現(xiàn)代軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架用空氣彈簧懸掛技術(shù)

1、專業(yè)專業(yè)知識(shí)分享版分享版使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程1、概述現(xiàn)代軌道交通車輛不斷地朝著高速化、輕量化以及低噪音方向發(fā)展，空氣彈簧懸掛系統(tǒng)具有諸多鋼制螺旋彈簧不具備的優(yōu)點(diǎn)，因此在干線高速鐵道車輛轉(zhuǎn)向架和城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架中均日益廣泛地采用空氣彈簧作為二系懸掛裝置。與空氣彈簧相比，鋼彈簧由于具有線性剛度特性，使其在軌道交通車輛上的應(yīng)用受到限制，這主要有兩方面的原因：一，在高速軌道交通領(lǐng)域剛彈簧不能夠大幅度提高車輛懸掛

2、系統(tǒng)靜撓度以降低車體的自振頻率，尤其是車輛的載客量較大時(shí)；二，城市軌道交通車輛的載客量大而且要求地板高度在不同載客量時(shí)基本不變，鋼彈簧不具備這種特性?？傊?，空氣彈簧懸掛的采用可以顯著提高車輛系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)性，大大簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)向架實(shí)現(xiàn)輕量化和易于維護(hù)。一般來(lái)講，軌道交通車輛對(duì)空氣彈簧的采用可以分為三個(gè)階段：圖1B型城市軌道交通車輛動(dòng)車無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架⑴利用空氣彈簧的垂向特性，提高車輛系統(tǒng)的垂向運(yùn)行平穩(wěn)性；⑵空氣彈簧的垂向和橫向特性并

3、用，取消轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置中的搖動(dòng)臺(tái)，簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)；⑶充分利用大變位（包括扭轉(zhuǎn)）、低橫向剛度空氣彈簧的三維特性（圖1，圖2），取消搖枕，徹底實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置的輕量化，同時(shí)使抗蛇行運(yùn)動(dòng)減振器的采用成為可能，可更好地協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和良好的曲線通過(guò)性能之間的矛盾。圖2利用空氣彈簧三維特性的城軌無(wú)搖征轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置2、空氣彈簧懸掛系統(tǒng)的構(gòu)成空氣彈簧懸掛的整個(gè)系統(tǒng)如圖3所示，主要由空氣彈簧本體、附加空氣室、高度控制專業(yè)專業(yè)知

4、識(shí)分享版分享版使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程減輕轉(zhuǎn)向架的重量800～1000kg，實(shí)現(xiàn)了輕量化，同時(shí)提高了轉(zhuǎn)向架的易維護(hù)性和安全可靠性。相同條件下，決定空氣彈簧剛度特性的主要因素是橡膠囊的形狀、材質(zhì)、簾線角以及上蓋和下座的幾何參數(shù)等。此外，所采用的金屬疊層橡膠輔助彈簧的形式對(duì)空氣彈簧系統(tǒng)的性能也有重要影響。一般對(duì)于采用空氣彈簧懸掛的車輛要求車輛垂向和橫向的低頻自振頻率不大于1Hz。評(píng)價(jià)空氣彈簧性能的主要參數(shù)有：⑴有效直

5、徑，約450～640mm。⑵垂直靜動(dòng)剛度，垂直靜剛度一般為0.3～0.4MNm。⑶水平靜動(dòng)剛度，水平靜剛度一般為0.15～0.2MNm。⑷最大允許的垂向位移，30mm。⑸最大允許的橫向位移，60～120mm。⑹工作高度，約200～300mm。2.1.2附加空氣室附加空氣室的作用在于能夠顯著降低空氣彈簧的垂向剛度，但當(dāng)附加空氣室的容積達(dá)到一定數(shù)值后（一般為60～70L）剛度變化不再明顯。對(duì)于有搖枕轉(zhuǎn)向架一般是利用搖枕的內(nèi)腔作為空氣彈簧的附

6、加空氣室。無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架有兩種情況：一種是利用轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁和（或）橫梁內(nèi)腔；另一種是在車體上設(shè)置單獨(dú)的空氣彈簧附加空氣室。這兩種情況各有利弊，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)條件加以選擇。2.2高度控制閥和差壓閥2.2.1高度控制閥正是由于自動(dòng)高度控制閥的采用才使得空氣彈簧具有許多優(yōu)點(diǎn)。車體高度控制是通過(guò)高度控制閥控制空氣彈簧充、放氣來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一般城市軌道交通車輛要求載荷變化時(shí)車輛地板高度調(diào)整的時(shí)間不超過(guò)車站停車時(shí)間，地板面高度的變化范圍為10mm。高