轨道车辆走行部技术讲义5第五章 城轨转向架(2讲).pptx
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1、第五章城市轨道车辆转向架 城市轨道交通车辆转向架特点城市轨道交通车辆转向架特点城市轨道交通对转向架的特殊要求城市轨道交通对转向架的特殊要求(l l)间间距距短短,启启停停频频繁繁,对对牵牵引引和和制制动动性性能能要要求求很高;很高;(2(2)曲线半径小,对走行部曲线通过要求高;)曲线半径小,对走行部曲线通过要求高;(3(3)线路坡度大,可达)线路坡度大,可达 30 30%0 60 60%0;(4 4)载载重重从从 18.6t 18.6t(310 310 人人)到到 26t 26t(432 432 人人),空重车重量差大;,空重车重量差大;(5(5)运行环境特殊,安全可靠性要求极高;)运行环境特
2、殊,安全可靠性要求极高;(6(6)对噪声要求严格;)对噪声要求严格;(7)(7)轴轴重重小小,一一般般为为11t11t12.5t12.5t。为为了了充充分分利利用用城城市市空空间间,轻轻轨轨线线路路大大多多为为高高架架线线路路,且且轻轻轨轨属属中中等等运运 量量的的交交通通模模式式,车车辆辆断断面面较较地地铁铁小小,长长度度也也较较短短,多采用铰接形式。多采用铰接形式。(8)(8)轴轴距距较较小小,一一般般为为1.8m1.8m1.9m1.9m。采采用用较较小小的的轴轴距距是是为为了了便便于于通通过过小小半半径径曲曲线线,轻轻轨轨线线路路最最小小曲曲线线半径可达半径可达25m25m。(9)(9)
3、轻轻量量化化要要求求高高。由由于于转转向向架架轴轴重重小小,转转向向架架构构架架的的空空间间有有限限,为为了了尽尽可可能能扩扩大大运运量量,要要求求车车辆辆自自重轻重轻,其中转向架的轻量化设计是重要环节之一。其中转向架的轻量化设计是重要环节之一。传统城轨转向架的结构传统城轨转向架的结构 1)构架城轨转向架构架一般都采用无端梁构架城轨转向架构架一般都采用无端梁的的 H 型构架结构,由两根侧梁和两根横梁型构架结构,由两根侧梁和两根横梁组成,两根横梁之间有两根小的纵梁。组成,两根横梁之间有两根小的纵梁。2)2)轮对城轨转向架的轮对一般采用整体车轮对城轨转向架的轮对一般采用整体车轮和实心车轴。轮和实心
4、车轴。3)3)轮轨接触噪声是城轨车辆运营噪声的主轮轨接触噪声是城轨车辆运营噪声的主要来源,如何有效的降低轮轨接触噪声是降要来源,如何有效的降低轮轨接触噪声是降噪研究的主要方向之一噪研究的主要方向之一 轴箱与一系悬挂轴箱轴箱与一系悬挂轴箱 城轨转向架上的有城轨转向架上的有 3 种类型,种类型,人字型橡胶堆的轴箱定位和一系悬挂方式,人字型橡胶堆的轴箱定位和一系悬挂方式,采用圆锥形橡胶堆的轴箱定位和一系悬挂方采用圆锥形橡胶堆的轴箱定位和一系悬挂方式,采用转臂式轴箱定位和一系悬挂采用钢式,采用转臂式轴箱定位和一系悬挂采用钢弹簧橡胶垫垂向减振器的方式。弹簧橡胶垫垂向减振器的方式。二系悬挂二系悬挂老一代的
5、城轨车辆转向架大多采用带摇枕装老一代的城轨车辆转向架大多采用带摇枕装置的二系悬挂,随着技术的进步,现在新设置的二系悬挂,随着技术的进步,现在新设计的城轨转向架基本上采用无摇枕的结构型计的城轨转向架基本上采用无摇枕的结构型式。式。二系悬挂一般都由空气弹簧及其辅助元件、二系悬挂一般都由空气弹簧及其辅助元件、横向液压减振器、横向缓冲装置(即横向止横向液压减振器、横向缓冲装置(即横向止挡)、抗侧滚扭杆等组成挡)、抗侧滚扭杆等组成。深圳地铁深圳地铁SDB-80型地铁转向架动车转向架构造概要动车转向架构造概要唐 山 机 车 车 辆 厂TANGSHAN LOCOMOTIVE&ROLLING STOCK WO
6、RCKS工厂发展工厂发展 。制造设备。产品开发。制造设备。产品开发轮对轴箱弹簧电机传动装置无枕梁型二系悬挂转向架构架装配无摇枕转向架轻量化低噪音无磨耗易维护 新型轨道车辆转向架新型轨道车辆转向架内置轴箱转向架内置轴箱转向架单轮对转向架单轮对转向架直线电机直线电机 低地板低地板内置轴箱内置轴箱内置轴箱式的转向架内置轴箱式的转向架,就是将轴箱的位置设计在轮就是将轴箱的位置设计在轮对内侧这种转向架在城市轨道车辆得到了应用。对内侧这种转向架在城市轨道车辆得到了应用。内轴箱式转向架的优点内轴箱式转向架的优点:(1)(1)构构架架横横梁梁缩缩短短,有有利利于于增增加加构构架架的的刚刚度度及及减减轻自重。轻
7、自重。(2)(2)布布置置在在侧侧梁梁上上的的空空气气弹弹簧簧横横向向间间距距可可以以减减小小,转转向向架架在在小小半半径径曲曲线线上上发发生生偏偏转转时时空空气气弹弹簧簧的的纵纵向向位位移移和和扭扭转转变变形形可可以以减减小小,从从而而改改善善空空气气弹弹簧簧的工作条件。的工作条件。(3)(3)转转向向架架摇摇头头刚刚度度减减小小,便便于于通通过过小小半半径径曲曲线线,但对车辆的横向稳定性却没有影响。但对车辆的横向稳定性却没有影响。(4)(4)采用外置的盘形制动采用外置的盘形制动,便于更换和维修。便于更换和维修。内轴箱式转向架的缺点内轴箱式转向架的缺点:(1)(1)对对于于动动力力转转向向架
8、架,在在轮轮对对内内侧侧有有限限的的空空间间要要布布置置构构架架、牵牵引引电电机机、联联轴轴器器、齿齿轮轮箱箱等等部件部件,空间十分紧张空间十分紧张,设计难度较大。设计难度较大。(2)(2)对对齿齿轮轮箱箱轴轴箱箱轴轴承承的的寿寿命命要要求求较较高高,尽尽可可能能为为免免维维护护,至至少少应应保保证证在在一一个个大大修修期期内内不不发生损坏发生损坏,避免经常退轮。避免经常退轮。(3)(3)由由于于空空气气弹弹簧簧横横向向间间距距较较小小,因因而而对对车车体体的的抗抗侧侧滚滚稳稳定定性性较较差差,应应加加装装抗抗侧侧滚滚扭扭杆杆等等装置装置,但这样又使结构复杂化。但这样又使结构复杂化。内轴箱式转
9、向架的结构设计内轴箱式转向架的结构设计 3.2.1 3.2.1一系悬挂一系悬挂螺旋钢弹簧、八字形橡胶叠板弹簧、橡胶堆螺旋钢弹簧、八字形橡胶叠板弹簧、橡胶堆橡橡胶胶堆堆可可以以使使构构架架的的侧侧梁梁结结构构更更简简单单,且且较较大大程程度度地减轻了构架侧梁的自重。地减轻了构架侧梁的自重。3.2.23.2.2二系悬挂二系悬挂空气弹簧空气弹簧、沙漏形橡胶堆沙漏形橡胶堆根根据据柔柔性性系系数数的的计计算算,一一般般应应加加装装抗抗侧侧滚滚扭扭杆杆,3.2.33.2.3制动装置制动装置盘形制动盘形制动,并且一般制动盘都安装于车轮外侧。并且一般制动盘都安装于车轮外侧。直线电机的车辆直线电机的车辆1)直线
10、电机技术原理直线电机技术原理 直线电机为线性异步感应电动机的简称,其工作原理与一般的旋转式感应电动机相类似。直线电机结构相当于将旋转电机切割展开成直线状。城市轨道交通用的直线电机(LIM)定子(初级线圈)设置在车辆上的直线电机里、转子(次级线圈)设置在轨道上的感应板内。l利用车轮起支承导向作用,这与传统轮轨系统相似。l但在牵引方面却采用了短定子列车驱动直线异步电机(LIM)驱动,定子(初级线圈)设置在车辆上,转子(次级线圈)设置在感应轨上,工作原理与HSST系统基本相同。l车辆平稳运行时,定子与感应轨之间的间隙一般保持在10mm左右。转向架转向架直线电机(定子)直线电机(定子)感应板(转子)感
11、应板(转子)车体车体直线电机城市轨道车辆基本原理2)各国应用概况各国应用概况日本福冈地铁3号线于2006建成韩国、美国华盛顿、法国巴黎等国家和城市有可能建设,我国广州地铁4-7号线采用该系统北京机场线 加减速性能好加减速性能好 系统最大加速度可达系统最大加速度可达1.34 m/s1.34 m/s2 2(MKII)(MKII)制动减速度制动减速度1.0 m/s1.0 m/s2 2 紧急制动减速度紧急制动减速度2.4 m/s2.4 m/s2 2(MKIIMKII)既适合于市郊大站快车、又适合于市内车站较密的情既适合于市郊大站快车、又适合于市内车站较密的情况况良好的爬坡能力良好的爬坡能力直线电机系统
12、不受轮轨之间的粘着限制,具有良好的爬坡能力。车轮不牵引,可选小轮径车轮.常规铁路的坡度一般不超过30303535 。直线电机地铁坡度可达60608080 ,与HSST相同。使其在转入地下和爬升地面时相当灵活,减少隧道及高架线路的过渡段。节省工程造价。隧道土建规模小隧道土建规模小 直线电机的采用使车厢地板大大降低,车体断面尺寸变小,使得隧道、桥梁限界大大减小,工程造价大幅度降低隧道断面为一般地铁的一半隧道断面为一般地铁的一半适应线路坡度可达适应线路坡度可达60 80 建设费用比常规地铁节省建设费用比常规地铁节省20%小断面地铁和普通地铁车辆及隧道截面比较小断面地铁和普通地铁车辆及隧道截面比较 日
13、本模式日本模式 线性电机最大的缺点是效率低,约为线性电机最大的缺点是效率低,约为旋转电机的效率旋转电机的效率70,这是由于线圈与感,这是由于线圈与感应轨间的工作气隙较大,导致磁损耗大,应轨间的工作气隙较大,导致磁损耗大,线性电机比同样功率电机的耗电量大。线性电机比同样功率电机的耗电量大。另外需铺设一条与线路等长的感应轨,工艺另外需铺设一条与线路等长的感应轨,工艺要求又高,所以工程投资大,控制技术也复要求又高,所以工程投资大,控制技术也复杂,车辆的制造成本高。杂,车辆的制造成本高。39城市轻轨低地板车辆介绍城市轻轨低地板车辆介绍低地板面的概念低地板面的概念低地板面,在公共交通领域,是指一种设计理
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