第3章 走行部

1、车辆尺寸的限界校核第三章 走行部原理及基本结构v走行部走行部(running gear)：是机车车辆及动车组在牵引动力作用下沿线路运行的部分。它是机车车辆结构中重要的部件。目前除了磁悬浮和单轨交通系统车辆以外，均采用以转向架结构形式。 v3.1 走行部的功能及结构原理v一、走行部的功能v1、可靠地承受作用于车辆各种力量并传给钢轨 v2、保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线 v3、产生足够的牵引力v4、产生足够的制动力v5、缓和车辆和钢轨的相互冲击，减少车辆振动，保证足够的运行平稳性和良好的运行质量 v二、走行部的结构原理v轮轨系统走行部组成：v1、轮对轴箱装置v轮对由一根车轴和两个车轮

2、压装成一体。在车辆运行过程中，车轮和车轴之间不容许有相对位移。轮对承受着车辆的全部重量，且在轨道上高速运行时还承受着从车体、钢轨两方面传来的其他各种作用力。轮对的质量直接影响列车运行安全，因此对它的制造、检修均有严格规定。v轴箱是保证车辆安全运行的重要部件。其作用是将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车辆沿线路的平动；承受车辆的重量，传递各方面的作用力，并保证良好的润滑性能，使车轴在高速运转时不致发生热轴现象。v轴箱装置按轴承的工作特性分为滚动轴承轴箱装置和滑动轴承轴箱装置。v滑动轴承轴箱由于启动阻力大，不适合高速运行，维修费用高，冬、夏季需要换轴油且易发生热轴，故逐渐被滚动

3、轴承轴箱所代替。v滚动轴承轴箱：由轴箱体、轴箱盖、滚动轴承等组成。在轴箱内加入适量的软干油，当车辆和轴承转动时，就能将油脂带入摩擦表面。滚动轴承能减少运动阻力，适合高速运行。v2、弹性悬挂装置v车辆在轨道上运行时，为了减少有害的车轴冲动，必须设有缓和冲动和衰减振动的装置，即弹簧减振装置。车辆上采用的弹簧减振装置，按其主要作用的不同大体可分为三类：一类是主要起缓和冲动的弹簧装置，如中央及轴箱的螺旋圆弹簧；二类是主要起衰减（消耗能量）振动的减振装置，如垂向、横向减振器；三类是主要起定位（弹性约束）作用的定位装置，如轴箱轮对纵、横方向的弹性定位装置，摇动台的横向缓冲器或纵向牵引拉杆等。铁路车辆的减振

4、器按阻力特性可分为摩擦式减振器和油压式减振器。v1）摩擦式减振器：结构简单，成本低，制造维修比较方便，故广泛应用在货车转向架上。在载荷的作用下，摩擦楔块和侧架立柱以及摇枕发生相对移动，在它们的接触面上产生摩擦阻力,将车辆振动能量转变为热能而消散,从而减弱了车辆的振动，提高了运行的平稳性。v2）油压减振器：在客车上采用。它安装在摇枕和弹簧托板之间。车辆在运行中，油压减振器的基本动作是拉伸和压缩。当活塞杆相对于缸筒作拉伸式或压缩运动时，缸内的油液经过心阀上的节流孔和进油阀来回流动。由于在流动过程中产生的阻力，消耗了能量，从而减少了轴箱两侧弹簧和摇枕弹簧的伸缩次数，对振动起到抑制作用，使车辆能够平稳

5、运行。v3、牵引驱动装置v牵引电机主要采用直流串励电机，它的特点是电机输出的扭矩和转速成正比，接近于牵引要求。v牵引电动机通常安装在机车转向架上，每根轴一台。它的一侧悬挂在转向架的端梁或横梁上，另一侧抱在车轴上。v4、基础制动装置v常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动和盘形制动，还有轨道电磁制动等方式。v闸瓦制动按闸瓦分布状态划分有两种类型：va、单侧闸瓦制动。v只在车轮一侧设有闸瓦，这种设置构造简单，使用于速度不高、吨位不大的车辆，闸瓦单位面积上的压力较大，制动效果较差。一般货车常采用此种形式。vb、双侧闸瓦制动。v车轮两侧均设有闸瓦，制动时闸瓦单位面积上所受的压力较小，摩擦系数较高，制动效果好

6、。客车和大吨位货车都采用此种形式。v常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动和盘形制动，还有轨道电磁制动等方式。 （1）闸瓦制动，又称为踏面制动，是最常用的一种制动方式。 （2） 盘形制动，制动缸通过制动夹钳，夹紧制动盘，使闸片和制动盘间产生摩擦，把电动车组的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片散于大气。闸瓦制动盘形制动v5、构架v走行部的骨架，各零部件的安装基础1、前端梁；2、砂箱座；3、制动缸座；4、侧梁；5、旁承座；6、牵引杆；7、后端梁；8、横梁。v6、车体与转向架的连接装置车体与转向架之间的连接轴承车体与转向架之间的连接轴承 v三、转向架v铁路车辆发展的初期，载重量小，容积也不大，一般采用二

7、轴车的结构形式，车辆直接安装在车体下方，称为无转向架车辆。随着车辆载重量的增大，一般多采用转向架的结构形式。转向架是将两个及其以上轮对通过专门的构件组成的一个整体部件。 v转向架的优势及作用：v1）车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要； v2）保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动； v3）支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。 v4）保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线。 vv5）转向架的结构要便

8、于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。 v6）充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。 v7）转向架是车辆的一个独立部件，便于维护。 3.2 走行部的分类v按工作原理可分为：v1、轮轨系统走行部：v 转向架，绝大多数轨道车辆的选择v2、轮胎-路面系统走行部v 胶轮车辆，单轨车辆v3、磁悬浮系统走行部v 磁悬浮车辆v一、轮轨系统转向架的分类v1、按运行速度分：v高速转向架：速度大于200km/hv快速转向架：速度大于1

9、40km/h， 小于200km/hv普通转向架：速度小于140km/hv2、按车轴数目和类型分：v按车轴数目分为二轴，三轴，多轴转向架v轴数根据车辆总重和允许轴重来确定。v按车轴类型B、C、D、E四种v车轴: B,C,D,E四种v 直径越粗，允许轴重越大。新型货车主要采用D、E轴，新型客车主要采用D轴。vD轴允许轴重21t, 车辆（4轴）总重84t。vE轴允许轴重25t, 车辆（4轴）总重100t。3 3、按弹簧悬挂装置分类：、按弹簧悬挂装置分类：1 1） 一系弹簧悬挂：结构简单，便于检修、制造一系弹簧悬挂：结构简单，便于检修、制造，成本低，多见于货车。，成本低，多见于货车。2 2）二系弹簧悬

10、挂：减振效果好，结构复杂，另）二系弹簧悬挂：减振效果好，结构复杂，另部件多，成本高，用于客车和机车。部件多，成本高，用于客车和机车。3 3） 多级悬挂多级悬挂：很少用，结构过分复杂，两级悬很少用，结构过分复杂，两级悬挂设计合理的话减振效果已足够好。挂设计合理的话减振效果已足够好。内侧悬挂转向架：内侧悬挂转向架：外侧悬挂转向架外侧悬挂转向架 中心悬挂转向架：中心悬挂转向架：v4、按轴箱定位装置分：v轴箱定位装置：约束轮对和构架相对运动机构v基本要求：纵向和横向适当的弹性定位刚度，性能稳定，结构简单，成本低，无或少磨耗。v作用：避免蛇行失稳，良好的曲线导向性能，减小轮轨力和磨耗，确保运行安全和平稳

11、性。轴箱定位方式有多种，常见的有下面几种：1. 固定定位：固定定位：轴箱与侧架为一体，无间隙。轴箱与侧架为一体，无间隙。 2. 导框式定位：导框式定位：轴箱上有导槽，侧架或构架上轴箱上有导槽，侧架或构架上有导框，前后左右有一定间隙。有导框，前后左右有一定间隙。导框式定位：导框式定位：3. 干摩擦导柱式定位：干摩擦导柱式定位：构架上的导柱插入轴箱构架上的导柱插入轴箱弹簧托盘上的支持环。弹簧托盘上的支持环。4. 油导筒式定位：油导筒式定位：5. 拉板式定位：拉板式定位：特种弹簧钢制成薄形定位拉板特种弹簧钢制成薄形定位拉板，一端连轴箱，另一端通过橡胶节点连构架。，一端连轴箱，另一端通过橡胶节点连构架

12、。6. 拉杆式定位：拉杆式定位：拉杆两端有橡胶节点，分别与拉杆两端有橡胶节点，分别与轴箱和构架连接，实现弹性定位。轴箱和构架连接，实现弹性定位。拉板式定位拉板式定位拉杆式定位拉杆式定位7. 转臂式定位：转臂式定位：又称弹性绞定位，一端与轴箱又称弹性绞定位，一端与轴箱固接，另一端通过橡胶节点与构架相连。固接，另一端通过橡胶节点与构架相连。8. 橡胶弹簧定位：橡胶弹簧定位：轴箱和构架间设有橡胶弹簧轴箱和构架间设有橡胶弹簧，合理选取刚度，实现弹性定位。，合理选取刚度，实现弹性定位。转臂式定位转臂式定位橡胶弹簧定位橡胶弹簧定位v5、按车体与转向架连接方式分v有摇枕和无摇枕转向架v6、按有无牵引传动装置

13、分：v动力转向架和非动力转向架 v7、按摇枕弹簧的横向跨距分：v内侧悬挂，外侧悬挂，中心悬挂 v8、按车与转向架之间的载荷传递方式分：v1）心盘集中承载：v2）非心盘承载：旁承承载，弹簧承载。v3）心盘部分承载：旁承、心盘按一定比例承载v二、磁悬浮系统走行部3.3 轮轨系统典型走行部的结构v 209 型转向架是我国主型客车转向架，设计最高运行速度160km/ h 。209系列转向架是南京浦镇车辆厂从1972开始在原205型转向架基础上逐步改进、完善而形成的。v209Tv209Pv209TKv209PKv209HS一、209T型转向架v一、209T转向架v主要结构特点是v (1) H 型铸钢一体

14、式构架;v (2) 干摩擦导柱式轴箱弹性定位装置;v (3) 摇动台式二系悬挂装置(长吊杆、外侧悬挂、圆弹簧、油压减振器) ; v (4)一系为圆簧悬挂;v (5)吊挂式闸瓦踏面基础制动装置v1、构架装置v 209T型转向架为铸钢一体式或钢板压型焊接构架，由2根侧梁、2根横梁及4根悬臂小端梁等组成，并铸有各种安装座。1 侧梁；2吊杆托架；3 闸瓦托吊座；4 端梁；5 横梁；6 制动拉杆吊座；7 固定杠杆支点座；8 缓冲弹簧座；9弹簧支柱座图3-12 209T转向架构架v2、摇枕弹簧悬挂装置 209T摇枕弹簧装置为摇动台式，采用单节长吊杆、构架外侧悬挂，带油压减振器的摇枕圆弹簧组。1980年后，

15、又生产了具有弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置的209T转向架。在此基础上，还生产了采用盘型制动的209P转向架。 1 摇枕2 下心盘3 下旁承4 枕簧5 油压减振器6 弹簧托梁7 摇枕吊轴8 摇枕吊杆9 纵向牵引拉杆10 安全吊11 摇枕吊销12 摇枕吊销支承板13 调整垫（1）横向缓冲器（2）纵向牵引拉杆 209T取消了纵向摇枕挡，在转向架两侧斜对称安装纵向牵引拉杆，拉杆两端具橡胶弹性节点将摇枕和构架相连，使摇动台得到纵向定位并改善振动性能。3、轮对轴箱弹簧装置 209T型转向架的轮对轴箱装置为无导框式。由轮对轴箱装置、轴箱弹簧装置及轴箱定位装置组成。（1）无导框式带轴箱弹簧托盘的滚动

16、轴承轴箱（2）轴箱弹簧采用单卷圆柱螺旋弹簧（3）轴箱定位装置采用了干摩擦导柱式弹性定位结构，由导柱、定位座、弹性定位套，支持环、橡胶缓冲垫等组成4、基础制动装置 209T基础制动装置采用双片吊挂直接作用式双侧闸瓦制动 。由移动杠杆、制动拉杆、上拉杆、制动梁、闸瓦托、闸瓦间隙调整装置等组成。va、在209T转向架的基础上，浦镇厂又开发了209P型转向架，是为适应铁路客车提速的要求，采用了盘形制动装置。vb、设计了供双层客车使用的209PK转向架，其构造速度为160km/h。主要有以下方面的改进：采用盘型制动和单元制动缸，取消踏面制动；设空重调整阀；采用空气弹簧和高度调整阀；安装抗侧滚扭杆；保留了

17、摇动台结构。vc、209HS型转向架是在209PK型转向架基础上研制的，其总体结构形式与209PK型基本一致。二、SW160型快速客车转向架v 206 型转向架也是我国主型D轴客车转向架，设计最高运行速度160km/h。206转向架是四方车辆厂1971年-1972年间为中、蒙、苏国际联运客车而设计制造的D轴准轨(207型为宽轨) 转向架。这个系列如下：v206原形v206G，206Pv206WP，206KPvSW160vSW220K SW160 1997年, 四方厂在206KP、206WP型转向架设计、制造和运用经验的基础上，为25K型快速客车及高档快速客车研制、开发了SW-160 型转向架。

18、特点如下：v构架由4块钢板拼焊而成，U形结构；v空气弹簧横向间距增大，以实现外侧悬挂，不仅有利于提高运行稳定性和抗侧滚性能，也有利于取消抗侧滚扭杆装置，简化转向架结构；v采用转臂式弹性轴箱定位装置，但进一步优化了结构和定位参数；v快速（准高速）客车转向架快速（准高速）客车转向架v1994年，四方厂、长客厂、浦镇厂相继研制出了206WP、206KP、CW-2、209HS转向架，在广深线动力学试验中最高时速达到了174km/h 。 v 206KP、206WP转向架是四方厂为广深线准高速客车和发电车设计的转向架，二者除中央悬挂部分和构架侧梁局部不同外（206WP中央悬挂为无摇动台高圆簧外侧悬挂，20

19、6KP则为空气弹簧，并加装抗侧滚扭杆），其他部分完全相同其构架，摇枕均为焊接结构，U型侧梁，采用单转臂式轴箱定位，采用盘型制动和踏面复合制动。 v高速转向架高速转向架v1998年起，各工厂相继推出了自己的高速转向架，例如浦镇厂的PW-200转向架，长客厂的CW-200 转向架，四方厂的SW-200、SW-220K转向架等。 vPW-200转向架（PW代表Puzhen Work）是在 209HS转向架的基础上重新研制的，它优化了一系和二系悬挂参数；采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置；采用高速轻型轮对；轴颈中心距改为 2000mm；更换轴箱减振器安装位置；装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧，采用两端为球铰的纵向拉杆；装用新型盘轴式基础制动装置；优化了结构设计。 v SW-200转向架结构与SW-160转向架基本相同，其改进如下：优化了一系、二系悬挂系数；采用轴盘式基础制动装置，适用于200km/h的高速列车。该转向架在1998年6月的动力学试验中最高时速达到了240km/h。 v在这一阶段，长客厂生产了我国第一台CW-200 型无摇枕转向架。其构架采用块钢板拼焊，横梁采用无缝钢管，与侧梁连通作为附加空气室，中央悬挂采用无摇枕的空气弹簧悬挂，采用抗蛇行油压减振器，单拉杆牵引，设两个横向油压减振器和抗侧滚装置