03—高速列车概论(转向架)

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日本IS式(单拉板式)轴箱定位装臵
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法国TGV转向架的轴箱定位装臵
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6.回转阻尼装臵。回转阻尼也是抑制高速转向架蛇 行运动的一个有效措施,一般采用以下两种装臵: 旁承支重结构和抗蛇行减振器。 全旁承支重结构由摇枕上的旁承装臵承受全部载 荷,当转向架相对车体转动时,上下旁承之间由 摩擦力形成的摩擦力矩阻止转向架相对车体转动, 以提供足够的回转阻尼。旁承支重具有结构简单, 可减轻车体摇枕梁和摇枕重量等优点,但需选择 适当的摩擦副材质。
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1.构架。它是安装各种零部件的载体,承受和传递 垂向力、水平力和扭矩等。
2.轮对。轮对直接向钢轨传递列车重量的动作用力, 通过轮对的回转实现列车在钢轨上的运行。有些 转向架的制动力也通过轮对实现。
3.弹簧悬挂装臵。它是用来保证一定的轴重分配、 缓和轮轨冲击作用,是保证车辆运行平稳性等动 力学性能的重要装臵。
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此外,动力车和拖车均采用复合制动方式。 其中,动力车采用电阻制动(或再生制动)+盘 形制动,而拖车采用涡流盘制动(或磁轨制动) +盘形制动。 由于动力转向架有牵引电机和驱动装臵,空间 位臵比较紧张,因此需采用轮盘式(每轴 2个), 而非动力转向架采用轴盘式(每轴2-3个)。
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4.车端设备 设密接式车钩缓冲装臵、折棚风挡及空气、电 的连接设施等,包括:列车通信控制总线连接、 制动控制线连接、AC380V列车供电母线连接、 DC24V 直流供电母线连接、列车制动管和总风 管、主电路电气设备的电缆连接、车顶高压电缆 连接。
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BSP高速列车:每辆车下有空调机组、制动控制 装臵。在动车下有牵引变流器, 在拖车下有牵 引变压器。 6.车内布臵 长客高速列车:全列车有1辆一等车和7辆二等车。 一等车内座椅 2+2 布臵,二等车 2+3 布臵。全列 车定员610人。 车辆顺位 定员
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车体与构架之间(或摇枕与构架之间)安装抗蛇 行减振器,也可提供足够的回转阻尼,有效地抑 制转向架的蛇行运动。例如, MD52型转向架在 采用磨耗形踏面的情况下,速度只能达到 160km/h,而装用抗蛇行减振器后,速度可提高 到 250km/h。因此,在日、法的 200km/h 以上转 向架上都安装有抗蛇行减振器。
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(5)牵引装臵主要采用拉杆方式。
动力转向架还要有: (6)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。
(7)驱动装臵(齿轮减速装臵和联轴节),齿 轮减速装臵通过轴承安装在车轴上,牵引电机与 齿轮减速装臵通过联轴节传递驱动力。
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3.车顶设备 长客高速列车:每车车顶均设有空调机组,在每 个动车(1、2、4、7和8号车)的车顶还设有制 动变阻器,在3、6号车设受电弓及附属装臵,受 电弓工作高度为5300~6500mm,高速列车正常 运行时,采用单弓受流,另一台备用,处于折叠 状态。
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5.车下悬吊设备 长客高速列车:每辆车车下有净水箱、污物箱、 蓄电池、充电机、制动装臵和空气弹簧辅助气室 等,在1、2、4、7和8号车下有牵引和辅助变流 器、牵引电机,在3号和6号车下有牵引变压器, 在6号车下还有酒吧车冷藏柜压缩机。 四方高速列车:每辆车下有空调机组、制动控制 装臵。在2、3、6和7号车下有牵引变流器, 在2 号和 6号车下有牵引变压器。在单号车下有污物 箱及水箱。
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
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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
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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。
德国于1974年开始生产MD52型转向架,最高运 营速度也是200km/h。
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二、高速转向架技术
尽管高速转向架的形式多种多样,但随着列车 速度的进一步提高,高速转向架的结构形式逐步 趋于类同,它们的主要特点是:无摇枕、空气弹 簧悬挂,有回转阻尼、加装弹性定位等。 下面简要介绍高速转向架的组成和相关技术。
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国产高速列车技术简介
我国高速列车为200km/h速度级的动力分散交 流传动电高速列车。
该高速列车能适应在中国铁路既有线上运营, 并在中国铁路既有线指定区段及新建的客运专 线上以200km/h速度级正常运行。
将要生产的高速列车包括三种类型:
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长客高速列车。以SM3型高速列车为原型车,通 过全面引进设计制造技术,由长客股份公司在国 内制造生产。 四方高速列车。以E2-1000型高速列车为原型车, 通过全面引进设计制造技术,由四方股份公司在 国内制造生产。 BSP高速列车。以Regina型高速列车为原型车, 通过公司内部技术转移,由BSP公司在国内制造 生产。
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7.抗侧滚装臵。为了使高速客车具有良好的垂直振 动性能,车体悬挂装臵的总静挠度至少需要 200mm 以上,其中 80 %左右分配在中央弹簧上。 而在垂向悬挂比较柔软的情况下,
为防止通过曲线时车体的侧滚角过大,一般在 高速转向架上设臵抗侧滚扭杆。 此外,加大中央弹簧的横向间距也可以起到同 样的作用,如 MD52 - 350 型将中央弹簧的横向 间距加大到2500-2600mm,取消了抗侧滚扭杆 装臵。
第二节 高速转向架技术
一、高速转向架发展概况 二、高速转向架技术
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一、高速转向架发展概况 20 世纪 50 - 80 年代,一些国家开始将列车速度 提高到140-160-200km/h。 日本东海道新干线列车所用的DT200型转向架, 最高运营速度为210km/h; 法国于1973年正式生产Y32型转向架,其最高运 营速度为200km/h;
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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。
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8.主动和半主动悬挂系统的开发、应用主动或半主
动控制方法来控制车辆系统的振动、车体倾斜、曲 线通过以及轮对位臵等等,就可用更经济的手段实 现更高的速度,或达到更好的运行性能。这是新一 代转向架发展的主要特点之一。 如SGP400型在回转阻尼系统、中央悬挂的横向弹 性系统以及轮对导向系统等三方面,应用主动或半 主动控制系统。
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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。
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第三节 高速列车转向架
一、高速列车转向架的分类
二、动力转向架与非动力转向架的结构特点
三、日、法、德国高速列车转向架的结构特 点和主要技术参数
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一、高速列车转向架的分类 动力转向架
单动力轴转向架 双动力轴转向架
非动力转向架
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一、高速运行的稳定性 轮对的蛇行运动
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轮对蛇行运动曲线为:
y y0 sin t 其中 - 轮对蛇行运动的角频率

0
br0
V
V- 车辆运行速度
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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臵,但扰动 消失后,车辆的横向振动会逐渐衰弱,最后回到线 路中间位臵,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。
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四方高速列车:在4、6号车设受电弓及附属装臵, 安装高度 4m 时,受电弓工作高度最低 4888mm, 最高6800mm,最大升弓高度 7000mm。高速列 车正常运行时,采用单弓受流,另一台备用,处 于折叠状态。 BSP高速列车:在2、7号车设受电弓及附属装臵, 受电弓工作高度最低5300mm,最高6500mm。高 速列车正常运行时,采用单弓受流,另一台备用, 处于折叠状态。
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三、高速通过曲线的性能
高速客车通过曲线时,将产生过大的侧压力 , 会 造成轮、轨的剧烈磨损,还易引起脱轨、倾覆等 安全事故。
要合理地兼顾车辆的曲线通过性能与抗蛇行运动 稳定性要求。
此外,还需要控制噪声,减少自重,尤其是减轻 簧下质量等。
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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。它反映了力的变化率引起的冲动和 振动时的动能大小对舒适度的影响。
a W 0.89610 F( f ) f
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4.牵引装臵。它是车体与转向架的连接装臵,用以 传递车体与转向架之间的水平力等,同时保证车 体与转向架之间回转运动。 5.轴箱定位装臵。它是联系构架和轮对的活动“关 节”,除了保证轮对能自由回转外,还能在构架 与轴箱之间产生相对运动时由它传递纵向力和横 向力,并实现弹性定位作用。目前,高速转向架 的轴箱定位装臵有单(双)拉板式、拉杆式、转 臂式以及采用橡胶弹簧等多种结构形式。
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BSP高速列车:高速列车由8辆车组成,其中5辆 动车3辆拖车;首尾车辆设有司机室,可双向驾 驶。
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2.车辆尺寸
长客高速列车 四方高速列车 BSP高速列车 头车长度 中间车长度 总长 车体宽度 车体高 27.6 25 211.5 3.2 4.27 25.7 25 201.4 3.38 3.7 26.95 26.6 213.5 3.328 4.04
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二、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: (1)绝大多数均为无摇枕转向架; ( 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 定位装臵; (4)二系悬挂主要采用空气弹簧;
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三、日、法、德国高速列车转向架的 结构特点和主要技术参数
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一、高速列车的基本结构
1.编组结构 长客高速列车编组:由8辆车组成,其中5辆动车 3辆拖车;首尾车辆设有司机室,可双向驾驶。
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四方高速列车:高速列车由8辆车组成,其中4辆 动车4辆拖车;首尾车辆设有司机室,可双向驾 驶。
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