高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架技術(shù)解析

李向超 馬松花 張龍華

摘 要：動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架是保障高速列車安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要設(shè)備之一。隨著科技進(jìn)步，高速動(dòng)車的運(yùn)行速度也在越來(lái)越快，同時(shí)也對(duì)高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的性能提出了高要求。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架相對(duì)于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架而言，其在保持高動(dòng)力性能及適應(yīng)高速平穩(wěn)運(yùn)行等方面具備絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵技術(shù)在于其充分利用輪軌之間的附著力，來(lái)達(dá)到減輕輪軌之間相互作用力的效果，本文對(duì)高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架技術(shù)及其檢修技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車組;轉(zhuǎn)向架;技術(shù)解析

高速動(dòng)車已經(jīng)成為人們外出的主要交通方式，其也占據(jù)著我國(guó)鐵路交通的主導(dǎo)地位。高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架作為全列動(dòng)車組部件的重中之重，它不僅是保證高速動(dòng)車組正常行駛的裝置，也是保證高速動(dòng)車組安全的核心裝置，其能保證動(dòng)車在運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定，保證動(dòng)車組具有曲線通過(guò)能力，可以說(shuō)動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量決定了我國(guó)高速動(dòng)車組的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。因此，開(kāi)發(fā)高性能轉(zhuǎn)向架的技術(shù)是我國(guó)發(fā)展高速動(dòng)車組技術(shù)的關(guān)鍵。

1 高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架簡(jiǎn)介

高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架是決定高速動(dòng)車組在高速運(yùn)行時(shí)是否能同時(shí)保證安全及平穩(wěn)的關(guān)鍵因素，科學(xué)合理的高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)直接影響著車輛的舒適程度和運(yùn)行安全。承載、牽引、緩沖以及制動(dòng)等都是高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架必須具備的功能。以拖車轉(zhuǎn)向架為例，其包括以下幾個(gè)組成結(jié)構(gòu)：第一是構(gòu)架。轉(zhuǎn)向架靠著構(gòu)架來(lái)把各個(gè)零部件組成一個(gè)整體，其不僅要與轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)和尺寸負(fù)荷，還要承受來(lái)自車體和輪對(duì)之間來(lái)自各個(gè)方向的負(fù)載和扭轉(zhuǎn)力。第二輪對(duì)軸箱定位裝置。它能夠有效緩沖減弱軌輪之間的沖擊力以及制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的作用力，還可以提供引導(dǎo)功能，使車輛沿軌道的平移變成輪對(duì)的滾動(dòng)。第三是一系懸掛裝置。它處在構(gòu)架與輪對(duì)之間，可以減小不平穩(wěn)軌道對(duì)動(dòng)車組的影響。第四是二系懸掛裝置。它主要起到連接構(gòu)架和車體的作用，也起到緩沖和較小構(gòu)架和車體之間振動(dòng)的作用。第五是基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。每個(gè)車的軸體上都具有三個(gè)制動(dòng)盤，能讓動(dòng)車組按規(guī)定距離范圍內(nèi)制動(dòng)停車。

2 轉(zhuǎn)向架對(duì)于高速動(dòng)車組的重要性

轉(zhuǎn)向架（二系懸掛裝置）的存在使得高速動(dòng)車組具有良好的舒適性[1]。隨著高速動(dòng)車組的不斷改進(jìn)和完善，高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互之間也形成越來(lái)越多的相似點(diǎn)，它們之間最主要的設(shè)計(jì)共同點(diǎn)就是模塊化、無(wú)搖枕、采用空氣彈簧懸掛裝置、有回轉(zhuǎn)阻尼、加裝彈性定位等。由于隨著高速動(dòng)車組的行駛速度在不斷地提升，即使比一般鐵路小的多的不平穩(wěn)路段也會(huì)對(duì)乘客的乘坐體驗(yàn)帶來(lái)不良影響。而轉(zhuǎn)向架中使用的空氣彈簧可以很好地解決了這一問(wèn)題，它能有效減弱由于速度增加而帶來(lái)的基礎(chǔ)震動(dòng)，很好地解決了其帶來(lái)的車體損傷和環(huán)境噪聲增大問(wèn)題，減少了高速動(dòng)車組在高速運(yùn)行時(shí)脫離軌道的安全隱患。

3 高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題及改進(jìn)措施

3.1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架問(wèn)題及措施

高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架應(yīng)該具備足夠大的強(qiáng)度，一般來(lái)說(shuō)其使用壽命在30年。一般情況下，高速動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不容易產(chǎn)生裂紋，在產(chǎn)生裂紋時(shí)也易出現(xiàn)在焊縫處，所以在日常維護(hù)檢修時(shí)，除了要對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架整體進(jìn)行檢查，還需要對(duì)易出現(xiàn)裂紋的焊縫出進(jìn)行針對(duì)性檢查，確保構(gòu)架不會(huì)出現(xiàn)安全隱患。

3.2 車輪和車軸問(wèn)題及措施

內(nèi)部缺陷或踏面缺陷為車輪中最常見(jiàn)安全問(wèn)題。高速動(dòng)車組在每行駛10萬(wàn)公里時(shí)就要對(duì)車輪進(jìn)行超聲波探傷檢修，當(dāng)車輪存在超過(guò)直徑3 mm的缺陷或深度超過(guò)1 mm的缺陷時(shí)，就要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換[2]。

而車軸中最常見(jiàn)的問(wèn)題是空心車軸表面缺陷，當(dāng)高速動(dòng)車組行駛超過(guò)10萬(wàn)公里時(shí)，就要對(duì)其空心車軸進(jìn)行檢查，當(dāng)出現(xiàn)超過(guò)1 mm深度的缺陷時(shí)，需要立即更換。

3.3 空氣彈簧問(wèn)題及措施

空氣彈簧在動(dòng)車組行駛過(guò)程中具有非常重要的作用。在日常維護(hù)過(guò)程中其最常見(jiàn)的問(wèn)題遭到異物擊打，導(dǎo)致橡膠產(chǎn)生裂紋，而其由于自身老化引起的裂紋現(xiàn)象極少發(fā)生?？諝鈴椈蓛?nèi)部簾線層承受壓力，空氣彈簧的強(qiáng)度、硬度和耐久性由內(nèi)部簾線參數(shù)決定。當(dāng)裂紋深至簾線層后，簾線與空氣長(zhǎng)期接觸會(huì)導(dǎo)致老化，從而降低其強(qiáng)度，所以需要對(duì)其及時(shí)更換;當(dāng)裂紋未使簾線與空氣直接接觸時(shí)，空氣彈簧扔可以繼續(xù)使用。

3.4 減震器問(wèn)題及措施

轉(zhuǎn)向架上減震器多采用油壓型減震器，它主要吸收沖擊所產(chǎn)生的振動(dòng)能量，并起到緩沖連接部位的作用力。在對(duì)減震器日常維護(hù)中最常見(jiàn)問(wèn)題其一是減震器在遭受異物擊打時(shí)會(huì)產(chǎn)生形變，需要維護(hù)人員判斷其是否影響動(dòng)車運(yùn)行;其二是減震器表面發(fā)生滲油現(xiàn)象，這就需要檢修人員評(píng)測(cè)其漏油嚴(yán)重程度。對(duì)減震器日常檢修的標(biāo)準(zhǔn)有：減震器應(yīng)不存在裂紋，部件完整無(wú)缺失;減震器應(yīng)不存在滴油現(xiàn)象;檢查螺栓防松標(biāo)記是否完整，若不完整應(yīng)立即進(jìn)行更換處理。

3.5 輪盤問(wèn)題及措施

在車輪兩側(cè)的輪盤，由于經(jīng)常產(chǎn)生單面摩擦，所以在摩擦制動(dòng)情況下會(huì)產(chǎn)生高溫而引起形變。而制動(dòng)盤又是靠螺栓固定在靠近輪座處（盤的內(nèi)圓附近），因此沒(méi)有被固定的制動(dòng)盤外圓部分會(huì)朝著車輪范防線發(fā)生形變。另一個(gè)容易產(chǎn)生的問(wèn)題是輪盤存在異物而導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生刻痕，若其刻痕深度超過(guò)1 mm，就會(huì)造成安全隱患，應(yīng)立即對(duì)其進(jìn)行更換。

3.6 剎車閘片問(wèn)題及措施

在轉(zhuǎn)向架中需要經(jīng)常更換閘片，由于動(dòng)車組在高速運(yùn)行時(shí)會(huì)不斷摩擦而產(chǎn)生高溫，閘片也會(huì)因此發(fā)生磨損。在閘片額日常檢查中應(yīng)注意：檢查閘片是否存在裂紋、是否有異物混入和是否有異常磨損等現(xiàn)象;檢查閘片磨損是否到達(dá)更換標(biāo)準(zhǔn)，如果磨損過(guò)度要及時(shí)更換，同一對(duì)閘片需一起更換。也需要檢查閘片托是否存在裂紋、是否有異物混入等現(xiàn)象;檢查連接閘片的螺栓是否松動(dòng)或丟失，如有丟失應(yīng)及時(shí)更換?？ɑ墒欠裼谐霾刍騺G失，銷子是否有變形、丟失和損壞，若異常需及時(shí)補(bǔ)裝與修復(fù)。

4 高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架檢修技術(shù)

作為高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架技術(shù)的一種，轉(zhuǎn)向架檢修技術(shù)是延長(zhǎng)其使用壽命的關(guān)鍵，是保證高速動(dòng)車組運(yùn)行質(zhì)量的重要手段。

4.1 高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的檢修范圍

要從多方面的因素對(duì)轉(zhuǎn)向架的維修進(jìn)行考慮。在檢修的同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行拆解和清理，同時(shí)還要根據(jù)環(huán)境改變清潔轉(zhuǎn)向架的周期[3]。如果轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)時(shí)間的暴露在惡劣環(huán)境下，那么就會(huì)出現(xiàn)很多安全隱患，還應(yīng)注意在日常對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行檢修和維護(hù)時(shí)加強(qiáng)管理工作，即對(duì)其易損部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查，管理人員督促檢修人員按時(shí)檢修。

4.2 高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的檢修流程

高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的檢修技術(shù)也是動(dòng)車組整體技術(shù)的重要組成部分。隨著動(dòng)車組速度等級(jí)的不斷提升，對(duì)于轉(zhuǎn)向架的檢修技術(shù)也有不同的要求。在對(duì)高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行檢修等級(jí)劃分，按照動(dòng)車不同的速度等級(jí)采取不同的檢修手段。雖然說(shuō)轉(zhuǎn)向架之間有很多相似之處，但是不同的行駛速度對(duì)轉(zhuǎn)向架也會(huì)造成不同程度的損傷，應(yīng)該按照合適的等級(jí)進(jìn)行檢修。

4.3 高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的檢修布局

目前我國(guó)動(dòng)車組的運(yùn)行速度已經(jīng)達(dá)到一個(gè)新的等級(jí)，而轉(zhuǎn)向架對(duì)于高速動(dòng)車組來(lái)說(shuō)又是一個(gè)非常重要的設(shè)備，所以在提高檢修技術(shù)的同時(shí)對(duì)其檢修布局合理地進(jìn)行安排。除此以外，還應(yīng)注意避免重復(fù)檢修，減少時(shí)間成本以及人工成本的浪費(fèi)。必須要采用合理的檢修布局才能夠有效避免重復(fù)檢修、遺漏檢修等問(wèn)題?？茖W(xué)合理的檢修布局能滿足轉(zhuǎn)向架的使用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也能確保維修工作的可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著動(dòng)車鐵路專線的增加，動(dòng)車組速度的提升，人們對(duì)其安全性、快捷性、舒適性都提出了更高的要求。轉(zhuǎn)向架作為高速動(dòng)車組最基本也是最重要的部分之一，成熟的轉(zhuǎn)向架技術(shù)能大大提高列車的安全性能以及滿足人們對(duì)高速動(dòng)車組的基本要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]霍長(zhǎng)存.高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架技術(shù)研究[J].中國(guó)周刊，2020，45（4）：190.

[2]胡鳳劍.動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架加工技術(shù)分析[J].汽車博覽，2020（3）：149.

[3]高傳風(fēng)，尉曉文，張建政.高鐵轉(zhuǎn)向架防松技術(shù)研究[J].科學(xué)與信息化，2019，12（3）：143.