特種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架選型分析

（南車長江車輛有限公司，湖北 武漢 430212）

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多高、精、尖設(shè)備和軍隊裝備需采用特種鐵道車輛進(jìn)行長距離運(yùn)輸。這些車輛載重不大，但貨物價值高或?qū)傥ｋU貨物或?qū)偬胤N裝備等，須配備專門的押運(yùn)人員，確保貨物運(yùn)輸?shù)陌踩?。有些貨物對車輛運(yùn)輸過程中的各向加速度有較苛刻要求，有押運(yùn)人員乘座的車輛其平穩(wěn)性指標(biāo)與人員的舒適度密切相關(guān)，因此，為減少特種貨物在運(yùn)輸過程遭受潛在損害，提高押運(yùn)人員乘座舒適性，保證產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩?，選擇性能優(yōu)良的轉(zhuǎn)向架非常重要。

1 轉(zhuǎn)向架選型原則

（1）采用技術(shù)成熟、性能可靠、維修方便且能滿足車輛運(yùn)用要求的轉(zhuǎn)向架。

（2）車輛運(yùn)行速度為120 km/h，軸重滿足車輛載重要求，貨物車用轉(zhuǎn)向架軸重不低于21 t，乘務(wù)車用轉(zhuǎn)向架軸重不低于18 t，鐵道車輛是通過軸重來確定車輛的總重量，這點(diǎn)與汽車相類似，如果每車有N個軸，軸重為G噸，則車輛的總重不能超過（N×G）噸。

（3）對有特殊運(yùn)輸要求貨物，轉(zhuǎn)向架與車體配裝后的垂向和橫向最大加速度應(yīng)小于0.5g。

（4）平穩(wěn)性指標(biāo)應(yīng)小于3.5，保證押運(yùn)人員的乘座舒適性。

2 轉(zhuǎn)向架選型

根據(jù)上述要求，結(jié)合國內(nèi)既有轉(zhuǎn)向架情況，擬從轉(zhuǎn)K6、209 T和轉(zhuǎn)26 G型轉(zhuǎn)向架三種轉(zhuǎn)向架中選取。

2.1 備選轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)

2.1.1 轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡介

轉(zhuǎn)K6為鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架，主要由側(cè)架、搖枕、輪對、中央彈簧懸掛及減振裝置、交叉支撐裝置和基礎(chǔ)制動裝置等組成（圖1）。一系懸掛采用軸箱彈性剪切墊，二系采用帶變摩擦減振裝置的中央枕簧懸掛系統(tǒng)，兩側(cè)架之間加裝下交叉支撐桿，采用雙作用常接觸式彈性旁承、RE2B型車軸及LM磨耗型踏面車輪，基礎(chǔ)制動裝置采用拉桿式單側(cè)閘瓦制動、奧－貝球鐵襯套和組合式制動梁[1]。

圖1轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架

2.1.2 209T型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡介

該轉(zhuǎn)向架為兩系懸掛客車轉(zhuǎn)向架，由構(gòu)架、輪對軸箱、搖枕彈簧和基礎(chǔ)制動裝置等組成（圖2）。采用構(gòu)架H型鑄鋼和RD3型短圓柱滾動軸承輪對。軸箱采用自潤滑、干摩擦彈定位。搖枕彈簧懸掛裝置采用單節(jié)長搖枕吊和構(gòu)架外側(cè)懸掛有搖動臺結(jié)構(gòu)，有垂向油壓減振器和縱向牽引桿?；A(chǔ)制動裝置采用杠桿傳動，雙側(cè)閘瓦制動，有緩解彈簧[2]。

圖2 209T型轉(zhuǎn)向架

2.1.3轉(zhuǎn)26G型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡介

該轉(zhuǎn)向架為兩系懸掛機(jī)冷車專用轉(zhuǎn)向架，由構(gòu)架、輪對軸箱、中央懸掛和基礎(chǔ)制動裝置等組成（圖3）。采用H型鑄鋼構(gòu)架、RD3型短圓柱滾子軸承車軸和LM磨耗型踏面的KKD型車輪。一系懸掛采用軸箱彈簧和導(dǎo)柱干摩擦彈性定位方式，二系懸掛采用搖枕彈簧加油壓減振器和有搖動臺結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)制動裝置采用杠桿傳動和雙側(cè)閘瓦制動，閘瓦靠自身重力緩解，無緩解簧。

圖3轉(zhuǎn)26G型轉(zhuǎn)向架

2.2 備選轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)對比

轉(zhuǎn)K6、209T和轉(zhuǎn)26G三種轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1轉(zhuǎn)K6、209T和轉(zhuǎn)26G轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)對比表

2.3 轉(zhuǎn)向架動力學(xué)性能分析比較

采用SIMPACK動力學(xué)分析軟件將備選轉(zhuǎn)向架配裝某車體進(jìn)行了動力學(xué)性能計算分析，評定標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5599-1985《鐵道車輛動力學(xué)性能評定及試驗(yàn)鑒定規(guī)范》，在空車和重車工況下，分別對車輛垂向加速度、橫向加速度和車輛的平穩(wěn)性指標(biāo)等主要參數(shù)來進(jìn)行比較（見表2、表3）。

表2 裝用轉(zhuǎn)K6、209T和轉(zhuǎn)26G三種不同轉(zhuǎn)向架時的橫向和垂向加速度比較

表3 裝用轉(zhuǎn)K6、209T和轉(zhuǎn)26G三種不同轉(zhuǎn)向架時的橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)比較

從以上兩個表的計算比較可以看出：

（1）車輛在空車和重車工況下，在美國Ⅲ級線路譜上，在132 km/h速度范圍內(nèi)，車體最大橫向加速度和最大垂向加速度均小于0.5g，在滿足GB/T5599要求同時，也滿足最大橫向加速度和最大垂向加速度小大于0.5g的特殊要求。

（2）裝用轉(zhuǎn)K6轉(zhuǎn)向架的車輛，在美國Ⅲ級線路上，空車100 km/h和重車110 km/h速度范圍內(nèi)橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于3.5，滿足GB/T5599的優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)，在132 km/h速度范圍內(nèi)，空車和重車工況的橫向及垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于4.0，滿足GB/T5599良好標(biāo)準(zhǔn)，但不滿足在120 m/h速度條件平穩(wěn)性指標(biāo)小于3.5的要求。

（3）裝用209T轉(zhuǎn)向架時，在美國Ⅲ級線路上，空重車在100 km/h速度范圍內(nèi)，橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于2.75，滿足GB/T5599的客車良好級和貨車優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)?？罩剀囋?32 km/h速度范圍內(nèi)，橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于3.0，滿足GB/T5599的客車及格級和貨車優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)。

（4）裝用轉(zhuǎn)26G轉(zhuǎn)向架時，在美國Ⅲ級線路上，空重車在100 km/h速度范圍內(nèi)，橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于2.75，滿足GB/T5599客車良好級和貨車優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)?？罩剀囋?20 km/h速度范圍內(nèi)，橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于3.0，滿足GB/T5599客車及格級和貨車優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)?？罩剀囋?32 km/h速度范圍內(nèi)，橫向和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)小于3.5，滿足GB/T5599的貨車優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

（1）對于特種車輛，對橫向、垂向加速度沒有特殊要求的情況下，選用轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架可滿足使用要求，車輛的平穩(wěn)性指標(biāo)可達(dá)到GB/T5599要求的新造貨車不低于良好級的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）對于有人押運(yùn)和值乘的特種車輛，選用209T和轉(zhuǎn)26G轉(zhuǎn)向架時，在滿足貨物運(yùn)輸要求同時，車輛平穩(wěn)性指標(biāo)在120 km/h內(nèi)可達(dá)客車及格級，與轉(zhuǎn)K6轉(zhuǎn)相比有較好的舒適性。

（3）裝用209T轉(zhuǎn)向架的車輛動力學(xué)性能最好，但其軸重只有18.5 t，不能滿足較重貨物運(yùn)輸要求。采用轉(zhuǎn)26G的車輛其軸重為21 t，載重能滿足現(xiàn)有特種貨物運(yùn)輸?shù)那螅囕v動力學(xué)性能也完全能滿足特種貨物的運(yùn)輸要求，因此，對運(yùn)輸特種貨物和有人押運(yùn)的特種車輛，可選用轉(zhuǎn)26G轉(zhuǎn)向架。

（4）建議對于有人押運(yùn)的特種貨車，應(yīng)制訂一個適中的動力學(xué)性能平穩(wěn)性指標(biāo)，車輛平穩(wěn)性的優(yōu)級應(yīng)小于3，良好級應(yīng)小于3.25，及格級小于3.5。

（5）建議對于有人乘座和特殊要求的特種車輛，在滿足貨物運(yùn)輸要求的同時，應(yīng)盡可能提高車輛的平穩(wěn)性，使押運(yùn)人員能舒適地乘座和工作。

[1]陳 雷，張志建.70t級鐵路貨車及新型零部件[M].北京:中國鐵道出版社，2010.

[2]陳 偉，王松文.25型客車及其新技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社，2001：94-96.