高速動車組轉向架技術解析

李向超 馬松花 張龍華

摘 要：動車組轉向架是保障高速列車安全平穩運行的重要設備之一。隨著科技進步，高速動車的運行速度也在越來越快，同時也對高速動車組轉向架的性能提出了高要求。動車組轉向架相對于傳統轉向架而言，其在保持高動力性能及適應高速平穩運行等方面具備絕對的優勢，動車組轉向架的關鍵技術在于其充分利用輪軌之間的附著力，來達到減輕輪軌之間相互作用力的效果，本文對高速動車組轉向架技術及其檢修技術進行簡要分析。

關鍵詞：高速動車組;轉向架;技術解析

高速動車已經成為人們外出的主要交通方式，其也占據著我國鐵路交通的主導地位。高速動車組轉向架作為全列動車組部件的重中之重，它不僅是保證高速動車組正常行駛的裝置，也是保證高速動車組安全的核心裝置，其能保證動車在運行時的穩定，保證動車組具有曲線通過能力，可以說動車組轉向架的質量決定了我國高速動車組的運營質量。因此，開發高性能轉向架的技術是我國發展高速動車組技術的關鍵。

1 高速動車組轉向架簡介

高速動車組轉向架是決定高速動車組在高速運行時是否能同時保證安全及平穩的關鍵因素，科學合理的高速動車組轉向架設計直接影響著車輛的舒適程度和運行安全。承載、牽引、緩沖以及制動等都是高速動車組轉向架必須具備的功能。以拖車轉向架為例，其包括以下幾個組成結構：第一是構架。轉向架靠著構架來把各個零部件組成一個整體，其不僅要與轉向架的結構和尺寸負荷，還要承受來自車體和輪對之間來自各個方向的負載和扭轉力。第二輪對軸箱定位裝置。它能夠有效緩沖減弱軌輪之間的沖擊力以及制動時產生的作用力，還可以提供引導功能，使車輛沿軌道的平移變成輪對的滾動。第三是一系懸掛裝置。它處在構架與輪對之間，可以減小不平穩軌道對動車組的影響。第四是二系懸掛裝置。它主要起到連接構架和車體的作用，也起到緩沖和較小構架和車體之間振動的作用。第五是基礎制動裝置。每個車的軸體上都具有三個制動盤，能讓動車組按規定距離范圍內制動停車。

2 轉向架對于高速動車組的重要性

轉向架（二系懸掛裝置）的存在使得高速動車組具有良好的舒適性[1]。隨著高速動車組的不斷改進和完善，高速動車組轉向架的結構設計相互之間也形成越來越多的相似點，它們之間最主要的設計共同點就是模塊化、無搖枕、采用空氣彈簧懸掛裝置、有回轉阻尼、加裝彈性定位等。由于隨著高速動車組的行駛速度在不斷地提升，即使比一般鐵路小的多的不平穩路段也會對乘客的乘坐體驗帶來不良影響。而轉向架中使用的空氣彈簧可以很好地解決了這一問題，它能有效減弱由于速度增加而帶來的基礎震動，很好地解決了其帶來的車體損傷和環境噪聲增大問題，減少了高速動車組在高速運行時脫離軌道的安全隱患。

3 高速動車組轉向架技術常見問題及改進措施

3.1 轉向架構架問題及措施

高速動車組轉向架構架應該具備足夠大的強度，一般來說其使用壽命在30年。一般情況下，高速動車轉向架構架不容易產生裂紋，在產生裂紋時也易出現在焊縫處，所以在日常維護檢修時，除了要對轉向架構架整體進行檢查，還需要對易出現裂紋的焊縫出進行針對性檢查，確保構架不會出現安全隱患。

3.2 車輪和車軸問題及措施

內部缺陷或踏面缺陷為車輪中最常見安全問題。高速動車組在每行駛10萬公里時就要對車輪進行超聲波探傷檢修，當車輪存在超過直徑3 mm的缺陷或深度超過1 mm的缺陷時，就要及時對其進行更換[2]。

而車軸中最常見的問題是空心車軸表面缺陷，當高速動車組行駛超過10萬公里時，就要對其空心車軸進行檢查，當出現超過1 mm深度的缺陷時，需要立即更換。

3.3 空氣彈簧問題及措施

空氣彈簧在動車組行駛過程中具有非常重要的作用。在日常維護過程中其最常見的問題遭到異物擊打，導致橡膠產生裂紋，而其由于自身老化引起的裂紋現象極少發生?？諝鈴椈蓛炔亢熅€層承受壓力，空氣彈簧的強度、硬度和耐久性由內部簾線參數決定。當裂紋深至簾線層后，簾線與空氣長期接觸會導致老化，從而降低其強度，所以需要對其及時更換;當裂紋未使簾線與空氣直接接觸時，空氣彈簧扔可以繼續使用。

3.4 減震器問題及措施

轉向架上減震器多采用油壓型減震器，它主要吸收沖擊所產生的振動能量，并起到緩沖連接部位的作用力。在對減震器日常維護中最常見問題其一是減震器在遭受異物擊打時會產生形變，需要維護人員判斷其是否影響動車運行;其二是減震器表面發生滲油現象，這就需要檢修人員評測其漏油嚴重程度。對減震器日常檢修的標準有：減震器應不存在裂紋，部件完整無缺失;減震器應不存在滴油現象;檢查螺栓防松標記是否完整，若不完整應立即進行更換處理。

3.5 輪盤問題及措施

在車輪兩側的輪盤，由于經常產生單面摩擦，所以在摩擦制動情況下會產生高溫而引起形變。而制動盤又是靠螺栓固定在靠近輪座處（盤的內圓附近），因此沒有被固定的制動盤外圓部分會朝著車輪范防線發生形變。另一個容易產生的問題是輪盤存在異物而導致運行時產生刻痕，若其刻痕深度超過1 mm，就會造成安全隱患，應立即對其進行更換。

3.6 剎車閘片問題及措施

在轉向架中需要經常更換閘片，由于動車組在高速運行時會不斷摩擦而產生高溫，閘片也會因此發生磨損。在閘片額日常檢查中應注意：檢查閘片是否存在裂紋、是否有異物混入和是否有異常磨損等現象;檢查閘片磨損是否到達更換標準，如果磨損過度要及時更換，同一對閘片需一起更換。也需要檢查閘片托是否存在裂紋、是否有異物混入等現象;檢查連接閘片的螺栓是否松動或丟失，如有丟失應及時更換。卡簧是否有出槽或丟失，銷子是否有變形、丟失和損壞，若異常需及時補裝與修復。

4 高速動車組轉向架檢修技術

作為高速動車組轉向架技術的一種，轉向架檢修技術是延長其使用壽命的關鍵，是保證高速動車組運行質量的重要手段。

4.1 高速動車組轉向架的檢修范圍

要從多方面的因素對轉向架的維修進行考慮。在檢修的同時對轉向架進行拆解和清理，同時還要根據環境改變清潔轉向架的周期[3]。如果轉向架長時間的暴露在惡劣環境下，那么就會出現很多安全隱患，還應注意在日常對轉向架進行檢修和維護時加強管理工作，即對其易損部位進行重點檢查，管理人員督促檢修人員按時檢修。

4.2 高速動車組轉向架的檢修流程

高速動車組轉向架的檢修技術也是動車組整體技術的重要組成部分。隨著動車組速度等級的不斷提升，對于轉向架的檢修技術也有不同的要求。在對高速動車組轉向架進行檢修時，應該對其進行檢修等級劃分，按照動車不同的速度等級采取不同的檢修手段。雖然說轉向架之間有很多相似之處，但是不同的行駛速度對轉向架也會造成不同程度的損傷，應該按照合適的等級進行檢修。

4.3 高速動車組轉向架的檢修布局

目前我國動車組的運行速度已經達到一個新的等級，而轉向架對于高速動車組來說又是一個非常重要的設備，所以在提高檢修技術的同時對其檢修布局合理地進行安排。除此以外，還應注意避免重復檢修，減少時間成本以及人工成本的浪費。必須要采用合理的檢修布局才能夠有效避免重復檢修、遺漏檢修等問題。科學合理的檢修布局能滿足轉向架的使用標準，同時也能確保維修工作的可靠性。

5 結語

伴隨著動車鐵路專線的增加，動車組速度的提升，人們對其安全性、快捷性、舒適性都提出了更高的要求。轉向架作為高速動車組最基本也是最重要的部分之一，成熟的轉向架技術能大大提高列車的安全性能以及滿足人們對高速動車組的基本要求。

參考文獻：

[1]霍長存.高速動車組轉向架技術研究[J].中國周刊，2020，45（4）：190.

[2]胡鳳劍.動車組轉向架構架加工技術分析[J].汽車博覽，2020（3）：149.

[3]高傳風，尉曉文，張建政.高鐵轉向架防松技術研究[J].科學與信息化，2019，12（3）：143.