第3章-动车组转向架-3.5二系悬挂连接装置

第3章动车组转向架授课内容第3章动车组转向架3.1转向架概述3.2几种典型的动车组转向架简介3.3转向架构架3.4一系悬挂装置3.5二系悬挂装置3.6轮对装置3.7轴箱装置及其定位装置3.8驱动装置3.9基础制动装置3.10转向架强度分析3.5二系悬挂装置第3章动车组转向架3.5.1二系悬挂装置的组成及作用3.5.2空气弹簧装置3.5.3二系减振器3.5.4牵引装置3.5.5抗测滚扭杆装置3.5.6典型动车组的二系悬挂装置1.理解二系悬挂装置的组成及作用2.了解二系悬挂装置的各组成部分及作用3.掌握典型动车组二系悬挂装置学习知识点学习目标3.5.1二系悬挂装置的组成及作用第3章动车组转向架组成：(1)空气弹簧装置(2)二系减振器：

(3)牵引装置(4)抗侧滚扭杆装置(5)横向止挡等二系悬挂装置是车体与转向架之间的连接装置，也叫中央悬挂装置。1.二系悬挂装置的组成1)二系横向减振器2)二系垂向减振器3)抗蛇行减振器上枕梁抗侧滚扭杆牵引装置空气弹簧抗蛇行减振器横向止挡二系垂向减振器二系横向减振器3.5.1二系悬挂装置的组成及作用第3章动车组转向架2.二系悬挂装置的作用(1)传力：包括垂向力、纵向力和横向力(2)均重：按设计要求进行重量分配。保证各转向架载荷均匀，各轴符合规定要求。(3)安定：保证静态时转向架的稳定。(4)允许横动(横向弹性)：使转向架与车体间实现横向弹性连接。(5)容许相互回转：转向架相对于车体回转，以满足转向要求。支撑车体配重量、纵横传力定位置、缓冲减振提性能3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架1.空气弹簧装置的组成空气弹簧是将压缩空气密封在橡胶膜(或囊)中形成的，具有一定刚度的弹性体。空气弹簧装置主要由空气弹簧本体、高度控制阀、差压阀、附加空气室及滤尘器等组成。(1)高度控制阀：主要作用是维持车体在不同静载荷作用时均与轨面保持一定的高度。高度控制阀组成③②①④⑤⑥1.高度阀座2.高度阀3.右杆端部4.杆5.左杆端部6.下座组成在直线上运行时，车辆在正常振动情况下不发生进、排气作用；在车辆通过曲线时，转向架左右两侧的高度控制阀分别产生进、排气的不同作用，从而减少车辆的倾斜。3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架1.空气弹簧装置的组成(1)高度控制阀

工作原理：保压：在正常载荷位置，即h＝H时，充气通路V→L和放气通路L→E均被关闭；充气：当车体载荷增加时，此时h＜H，阀动作，使V→L通路开启，压缩空气向空气弹簧充气，直至地板面上升到标定高度（即h达到H高度）为止；放气：当车体载荷减小时，此时h＞H，阀动作，使L→E通路开启，空气弹簧向大气排气，直至地板面下降到标定高度（即h达到H高度）为止。h-地板实际高度；H-地板标定高度高度调节原理示意图3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架1.空气弹簧装置的组成(1)高度控制阀

高度调整阀工作过程分为进气过程和排气过程。载荷增加—进气过程载荷减少—排气过程CRH2型动车组采用LV5B-2型高度调整阀，其使用的工作油为硅油。(2)差压阀：主要作用是车体在曲线或左右摇摆振动时，保证一个转向架两侧空气弹簧的内压之差。可防止客车由于一只气囊充气而另一只气囊没有充气而向一边严重倾斜。差动阀结构3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架2.空气弹簧的分类膜式空气弹簧可分为约束膜式和自由膜式空气弹簧两种。囊式空气弹簧：可分为单曲、双曲和多曲囊式空气弹簧约束膜式空气弹簧自由膜式空气弹簧主要由橡胶气囊、上下盖板、橡胶堆等零部件组成。空气弹簧采用上进气设计，压缩空气经过高度调整阀进入橡胶气囊和构架内腔形成的附加空气室，空气通过节流孔时产生的节流效应构成二系悬挂的垂向阻尼。1-橡胶气囊2-上盖板组成3-橡胶堆4-下盖板组成自由膜式空气弹簧3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架3.空气弹簧装置的特点刚度小，当量静挠度大。2)具有非线性特性。3)刚度随载荷变化。4)高度可调节。5)可充分利用其横向弹性。6)能产生适宜阻尼。7)具有吸振和隔声性能。8）缺点是结构复杂，附件多，制造成本高，维护检修复杂。3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架4.空气弹簧的工作原理(1)压力空气传递路径1—列车主风管；2—排风塞门（空气弹簧）；3—排风塞门（高度阀）；4—高度控制阀；5空气弹簧；6—差压阀；7—附加空气室；8节流阀空气弹簧装置工作原理图一般空气弹簧装置由列车主风管、T形支管、截断塞门、滤尘止回阀、空气弹簧贮风缸、连接软管、高度控制阀、空气弹簧本体、差压阀和附加空气室等组成。压力空气由列车主风管1→高度阀排风塞门3→高度控制阀4→空气弹簧排风塞门2→空气弹簧5→节流阀8→附加空气室7。3.5.2空气弹簧装置第3章动车组转向架4.空气弹簧的工作原理(2)高度控制：维持车体在不同静载荷下都与轨面保持一定的高度。(3)压差控制防倾覆：通过差压阀控制防止车体发生倾覆1)当左右两侧空簧压差小于某一定值时左右两个阀都处于关闭状态，左右两个空簧均不相通。2)若左边空簧压力增高，并超过该定值时，即阀中下室空气压力大于上室空气压力，左阀的弹簧受压缩，打开阀门，使压力空气从左边流向右边。(4)车体减振：空气弹簧本体和辅助空气室间设置节流孔起到减振作用。当空气弹簧垂向变形时，节流孔两边产生压差。若变形缓慢(静态变形)，则两边压差较小；若快速变形(振动过程)，则两边压差较大。空气流过节流孔时，由于消耗部分振动能量从而实现减振作用。3.5.3二系减振器第3章动车组转向架

二系横向减振器水平安装在车体和构架之间。用于抑制车体相对于转向架之间的横向运动，每个转向架设置2个。1.二系横向减振器

二系垂向减振器用于抑制、衰减车体相对于转向架之间的垂向运动，即点头和沉浮运动，每个转向架有2个。2.二系垂向减振器CRH2横向减振器图(OD50116)3.5.3二系减振器第3章动车组转向架抗蛇行减振器纵向安装在车体与转向架之间，用来抑制转向架的蛇行运动和车体摇摆。3.抗蛇行减振器抗蛇行减振器卸荷速度v0远远小于一般液压减振器，即当车体相对于转向架蛇行运动增大时，其相对运动速度v很容易超过v0，使减振器阻尼力F=Fmax(饱和阻力)，产生强大的阻尼作用。当车辆通过曲线时，车体相对于转向架的回转速度v较小，且v<v0，此时减振器阻尼力F明显下降，在车体与转向架之间产生的阻力矩较小，使车辆容易通过曲线。阻尼力F3.5.4牵引装置第3章动车组转向架1.牵引装置概述牵引拉杆是传递车体与转向架之间牵引力和制动力的主要构件，动车组转向架采用的牵引拉杆方式主要有双拉杆和单拉杆两大类型。牵引拉杆方式优点缺点Z字形双拉杆落车作业简单结构复杂、占用空间大、质量大单拉杆结构简单、占用空间小、质量小落车作业复杂1-牵引拉杆座；2-牵引拉杆单拉杆式牵引拉杆单拉杆式牵引拉杆牵引拉杆中间均衡梁牵引装置主要由中心销和牵引拉杆等组成。中心销组成通过4个螺栓安装在车体枕梁上，牵引拉杆安装在车体上的中心销和转向架构架上的牵引拉杆座上，牵引拉杆组成两端带有橡胶节点，是传递牵引力的装置。2.牵引拉杆3.5.4牵引装置第3章动车组转向架3.枕梁枕梁的功能是连接车体与转向架。枕梁是铝合金铸造成的箱形结构，牵引力的传递依靠牵引中心销装置和枕梁与构架之间的牵引拉杆装置来完成，同时作为二系悬挂空气弹簧装置的附加空气室。4.横向止挡横向止挡用于限制车体相对于转向架构架的横向移动，设于转向架横梁的连接梁与中央牵引拉杆座，横向止挡实际上就是一块缓冲橡胶，且缓冲橡胶呈非线性特性，刚度随挠度的增加逐渐提高。1缓冲橡胶块；2连接板；3固定螺栓横向止档结构图横向止挡示意图(CRH5)枕梁示意图(CRH5)3.5.4牵引装置第3章动车组转向架5.二系悬挂装置的连接方式中央牵引销(或心盘)+旁承的连接装置(双牵引拉杆式)中央牵引销(或心盘)+旁承的连接装置(前后橡胶堆式)其主要区别是在中央牵引销内布置有四组牵引橡胶堆传递纵向力，即由牵引橡胶堆（弹簧）将浮动梁与构架横梁连接起来。横向力由横向弹性止挡来传递。3.5.4牵引装置第3章动车组转向架5.二系悬挂装置的连接方式铰接式转盘式球心盘式TGV式牵引杆装置

+弹性旁承的连接装置转向架安装在拖车车体之间保证相邻车体端部彼此连接传递垂向、纵向和横向载荷另一方面保证通过曲线时彼此相对运动。3.5.5抗侧滚扭杆装置第3章动车组转向架1.抗侧滚扭杆装置的作用及组成1）作用：抗侧滚扭杆主要作用是车辆通过曲线时减小车体的侧滚运动。2）组成：抗侧滚扭杆主要由一个具有抗扭特性的扭杆(轴)、两个扭臂和两个连接杆等组成。2.抗侧滚扭杆的工作原理当车辆通过曲线时，水平放置的两个扭臂对于扭杆分别有一个相互反向的力和力矩的作用，使弹性扭杆承受扭矩而产生扭转弹性变形，起到扭杆弹簧的作用。扭杆弹簧的反扭矩总是与车体产生侧滚的角位移的方向相反，以约束车体的侧滚振动。3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架1.CRH5型动车组二系悬挂装置(1)结构组成上枕梁抗侧滚扭杆牵引装置空气弹簧抗蛇行减振器横向止挡二系垂向减振器二系横向减振器主要由空气弹簧组成、上枕梁、牵引装置、抗侧滚扭杆等部件组成。每个转向架两个空气弹簧坐落在侧梁上，空气弹簧上有上枕梁，上枕梁采用焊接结构，四角与车体连接。上枕梁与构架间牵引装置采用“Z”型双牵引杆。每个转向架有两套抗侧滚扭杆装置、两个二系垂向减振器、两个二系横向减振器和两个抗蛇行减振器。3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架1.CRH5型动车组二系悬挂装置(2)空气弹簧两个空气弹簧、两个高度控制阀、压差阀和两个附加空气室通过管路连接而成。空气弹簧高度控制阀及位置差压阀位置3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架1.CRH5型动车组二系悬挂装置(3)二系减振器1)抗蛇行减振器：抑制蛇行运动每个转向架有两个，上支座与枕梁相连，下支座与构架相连。2)二系横向减振器：抑制横向运动每个转向架有两个，上支座与枕梁相连，下支座与构架相连。3)

二系垂向减振器：抑制垂向运动每个转向架有两个，对角安装，上支座与枕梁相连，下支座与构架相连。3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架1.CRH5型动车组二系悬挂装置(4)枕梁枕梁由钢板焊接而成箱型结构，主要承受和传递车体与转向架间的垂向力和纵向力，其内腔同时作为二系悬挂空气弹簧气动系统的两个辅助气室。俯视仰视3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架1.CRH5型动车组二系悬挂装置(5)牵引装置车体与转向架间采用双牵引拉杆装置传递牵引力和制动力。该牵引装置呈“Z”字形连接，由一个均衡梁和两个带有弹性销套的牵引拉杆组成。(6)抗侧滚扭杆装置由扭杆、两个扭臂和两个连接杆组成，连接在构架横梁和枕梁间，主要作用是提高车辆的柔度系数，减小车辆通过曲线时车体的侧滚角。每台转向架设有两套，吊杆与枕梁相连，扭臂与构架相连。CRH5牵引装置CRH5抗侧滚扭杆装置3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架2.CRH380BL型动车组二系悬挂装置(1)结构组成二系横向减振器抗侧滚扭杆装置牵引拉杆空气弹簧抗蛇行减振器横向止挡枕梁二系垂向减振器高度阀3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架(2)空气弹簧空气弹簧装置由两个空气弹簧、两个高度阀和一个附加空气室通过管路连接组成空气弹簧2.CRH380BL型动车组二系悬挂装置高度阀及安装位置3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架(3)二系减振器1)抗蛇行减振器：每个转向架装4个，大端通过支座与枕梁相连，小端通过支座与构架相连。2)二系横向减振器：每个转向架有2个，上支座(枕梁端)与枕梁相连，下支座与构架相连。3)

二系垂向减振器：每个转向架有2个，大端通过支座与枕梁相连，小端通过支座与构架相连。2.CRH380BL型动车组二系悬挂装置3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架(4)枕梁枕梁是铝合金铸造成的箱形结构，同时作为二系悬挂空气弹簧系统的附加空气室。枕梁牵引拉杆(5)牵引装置采用双牵引拉杆的牵引装置传递牵引力和制动力。牵引装置成“Z”字形连接，由一个牵引梁、两个带有弹性关节的牵引拉杆组成。2.CRH380BL型动车组二系悬挂装置3.5.6几种典型动车组的二系悬挂装置第3章动车组转向架(6)抗侧滚扭杆装置通过抗侧滚扭杆减小车身通过曲线时产生的向外的倾斜角。扭臂安装在扭杆上，分布在转向架两侧。扭臂通过锥形接头和球形接头挠性连接到可调连杆上。可调连杆的另一端通过球形接头连接到转向架构架上。抗侧滚扭杆装置2.CRH380BL型动车组二系悬挂装置扭臂扭杆可调连杆抗侧滚