03—高速列车概论(转向架)解读

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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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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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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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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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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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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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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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四方高速列车：在4、6号车设受电弓及附属装置， 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置， 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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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。
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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.弹簧悬挂装置。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 力学性能的重要装置。
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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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4.牵引装置。它是车体与转向架的连接装置，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.轴箱定位装置。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 的轴箱定位装置有单（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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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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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 线通过以及轮对位置等等，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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（5）牵引装置主要采用拉杆方式。
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。
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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 定位装置； （4）二系悬挂主要采用空气弹簧；
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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置，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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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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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、制动装置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 装置。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。
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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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4．车端设备 设密接式车钩缓冲装置、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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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。
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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置，空间 位置比较紧张，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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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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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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日本IS式（单拉板式）轴箱定位装置
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法国TGV转向架的轴箱定位装置
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6.回转阻尼装置。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置： 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置承受全部载 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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7.抗侧滚装置。为了使高速客车具有良好的垂直振 动性能，车体悬挂装置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 高速转向架上设置抗侧滚扭杆。 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 装置。