高速動車組轉向架技術研究

高旭光

摘 要：動車組轉向架是高速列車安全平穩運行的關鍵設備之一。隨著動車運行速度的不斷提高，對轉向架性能的要求也越來越高。動車組轉向架與傳統轉向架相比，保持高動力性能的同時并適應高速平穩運行等方面具備很大優勢，動車組轉向架充分利用輪軌之間的黏著力，減輕輪軌之間的相互作用力，是動車組轉向架具有的關鍵技術。本文根據近些年來高速動車組的發展，通過對CRH380B型動車組轉向架上的二系懸掛裝置和基礎制動裝置的研究，來發現普遍產生在轉向架上的問題。

關鍵詞：高速動車組；轉向架；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.015

0 引言

近年來，我國高速鐵路的快速發展，對我國經濟發展和人們生活方式的影響極大，贏得了社會各界的贊譽。我國生產的高速動車組不僅成功在內地運營，而且不斷開拓著國際市場。轉向架在鐵道車輛運行的過程中能夠緩和軌道不平順對列車的沖擊，保證車輛運行的穩定性、安全性和曲線通過能力。因此，開發高性能轉向架是發展高速動車組技術的關鍵。

1 動車組轉向架簡介

CRH380B型動車組轉向架采用模塊化設計，即所有轉向架的主模塊都基本相同。通過對每個車輛的重量和重心的適應，轉向架和懸掛彈簧可單獨調節，從而獲得最佳的運行特性。按照功能分為動力轉向架和非動力轉向架，主要的區別在于動力轉向架安裝電機，采用輪盤制動方式；拖車轉向架沒有電機，空間較大，使用軸盤制動方式。以拖車轉向架為例，其結構組成主要包括：（1）構架。構架是轉向架的基礎，它把轉向架各零部件組成一個整體，不僅結構、形狀和尺寸都應滿足各零部件組裝的要求，還承受和傳遞來自車體與輪對之間各種方向的載荷和扭矩。（2）輪對軸箱定位裝置。用來承受車輛的重量，承受并緩沖、衰減來自輪軌之間的沖擊，傳遞驅動力和制動力，并提供導向功能，使車輛沿軌道的平動轉化為輪對的滾動。（3）一系懸掛裝置。位于輪對與構架之間，可以減小來自軌道不平順的各種動態影響。（4）二系懸掛裝置。位于構架和車體之間起連接作用。它主要由枕梁、空氣彈簧裝置及橫向止檔等組成，用于緩沖和衰減構架和車體之間振動。（5）基礎制動裝置。拖車轉向架的每個車軸上裝有三個制動盤，能夠使運行中的車輛在規定的距離范圍內停車。

2 動車組轉向架的特點

高速動車組具有非常良好的舒適性，它的提高與轉向架直接相關的是二系懸掛裝置（包含連接牽引裝置）。伴隨著世界鐵路高速化的不斷發展和完善，高速轉向架的結構型式逐步趨向于類同，它們的主要特點是模塊化、無搖枕、采用空氣彈簧懸掛裝置、有回轉阻尼、加裝彈性定位等。隨著列車運行速度的不斷提升，即使高速鐵路的軌道不平順比一般鐵路要小也會使車里乘客感到搖晃震動。而空氣彈簧的使用很好地解決了這一問題，它減弱了速度增高后線路的基礎震動的加劇，很好的解除了由這引起的線路疲勞損傷和環境噪聲問題，強化了動車組轉向架在高速運行時防止脫離軌道的安全性。

3 動車組轉向架的常見問題及具體措施

3.1 轉向架構架的問題及措施

轉向架構架應該具備足夠大的強度，它的設計使用壽命為30年。轉向架構架一般情況下不容易產生裂紋，但是一旦產生裂紋時，裂紋比較容易發生在焊縫處。在現場檢修維護時，除了定期對構架進行外觀檢查外，還需對疑似裂紋位置進行渦流探傷和磁粉探傷等措施，確保構架狀態正常。

3.2 車輪和車軸的問題及措施

車輪最常見的問題為內部缺陷或踏面缺陷。現場檢修維護時車組每上線運行10萬公里，會對車輪進行超聲波探傷，輪輞部位不允許存在達到Ф3mm 橫孔當量大小的缺陷，且踏面缺陷深度不能超過1mm，超過此標準需立即更換處理。車軸最常見的問題為內部缺陷或表面缺陷，車組每上線運行10萬公里，會進行空心車軸超聲波探傷，內部缺陷達到或超過Φ2mm平底孔當量，或者表面缺陷反射當量達到或超過1mm深度當量時，需立即采取更換處理。

3.3 空氣彈簧的問題及措施

空氣彈簧氣囊主要由簾線層、內層橡膠、外層橡膠和鋼絲圈硫化而成。在實際運用維護過程中最常見的問題是被異物擊打，導致膠囊產生裂紋，而由橡膠本身老化產生龜裂、鼓包的現象極少發生。空氣彈簧內部壓力由簾線層承受，簾線的參數對空氣彈簧的強度、剛度和耐久性等起決定性的作用。當裂紋深至簾線層時，為防止簾線長期與空氣接觸發生老化而強度降低，需立即更換處理，如果裂紋未深至簾線層，則空氣彈簧可以繼續使用。

3.4 減震器的問題及措施

轉向架上減震器均為油壓型減震器，它主要起吸收沖擊所產生的振動能量、緩沖連接部位相對運動的作用。現場運用維護中最常見問題，第一是減震器本身被擊打發生變形時，判斷其是否影響運動行程，第二是減震器表面滲油，判斷其滲油嚴重程度，檢查項目有：減震器應無裂紋、變形且無缺失的部件；檢查減震器應無滴油現象；目視檢查螺栓防松標記有無剝落或竄動。若超過限度需立即更換處理。

3.5 輪盤的問題及措施

在車輪兩側的輪盤，因為經常摩擦且摩擦面為單面，在摩擦制動情況下就會產生高溫和變形。而制動盤又是在靠近輪座處（盤的內圓附近）被螺栓固定的，因此沒有被固定的制動盤外圓部分會向車輪輻板的相反方向變形。輪盤容易產生的問題是因夾雜異物導致產生刻痕，而它的刻痕深度限度為1毫米，一旦超過此標準，就應該采取措施。

3.6 閘片的問題及措施

閘片在轉向架中，是需要經常更換的，由于高速狀態下的不斷摩擦和產生高溫，就會使得閘片發生磨損。閘片的具體檢查包含了：檢查閘片是否有裂紋、混入異物和磨損異常等現象；檢查閘片磨耗是否到限（7mm），出現磨損過度更換時一對閘片需同時更換。檢查閘片托是否有裂紋、混入異物和磨損等現象；目視檢查連接螺栓是否松動或丟失，有缺陷部件須及時更換。卡簧是否有出槽或丟失，銷子是否有變形、丟失和損壞，若異常需及時補裝與修復。

4 結語

伴隨著我國高鐵專線，城際專線的開通，動車組的影響也日漸增加，它給人提供了快捷方便的出行方式，同時它的安全性也必須可靠。轉向架技術的成熟，大大的提高了列車的安全性能。而作為重要組成部分的二系懸掛裝置和基礎制動裝置的技術成熟則保障了轉向架的可靠性。

參考文獻：

[1]傅茂海.高速客車轉向架的發展及其動力學特性綜述[J].西南交通大學鐵道學報，2008.

[2]李丹等.動車組轉向架高級檢修質量管理體系研究[J].大連交通大學學報，2014（03）.