【国内外客车转向架发展现状的文献综述3700字】

国内外客车转向架发展现状的文献综述1.1国外客车转向架发展现状在上个世纪60年代早期，日本建设了一条连接东京都东京站与大阪府新大阪站的高速铁路，东海道新干线隶属于东海旅客铁道，世界第一条高速铁路便是从这里产生的，由此便拉开了世界各国研究和发展高速铁路客车的序幕。日本、法国、德国、美国等国家的一部分高速铁路运行线路上运营的高速动车组的最高时速大都大于时速200km，并且有着先进制造技术的法国、日本、加拿大等发达国家的高速动车组的时速都已经达到了300km以上。为了设计出更高运行速度的列车最为主要一点是需要设计研发人员研制出具有这些特点的转向架：在列车高速运行过程中保持安全性，并且可以是车体有着很好的稳定性等优良性能。国外在提高高速列车转向架性能主要通过两种方案：其一是通过将原有的的转向架进行升级改造，在其原有的基础上使用新型的技术以及更加先进的结构使其满足高速动车的性能，其中的典型代表国家便是德国与瑞士等国家；另一个是完全重新开始设计与研制适应高速运行的车辆转向架的结构，其中日本、前苏联等国家便是采取此种方案对高速客车转向架的设计便是采取此种作用。（1）德国德国在十九世纪九十年代便成功研制出了德国第一台客车使用的转向架。此转向架的构架使用锻压铆接的形式设计，轴箱导框与板簧构成转向架的一系悬挂系统，中央板簧结构、摇枕结构、摩擦旁承及心盘构成客车转向架的中央悬挂。在1920年的国又在此转向架的基础上研制成功了Görlitz这一系列的的客车转向架，此系列的转向架最高可以满足的运行时速为160km。不过此系列转向架轴箱导框的磨损问题较为严重，不能长期满足转向架的使用，所以为了解决转向架此方面的问题，德国联邦铁路在二十世纪四十年代便着手研发Minden-Deutz型客车转向架。此转向架与Görlitz系列转向架构架结构完全不同，Minden-Deutz转向架选用的是H型焊接的构架形式，双圆弹簧以及双拉板式定位装置组成了Minden-Deutz转向架的一系悬挂装置，摇动台、钢制圆弹簧、摇枕、干摩擦式旁承以及心盘构成了转向架的全部的中央悬挂系统，并且此转向架将牵引拉杆装置安装在转向架和构架的两旁。德国联邦铁路与二十世纪四十年代末将此客车转向架进行了试制，在试制结束后投入了铁路运营线路进行了各种性能的考核实验，在一系列考核实验结束后将其定制成MD32型标准客车转向架。在上世纪七十年代中期德国的WAGGONUNION公司研制成功了MD52型客车转向架，并在以此为蓝图研制了改进型的MD52-350转向架，在随后经过不断地改进最后定型为MD530型转向架（图1-1），并出现在德国第一代在上世纪末期开通的ICE高速铁路的列车上，其能达到的最高的时速为280km。图1-1MD53型转向架于二十世纪九十年代初期，德国联邦铁路联合开发新型转向架，此转向架将选取空气弹簧的形式，经过德国联邦铁路的对提出的多种方案进行线路实验对比后，最终选择了奥地利提出的SGP-400型转向架作（图1-2）为ICE-2的转向架方案。于1995年，德国又与日本一起合作，在已有的B-5003型客车转向架的设计基础上进行新的研制，此次研制的高速转向架最终定型为JR21型标准转向架。其质量相较于以往的转向架有着很大程度的降低，整个转向架的质量只达到了4300kg。图1-2SGP-400型转向架（2）法国法国客车转向架在20世纪40年代之前很大一部分均使用的是美国生产的Pennsylvania型客车转向架。这种型号的转向架使用的是较为传统的铸钢的构架，轴向导框以及均衡梁装置是构成转向架一系悬挂系统的元素，此转向架的中央悬挂装置是摇动台加板簧及摇枕的形式，摩擦旁承以及心盘的组成作为承载结构。法国国铁（SNCF）在这种型号的转向架的基础上进行改进设计，并研制出了Y16型转向架，此转向架的最高运行速度可以达到140km/h，而后法国国铁对转向架进行了大量的设计研发工作，因此新型转向架大量出现，如Y20、Y24、Y26均出现在那之后，并且Y26型转向架是第一次使用空气弹簧的转向架，其在实验中达到的最高的时速为180km，法国将此转向架在19世纪60年代投入了铁路线路的运营中。法国国铁由于对上述转向架设计研发过程中积累了大量的转向架的设计经验，所以在1967年成功设计制造出了Y30型转向架。此转向架采用了以人字形橡胶堆定位为一系悬挂系统的新的结构模式，并且对中央悬挂的高圆弹簧也进行了改进，在其上使用加装中心销的结构。法国不仅进行上述转向架的研发工作，而且同时还在大力发展其他的转向架，其中包括最高试验时速可以达到230km的Y28以及Y207型高速转向架，并通过对这两种转向架不断地改进与研发，最终设计出了Y32型转向架（图1-3），这一代新型转向架可以适应200km/h的运行速度。Y32型转向架在构架的设计上也如德国一样使用了H型焊接结构，采用橡胶节点的转臂定位的方式作为新一代转向架的一系悬挂系统，其基础制动系统的设计采用了先进的盘型制动以及磁轨制动的方式，此转向架的所拥有制动能力相较于以往的踏面制动有着较大程度的提升。并且此型号转向架一直都是作为法国国铁主流的转向架，由于其优越的性能，也大量出口至其他国家。图1-3Y32型转向架1-构架；2-摇枕弹簧装置；3-轮对轴箱弹簧装置；4-基础制动装置自1970年以后，法国国铁便着手研制TGV高速列车，Y229型转向架便是在这种情况下研制出来的。法国高速列车使用的是牵引模式是动力集中的方式，车体与车体的连接通过铰接的方式连接。因此，法国研制出了在第一代的TGV-PSE拖车上的转向架，即Y231型转向架，又以此为基础设计出了Y237型高速客车转向架（图1-4）。其构架与德国客车转向架相同也设计为H型焊接的形式，为了使列车的稳定性与舒适型有更大的提升，其中央悬挂装置设置了较多的减震缓冲装置，包括大容积高柔性空气弹簧、横向油压减震器、垂向液压减震器、抗侧滚扭杆等。并且Y237型转向架为了使列车获得更好的抗蛇行稳定性，在设计中采用了长度达3米的大轴距以及有着1：40的锥形车轮踏面。Y237型转向架取消了踏面制动的方式，其基础制动装置使用盘型制动的方式替代，在其之后开发出了Y237A型转向架，用于双层客车，对Y237型转向架进行了轻量化设计，其整体结构与Y237并无很大差异。图1-4Y237型转向架（3）日本日本对于高速列车技术的研发以及运行测试在第二次世界大战之后开展了系统性的研究，虽然起步较晚，但其发展速度却极为快速，研制出了较多系列的高速列车以及转向架。日本与众多的欧洲国家发展高速客车不同的是日本专注于对动力分散型高速动车组的研发，走出了属于自己的一条独特的发展之路。高速客车转向架的发展阶段在日本可以大致分为三个时期：第一个时期便是在高速铁路线路开行之前对转向架进行研发与实验，这一时期设计出了DT200型高速客车转向架（图1-5），其在运行过程中可以满足时速高达220km的列车对转向架的要求，是无摇动台转向架中的代表。第二个时期便是日本在20世纪90年代初研图1-5TD20型转架制出300系高速动车组中的DT203型转向架（图1-6），该转向架可以在新干线干线上达到270km/h的运营速度。此转向架为无摇枕结构的中央悬挂装置，并且此转向架为了最大程度的降低车体的簧下质量，采用空心车轴以及使用铝合金制造的轴箱。第三个时期日本的目标是开发运营速度为300km/h～350km/h的高速图1-6DT300型转向架客车转向架，与此同时还致力于独立旋转车轮转向架的研发。西日本铁路客运公司在1997年投入使用的500系“希望号”高速列车中采用了WDT系列的转向架，该转向架能在线路上能达到最高的运营时速为300km。相比于上一时期的300系DT203转向架WDT转向架使用的是转臂式定位，双圆簧加橡胶定位以及双圆单拉板定位作为一系悬挂。日本对于高速列车转向架的开发的无论是质量还是品类以及应用的新型技术均是其他国家所不具备的，并且一直保留着自己在转向架设计中的独特的技术。日本是首个将空气弹簧运用到转向架上的国家，同时也是首个个将无摇枕结构应用到转向架上的国家之一，日本对于车体即转向架的轻量化设计也一直处于世界前列。1.2我国客车转向架发展现状我国客车转向架的研制是自我国建国之后开始进行的，研发经历了三个阶段：转向架的仿制阶段，独立开发以及快速发展阶段。我国早期主要参照前苏联的转向架仿制了101型及201型转向架。用于21型客车上的101型转向架在1953年便可以进行大量生产并投入使用。201型转向架以前苏联全钢客车标准型转向架为基础进行仿造，大部分在22型客车的软卧车及餐车上进行应用，但后期由于这两种型号的转向架不能适应我国铁路的发展，均被后期研制的202型客车转向架所替代。由我国第一个研制的202型转向架一系悬挂系统采用螺旋钢弹簧、干摩擦导柱式轴向定位，使用的铸钢的构架与摇枕形式，基础制动装置为双侧闸瓦制动。但是该转向架在运行过程中出现过多次问题并对其进行改造，但都不能完美的解决，之后我国又相继研制出了206型、207型转向架。于1974年集我国多家单位之力合作研发了208型、209型转向架，后期对209型转向架进行了该进，出现了209T、209P型转向架，这两种转向架除基础制动装置不同外，其余结构均相同。1990年国内多家客车厂为满足客车提速的需求着手研制160km/h的准高速客车转向架，为其定型为209HS、206KP、CW型转向。209HS型转向架以我国的209型转向架为基础进行设计；206KP是在206型转向架的基础上进行改进，以使其能达到160km/h的运行