軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架運用現(xiàn)狀及改進方向探討

劉航

中車長春軌道客車股份有限公司 吉林長春 130000

1 淺析軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架的運用現(xiàn)狀

1.1 C型車轉(zhuǎn)向架

新型三模塊70%低地板輕軌車輛是長春軌道客車股份公司設計的，該車輛中使用了1個中間獨立輪轉(zhuǎn)向架，2個兩端動力轉(zhuǎn)向架以及3個轉(zhuǎn)向架。其中兩端動力轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架主要以H形結(jié)構(gòu)為主，為了使地板面高度得以降低，側(cè)梁應用魚腹形的箱型結(jié)構(gòu)，并利用彈性車輪將運行品質(zhì)不斷提高。于長春輕軌采用的轉(zhuǎn)向架而言，液壓盤形制動加磁軌是基礎制動裝置使用的制動方式，該方式可以使輕軌的制動功率得到有效保障；二級減速齒輪箱應用于驅(qū)動裝置中。此外長春輕軌轉(zhuǎn)向架中使用了輪緣潤滑裝置，該裝置使鋼軌、輪緣之間的磨耗減小，進而將車輪的使用壽命逐步提高[1]。

1.2 B型車轉(zhuǎn)向架

CM-3型轉(zhuǎn)向架是北京地鐵復八線使用的轉(zhuǎn)向架，該轉(zhuǎn)向架是某轉(zhuǎn)向架車股份公司通過韓國技術(shù)自主開發(fā)的一種新型地鐵無搖枕轉(zhuǎn)向架。CM-3型轉(zhuǎn)向架分為拖車轉(zhuǎn)向架、動車轉(zhuǎn)向架，H形結(jié)構(gòu)是其構(gòu)架，扎型結(jié)構(gòu)應用于側(cè)梁，日本無縫鋼管則用于橫梁；杠桿式單側(cè)閘瓦制動裝置使用在基礎制動裝置中。該動車轉(zhuǎn)向架中安裝了交流牽引電動機，該電動機是由日本東洋公司所生產(chǎn)，其中日本東洋公司制造的聯(lián)軸節(jié)、齒輪廂也應用到了轉(zhuǎn)向架中。

1.3 A型車轉(zhuǎn)向架

A型車轉(zhuǎn)向架應用于廣州地鐵2號線中。廣州地鐵2號線應用的轉(zhuǎn)向架屬于無搖枕結(jié)構(gòu)，H形鋼板焊接結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架，其中拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間可以相互轉(zhuǎn)換。其中單個牽引拉桿機構(gòu)、中心銷屬于牽引裝置；交流牽引電機被用于每個動車轉(zhuǎn)向架中，齒輪箱屬于一級減速，齒輪箱箱體的結(jié)構(gòu)便于工作人的檢修工作。于轉(zhuǎn)向架而言，其設置了4套踏面制動單元，停放制動裝置在其中的2個制動單元中。此外，廣州地鐵2號線的派生產(chǎn)品有北京地鐵5號線、漢輕軌等。北京地鐵2號線、北京地鐵國產(chǎn)化等使用的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)與A型車轉(zhuǎn)向架類似[2]。

2 探討軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架的改進方向

2.1 新型轉(zhuǎn)向架的應用

現(xiàn)階段地鐵車輛的載客量逐漸增多，人們對地鐵車輛的安全性、可靠性提出了更高要求，使地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的設計與發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)。在B型地鐵車輛中逐漸應用鉸接式轉(zhuǎn)向架、內(nèi)側(cè)軸箱懸掛轉(zhuǎn)向架以及單軸轉(zhuǎn)向架等新型轉(zhuǎn)向架，新型轉(zhuǎn)向架的應用已經(jīng)成為軌道交通車輛未來發(fā)展的趨勢。

內(nèi)側(cè)軸箱轉(zhuǎn)向架具有輕量化以及低噪聲等特點，并且有良好的通過性能，該轉(zhuǎn)向架的技術(shù)相對可靠成熟，其在國外的高速列車、城市軌道車輛中應用比較普遍。單軸轉(zhuǎn)向架可以將輪對數(shù)量減少，使車輛質(zhì)量得以降低，進而提高車輛的動力學性能。此外，單軸轉(zhuǎn)向架與傳統(tǒng)的兩軸轉(zhuǎn)向架相比具有良好的曲線通過性能。于鉸接式轉(zhuǎn)向架而言，其構(gòu)架主要是由鉸接的側(cè)梁、枕梁組成，從而使彈簧裝置上的車廂重量得以均勻分布，使車體設計中扭曲柔度、扭曲剛度之間的沖突得以避免，這樣軌道扭曲就不會對車體產(chǎn)生不利影響，避免了脫軌事故的發(fā)生，同時將車輛的安全可靠性不斷提升[3]。

2.2 模塊化設計方法

于傳統(tǒng)的設計方法而言，需要使用5-7年的時間，研發(fā)周期相對較長，難以滿足現(xiàn)階段市場的需求。為了將這一問題有效解決，機車制造企業(yè)逐漸使用模塊化的設計方法，這也成為軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架的主要發(fā)展趨勢。于模塊化設計而言，其會對現(xiàn)有產(chǎn)品進行詳細分析，并將產(chǎn)品歸為一系列的模塊，在轉(zhuǎn)向架的研發(fā)中使用模塊化的設計思路，可以將研發(fā)周期大幅度縮短，使制造維護成本降低。此外，部分模塊已經(jīng)進行了大量的實踐或?qū)嶒?，已?jīng)較為成熟，而這類利用模塊化設計生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向架也具有較高的可靠性，這對于地鐵行車安全的轉(zhuǎn)向架研發(fā)起著重要作用。

2.3 降噪技術(shù)策略

于地鐵車輛運行中的噪音而言，其主要是由于轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)傳遞給車廂的振動、鋼軌與輪對之間碰撞摩擦產(chǎn)生的。運行中產(chǎn)生的噪音會對地鐵車輛乘坐人員的舒適性產(chǎn)生不利影響，同時還會對地鐵線路周圍居民的生活造成一定影響。因此將地鐵運行中的噪音降低是轉(zhuǎn)向架改進的一個主要趨勢。從現(xiàn)階段來看，降噪手段主要有兩種，一種是安裝降噪阻尼裝置，一種是使用降噪車輪。

于降噪車輪而言，其主要是將彈性材料覆蓋在車輪表面，從而使車輛運行中的一系列摩擦碰撞產(chǎn)生的噪音得以降低。但是在使用降噪車輪時，會使轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)變得更加復雜，這就需要投入更多的制造維護成本，因此降噪車輪在國內(nèi)并沒有得到廣泛使用。于降噪阻尼裝置而言，其與車輪震動產(chǎn)生諧振，諧振會將車輛運行中的振動能量吸收，從而起到降低噪音的效果。片狀、環(huán)狀可調(diào)減震器被應用在國外軌道車輛的車輪上，進而降低車輛運行過程中產(chǎn)生的噪音。于環(huán)狀降噪阻尼裝置而言，制作過程中使用的材料較為特殊，該裝置被安裝在車輪輪轂內(nèi)側(cè)的槽中，此種裝置安裝比較簡便，不需要進行后期維護[4]。

3 結(jié)語

綜合上述所言，城市軌道交通具有占地少、無污染、安全快速、高效節(jié)能以及準時等特點，可以有效解決城市交通壓力帶來的一系列問題，對于城市的可持續(xù)發(fā)展起著積極意義。因此，我國應該將城市軌道交通轉(zhuǎn)向架方面的研究力度不斷加大，不斷設計新型轉(zhuǎn)向架，使我國城市軌道交通的發(fā)展得到有效推進，進而實現(xiàn)我國城市經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。