架以下部 件如制动机 、减振器 、防侧滚扭杆 、 电动机 。总之 ,这些力都是固定在 转向架构架上承受加速度作用的部 件产生的力 。
目前现有的各种测试工具均有 一些误差 ,其所有结果与线路上试 验获得的结果难以吻合 :
(1) 确定的应力不精确 ; (2) 仅有 2 种焊接方式 ,并且 也不准确 ; (3) 没有说明焊接质量 ; (4) 没有考虑回火热处理和精 加工方法 ( TIG 回熔和表面喷丸处
4 允许应力
理) 。
因此确定转向架构架制造的主
最后 ,为满足设计者的需要 ,制 定了 Goodman 曲线图 (图 3) 。根据 不断裂概率为 9917 %和对焊结构 架在使用状态下分析得出的安全系 数 ,确定允许应力疲劳极限为 107 循环次数 。
在减轻结构质量研究方面 ,又 探索出另外两种途径即精加工和采 用高弹性极限钢材 。
精加工方面的研究涉及前面提 到的 3 种焊接形式 。对 2 种处理方 法进行了测试 : 焊接根部 TIG 重熔 后进行应力回火热处理 ;焊接根部 重熔后进行应力回火热处理后 ,再 进行预应力部位表面喷丸处理 。对 高弹性极限钢材也进行了同样方式 的试验 。
所 得 应 力 应 符 合 UIC ORE man 曲线图中的极限要求 (图 5) 。
B12/ RP 17 技术文件规定的 Good2
使用非常精细的三维网格对凸
法国 TGV 高速列车焊接转向架构架的设计 Jacques Raison 等 (法)
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缘 、铸件进行研究 ,可以看出组件的 特殊受力部位 ,从而能够优选最佳 构架结构 。
弹性极限和疲劳极限是用于核 定转向架构架尺寸是否合理的 2 项 基本标准 ,在特殊载荷的作用下 ,构 架各部分不应产生永久变形 (即构 架任何部位均应处于弹性极限范围 内) ,在车辆行驶时 ,通常遇到的合 成载荷作用下产生的应力应小于疲 劳极限 。
欧洲标准) 。这些计算标准对解决 一般领域范围内的问题无疑是有效 的 (如桥梁计算) ,但用于转向架构 架的设计则非常不合适 。
代表性 。研究采纳的焊接形式有 3 种 :对接焊 、角焊及凸件和板件之间 的焊接 。
前 2 种是传统的焊接方式 。第 3 种是经分析运营试验中发现的问 题后确定的 。实际上裂缝产生在如 凸台之类的外接件焊缝根部 ,过去 用于衡量角焊的标准并不严格 。在 这 3 类有代表性的焊接形式的试件 上进行抗弯疲劳试验 。另外为了使 试件的焊接质量与转向架构架的焊 接质量接近 ,试件制作按工厂生产 条件进行 。焊接质量为法国标准 NF F 012812 1 级 。试验按热应力要 求进行 。试件的加载部位为裂纹区 (焊缝根部) ,所受负荷为四点呈波 形单正弦交变弯曲载荷 。
力 (图 3) 二者的对比 ,核实不会有 出现疲劳裂纹的可能性 。
如果试验结果令人满意 ,再对
验台测出的或计算出的应力对照 。 当然 ,如果在前述各种试验过
程中出现临界值或裂缝 ,可采取有 效措施去消除隐患 。视隐患程度大 小 ,可通过有限元法计算或模拟静 态试 验 或 在 一 个 新 构 架 上 进 行 试 验 ,对改善效果予以证实 。只有在 进行上述所有试验并获得良好结果 的条 件 下 , 结 构 设 计 才 能 得 到 验 证 。
加速度/ (km·h - 1) ·s - 1
313 VVVF 逆变控制 (1M 控制) ,3 点 动电机
减速度/ (km·h - 1) ·s - 1
式 ,含轴重移动补偿控制
列车无线
常用 : 317 制动
感应无线 2 重系收发式 ( IR)
非常 : 417 ATC 装置连动电气指令式电空并
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国外铁道车辆 1999 年第 4 期
法国 TGV 高速列车焊接 转向架构架的设计
Jacques Raison 等 (法)
提 要 介绍了法国 TGV 高速列车焊接转向架构架的受力情况和设计原理 ,并对构架进行了尺寸验 证。
主题词 高速列车 转向架 构架 法国 分类号 U270. 33 Abstract The design principles and loading conditions of the welded bogie frame on TGV high speed train in
空调
注 对雪制动装置 ———降雪时给予指令 后 ,EP 阀输出 40 kPa～60 kPa 空气压力 ,牵引 、 惰行中闸缸保持低压 ,使闸瓦轻压车轮踏面 , 防止制动效果恶化 。
控制
4818 kW、集中型 、逆变控制 、全自
陈宝印 张维国 校
法国 TGV 高速列车焊接转向架构架的设计 Jacques Raison 等 (法)
法国国营铁路建议进行过修改 ,以
经试验后 ,如构架没有出现裂
使其更能反映运营中的实际条件 。 缝 ,按照规定里程随即对构架进行
据此 ,一个有代表性的系列转 线路试验并测试受力较大部位的应
向架先经过常规静载试验 。这些试 力 。这一试验可验证受力结构所处
验目的在于通过实测应力与允许应 的振动环境的影响 ,同时可与在试
第 3 阶段获得了与生产构架使 用的材料和各种焊接方式的疲劳极 限相匹配的应力值 ( 计算和/ 或实
测) 。
1 转向架构架
转向架构架的主要作用是通过 悬挂装置 、减振装置和传动装置 ,连 接轮对与车体 ,并传递牵引力及制 动力 。
列车性能 (特别是车速和载重) 的不断提高 ,要求降低自重 ,提高安 全性和舒适度以及降低维修费用 , 这些因素促使法国国营铁路不断改 进机车车辆的基本部件 。
杨文波 译自《R. G. C. F》1998 , №5 ,17～23
王其利 校
计算须将转向架构架置于各种 载荷条件下 ,模拟直线 、曲线 、浮沉 和侧滚产生的应力动态变化 、线路 扭曲 、特殊应力 。
曲线产生的力可用一个横向力 (Fy) 表示 ,侧滚可通过垂直力 ( Fz) 的百分比β确定 。力的动态变化表 现为弹跳 ,也可通过垂直力 Fz 的百 分比β确定 。
图 3 法国国营铁路的 Goodman 曲线图
多年来 ,制造转向架构架常用 要焊缝形式的疲劳特性是十分必要
钢材的允许应力均符合 ERRI B 12 的 。
委员会的 RP17 报告规定 (图 1) 。
法国国营铁路和阿尔斯通公司
一些工厂和铁路公司曾经使用 合作开展了 1 项研究 。虽然研究的 一些计算标准 (英国标准 BS 5400 、 基本焊接形式减少了 ,但有足够的
转向架构架是铁路所有车辆的 基本部件 ,其尺寸设计应在满足安 全性和舒适度标准的前提下 ,达到 轻量 、可靠和尽可能减少维修费用 的目的 。
应根据受力情况采用材料和焊 接形 式 , 使 转 向 架 构 架 尺 寸 最 佳 化 。
实际应用试验证明了需更精确 测定主要焊缝类型疲劳特性的必要 性 ,因此法国国营铁路和阿尔斯通 公司为建立涉及以下方面的数据资 料开展了研究 :
7 结论
图 4 TGV2A 高速列车承重转向架构架
图 5 必须遵守的标准
6 尺寸检验校核
转向架构架进行疲劳试验 ,以验证 构架的疲劳强度并找出可能隐藏的
为验证结构尺寸是否合理 ,做 薄弱点 。这些试验按次序反复实
一些试验是必要的 。这些试验按国 施 ,以反映车辆在左曲线和右曲线
际铁路联盟的程序进行 。该程序经 行驶时的接近静态和动态载荷 。
空间波无线 (SR)
转向架
用制动 ,迟入方式 (含再生 、保安 、 ATC