城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架綜述

王楠 王凌晨

中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司 吉林長(zhǎng)春 130000

城市軌道交通具有運(yùn)量大、能耗低、效率高、污染小、準(zhǔn)點(diǎn)率高及景觀性好等特點(diǎn)，已成為現(xiàn)代城市交通的主動(dòng)脈。而轉(zhuǎn)向架可起到牽引、制動(dòng)、導(dǎo)向支承及隔振等作用，是城市軌道車輛的核心裝置，其決定了車輛牽引制動(dòng)特性、輪軌壽命及運(yùn)行品質(zhì)。

1 轉(zhuǎn)向架概述

轉(zhuǎn)向架又稱走行部，位于車體底部和鋼軌之間，它是支承車體垂直載荷，產(chǎn)生并傳遞牽引力和制動(dòng)力，引導(dǎo)車輛沿著軌道運(yùn)行的走行裝置。每一車輛的兩端設(shè)有一臺(tái)兩軸轉(zhuǎn)向架，其結(jié)構(gòu)是否合理將直接影響車輛的運(yùn)行品質(zhì)、動(dòng)力性能和行車安全，所以轉(zhuǎn)向架是車輛最重要的部件之一[1]。

2 城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架主要類型

城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架按車輛類型分,有A型、B型、C型車轉(zhuǎn)向架和單軌車輛轉(zhuǎn)向架等；按轉(zhuǎn)向架總體結(jié)構(gòu)可分為有搖枕和無(wú)搖枕兩種；按構(gòu)架側(cè)梁結(jié)構(gòu)可分為軋型側(cè)梁結(jié)構(gòu)和鋼板焊接側(cè)梁結(jié)構(gòu)；而按一系懸掛定位方式可分為錐形疊層橡膠彈簧定位、轉(zhuǎn)臂式節(jié)點(diǎn)定位和人字形橡膠彈簧定位等。

3 城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架簡(jiǎn)介

3.1 城市軌道交通對(duì)轉(zhuǎn)向架的特殊要求

（1）間距短，啟停頻繁，對(duì)牽引和制動(dòng)性能要求高；（2）曲線半徑小，對(duì)走行部要求高；（3）線路坡度大，可達(dá)30‰-60‰；（4）載重從18.6t到26t，空重車重量差大；（5）行車密度大，最短行車間隔可達(dá)1.5min-2min，自動(dòng)控制程度高；（6）運(yùn)行環(huán)境特殊，安全可靠性要求極高；（7）對(duì)噪聲要求嚴(yán)格；（8）需滿足城市總體風(fēng)格和居民的審美要求，車輛造型和色彩要求極富創(chuàng)造性。

對(duì)轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行穩(wěn)定性、輕量化、低噪聲、高可靠性、易維護(hù)及特殊的運(yùn)行環(huán)境必須給予足夠的重視。轉(zhuǎn)向架對(duì)車輛的運(yùn)行性能和行車安全至關(guān)重要，對(duì)軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有重大影響。

3.2 轉(zhuǎn)向架的發(fā)展方向

縱觀國(guó)內(nèi)外情況，A型或B型城市軌道交通車輛走行部的發(fā)展趨勢(shì)是輕量化、低噪聲的無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架，一系懸掛為橡膠彈簧，二系懸掛為空氣彈簧與抗側(cè)滾扭桿并用，牽引電機(jī)橫向架懸，采用單元式基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。城市軌道交通車輛的線路條件和走行特性與干線鐵路車輛有很大不同，如轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空間十分苛刻；采用交流傳動(dòng)技術(shù)，齒輪傳動(dòng)比很高；載客量很大，運(yùn)行環(huán)境特殊，安全可靠性要求極高等。這些因素的綜合作用給城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)帶來(lái)了特殊的困難[2]。

4 A型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架綜述

A型地鐵車輛的轉(zhuǎn)向架有多種，其中最為典型的型號(hào)有兩種。一種是CW4000（D）型轉(zhuǎn)向架，這種型號(hào)的轉(zhuǎn)向架普遍應(yīng)用于深圳和北京等地，另外在國(guó)外也有應(yīng)用；另一種是CW6000（D）型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，它的應(yīng)用最早出現(xiàn)在香港地鐵車輛上，主要在香港地鐵的南港島線和西港島線上運(yùn)行。

人們研發(fā)出CW4000（D）型轉(zhuǎn)向架，在運(yùn)行速度80km/h以下的地鐵車輛中使用。此類轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取的是無(wú)搖枕設(shè)計(jì)，其主要結(jié)構(gòu)中的橫梁和側(cè)梁均為板材焊接結(jié)構(gòu)。另外，此類轉(zhuǎn)向架的懸掛定位裝置一系采用圓錐疊層橡膠彈簧懸掛定位，二系采用單桿牽引裝置、空氣彈簧及抗側(cè)滾扭桿裝置等組成。

此外，隨著軌道車輛的不斷提速，人們又研發(fā)出CW6000（D）型轉(zhuǎn)向架，使其速度等級(jí)為80～140km/h。主要構(gòu)架中的側(cè)梁依舊采用無(wú)縫鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)，但橫梁換成了無(wú)縫鋼管結(jié)構(gòu)，并由鍛壓結(jié)構(gòu)的連接座與側(cè)梁相連。CW6000（D）型轉(zhuǎn)向架的懸掛定位結(jié)構(gòu)也有了變化，其中一系采用圓鋼彈簧組構(gòu)成，采取轉(zhuǎn)臂式定位方式；二系則換成了大柔度空氣彈簧。

5 B型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架綜述

B型地鐵車輛主要在北京地鐵系統(tǒng)中應(yīng)用，其轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)也一代代更新。最初的B型車輛轉(zhuǎn)向架也是無(wú)搖臺(tái)結(jié)構(gòu)，且其骨架為整體鑄造而成，心盤承載。一系懸掛是選用的鋼質(zhì)彈簧，轉(zhuǎn)臂定位，其彈簧是水平放置的；二系則結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅彈簧裝置變?yōu)榭諝鈴椈桑以黾恿藫u枕、牽引拉桿等裝置[3]。

第二代B型號(hào)的城市軌道車輛轉(zhuǎn)向架的興起主要因北京地鐵的提速。這代的B型號(hào)轉(zhuǎn)向架基本已能滿足90km/h左右的速度等級(jí)，采用的是較為先進(jìn)的無(wú)搖枕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，骨架結(jié)構(gòu)選取的材料也和CW4000（D）型號(hào)的基本一樣，甚至牽引和制動(dòng)方式都無(wú)差別。

城市在不斷的擴(kuò)大發(fā)展，所以城市人口對(duì)交通的需求也在不斷加大，城市軌道交通最為一種方便快捷、安全舒適的交通方式被不斷挖掘潛力，地鐵的運(yùn)行線路數(shù)目在進(jìn)一步增加，線路長(zhǎng)度也越來(lái)越長(zhǎng)，在這種情況下，第三代的B型號(hào)城市軌道車輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)被研發(fā)出來(lái)。

6 長(zhǎng)春輕軌C型車轉(zhuǎn)向架綜述

長(zhǎng)春軌道客車股份公司為長(zhǎng)春輕軌3、4號(hào)線設(shè)計(jì)制造了新型三模塊70%低地板輕軌車輛，該車每輛車包括3個(gè)轉(zhuǎn)向架、2個(gè)兩端動(dòng)力轉(zhuǎn)向架（CW-10型）和1個(gè)中間獨(dú)立輪轉(zhuǎn)向架（CW-11型）。而CW-10型轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架采用H形結(jié)構(gòu)，為了降低地板面高度，側(cè)梁采用較大魚腹形的箱型結(jié)構(gòu)，并采用彈性車輪，提高運(yùn)行品質(zhì)；一系懸掛采用圓錐疊層橡膠彈簧式定位裝置；為了能較好地通過(guò)曲線，二系懸掛裝置采用有搖枕結(jié)構(gòu)，承載方式為心盤集中承載；基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用液壓盤形制動(dòng)加磁軌制動(dòng)的方式，保證在有限的空間內(nèi)，能達(dá)到同等制動(dòng)功率；驅(qū)動(dòng)裝置采用二級(jí)減速齒輪箱；采用輪緣潤(rùn)滑裝置能有效地減小輪緣與鋼軌間的磨耗，從而提高車輪的使用壽命。

7 結(jié)語(yǔ)

總之，城市軌道交通具有快速、安全、準(zhǔn)時(shí)、節(jié)能、大運(yùn)量、無(wú)污染等眾多優(yōu)點(diǎn)，能滿足城市發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求，作為城市公共交通的主要發(fā)展方向已被廣泛認(rèn)同，也是城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。