高速機(jī)車走行部技術(shù)

隨著貨運(yùn)重載牽引和客運(yùn)高速化的發(fā)展，對(duì)機(jī)車走行部提出了新的、更高的要求。機(jī)車走行部的性能指標(biāo)主要為以下幾個(gè)方面。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)（1）強(qiáng)度和剛度。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)

（2）橫向穩(wěn)定性。

（3）運(yùn)行平穩(wěn)性。（4）曲線通過(guò)性能。（5）對(duì)線路的動(dòng)力作用。（6）粘著性能。

轉(zhuǎn)向架各部分必須保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度。特別是轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)剛度的要求較高，因?yàn)樗寝D(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，若剛度不足，會(huì)影響各部分之間的相對(duì)位置。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)1.強(qiáng)度和剛度

機(jī)車在直道上運(yùn)行時(shí)，應(yīng)有良好的橫向穩(wěn)定性，亦即機(jī)車在低速至最大速度范圍內(nèi)，絕不容許發(fā)生蛇行失穩(wěn)。若發(fā)生劇烈蛇行，會(huì)產(chǎn)生很大的橫向輪軌作用力，對(duì)線路造成破壞，使車軸軸承過(guò)熱或損壞，影響運(yùn)行安全。對(duì)機(jī)車，特別是高速機(jī)車的橫向穩(wěn)定性應(yīng)給予足夠的重視，可采取一些有效的措施來(lái)保證機(jī)車的橫向穩(wěn)定性。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)2.橫向穩(wěn)定性

機(jī)車的運(yùn)行平穩(wěn)性是指人所感受到的機(jī)車運(yùn)行品質(zhì)。確定人對(duì)機(jī)車振動(dòng)的感受有四個(gè)重要的物理參數(shù)，即振動(dòng)加速度、頻率、方向和持續(xù)時(shí)間。機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)性差就表示舒適度差，容易使人疲勞，影響機(jī)車乘務(wù)員的工作效率，容易發(fā)生行車事故。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)3.運(yùn)行平穩(wěn)性

因此，對(duì)于機(jī)車垂向及橫向的平穩(wěn)性都有明確的規(guī)定和要求。對(duì)于運(yùn)行速度較高的機(jī)車，要在機(jī)車懸掛裝置方面采取相應(yīng)的措施，以確保機(jī)車具有足夠的運(yùn)行平穩(wěn)性。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)3.運(yùn)行平穩(wěn)性

機(jī)車的曲線通過(guò)性能關(guān)系到機(jī)車的安全性、輪緣和曲線軌側(cè)的磨耗。二軸轉(zhuǎn)向架的曲線通過(guò)性能優(yōu)于三軸轉(zhuǎn)向架。山區(qū)線路曲線多，曲線半徑小，在滿足牽引性能要求的情況下應(yīng)優(yōu)先采用二軸轉(zhuǎn)向架機(jī)車。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)4.曲線通過(guò)性能

機(jī)車的曲線通過(guò)性能與橫向穩(wěn)定性是相互矛盾的，即對(duì)機(jī)車的結(jié)構(gòu)參數(shù)采取的有利于通過(guò)曲線的措施對(duì)橫向穩(wěn)定性都是不利的，反之亦然。因此，在選定這些參數(shù)時(shí)既要考慮曲線通過(guò)性能又要考慮橫向穩(wěn)定性能。

一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)4.曲線通過(guò)性能

近些年來(lái)，國(guó)外發(fā)展較快的機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架顯著改善了機(jī)車的曲線通過(guò)性能，同時(shí)又不降低機(jī)車的橫向穩(wěn)定性，也不影響牽引力從車軸向構(gòu)架的傳遞。

輪軌之間的靜載荷一般并不會(huì)產(chǎn)生危害，而機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的輪軌動(dòng)載荷會(huì)危及行車安全。輪對(duì)作用于線路的動(dòng)力隨車速的增高而增加，該動(dòng)力分垂向和橫向。過(guò)大的動(dòng)力作用會(huì)加速線路的損壞甚至影響行車安全。為了減低輪軌之間的動(dòng)力作用，要盡可能減小輪對(duì)簧下質(zhì)量，以改善機(jī)車的運(yùn)行平穩(wěn)性、橫向穩(wěn)定性和曲線通過(guò)性能；對(duì)于高速機(jī)車，還應(yīng)盡可能減小軸重。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)5.對(duì)線路的動(dòng)力作用

為了使機(jī)車最大限度地發(fā)揮輪軌間的粘著潛力，必須選擇最佳的電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，再配以計(jì)算機(jī)控制的、性能恰當(dāng)?shù)姆揽辙D(zhuǎn)裝置。這對(duì)于牽引重載列車的機(jī)車來(lái)說(shuō)尤為重要。就機(jī)械系統(tǒng)（走行部）而言，在牽引力的作用下，要使軸重分布均勻，軸重轉(zhuǎn)移要盡量小。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)6.粘著性能

軸箱拉桿的縱向剛度應(yīng)足夠大，利于最大牽引力的發(fā)揮。對(duì)于液力傳動(dòng)及全懸掛牽引電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，要注意系統(tǒng)中各部分的剛度匹配，以免發(fā)生輪軌間的粘滑振動(dòng)，使粘著性能下降，誘發(fā)空轉(zhuǎn)。一、機(jī)車走行部的性能指標(biāo)6.粘著性能一、貨運(yùn)機(jī)車及客運(yùn)機(jī)車懸掛裝置的特點(diǎn)貨運(yùn)機(jī)車懸掛裝置的特點(diǎn)是：一系軟、二系硬（二系硬，能使軸重轉(zhuǎn)移減少）；總的靜撓度不大，主要由一系來(lái)提供。

客運(yùn)機(jī)車懸掛裝置的特點(diǎn)是：一系硬，二系軟，總的靜撓度比貨運(yùn)機(jī)車大，主要由二系來(lái)提供。二系軟，可顯著減小車體的振動(dòng)加速度，有利于機(jī)車高速運(yùn)行的平穩(wěn)性。

二、懸掛裝置的垂向靜撓度近代準(zhǔn)高速及高速機(jī)車的二系懸掛，大多采用高圓彈簧加橡膠墊，二系撓度大；而一系采用彈簧圈數(shù)較少的圓彈簧，其撓度約為50～60mm左右。采用一系硬、二系軟，一方面有利于提高機(jī)車高速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性，即車體振動(dòng)加速度較?。涣硪环矫?，高速機(jī)車使用的架懸式或體懸式牽引電動(dòng)機(jī)，當(dāng)采用輪對(duì)空心軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，空心軸與車軸之間的徑向間隙有限，所以一系懸掛應(yīng)硬一些，否則其動(dòng)撓度較大，易使車軸與空心軸發(fā)生抵觸。

對(duì)于重載貨運(yùn)機(jī)車，為了減少軸重轉(zhuǎn)移，二系懸掛采用靜撓度很小的結(jié)構(gòu)，例如橡膠堆旁承，其靜撓度為10～20mm。為了保證有足夠的總靜撓度，一系懸掛的靜撓度就比較大，達(dá)到100mm以上。

貨運(yùn)機(jī)車的運(yùn)行速度不高，通常采用軸懸式牽引電動(dòng)機(jī)。如果重載貨運(yùn)機(jī)車的軸重較大，為了減輕輪軌的動(dòng)力作用，就要減小輪對(duì)的簧下質(zhì)量，可把牽引電動(dòng)機(jī)改為架懸式，使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)的質(zhì)量全部成為簧上質(zhì)量。在這種情況下，就不能采用輪對(duì)空心軸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而應(yīng)采用電動(dòng)機(jī)空心軸結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)椋幌奠o撓度大，動(dòng)撓度亦大，輪對(duì)空心軸與車軸的徑向間隙有限，不能滿足大于一系動(dòng)撓度的要求。三、一系懸掛的縱向剛度及橫向剛度一系懸掛的縱向剛度及橫向剛度即軸箱定位的縱向剛度及橫向剛度，在現(xiàn)代機(jī)車設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其給予了很大的關(guān)注，因?yàn)樗P(guān)系到機(jī)車直線運(yùn)行的穩(wěn)定性、粘著性能及曲線通過(guò)性能的好壞。軸箱定位的縱向剛度應(yīng)足夠大，這樣轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性較好；而且在大的牽引力及制動(dòng)力作用下，輪對(duì)也不會(huì)產(chǎn)生明顯的縱向位移，粘著性能較好。

從機(jī)車曲線通過(guò)性能的角度來(lái)考慮，軸箱定位的縱向剛度及橫向剛度都宜小一些?？v向剛度小，輪對(duì)易于向曲線半徑位置偏斜，有利于機(jī)車通過(guò)曲線。

四、二系懸掛的縱向剛度及橫向剛度

隨著機(jī)車速度的提高，機(jī)車在垂向和橫向的振動(dòng)加劇。為了改善機(jī)車高速運(yùn)行時(shí)的垂向平穩(wěn)性，應(yīng)注意一系懸掛及二系懸掛垂向剛度及阻尼的設(shè)計(jì)。

為了改善機(jī)車高速運(yùn)行時(shí)的橫向平穩(wěn)性，應(yīng)在車體與轉(zhuǎn)向架之間設(shè)置橫向彈性連接裝置（或稱為橫動(dòng)裝置）。它的作用猶如垂向設(shè)置彈簧裝置一樣，在橫向分隔了車體與轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量，使車體不直接參與轉(zhuǎn)向架的橫向振動(dòng)。

時(shí)速在120km以上的機(jī)車都應(yīng)設(shè)置橫動(dòng)裝置。目前，已廣泛采用車體與轉(zhuǎn)向架之間的彈性旁承兼作橫動(dòng)裝置。彈性旁承由圓彈簧或橡膠堆組成，成為二系懸掛，車體重量通過(guò)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架左右兩側(cè)的彈性旁承支承于轉(zhuǎn)向架上。彈性旁承的橫向彈性位移起著橫動(dòng)裝置的作用。

對(duì)于速度較高的客運(yùn)機(jī)車，多采用高圓簧加橡膠墊結(jié)構(gòu)的二系懸掛。這種二系懸掛的垂向剛度小，靜撓度大，有利于機(jī)車的垂向平穩(wěn)性；而且高圓簧加橡膠墊結(jié)構(gòu)的二系懸掛，其橫向剛度及縱向剛度可以設(shè)計(jì)得很低，橫向剛度低是為了提高機(jī)車的蛇行臨界速度及橫向平穩(wěn)性；

縱向剛度低是為了使轉(zhuǎn)向架易于相對(duì)于車體回轉(zhuǎn)，以改善曲線通過(guò)性能。一般機(jī)車車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的最大橫動(dòng)量為±20mm～±30mm，高速機(jī)車為±40mm～±70mm，用彈性止擋限制。五、減振器的配置

要得到良好的機(jī)車動(dòng)力學(xué)特性，必須正確選擇懸掛裝置的型式及參數(shù)。懸掛裝置包括彈性元件及阻尼元件?，F(xiàn)代機(jī)車大都采用液壓減振器作為阻尼元件。在懸掛裝置中，必須恰當(dāng)配置液壓減振器的數(shù)目及阻尼參數(shù)。對(duì)于一系軟、二系硬的懸掛裝置，在二系懸掛中不必設(shè)置垂向減振器，因?yàn)槎档撵o撓度只有10～20mm，振動(dòng)時(shí)動(dòng)撓度很小，設(shè)置垂向液壓減振器時(shí)，減振效果很小。一、輪軌垂向動(dòng)載荷長(zhǎng)期以來(lái)，在機(jī)車車輛動(dòng)力學(xué)及輪軌相互作用的研究中，習(xí)慣上以機(jī)車車輛系統(tǒng)為主體，將軌道基礎(chǔ)視為“剛性支承”，把鋼軌不平順作為激擾源，來(lái)求解機(jī)車車輛在此激擾下的響應(yīng)及輪軌之間的作用力。

一、輪軌垂向動(dòng)載荷

機(jī)車車輛運(yùn)行時(shí)，輪、軌之間的垂向作用力由靜載荷（軸重）和動(dòng)載荷組成。靜載荷本身不會(huì)造成危害，重要的是要探討動(dòng)載荷的變化規(guī)律。習(xí)慣上總認(rèn)為，在一定的運(yùn)行速度下，輪軌垂向動(dòng)載荷只與簧下質(zhì)量有關(guān)，而與軸重?zé)o關(guān)，這是把鋼軌視為“剛性支承”作為研究問(wèn)題的模型所得到的結(jié)論。

一、輪軌垂向動(dòng)載荷

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了車輛-軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)的研究。因?yàn)闄C(jī)車車輛系統(tǒng)與軌道系統(tǒng)并非彼此孤立的兩個(gè)系統(tǒng)，兩者是相互耦合、相互影響的。軌道在垂向作用力的作用下的彈性變形會(huì)引起車輛的振動(dòng)，而車輛的振動(dòng)經(jīng)由輪軌接觸界面，又會(huì)引起軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，這又助長(zhǎng)了軌道的彈性變形。顯然，要解決這樣的問(wèn)題，必須把車輛系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)綜合成一個(gè)垂向動(dòng)力學(xué)振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行輪軌垂向動(dòng)力學(xué)的分析研究，如圖3-2所示。一、輪軌垂向動(dòng)載荷圖3-2輪軌垂向動(dòng)力學(xué)振動(dòng)系在圖3-2所示的系統(tǒng)中，由于鋼軌、軌枕、道床都具有彈性支承，鋼軌表面的不平順激發(fā)了上部車輛系統(tǒng)和下部軌道系統(tǒng)的垂向振動(dòng)。軌道系統(tǒng)的振動(dòng)通過(guò)輪軌接觸面，又助長(zhǎng)了車輛系統(tǒng)的振動(dòng)。一、輪軌垂向動(dòng)載荷對(duì)于路基良好的線路來(lái)說(shuō)，對(duì)線路損害的影響程度依次為機(jī)車運(yùn)行速度、軸重和簧下質(zhì)量；對(duì)于路基不良的線路來(lái)說(shuō)，軸重的影響尤為顯著。因此，對(duì)于高速客運(yùn)機(jī)車，為了不對(duì)線路造成損傷，要設(shè)法減輕機(jī)車軸重及簧下質(zhì)量，而限制軸重尤為必要。一、輪軌垂向動(dòng)載荷牽引電動(dòng)機(jī)的懸掛形式包括半懸掛式和全懸掛式。其中半懸掛式又稱為軸懸式；全懸掛式又分為架懸式和體懸式。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛1.牽引電動(dòng)機(jī)的懸掛形式架懸式體懸式

所謂牽引電動(dòng)機(jī)半懸掛，就是牽引電動(dòng)機(jī)的一端支承在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，另一端用抱軸承支承在車軸上。牽引電動(dòng)機(jī)差不多一半的質(zhì)量支承于車軸，屬簧下質(zhì)量，另一半質(zhì)量支承于構(gòu)架上，屬簧上質(zhì)量，故稱為半懸掛式，亦稱軸懸式。這種牽引電動(dòng)機(jī)懸掛方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在各國(guó)機(jī)車上廣泛采用。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛

把牽引電動(dòng)機(jī)支承在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，這種全懸掛稱為架懸式，東風(fēng)11型及韶山9型機(jī)車就采用架懸式牽引電動(dòng)機(jī)。最高運(yùn)行速度超過(guò)200km/h的高速機(jī)車，為了減輕轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的質(zhì)量，以改善轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力性能，往往把牽引電動(dòng)機(jī)置于車體上，這種全懸掛稱為體懸式。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛2.牽引電動(dòng)機(jī)的懸掛形式對(duì)機(jī)車工作的影響a.軸懸式

牽引電動(dòng)機(jī)軸懸式的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造容易、成本低廉、維修方便。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛

軸懸式的缺點(diǎn)主要有兩點(diǎn)：一是簧下質(zhì)量大，輪軌動(dòng)載荷大；二是由于來(lái)自線路的沖擊，牽引電動(dòng)機(jī)的垂向加速度大，易造成電動(dòng)機(jī)零件和絕緣過(guò)早損壞，使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)的故障率較高。這些缺點(diǎn)在機(jī)車速度增高時(shí)越發(fā)明顯。

二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛b.架懸式

牽引電動(dòng)機(jī)架懸式廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)速度較高的機(jī)車和動(dòng)車上。

二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛

架懸式的優(yōu)點(diǎn)：牽引電動(dòng)機(jī)全部是簧上質(zhì)量，因而簧下質(zhì)量較小，有利于高速運(yùn)行；因線路不平順和沖擊所引起的輪對(duì)垂向及橫向加速度，不會(huì)直接傳到牽引電動(dòng)機(jī)上；牽引電動(dòng)機(jī)的垂向加速度很小，使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)的工作條件大為改善，故障率減小，工作壽命延長(zhǎng)。機(jī)車速度越高，上述優(yōu)點(diǎn)越明顯。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛架懸式的缺點(diǎn)：牽引電動(dòng)機(jī)輸出端與輪對(duì)之間傳遞力矩的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛2.牽引電動(dòng)機(jī)的懸掛形式對(duì)機(jī)車工作的影響c.體懸式

架懸式牽引電動(dòng)機(jī)固裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，對(duì)于最大運(yùn)行速度在200～250km/h及以上的高速機(jī)車，為了減輕轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的質(zhì)量，以提高轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性，可把牽引電動(dòng)機(jī)移至車體上，這就是體懸式牽引電動(dòng)機(jī)。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛

體懸式的優(yōu)點(diǎn)：簧下質(zhì)量小，轉(zhuǎn)向架質(zhì)量及繞中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，因而轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性好，機(jī)車的蛇行臨界速度高，適用于高速機(jī)車。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛

體懸式的缺點(diǎn)：牽引電動(dòng)機(jī)輸出端至輪對(duì)之間傳遞力矩所用的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比架懸式的驅(qū)動(dòng)裝置還要復(fù)雜些，制造更難，成本更高。二、牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛新型高速動(dòng)車轉(zhuǎn)向架簡(jiǎn)介

200km/h電動(dòng)車組的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架是電動(dòng)車組的重要部件，它除了要發(fā)揮支承、導(dǎo)向和隔振等重要作用外，還要傳遞和發(fā)揮牽引力、制動(dòng)力。動(dòng)力轉(zhuǎn)向架對(duì)電動(dòng)車組動(dòng)力車的動(dòng)力學(xué)性能（包括運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)行安全性和運(yùn)行平穩(wěn)性等）起決定性的作用，同時(shí)對(duì)整個(gè)電動(dòng)車組的牽引性能和制動(dòng)性能的發(fā)揮有極大的影響。一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架采用B0—B0軸式，每個(gè)輪對(duì)由一臺(tái)交流異步感應(yīng)牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。牽引電動(dòng)機(jī)彈性架懸于構(gòu)架橫梁上，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)齒形聯(lián)軸節(jié)傳遞給齒輪箱以驅(qū)動(dòng)輪對(duì)。齒形聯(lián)軸節(jié)同時(shí)可補(bǔ)償構(gòu)架與輪對(duì)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架1.構(gòu)架

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用

H形無(wú)端梁輕型焊接機(jī)構(gòu)、左右兩根對(duì)稱布置的測(cè)梁和中間兩根橫梁組成構(gòu)架的主結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不但要支承車體、電機(jī)及各種零部件，而且需要傳遞車體與輪對(duì)之間的垂向、橫向和縱向作用力。因此，必須具有足夠的強(qiáng)度。

2.輪對(duì)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

輪對(duì)是高速動(dòng)車轉(zhuǎn)向架的重要部件，它除了支承動(dòng)車的全部重量外，還要承受驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)力矩和傳遞牽引力，它的性能對(duì)整車的運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)車對(duì)軌道的作用力起著重要的作用。

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

3.軸箱

軸箱是連接構(gòu)架和輪對(duì)的活動(dòng)關(guān)節(jié)，除了保證輪對(duì)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還能使輪對(duì)適應(yīng)線路，允許輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架在各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。軸箱由軸箱體、軸箱前后端蓋、軸承及附件組成。軸箱體用來(lái)裝入軸承和潤(rùn)滑脂，并支承車軸，是重要的承力件。

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

3.軸箱

軸箱體選用高強(qiáng)度鋼鑄造，車軸軸承采用雙列圓錐滾子軸承，采用轉(zhuǎn)臂式軸箱定位以適應(yīng)一系螺旋彈簧，選擇設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮S箱定位剛度以保證輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)性能，軸箱還設(shè)有接地裝置。

一系懸掛由垂向螺旋彈簧、橡膠墊、軸箱定位裝置和液壓減振器組成。垂向螺旋彈簧承擔(dān)車體和轉(zhuǎn)向架的靜、動(dòng)載荷，螺旋彈簧的一端裝有塑膠墊，可以隔離高頻振動(dòng)和減少噪聲。與一系彈簧并聯(lián)布置的還有垂向液壓減振器，每個(gè)軸箱布置一個(gè)。螺旋彈簧兩端分別置于軸箱和構(gòu)架的彈簧座內(nèi)，減振器的上下端分別與構(gòu)架和軸箱體用螺栓連接。4.一系懸掛系統(tǒng)和二系懸掛系統(tǒng)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

一系懸掛的垂向剛度主要由垂向螺旋彈簧和橡膠墊實(shí)現(xiàn)；而縱向和橫向剛度則主要由軸箱定位裝置實(shí)現(xiàn)。4.一系懸掛系統(tǒng)和二系懸掛系統(tǒng)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架4.一系懸掛系統(tǒng)和二系懸掛系統(tǒng)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

二系懸掛系統(tǒng)由空氣彈簧系統(tǒng)、橡膠堆和二系液壓減振器組構(gòu)成。在轉(zhuǎn)向架中部?jī)蓚?cè)各布置一個(gè)橫向液壓減振器；在構(gòu)架側(cè)梁每側(cè)沿縱向布置一個(gè)抗蛇行液壓減振器。二系液壓減振器組對(duì)確保動(dòng)車組具有良好的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性有非常重要的作用。

5.牽引裝置和牽引電動(dòng)機(jī)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

牽引裝置采用單拉桿結(jié)構(gòu)。牽引拉桿兩端為橡膠球鉸結(jié)構(gòu)，一端與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁相連，另一端與牽引座相連，通過(guò)這兩個(gè)橡膠關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)了車體與轉(zhuǎn)向架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)和橫向移動(dòng)。牽引座用鋼板焊接而成，并用螺栓與車體相固結(jié)。該牽引裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，縱向剛度較大，并可以實(shí)現(xiàn)低位牽引。

動(dòng)力分散式電動(dòng)車組的轉(zhuǎn)向架采用架懸式交流異步牽引電動(dòng)機(jī)。其持續(xù)功率為300kW，最高轉(zhuǎn)速為4739r/min，最大轉(zhuǎn)矩為1510N·m，電動(dòng)機(jī)吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁上。

6.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)結(jié)構(gòu)。每個(gè)車輪設(shè)一套輪盤制動(dòng)，每套輪盤制動(dòng)設(shè)兩片制動(dòng)閘片。制動(dòng)缸安裝在構(gòu)架橫梁下方。制動(dòng)缸與彈簧儲(chǔ)能停車制動(dòng)裝置為組合單體結(jié)構(gòu)，組合制動(dòng)缸具有制動(dòng)和停車功能，閘片具有間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

6.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)

一、動(dòng)力分散式高速電動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架

傳動(dòng)系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩由牽引電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)軸節(jié)傳至齒輪箱，最后作用于輪對(duì)。聯(lián)軸節(jié)采用齒形聯(lián)軸節(jié)。齒輪箱為一級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，小齒輪輸入軸與齒形聯(lián)軸節(jié)相連，大齒輪固聯(lián)于車軸上。齒輪箱箱體采用高強(qiáng)度鋁合金材料制造，為承載結(jié)構(gòu)，具有良好的強(qiáng)度和剛度。二、

萬(wàn)向軸傳動(dòng)式高速動(dòng)力車轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架采用B0—B0軸式，每個(gè)輪對(duì)由一臺(tái)交流異步感應(yīng)牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。牽引電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)齒輪箱組成一體，通過(guò)三個(gè)吊掛點(diǎn)彈性懸掛于車體上，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)橫向布置的滾動(dòng)伸縮式萬(wàn)向軸傳遞給齒輪箱去驅(qū)動(dòng)輪對(duì)。滾動(dòng)伸縮式萬(wàn)向軸同時(shí)可補(bǔ)償車體與輪對(duì)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

二、

萬(wàn)向軸傳動(dòng)式高速動(dòng)力車轉(zhuǎn)向架三、空心軸傳動(dòng)式高速動(dòng)力車轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架采用B0—B0軸式，每個(gè)輪對(duì)由一臺(tái)交流異步感應(yīng)牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。牽引電動(dòng)機(jī)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、托架、外空心軸、內(nèi)空心軸、制動(dòng)橫梁等組成驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元。轉(zhuǎn)向架由構(gòu)架、驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元、輪對(duì)軸箱、牽引裝置、懸

掛裝置等組成。

三、空心軸傳動(dòng)式高速動(dòng)力車轉(zhuǎn)向架

驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元通過(guò)兩個(gè)掛點(diǎn)吊掛于車體上，另一端通過(guò)擺桿吊掛在構(gòu)架端梁上，驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元與車體還設(shè)有一橫向耦合減振器。電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)齒輪箱、外空心軸、六連桿機(jī)構(gòu)、內(nèi)空心軸去驅(qū)動(dòng)輪對(duì)。雙空心軸可以補(bǔ)償車體與輪對(duì)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

機(jī)車車輛的車輪踏面為錐形，輪緣與鋼軌之間存在間隙，當(dāng)輪對(duì)在直道上運(yùn)行時(shí)，輪對(duì)中心偶爾會(huì)偏離軌道中心，此時(shí)左右兩輪便以不同直徑的滾動(dòng)圓在鋼軌上滾動(dòng)，使輪對(duì)在行進(jìn)中一邊做橫向擺動(dòng)，一邊圍繞經(jīng)其重心的垂軸來(lái)回?fù)u動(dòng)。

一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

輪對(duì)、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架及車體在水平面內(nèi)也是彈性相連的，因踏面錐度產(chǎn)生的輪對(duì)的蛇行運(yùn)動(dòng)會(huì)引起機(jī)車的蛇行運(yùn)動(dòng)，劇烈的蛇行運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)破壞機(jī)車車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性，而且會(huì)使輪緣打擊鋼軌，破壞線路，損壞軸承，甚至引起脫軌事故，嚴(yán)重妨礙列車速度的提高。

一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

機(jī)車車輛在實(shí)際線路上做動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的費(fèi)用甚大，可將動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)放在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室及四方車輛研究所均裝備有滾輪式機(jī)車車輛試驗(yàn)臺(tái)。西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)臺(tái)可以在車輪受激振的條件下測(cè)定輪對(duì)及機(jī)車車輛各部分的蛇行振動(dòng)，運(yùn)行速度可達(dá)400km/h。

一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

若車體與轉(zhuǎn)向架連接的二系懸掛裝置中有橫動(dòng)裝置，即車體相對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架可以橫移，則機(jī)車的蛇行運(yùn)動(dòng)可分為：

（1）車體蛇行——車體劇烈側(cè)擺并伴以搖頭、側(cè)滾，通常在機(jī)車運(yùn)行速度不是很高時(shí)出現(xiàn)。

一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

（2）轉(zhuǎn)向架蛇行——轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)擺和搖頭振動(dòng)很大，車體搖頭振動(dòng)則相對(duì)較小，通常發(fā)生在機(jī)車運(yùn)行速度較高時(shí)。

（3）輪對(duì)蛇行——如果輪對(duì)在構(gòu)架中的定位剛度較小，則機(jī)車運(yùn)行在更高速度下會(huì)發(fā)生輪對(duì)劇烈側(cè)擺和搖頭；如果輪對(duì)定位剛度很大，則輪對(duì)和轉(zhuǎn)向架一起蛇行，不易發(fā)生單獨(dú)的輪對(duì)蛇行。

一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

隨著機(jī)車運(yùn)行速度自低速逐漸增加，首先發(fā)生車體蛇行，故通常又稱為一次蛇行。轉(zhuǎn)向架蛇行出現(xiàn)在較高速度時(shí)，稱為二次蛇行。機(jī)車開(kāi)始出現(xiàn)劇烈蛇行的速度稱為蛇行臨界速度。改變走行部的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，蛇行臨界速度就會(huì)有變化。設(shè)計(jì)走行部時(shí)，必須使一次蛇行不發(fā)生，并使二次蛇行的臨界速度超出機(jī)車的最高運(yùn)行速度，并具有足夠的裕量。

如果車體與轉(zhuǎn)向架連接裝置中無(wú)橫動(dòng)裝置，則車體隨轉(zhuǎn)向架一起橫動(dòng)，轉(zhuǎn)向架蛇行直接引起車體蛇行。在這種情況下，就不存在一次蛇行與二次蛇行的區(qū)分了。

一、機(jī)車的橫向穩(wěn)定性

二、走行部參數(shù)對(duì)機(jī)車橫向穩(wěn)定性的影響二、走行部參數(shù)對(duì)機(jī)車橫向穩(wěn)定性的影響對(duì)機(jī)車橫向穩(wěn)定性進(jìn)行理論分析計(jì)算，可求得機(jī)車的蛇行臨界速度，而且能夠判明是車體失穩(wěn)還是轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)。改變走行部的各個(gè)參數(shù)，計(jì)算結(jié)果會(huì)發(fā)生變化，可以分析走行部參數(shù)對(duì)蛇行臨界速度的影響，從而在設(shè)計(jì)或改進(jìn)機(jī)車時(shí)，可以選擇合理的走行部參數(shù)。必須指出，走行部參數(shù)很多，有些參數(shù)彼此之間又相互影響，不可能十分準(zhǔn)確地闡明各參數(shù)的影響程度，只能以具體的理論計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)。

二、走行部參數(shù)對(duì)機(jī)車橫向穩(wěn)定性的影響

下述措施有利于增加轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性：（1）減小踏面等效斜率；（2）增大一系橫向及縱向剛度；（3）增大二系回轉(zhuǎn)剛度，減小二系橫向剛度；（4）增大二系橫向阻尼及回轉(zhuǎn)阻尼，減小輪對(duì)及轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量。

車體蛇行失穩(wěn)主要可以用二系懸掛中的阻尼和小的橫向剛度來(lái)控制，使車體蛇行消除。三、高速機(jī)車走行部的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)性與穩(wěn)定性的影響機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)性是指高速運(yùn)行時(shí)，機(jī)車在垂向及橫向產(chǎn)生振動(dòng)，讓車體中的人所感覺(jué)到的舒適程度。影響機(jī)車平穩(wěn)性的因素是振動(dòng)頻率、振幅、振動(dòng)加速度以及振動(dòng)加速度的變化率，即車體的振動(dòng)特性決定了車體的平穩(wěn)性。要使高速機(jī)車具有良好的垂向及橫向平穩(wěn)性，應(yīng)恰當(dāng)選定一系及二系懸掛的垂向及橫向剛度及阻尼參數(shù)。

三、高速機(jī)車走行部的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)性與穩(wěn)定性的影響

三、高速機(jī)車走行部的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)性與穩(wěn)定性的影響

機(jī)車穩(wěn)定性是指機(jī)車橫向穩(wěn)定性，即蛇行穩(wěn)定性。高速機(jī)車必須具有良好的穩(wěn)定性，其蛇行臨界速度應(yīng)高于機(jī)車的最大運(yùn)行速度，并有足夠的裕量。影響機(jī)車穩(wěn)定性的因素是機(jī)車走行部的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，包括懸掛裝置的參數(shù)。

四、機(jī)車直線橫向穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能的協(xié)調(diào)四、機(jī)車直線橫向穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能的協(xié)調(diào)

我國(guó)修建的京滬高速鐵路的特定條件是：有可能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，在高速客運(yùn)專線上實(shí)現(xiàn)高速列車與中速旅客列車混跑。兩種列車的運(yùn)行速度有很大差異，在曲線的外軌超高設(shè)置上要予以折中，即高速列車將在欠超高的狀態(tài)下通過(guò)曲線，在這種情況下，過(guò)大的未平衡離心力對(duì)機(jī)車曲線通過(guò)十分不利。此外，為了實(shí)現(xiàn)與非高速線路上大城市間的直達(dá)運(yùn)輸，部分高速列車還將離開(kāi)高速線路轉(zhuǎn)到普通線路上運(yùn)行，這樣可能會(huì)遇到一些曲線半徑較小的區(qū)段。因此，應(yīng)在提高高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架蛇行穩(wěn)定性的同時(shí)，努力設(shè)法改進(jìn)轉(zhuǎn)向架的曲線通過(guò)性能。

四、機(jī)車直線橫向穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能的協(xié)調(diào)

實(shí)際上，德國(guó)及法國(guó)的高速鐵路都是由新建線及改造線連接而成的，這些線路上都是高速列車與中速列車混跑。他們都注意到高速列車不僅要有良好的蛇行穩(wěn)定性，而且也要有良好的曲線通過(guò)性能。這兩個(gè)性能是相互矛盾的，因此要進(jìn)行折中、協(xié)調(diào)，使這兩個(gè)性能都能滿足要求。

我國(guó)設(shè)計(jì)的高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架，應(yīng)根據(jù)我國(guó)高速列車運(yùn)行的具體情況，考慮直線性能與曲線性能的協(xié)調(diào)、走行性能與維修性能的協(xié)調(diào)，采用適合我國(guó)條件的磨耗形踏面，減輕轉(zhuǎn)向架質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，采取較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)向架軸距，恰當(dāng)選定與穩(wěn)定性及曲線通過(guò)性能有關(guān)的一、二系懸掛參數(shù)。

四、機(jī)車直線橫向穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能的協(xié)調(diào)

機(jī)車輪對(duì)定位的縱向剛度很大，這是為了傳遞縱向的牽引力所必需的。因此，轉(zhuǎn)向架內(nèi)的幾根車軸總是要保持平行，即使進(jìn)入曲線也是如此。

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架圖3-6普通三軸轉(zhuǎn)向架通過(guò)曲線時(shí)的情況

普通三軸轉(zhuǎn)向架通過(guò)曲線時(shí)的情況，轉(zhuǎn)向架第1軸的車輪平面與輪軌接觸點(diǎn)軌道切線的夾角稱為前軸的沖角。由于沖角的存在，增大了輪軌間的橫向作用力，使車輪易于爬軌，而且使輪緣和軌側(cè)磨耗增加。

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

圖3-7所示為徑向三軸轉(zhuǎn)向架通過(guò)曲線時(shí)的情況，轉(zhuǎn)向架前軸和后軸都向曲線半徑方向偏斜，使沖角為零，故稱之為徑向轉(zhuǎn)向架。

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架圖3-7徑向三軸轉(zhuǎn)向架通過(guò)曲線時(shí)的情況

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的導(dǎo)向機(jī)理、設(shè)計(jì)方法以及結(jié)構(gòu)形式遠(yuǎn)比車輛徑向轉(zhuǎn)向架復(fù)雜。因此，機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于車輛徑向轉(zhuǎn)向架。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累，到80年代末90年代初，機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的技術(shù)出現(xiàn)了突破，德國(guó)、瑞士、南非、奧地利等國(guó)家相繼在電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架上采用了徑向調(diào)節(jié)技術(shù)。

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

徑向轉(zhuǎn)向架可分為以下兩大類：

一、車輛徑向轉(zhuǎn)向架

（1）自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架的前后兩輪對(duì)通過(guò)導(dǎo)向桿剛性或彈性相互連接，相互作用。利用輪軌間的縱向蠕滑力，使前后兩輪對(duì)接近占徑向位置，以利于曲線通過(guò)。

（2）迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架。利用車輛通過(guò)曲線時(shí)轉(zhuǎn)向架與車體間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，通過(guò)杠桿系統(tǒng)的作用，迫使輪對(duì)占徑向位置。一、車輛徑向轉(zhuǎn)向架

一、車輛徑向轉(zhuǎn)向架

迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架在轉(zhuǎn)向架與車體之間增加了杠桿系統(tǒng)的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，給換修轉(zhuǎn)向架增加了麻煩。自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架所增添的機(jī)構(gòu)全在轉(zhuǎn)向架上，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，所以發(fā)展較快，各國(guó)采用較多。

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架也分自導(dǎo)向及迫導(dǎo)向兩類。自導(dǎo)向結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣。下面主要介紹機(jī)車自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架。

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

機(jī)車自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架也是靠?jī)?nèi)外輪縱向蠕滑力形成的力偶來(lái)實(shí)現(xiàn)輪對(duì)的徑向調(diào)節(jié)，但具體實(shí)現(xiàn)方法與車輛自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架有極大差異。

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架要考慮到下列特點(diǎn)：

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

（1）機(jī)車踏面上作用有縱向的牽引力（亦屬蠕滑力）。由于蠕滑力有其極限值（通常稱為粘著力），因此，由內(nèi)外輪輪徑差產(chǎn)生的蠕滑導(dǎo)向力就受到限制，其與牽引力的合成不能超過(guò)蠕滑力的極限值，亦即機(jī)車轉(zhuǎn)向架的自導(dǎo)向作用不及車輛轉(zhuǎn)向架.對(duì)機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架來(lái)說(shuō)，軸箱縱向定位剛度應(yīng)該比車輛小得多才能實(shí)現(xiàn)輪對(duì)的徑向調(diào)節(jié)。所以機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的軸箱縱向定位剛度應(yīng)盡可能小，以利于徑向調(diào)節(jié)。

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架要考慮到下列特點(diǎn)：

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

（2）機(jī)車軸箱縱向定位剛度要滿足牽引力傳遞的要求。踏面上的縱向牽引力從車軸向構(gòu)架傳遞，必須具有很大的縱向剛度，對(duì)于機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架來(lái)說(shuō)，軸箱縱向定位裝置已不能用來(lái)傳遞牽引力了，而要另外增加一套牽引裝置，稱為牽引與導(dǎo)向功能的分離。對(duì)牽引裝置的要求是：具有足夠大的縱向牽引剛度，使輪對(duì)不能縱向移動(dòng)，但又不約束輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架的搖頭及橫動(dòng)。

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架

基于上述原因，機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架的實(shí)際應(yīng)用比車輛晚了十多年。

為了提高轉(zhuǎn)向架直線運(yùn)行的橫向穩(wěn)定性，需要通過(guò)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輪對(duì)搖頭運(yùn)動(dòng)的相互耦合。當(dāng)前軸向徑向位置偏斜時(shí)，后軸也同時(shí)向徑向位置偏斜，使前后輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架的搖頭運(yùn)動(dòng)角度大小相等，方向相反。

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架圖3-9美國(guó)HTCR徑向轉(zhuǎn)向架機(jī)構(gòu)原理圖

美國(guó)GM公司與德國(guó)西門子公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的SD60M-AC型機(jī)車及其系列化產(chǎn)品SD70M-AC型機(jī)車，其徑向轉(zhuǎn)向架具有良好的性能，名為HTCR轉(zhuǎn)向架，其示意圖如圖3-9所示。

二、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架圖3-9美國(guó)HTCR徑向轉(zhuǎn)向架機(jī)構(gòu)原理圖

該轉(zhuǎn)向架的機(jī)構(gòu)原理與其他機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架相同，即牽引與導(dǎo)向分離，前、后輪對(duì)搖頭運(yùn)動(dòng)相互耦合，且相對(duì)于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的轉(zhuǎn)角方向相反、大小相等。

該徑向轉(zhuǎn)向架的曲線性能大為改善，與常規(guī)三軸轉(zhuǎn)向相比，前輪對(duì)外輪的沖角減小一半，輪緣磨耗也減少一半，曲線上機(jī)車粘著性能大為改善。

我國(guó)鐵路曲線所占比例較大，軌輪磨耗問(wèn)題非常突出，嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸能力。發(fā)展機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架不僅有利于提高山區(qū)鐵路列車的速度和運(yùn)能，也有利于提高繁忙干線的運(yùn)能。

三、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架在我國(guó)的發(fā)展前景三、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架在我國(guó)的發(fā)展前景

機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架在我國(guó)有良好的發(fā)展前景，應(yīng)用范圍包括：

三、機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架在我國(guó)的發(fā)展前景（1）用于重載牽引，特別是多曲線區(qū)段的重載牽引。（2）用于多小半徑曲線的山區(qū)線路。（3）用于提高既有線路的列車速度，特別是曲線半徑較小區(qū)段的提速。

（4）地鐵及輕軌線路的曲線半徑較小，機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架可用于地鐵及輕軌車輛的動(dòng)車轉(zhuǎn)向架。為了使輪對(duì)在鋼軌上平穩(wěn)運(yùn)行，順利通過(guò)曲線，降低輪緣及踏面的磨耗，延長(zhǎng)旋輪里程，踏面和輪緣應(yīng)有合理的外形。第七節(jié)磨耗型踏面（1）輪緣厚度為33mm，高度為28mm，輪緣外側(cè)與水平面呈65°角（俗稱輪緣角）。（2）踏面有1∶20及1∶10兩段斜面，在外側(cè)有5×45°的倒角。（3）輪緣與踏面連接處有一段R16的圓弧，輪緣內(nèi)側(cè)有R16的倒角，以便引導(dǎo)車輪順利通過(guò)護(hù)軌。第七節(jié)磨耗型踏面圖3-12錐形標(biāo)準(zhǔn)踏面的外形

錐形踏面具有斜度，可以減少輪對(duì)通過(guò)曲線時(shí)車輪的縱向滑動(dòng)；直線運(yùn)行時(shí)輪對(duì)自動(dòng)對(duì)中，避免輪緣單靠而形成偏磨。但是，隨著機(jī)車運(yùn)行速度的提高，錐形踏面斜度引起轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動(dòng)會(huì)加劇，影響機(jī)車的橫向穩(wěn)定性及平穩(wěn)性，因此踏面斜度不宜很大。第七節(jié)磨耗型踏面通常來(lái)說(shuō)，斜度為1∶20的一段踏面是經(jīng)常與鋼軌接觸的，磨耗較快，易使踏面形成凹陷，輪對(duì)在進(jìn)入道岔或小半徑彎道時(shí)可能產(chǎn)生劇烈跳動(dòng)。為了避免出現(xiàn)這種情況，在1∶20斜度的外側(cè)有一段1∶10的斜度，這一段僅在小半徑曲線上才與軌面接觸。第七節(jié)磨耗型踏面新設(shè)計(jì)的磨耗形踏面與錐形踏面相比，在外形上的主要特點(diǎn)是：第七節(jié)磨耗型踏面（1）在直線上踏面與圓弧形軌頭接觸部不是錐形而是圓弧形的凹面。（2）輪緣根部與踏面連接處有一段小圓弧。（3）磨耗踏面的等效斜率較大，有利于曲線導(dǎo)向。（4）錐形踏面輪緣向鋼軌貼靠時(shí)，輪軌呈兩點(diǎn)接觸一點(diǎn)接觸于踏面，傳遞輪荷重；一點(diǎn)接觸于輪緣，傳遞輪緣力。（5）與錐形踏面相比，磨耗形踏面的踏面磨耗也較少。第七節(jié)磨耗型踏面圖3-13我國(guó)鋼軌斷面圖60kg/m軌圖3-14我國(guó)機(jī)車磨耗形踏面——JM踏面外形圖磨耗形踏面的優(yōu)點(diǎn)是：第七節(jié)磨耗型踏面（1）延長(zhǎng)了旋輪里程，減少了旋輪時(shí)的車削量。（2）在同樣的軸重下，接觸面積增大，接觸應(yīng)力較?。辉谕瑯拥慕佑|應(yīng)力下，容許更大的軸重。（3）減少了曲線上的輪緣磨耗。磨耗形踏面的缺點(diǎn)是：等效斜率較大，對(duì)機(jī)車蛇行穩(wěn)定性不利。必須采取相應(yīng)的措施來(lái)保證機(jī)車具有足夠的蛇形穩(wěn)定性。

機(jī)車通過(guò)曲線時(shí)，輪緣與軌側(cè)發(fā)生磨耗。我國(guó)鐵路曲線所占比重較大，輪緣磨耗一直是個(gè)重大問(wèn)題。

一、輪緣磨損

一、輪緣磨耗

影響輪緣磨耗的因素有：

一、輪緣磨損（1）通過(guò)曲線時(shí)前導(dǎo)車輪的輪緣力及對(duì)鋼軌的沖角；（2）輪緣與軌側(cè)的摩擦系數(shù)；（3）輪緣的耐磨性。

1.減少輪緣磨耗的方法

一、輪緣磨損

（1）踏面等效斜率越j(luò)e大，曲線導(dǎo)向性能越好。

je足夠大時(shí)，轉(zhuǎn)向架前導(dǎo)軸內(nèi)外車輪踏面上的縱向蠕滑力形成的力偶能幫助轉(zhuǎn)向架沿曲線運(yùn)行，這就是通過(guò)曲線時(shí)的蠕滑力導(dǎo)向。

在大半徑曲線上有可能避免輪緣接觸，即使輪緣與鋼軌接觸，較大的je總能使輪緣力有所減?。坏?，較大的je不利于轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性，這就是通常所說(shuō)的機(jī)車蛇行穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能相矛盾的一個(gè)方面。

一、輪緣磨損

（2）機(jī)車通過(guò)曲線時(shí)，徑向轉(zhuǎn)向架內(nèi)各軸能自動(dòng)向徑向位置偏轉(zhuǎn)，車輪與鋼軌的沖角大為減?。ㄈ绻D(zhuǎn)向架完全占徑向位置，則沖角為零），使輪緣磨耗大幅度減少。

1.減少輪緣磨耗的方法

（3）轉(zhuǎn)向架固定軸距越長(zhǎng)，通過(guò)曲線就越困難，其沖角及輪緣力均較大，輪緣磨耗當(dāng)然也較大；相反，轉(zhuǎn)向架固定軸距越短，通過(guò)曲線就比較容易。

1.減少輪緣磨耗的方法

兩軸轉(zhuǎn)向架與三軸轉(zhuǎn)向架相比，前者通過(guò)曲線時(shí)輪緣力小得多，沖角也小，輪緣磨耗明顯改善，這就是兩軸轉(zhuǎn)向架的機(jī)車特別適用于多曲線的山區(qū)鐵路的原因。

一、輪緣磨損

（4）三軸轉(zhuǎn)向架C0--C0機(jī)車因輪緣磨耗嚴(yán)重而不適宜于多曲線的山區(qū)鐵路。

1.減少輪緣磨耗的方法

給三軸轉(zhuǎn)向架中間軸以適當(dāng)大的自由橫動(dòng)量，可以在不影響轉(zhuǎn)向架在直線上的蛇行穩(wěn)定性的條件下，改善轉(zhuǎn)向架的曲線通過(guò)性能。中間輪對(duì)的自由橫動(dòng)量增大后，使它在半徑不大的曲線上能貼靠外軌，參與導(dǎo)向，如圖3-17所示，結(jié)果有可能使第1軸外輪輪緣力減少20%～30%。

一、輪緣磨損

一般而言，給中間軸以10～15mm的自由橫動(dòng)量，就能在機(jī)車通過(guò)300m半徑曲線時(shí)使中間軸貼靠外軌，而不貼靠構(gòu)架。圖3-17中間軸貼靠外軌，參與導(dǎo)向

1.減少輪緣磨耗的方法

一、輪緣磨損

（5）如果車體與轉(zhuǎn)向架連接裝置中采用摩擦旁承，則轉(zhuǎn)向架相對(duì)車體回轉(zhuǎn)就要克服摩擦力矩。如果車體與轉(zhuǎn)向架的連接采用橡膠堆旁承或高圓簧支承，則轉(zhuǎn)向架相對(duì)車體回轉(zhuǎn)時(shí)要克服復(fù)原力矩。摩擦力矩和復(fù)原力矩對(duì)機(jī)車的蛇行穩(wěn)定性有利，但不利于通過(guò)曲線。因?yàn)檫@樣會(huì)使第1軸的輪緣力增加，加劇了輪緣磨耗。

1.減少輪緣磨耗的方法

一、輪緣磨損2.輪緣磨耗的兩種特殊類型A.輪緣偏磨

（1）輪對(duì)組裝位置不正確。輪對(duì)應(yīng)與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架垂直，轉(zhuǎn)向架內(nèi)各輪對(duì)相互平行。如果某一輪對(duì)位置歪斜，則在走行中會(huì)造成一側(cè)輪緣偏磨。

機(jī)車在運(yùn)用中常發(fā)生個(gè)別輪對(duì)輪緣偏磨的現(xiàn)象，往往成為難以解決的問(wèn)題。輪緣偏磨的主要原因如下：

一、輪緣磨損

（2）輪對(duì)兩側(cè)車輪載荷不等。如圖3-19所示A.輪緣偏磨圖3-19輪對(duì)兩側(cè)車輪載荷不等，造成輪緣貼靠鋼軌

如果輪對(duì)兩側(cè)車輪載荷不等，則由于踏面的斜度，輪、軌作用于踏面的兩側(cè)法向反力不相等。

一、輪緣磨損

法向反力的垂直分量與車輪載荷平衡。在橫向水平分量在的作用下，輪對(duì)有向輪荷重較輕一側(cè)橫移的趨勢(shì)。輪對(duì)靜置于鋼軌上時(shí)，輪軌間的摩擦力很大，橫向力較小，不足以使輪對(duì)橫移；但在輪對(duì)滾動(dòng)前進(jìn)時(shí)，較小的橫向力卻能使輪對(duì)橫移，直至輪荷重較輕的車輪輪緣貼靠鋼軌。這樣，該輪緣在直道上與鋼軌接觸，形成輪緣偏磨。A.輪緣偏磨

一、輪緣磨損B.輪緣頂部磨耗

一、輪緣磨損

如果輪對(duì)沖角過(guò)大，導(dǎo)致輪緣頂部與鋼軌磨耗，嚴(yán)重時(shí)能把輪緣頂部磨成尖形，影響行車安全。輪對(duì)沖角過(guò)大，通常不是由于轉(zhuǎn)向架通過(guò)曲線時(shí)的沖角造成的，即使通過(guò)小半徑的曲線上，沖角也不是很大，不會(huì)引起輪緣頂部與鋼軌磨耗；但是，當(dāng)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)較劇烈時(shí)，會(huì)引起輪對(duì)沖角過(guò)大，形成輪緣頂部的磨耗。

二、踏面磨耗

車輪與軌面滾動(dòng)接觸的踏面磨耗有時(shí)也會(huì)成為突出的問(wèn)題：輪緣磨耗不嚴(yán)重，踏面磨耗反而嚴(yán)重。影響踏面磨耗的因素如下：

（1）輪軌接觸應(yīng)力。踏面的接觸應(yīng)力越大，磨耗就越快。接觸應(yīng)力過(guò)大時(shí)，踏面會(huì)發(fā)生片狀剝離，磨耗更快。

接觸應(yīng)力與軸重及輪徑有關(guān)，還與輪軌接觸面的形狀有關(guān)。軸重大、輪徑小均能使接觸應(yīng)力增加，使踏面磨耗加劇。輪軌接觸面的形狀影響接觸面積。磨耗形踏面與鋼軌的接觸面積就比錐形踏面大，因而接觸應(yīng)力較小，踏面磨耗慢。磨耗形踏面磨耗較慢的另一個(gè)原因是輪對(duì)相對(duì)鋼軌橫向移動(dòng)時(shí)，踏面的接觸區(qū)寬度大，踏面沿寬度磨耗較均勻。

二、踏面磨耗

（2）牽引力。輪周牽引力若大于粘著牽引力，則發(fā)生空轉(zhuǎn)，踏面迅速磨耗，這是要極力避免的。

二、踏面磨耗

當(dāng)牽引力小于粘著力時(shí)，輪軌之間不發(fā)生空轉(zhuǎn)，但存在蠕滑，蠕滑即微滑。無(wú)牽引力時(shí)，蠕滑為零，輪軌間為純滾動(dòng)；牽引力增大時(shí)，蠕滑也增大，牽引力增至稍大于粘著力時(shí)，蠕滑（微滑）變成大滑，即空轉(zhuǎn)。

二、踏面磨耗

機(jī)車起動(dòng)工況及持續(xù)工況的牽引力較大，蠕滑也較大，引起踏面微量的磨耗；但積少成多，持續(xù)牽引力所對(duì)應(yīng)的粘著系數(shù)越大，則踏面的磨耗越快。所以，持續(xù)牽引力應(yīng)比粘著牽引力小得多，一是為了保證持續(xù)牽引力能可靠地發(fā)揮，在任何情況下也不會(huì)發(fā)生空轉(zhuǎn)；二是使踏面磨耗變慢，維持一定的使用期限。持續(xù)牽引力所對(duì)應(yīng)的粘著系數(shù)通常為0.2左右。

（3）輪徑差。一個(gè)輪對(duì)左右輪徑差越大，則踏面與軌面之間的縱向蠕滑越大，踏面磨耗也越快。一個(gè)轉(zhuǎn)向架內(nèi)輪徑差大，則影響牽引電動(dòng)機(jī)間的電流分配及各軸牽引力的發(fā)揮，也使輪軌間