城軌列車轉向架發展方向探討

王世建

摘 要：隨著我國經濟水平的快速發展和社會的不斷進步，城市化的水平也在不斷加速，更多的人涌向城市，造成了城市擁擠的問題越來越嚴重，與常規的交通工具相比，城市軌道交通具有的節能、便捷以及運載量大的特點受到了更多人的歡迎，這些優勢也是其他交通工具無法比擬的。現階段，我國的城市軌道交通的發展已經進入了發展的高峰期，隨著城軌的高速發展，城軌運營的安全性也受到了廣泛的關注，城軌列車的系統非常復雜，轉向架是城軌列車的重要部件之一，它對列車運營的安全性、舒適性以及運營速度起著重要的作用。本文主要探討轉向架對城軌列車的作用，以及如何保證城軌列車的安全運營。

關鍵詞：城軌；列車；轉向架；研究

隨著我國科技的進步和經濟水平的發展，城市的規模和范圍也隨之擴大，城市中的人口數量也不斷加大，交通出行的距離增長和人數的增多，導致交通擁擠的現象更加嚴重。與此同時，城市軌道交通運量大、運行速度快，正好滿足了現代化城市的發展需求，是一種集約化交通出行方式，具有占用空間少、節約土地資源、運量大、安全舒適等特點，是以后城市交通出行的必然選擇。城軌列車運行的安全性是最受人們關注的，城軌列車是一種非常復雜的系統，若其中一個環節出現問題則必然會導致嚴重的后果。轉向架是城軌列車中最關鍵的部分，所承載的重力巨大，且受到接觸應力的重復作用，容易導致斷裂等問題的發生，我國對于城軌轉向架的研究和試驗也起步較晚。所以，轉向架的設計研究是滿足城軌列車性能優越、技術水平高、價格適中的關鍵問題。

1 城軌列車轉向架的基本要求

1.1 安全性方面

城軌列車轉向架首先要考慮的條件就是安全性能問題，城軌列車的運營在安全問題上必須要達到一定的高度。在設計轉向架時必須要確保不超出列車運行限界、較小的輪軌沖擊作用，充分考慮到列車運行的安全性。根據國家對城軌車輛的相關安全性標準，城軌列車的轉向架必須要滿足規定的脫軌系數、輪軸橫向力、輪重減載率等要求，此外，在設計轉向架的同時要考慮到轉向架自身的要素，轉向架的各個部位必須要符合設計條件，并且要達到設計所規定的壽命時長。[1]設計轉向架必須能保持蛇形運行的穩定性，同時要充分考慮到輪軌之間的相互作用，使得輪軌的磨耗為最小。

1.2 平穩性方面

一般情況下，測量車體的某些部位的震動加速度，計算平均值就可得出平穩性的指標，一般測量的部位是在城軌列車的地板上或者底架上面，除此之外還要確定測量的方式以及測量需要的裝備。就目前來說國家對測量的標準還沒有統一的規定，但是根據地下軌道車輛的技術條件規定，平穩指標不能超過2.5。由于城軌列車與其他交通車輛相比具有一定的特殊性，比如說，車輛在運營中載荷量在不斷變化，并且大多數的乘客是站立的，所以用以上的規定來測量必定會有較大誤差，就存在不標準性，而鐵路車輛震動舒適性相關標準可提供一些參考，這些標準對震動的測量部位、測量方法也有一定的介紹，對測量的方法和評價需要的數據都有相關的規定，評價的方法有兩種，一種是簡化法，另外一種是完整法，這兩種方法都可以計算平穩性和舒適度。

1.3 互換性方面

在城市軌道列車中的轉向架可以分為動力轉向架和非動力轉向架，在滿足設計的標準之外，還應該滿足互換性的要求，比如說在同一類型的城軌車輛中，所有的動力轉向架可以互換，同時所有的非動力轉向架也可以互換，無論是動力還是非動力都要盡可能的在結構上設計相同。在同一類型的城軌車輛中，功能相同的構架都可以互換，并且所有的動力轉向架的電機和齒輪箱也可以實現互換。

1.4 噪聲方面

城軌列車不同于傳統的交通工具，現已經包含了地面、地下以及高架上三種線路，所以城軌列車的噪聲不消除，不僅僅影響的是乘客，同時也會對周圍的環境造成一定的影響。所以在城軌列車的噪音方面也做出了一定的規定。

2 城軌列車轉向架的功能

轉向架是城軌列車的主要系統，它可以起到支撐車體的作用并且傳遞載荷，能夠承受車體的自重且能夠使軸重均勻的分配，轉向架同時也可以保障車輛運行的安全性，能夠靈活的沿著線路運行，減少了運行的阻力和一定的噪音，提高車輛運行的速度。[2]轉向架傳遞牽引力，并且具有緩沖的作用，可以緩和震動與沖擊，提高乘客乘坐的舒適性，在車上安裝特定的減振裝置，可以使得城軌列車具有很好的減振效果。

3 城軌列車轉向架的未來發展

轉向架是城軌列車系統中的關鍵配件，轉向架的發展對未來城市交通運輸起到很大的作用。轉向架有效的解決了車輛行駛的穩定性和曲線性的矛盾，轉向架輕量化設計是未來發展的一大趨勢，隨著自重的減輕可以節省牽引力、減小輪軌沖擊、減少車輪的磨損，有利于車輛的維修和保養。轉向架雖然是城軌列車上很小的裝置，但卻起到至關重要的作用。現在我國在城軌列車轉向架的研究方面以及技術水平已經達到了一定的高度，但在轉向架自動駕駛、自動故障診斷、自動故障預警等方面仍處于起步階段，將是未來城軌列車轉向架研究的重點方向。

4 結束語

近年來，隨著經濟水平的與日俱增，城市化的發展也隨之加快，加劇了城市交通擁擠的局面，城市軌道交通的出現能夠有效緩解城市交通擁堵的狀況，城軌列車的運營解決了很大一部分人的出行壓力，成為人們出行最受歡迎的選擇。現在人們更加關注安全問題，城軌列車載客量大、承載重力大，必須把運行安全性放在首要位置，轉向架是城軌列車中最重要的部件，它具有保障列車運行安全性、舒適性、穩定性的作用，同時能夠降低列車運行時的噪音，減少對周圍環境的噪音污染。現在我國在城軌列車轉向架的研究方面以及技術水平已經達到了一定的高度，但在轉向架自動駕駛、自動故障診斷、自動故障預警等方面仍處于起步階段，將是未來城軌列車轉向架研究的重點方向。無論過去還是現在，轉向架的設計一直是不拘一格的，在形式和結構上都有很多的類型，但最終都是為了人類文明事業的進步而發展。

參考文獻：

[1]李智澤.門架式轉向架鉸接式列車結構及動力學性能研究[D].西南交通大學，2014.

[2]陳琦.采用非對稱轉向架的城軌車輛動力學研究[D].西南交通大學，2008.