軌道車輛塞拉門傳動及攜門裝置設計

① 軌道交通車輛和客車車門系統需要軸承嗎

車門的常見類型（一）按驅動方式的不同進行區分1、電控風動門電控風動門由壓縮空氣驅動傳動汽缸，在通過機械傳動系統和電氣控制系統完成車門的開關動作。機械傳動系統的作用使將傳動奇光活塞桿運動傳遞至車門，使車門動作。電氣控制系統爆過氣動門控制、再開門控制、車門動作監視和列車控制電路連鎖等內容。其作用是為了保證車門動作可靠和行車安全。2、電傳動門電氣驅動車門由電動機、傳動裝置（軸、磁性離合器、皮帶輪和齒形皮帶）、控制器、閉鎖裝置和緊急開門裝置組成。齒形皮帶與兩個門翼相固定，閉鎖和解鎖所需的扭矩由電動機提供。另一種電器驅動裝置為電動機通過一根左右同步的螺桿和球面支承螺母驅動滾珠擺動導向件和與其固定的門翼（二）按其開啟方式的不同進行區分1、內藏鉗入式對開側移門開關車門時門翼在車輛側牆的外牆與內護板之間的夾層內移動，傳動裝置設於車廂內側車門的頂部。2、外側移門與上述內藏鉗入式對開側移門區別僅在於開關車門時，門翼均處於側牆的外側，車門驅動機構工作原理與內藏鉗入式對開側移門相同。3、塞拉門藉助於車門上端的傳動機構和導航，車門開啟狀態時門翼貼靠在側牆和外側，車門在關閉狀態時，門翼外表與車體外牆成一片面。4、外擺式車門開門時通過轉軸和擺桿使車門向外擺出並貼靠在車體外牆板上，門關閉後門翼外表面與車體牆成一片面。（三）按其用途的不同進行區分1、客室側門：每輛車安裝了10個客室側門（每側5個，均勻分布），整列車共60個客室側門，供乘客上下車使用2、緊急疏散門：在A車司機室安裝有一個緊急疏散門。列車在隧道內運行一旦發生火災或其他險性事故時，司機可打開設在前後A車端牆中間的緊急疏散門，引導乘客通過緊急疏散門走向路基中央，然後向兩端的車站疏散。3、司機室側門在司機室側牆上各有一扇單葉的門，其結構與客室車門類似，供司機上下車。3、司機室後牆門在司機室背牆中間有一通客室的通道門，供司機走入客室的通道。它在客室一側沒有開門把手，乘客是不能開啟這扇門的。但在其上方有一紅色緊急拉手，其用途是當乘客發現司機因突發疾病時，可用緊急手柄開啟通道門對司機進行搶救。

② 地鐵理論知識性能特徵

地鐵車輛是地鐵用來運輸旅客的運輸工具，它屬於現代城市快速軌道交通的范疇。那麼你對地鐵了解多少呢?以下是由我整理關於地鐵理論知識的內容，希望大家喜歡!

一、地鐵理論知識——車輛簡介

從構造上：列車採用動力分散布置形式。根據需要由各種非動力車和動力車(或半動力車)組合成相對固定的編組，兩頭設置操縱台。由於隧道限界、車輛限界、設備限界的限制，車輛和其各種車載設備的設計要求相當緊湊。在方便檢修的同時，盡量採用模塊化。

從結構上，車體朝輕量化方向發展，主要採用大斷面中空擠壓鋁型材模塊化車體結構設計，採用整體承載結構;懸掛系統具有良好的減振系統;採用電氣(再生制動和電阻制動)和空氣的混合制動;車輛連接採用密貼式車鉤進行機械、電氣、氣路的全自動連接;車輛間採用封閉式全貫通道，通過量大。

從運用性能上：由於地鐵的服務對象是城市高密度、大客流人群，並要與公交系統、小汽車形成競爭力，所以對其安全、正點、快捷上有很高的要求。同時要提供給乘客適當的空間、安靜的環境及空調，使乘客感到舒適、便利。

在運行方式上，應用列車自動駕駛系統ATO。在主牽引傳動上，採用當今世界先進的調頻調壓交流傳動。在輔助系統中，採用先進的IG-BT技術。

車輛是地鐵系統中最關鍵，也是最復雜的設備，它是多專業綜合性 的產品，涉及機械、電氣、控制、材料等多領域。總之，車輛是通過各個相對獨立的子系統有機地結合在一起，共同來實現列車的安全、可靠、高品質運行的。

二、地鐵理論知識——機械部分

1、車體

一般車體採用模塊化設計。它包括自支撐構架，用螺栓連接的司機室和中間端。車體構架和中間端是由鋁合金大型型材和板組成，而司機室是由型鋼構成的。焊接的型材與中間端和司機室端通過機械緊固裝置相互連接。司機室和中間端都由較大的玻璃鋼罩板覆蓋。通過車鉤系統中的壓潰管吸收能量。當發生事故時車前端的防爬裝置能夠分散碰撞力。

列車通過貫通道連接在一起，貫通道上設計有折棚和位於車鉤上的渡板。列車表面噴塗根據城市的特點進行。

2、車門

根據車輛運營環境的不同，選擇不同的車門。以廣州地鐵二號線車輛採用外掛式電控電動門為例。它由雙向作用的電機為驅動裝置，採用皮帶傳動及絲桿裝置作為傳動機構。由EDCU(電子門控單元)來控制車門的開關及鎖定。在司機室操作控制按鈕，通過EDCU控制電機轉動來實現車門的開關，並設有障礙物探測重開門。由行程開關給出車門的狀態信號，故障信號由EDCU通過編碼硬線傳送給VTCU(車輛及列車控制單元)。

從安全可靠性上來講，移動門一般適用於速度低於100km/h的列車上。特別是外掛門，由於外掛門屬於外吊懸掛式結構，下部懸空無支承。當列車在隧道中運行，隨著速度的提高，其空氣的阻塞比大大增加，對外吊的懸掛門產生較大的壓力。如果門的結構及強度不隨速度的提高而改進設計的話，車門會產生晃動等不穩定因數，影響車門的安全可靠性。

由於移動門的結構決定車門與車體之間必須保證一定的間隙，因 此，移動門的密封性差。當列車達到一定的行駛速度時(超過100km/h以上)便會產生車廂內竄風，給乘客帶來不適;在車輛進出隧道等外界壓力變化時，車內壓力隨著變化，舒適性下降。由於移動門的密封性差，車輛走行部件產生的噪音很容易傳入車內;同時由於移動門或凹或凸於車體，列車在行駛中會使附近的空氣產生渦流，空氣阻力大，也就限制了移動門的使用速度。

塞拉門由於與車體在同一平面內保持列車較好的流線型，所以具有密封性好、空氣阻力小等特點，但塞拉門的結構較移動門復雜，且造價較高。

車門的形式種類雖然各不相同，但實現的功能卻大同小異，性能參數也差不多。

為了安全起見，逃生裝置在前端牆的中部，包括一個在頂部鉸接的大窗和位於兩個司機台之間的一個梯子，正常情況該梯子折疊並隱藏起來。在列車不能到達下一站時，逃生裝置用於疏散乘客。

3、車鉤及緩沖裝置

車鉤緩沖裝置由車鉤及緩沖器等部件組成，裝在底架牽引樑上，是車輛的一個安全部件。其作用是：

(1)將車輛互相聯掛，聯結成為一組列車;

(2)傳遞縱向牽引力和沖擊力;

(3)緩和車輛之間的動力作用;

(4)實現電路和氣路的連接。

車鉤緩沖裝置共分三種類型：自動車鉤、半自動車鉤、半永久牽引桿。三種車鉤均設有可復原能量吸收功能，採用橡膠緩沖器。在自動車鉤和半永久牽引桿上還設有超載保護裝置，不可復原的可壓潰變形管。其結構均採用先進的密貼式車鉤，它是依靠相鄰車輛鉤頭上的凸錐和凹錐口互相插接，起緊密連接作用。其優點是：節省人力，保證安全方便。缺點是：構造較復雜，強度較低。所以適用於地鐵、輕軌等輕型軌道車輛上。

4、轉向架

轉向架是支承車體並擔負車輛沿著軌道走行的支承走行裝置。為了便於通過曲線，在車體和轉向架之間設有心盤或轉軸，轉向架可以繞一中心軸相對車體轉動。為了改善車輛的運行品質和滿足運行要求，在轉向架上設有彈簧裝置和制動裝置。對於動車，轉向架上還裝有牽引電機和減速機構，以驅動車輛運行。轉向架主要由以下部分組成:輪對軸箱裝置、彈性懸掛裝置、構架、制動裝置、牽引電機和齒輪變速傳動裝置、轉向架支承車體裝置。另外，在拖車轉向架上還安裝了ATC的通訊天線。

車輛在軌道上運行時，由於線路的不平順、軌隙、道岔、軌面的缺陷和磨耗以及車輪踏面的斜度、擦傷和輪軸偏心等原因，常會伴隨產生復雜的振動和沖擊。為了提高運行的平穩性必須設有彈簧減振裝置，空氣彈簧在改善車輛的動力性能和運行品質上具有顯著優點，被地鐵和輕軌廣泛應用。為了改善車輛的振動性能，地鐵上大多採用液壓減振器。

由於地鐵承擔運送乘客的任務，並且運行於地下隧道或高架線路上，要求轉向架有較低的雜訊和良好的減振性能，並且能適應重載和空載變化的能力。一般廣泛採用空氣彈簧和橡膠彈簧作為彈性懸掛元件，彈簧減振裝置包括一系懸掛——人字形多層橡膠彈簧或者圓錐彈簧、二系懸掛——空氣彈簧、垂向液壓減振器、橫向液壓減振器、抗側滾扭桿和橫向橡膠緩沖擋。

牽引傳動裝置在電動客車中佔有十分重要的地位，是驅動列車運行的核心裝置。包括一個牽引電機，齒式聯軸節和齒輪。其作用是將牽引電機輸出的功率傳給輪對。車輛的驅動機構是一種減速裝置，用來使高轉速、小扭矩的牽引電動機驅動阻力矩較大的動軸，對驅動機構的要求：能使牽引電動機功率得到發揮;電動機電樞軸應與聯軸節保證同心度，以降低線路不平對齒輪的動作用力。用方框圖來簡述傳動線路：

牽引電機採用三相交流感應電機，由於採用這一電傳動方式，牽引性能良好，運行可靠，使車輛具有良好的牽引制動性能。

5、制動裝置

據成熟地鐵 經驗 ，摩擦制動採用閘瓦制動。為了改善摩擦性能和增加耐磨性，大多數地鐵車輛採用合成閘瓦。但合成閘瓦的導熱性能較差，又選擇了導熱性能良好的產品——粉末冶金閘瓦。既具有較好的摩擦性能，又有良好的耐磨性。在閘瓦制動方式中，動能轉化為熱能的能力大，但熱能散於大氣的能力相對較小。當要求的制動功率較大時，有可能發生產生的熱能不能散失到大氣中，而在閘瓦與車輪踏面積聚集，使他們的溫度升高，嚴重的會導致閘瓦熔化或車輪踏面產生裂紋。因此，在採用閘瓦制動時，對制動功率要有限制，即在車輛上安裝一定的防滑系統。

動力制動在制動時，將牽引電機變為發電機，使列車動能轉化為電能，對這些電能的不同處理方式形成了不同方式的動力制動，主要有電阻制動和再生制動。其中的再生制動是把電動車組的動能通過電機轉化為電能後，再使電能反饋回電網給別的列車使用。顯然這種方式既能節約能源，又減少了制動時對環境的污染，並且基本上無磨耗，是當前地鐵行業首選的制動方式。在制動控制系統方面，目前的制動系統主要有空氣制動系統和電氣制動控制系統，在比較兩者後，發現電氣制動更具有優越性，電氣制動的主要優點是全列車制動和緩解的一致性好，在制動和緩解時縱向沖擊小，制動距離短，便於做到動力制動和空氣制動的協調。

6、車輛內部設備

車輛內設包括服務於乘客的車體內的固定裝置如車電、通風、取暖、空調、座椅、拉手等和服務於車輛運行的設備裝置大多吊掛於車底架，如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電器開關和接觸器箱等。故障率較高的空調需要經常清洗，大多採用車頂修和拆卸修。此設備中，控制器的故障率較高，主要是影響客室環境，不對行車造成影響，需要使用大量的備件進行替換。

三、地鐵的性能特點

優點

節省土地：由於一般大都市的市區地皮價值高昂，將鐵路建於地底，可以節省地面空間，令地面地皮可以作其他用途。

減少噪音：鐵路建於地底，可以減少地面的噪音。

減少干擾：由於地鐵的行駛路線不與其他運輸系統(如地面道路)重疊、交叉，因此行車受到的 交通干擾較少，可節省大量通勤時間。

節約能源：在全球暖化問題下，地鐵是最佳大眾交通運輸工具。由於地鐵行車速度穩定，大量節省通勤時間，使民眾樂於搭乘，也取代了許多開車所消耗的能源。

減少污染：一般的汽車使用汽油或石油作為能源，而地鐵使用電能，沒有尾氣的排放，不會污染環境。

其他優點

地鐵與城市中其他交通工具相比，除了能避免城市地面擁擠和充分利用空間外，還有很多優點。

1、 運量大。地鐵的運輸能力要比地面公共汽車大7~10倍，是任何城市交通工具所不能比擬的。

2、 准時，正點率一般比公交高。

3、 速度快，地鐵列車在地下隧道內風馳電掣地行進，行駛的最高時速普遍80公里，可超過100公里甚至有的達到了120公里。

缺點

建造成本高：地鐵工程路線長，影響范圍廣，通常需要對路線沿線的建構築物、管線、道路進行拆遷、改造、保護等 措施 ，工程以外的費用比較大。地鐵工程多為地底，由於要鑽挖地底，地底建造成本比建於地面高。

前期時間長：興建地鐵的前期時間較長，由於需要規劃和政府審批，甚至還需要試驗。從開始醞釀到付諸行動破土動工需要非常長的時間，短則幾年，長則十幾年也是有可能的。

部分災害抵禦能力弱：雖然地鐵對於雪災和冰雹的抵禦能力較強。但是對地震、水災、火災和恐怖主義等抵禦能力很弱。由於地鐵的構造，而導致極易因為這些因素發生悲劇。為此自地鐵出現以來，工程師們就不斷持續研究如何提高地鐵的安全性。

具體缺點如下：

1、地震

可以導致行進中的車輛出軌，因此地鐵都設計有遇到地震立即停駛的功能。為防止地鐵地道坍塌，處於地震地帶的地鐵結構必須特別堅固。

2、水災

由於地鐵內的系統低於地平線，而導致地上的 雨水 容易灌入地鐵內的設施。因此地鐵在設計時不得不規劃充分的防水排水設施，即使如此也可能發生地鐵站淹水事件。為此在發生暴雨之時，地鐵車站入口的防潮板和路線上的防水閘門都要關閉。一個知名的例子是台北捷運在納莉台風侵襲時曾經發生淹水事件。還有北京地鐵一號線因暴雨積水關閉了數小時。

3、火災

在以前，人們不太重視地鐵站內的防火設施，車站內一旦發生火災，瞬間就會充滿煙霧，而引發嚴重的災禍1987年11月18日，英國倫敦地鐵King's Cross站發生火災，導致31人死亡。產生火災的原因之一是因為倫敦地鐵內採用了大量木質建築。因此，日本地鐵部門規定在地鐵站內禁煙來避免火災。

2003年2月28日，韓國大邱廣域市的地鐵車站因為人為縱火而產生火災，13輛車卡被燒毀，192人死亡，148人受傷。這次火災產生如此嚴重死傷的原因除了車卡內部裝潢採用可燃材料之外，車站區域內排煙設施不完善也是重要因素，加上車輛材質燃燒時產生了大量的一氧化碳等有害物質，而導致不少人中毒死亡。

③ 列車塞拉門的手動塞拉門

手動塞拉門是對於單個門系統由基礎安裝部分、驅動裝置、門板、門板附件、鎖閉裝置、電熱裝置組成具有使門的開啟與關閉方便、省力、安全，能防止車門擠壓旅客但不能進行自動開門和集中控制。手動塞拉門的操作使用：開門只有在車輛處於靜止狀態時才能進行開門操作。開門前，應先將隔離鎖的隔離狀態解除。通過扳動門內、外三角鎖芯手動開門。
在隔離瑣打到開位時，可以操縱門內、外三角鎖芯將門打開，此時門狀態指示燈由綠色變為紅色。B、關門通過門內、外扣手手動關門。操縱門內扣手或門外扣手將門關閉到二級鎖閉狀態，此時可以觀察到門狀態指示燈由紅色變為綠色。之後，必須將隔離鎖打到關位，將門處於隔離狀態後，乘務員方可離開門區。C、門的隔離鎖閉通過隔離鎖隔離鎖閉。在列車停運時，單個車門可以用三角鑰匙擰動隔離鎖鎖芯，使鎖舌伸出別住門框，實現門的機械隔離鎖閉功能，肉不解除隔離鎖的隔離鎖閉狀態，門將不能打開。緊急制動閥在列車運行中，遇有緊急情況時，使用緊急制動閥，它將列車管壓力空氣急劇排入大氣，施行急劇減壓，使三通閥產生制動作用而達到緊急制動的目的。人力制動裝置人力制動裝置安裝在車廂一號位，為蝸輪蝸桿式。作用原理是，人力制動機的搖把是個蝸桿，將搖把向外拉出順時針旋轉，則可帶動蝸輪、主軸、錐型鏈輪轉動，使鏈條卷饒在錐型鏈輪上，從而拉動人力制動拉桿，帶動基礎制動裝置發生作用。停止轉動搖把時，因蝸輪蝸桿的自鎖作用，受制動裝置可保持制動而不發生緩解。逆時針轉動搖把，可緩解制動作用。到目前為止使用電控氣動塞拉門的列車型號只有少數25G型客車裝有手動塞拉門。

④ 軌道交通動力裝置是什麼

1 概述

城市軌道交通具有安全、快速、准時、高效、節能、無污染和佔地少的特點，能滿足城市發展和環境保護的現實要求。發展城市軌道交通是解決城市公共交通問題的根本途徑，也是城市可持續發展戰略的必然選擇。現代快速城市軌道交通系統採用全封閉車道、自動信號控制調度系統和輕型快速電動車組，行車密度大，h～ 40 km 平均旅行速度一般為30 km /h，最高運行h～ 90 km 速度為80 km /h，單向最大載客能力可達6 萬人h～ 8 萬人h。城市軌道交通車輛有三大關鍵技術：VVV F 調頻調壓交流傳動與控制技術；輕量化車體技術；輕量化、高性能、高可靠性轉向架技術。

現代城市軌道交通車輛的類型一般可以分為A 型、B 型、C 型和低地板輕軌車。其中，低地板輕軌車又可分為70% 低地板和100% 低地板2 種。目前，同時具有發展城市軌道交通的現實需要和經濟實力的多為客流量大的大中型城市，其快速軌道交通系統發展的主流是以A 型車或B 型車為基礎，基本編組單元為2M + 1T 或1M+ 1T 的電動車組立體化運行。整個軌道交通系統正朝著地下鐵道、高架輕軌和近郊地面三位一體的立體化、網路化方向發展。採用VVV F 交流傳動技術和輕量化耐候鋼或不銹鋼車體的B 型車，能夠滿足我國一些城市軌道交通系統的發展要求，並有一定的技術經濟性，其走行部為輕量化、低雜訊的無搖枕轉向架。

2 轉向架選型分析

2. 1 城市軌道交通對轉向架的特殊要求

與干線鐵路相比，城市軌道交通有以下特點：

(1) 間距短，啟停頻繁，對牽引和制動性能要求很高；
(2) 曲線半徑小，對走行部要求高；
(3) 線路坡度大，可達30‰～ 60‰；
(4) 載重從1816 t (310 人) 到26 t (432 人)，空重車重量差大；
(5) 行車密度大，最短行車間隔可達115 m in～ 2 m in，自動控製程度高；
(6) 運行環境特殊，安全可靠性要求極高；
(7) 對雜訊要求嚴格；
(8) 需滿足城市總體風格和居民的審美要求，車輛造型和色彩要求極富創造性。

對於轉向架的運行穩定性、輕量化、低雜訊、高可靠性、易維護及特殊的運行環境必須給予足夠的重視。轉向架對車輛的運行性能和行車安全至關重要，對軌道交通系統運行的經濟性有重大影響。

2. 2 國內既有轉向架的特點

目前，國內地鐵、輕軌電動客車用轉向架除國產的外，還有引進國外技術的，主要有2 種：一種是上海地鐵1 號線、2 號線和廣州地鐵1 號線用轉向架，為從歐洲整機進口的產品；另一種是北京復八線地鐵用轉向架，為引進韓國韓進重工技術研製生產的產品。其中，上海2 號線地鐵車輛也用於我國第一條高架輕軌—— 明珠線。為便於分析比較，將各種轉向架的主要技術特徵和參數列於表1。
表1 現有地鐵、輕軌轉向架的主要技術特徵和參數

註：上海地鐵1 號線用轉向架為橡膠彈性聯軸器

2. 3 轉向架的發展方向

縱觀國內外情況，A 型或B 型城市軌道交通車輛走行部的發展趨勢是輕量化、低雜訊的無搖枕轉向架，一系懸掛為橡膠彈簧，二系懸掛為空氣彈簧與抗側滾扭桿並用，牽引電機橫向架懸，採用單元式基礎制動裝置。城市軌道交通車輛的線路條件和走行特性與干線鐵路車輛有很大不同，如轉向架的結構設計空間十分苛刻；採用交流傳動技術，齒輪傳動比很高；載客量很素的綜合作用給城市軌道交通車輛轉向架的設計帶來大，運行環境特殊，安全可靠性要求極高，等等。這些因了特殊的困難。

3 轉向架總體設計要求和主要技術參數

3. 1 轉向架總體設計要求

(1) 轉向架的綜合性能應符合規定的限界和線路條件，能夠滿足地下鐵道、高架線路和近郊地面大容量、快速城市軌道交通系統的運用要求。
(2) 轉向架具有適宜的運行穩定性和良好的曲線通過能力。
(3) 運行平穩性指標按GB5599—1985 《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》的規定執行：車輛在空載和滿載之間的任何載荷條件及各種運營速度下，其垂向和橫向平穩性指標均小於或等於215，且性能穩定。
(4) 轉向架的安全性指標按GB5599—1985 《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》的規定執行：脫軌系數Q ?P ≤1. 0；輪重減載率?P ?P ≤016；傾覆系數D ≤018。
(5) 轉向架關鍵零部件的靜強度、動強度符合有關國際標准或TB1335—1996 《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規范》的要求。
(6) 適當採取輕量化措施，轉向架總重約415t(不含驅動裝置)。
(7) 可靠性高，對可能的故障均採取安全措施。
(8) 可維護性好。

3. 2 轉向架主要技術參數

4 轉向架主要結構設計特點

B 型城市軌道交通車輛轉向架為輕量化、低雜訊、無搖枕轉向架。軸箱彈簧為無磨耗圓錐疊層橡膠彈簧，採用H 型鋼板壓型焊接構架，中央懸掛為空氣彈簧直接支承車體的三無結構，採用單元式單側閘瓦踏面制動裝置，牽引電機橫向架懸。轉向架分為動車轉向架(圖1) 和拖車轉向架(圖2)。在動車轉向架的每根車軸上裝有1 台交流牽引電動機、齒輪傳動箱和聯軸器。動車轉向架與拖車轉向架相比，除軸箱彈簧的特性參數不同外，其他零部件可完全互換。

圖1 動車轉向架裝配圖

圖2 拖車轉向架裝配圖

首次採用I2DEA S 軟體對轉向架直接進行三維裝配設計。構架、軸箱等的三維造型設計為後續的有限元強度計算打下了基礎。對各零部件進行了准確的質量、轉動慣量、重心和主慣性軸位置的計算，以便為轉向架的動力學性能計算提供可靠的基礎數據。

4. 1 輪對軸箱定位裝置

輪對軸箱定位裝置採用圓錐疊層橡膠彈簧(圖3) ，橡膠彈簧的優點在於具有非線性剛度特性，並有隔離高頻振動和降低輪軌雜訊的作用。對三向彈簧參數進行優化選擇，在獲得轉向架適宜的蛇行運動穩定性和滿足傳遞制動力、牽引力要求的前提下，注重提高轉向架的曲線通過能力。在軸箱彈簧與軸箱之間設有調整墊片，以便於落車調整。軸箱蓋與構架之間設有安全吊環。

圖3 輪對軸箱彈簧裝配圖

採用我國現行標準的H SD 型車輪，車輪滾動圓直徑為<840 mm ，踏面為LM 型磨耗形踏面。遠期有條件時將採用雜訊優化車輪和大等效斜度圓弧踏面。車軸為非標RC3 軸，軸頸直徑為<120 mm，軸頸中心距為1 930 mm 。採用<120mm ×<240mm ×160mm 雙列圓柱滾子軸承，軸箱材料為鑄鋼，有條件時將採用鋁合金。

4. 2 構架組成

構架為H 型輕量化低合金高強度鋼板焊接結構，主要由2 根側梁和2 根橫梁組成(圖4)。側樑上蓋板、下蓋板和立板的厚度分別為12 mm 、14 mm 、10 mm，側梁內部設有多塊厚度為8 mm 的筋板。構架橫梁採用直徑<180 mm 、壁厚14 mm 的無縫鋼管，可提高構架主體結構的可靠性。側梁與橫梁的連接處和兩橫梁之間設有縱向加強梁。

圖4 構架裝配圖

構架側樑上焊有制動缸安裝座、軸箱彈簧定位座等，橫樑上焊有牽引電機吊座、齒輪箱吊桿座、牽引拉桿座和橫向緩沖器座等。所有關鍵安裝座的位置精度均通過對轉向架構架的整體加工獲得。採用三維有限元分析法進行了構架應力和振動模態分析。計算表明，構架整體應力分布合理，不存在薄弱環節。模態分析採用了L anczo s 方法，最低階模態振型為構架扭曲，頻率為3011 H z 。正常運用情況下，轉向架構架的使用壽命不低於車體壽命(30 a)，在此期間內不需要對轉向架進行結構修整。轉向架焊接製造完工後需進行消除焊接內應力的處理。

4. 3 中央懸掛裝置

中央懸掛裝置採用低橫向剛度、大扭轉變形的空氣彈簧直接支承車體的三無結構，垂向用可變阻尼節流閥減振，橫向安裝油壓減振器，還設有非線性橫向緩沖止擋和新型抗側滾扭桿裝置(圖5)。動車頭部轉向架裝設排障器和信號天線托架。當採用第三軌受電時，還需裝設第三軌受流器。
圖5 無搖枕型中央懸掛裝配

牽引裝置由中心銷、牽引梁、復合彈簧和新結構Z 形牽引拉桿組成，牽引點距軌面高度為385 mm 。新結構Z 形牽引拉桿具有低的橫向及垂向附加剛度，提高了車輛的橫向及垂向動力學性能，實現了無磨耗、無間隙牽引。

4. 4 基礎制動裝置

動車、拖車轉向架均採用單側單元式踏面制動裝置，制動力優先由動車的再生制動負擔。每軸設1 個帶彈簧停放制動器的單元制動缸，停放制動能力滿足用戶規定的最大限制坡道要求。此方案的優點在於，動車、拖車轉向架的制動裝置(除制動倍率外) 完全相同。與軸裝盤形制動和輪裝盤形制動相比，該轉向架具有較低的簧下質量，有利於減小輪軌之間的動作用力。單元制動缸的主要技術參數見表3。

4. 5 齒輪傳動裝置採用斜齒輪一級減速，以使傳動平穩，降低傳動雜訊。為降低簧下質量，齒輪箱材料採用高強度鑄造鋁合金。採用剛性可移式鼓形齒聯軸器或TD 型撓性板式聯軸器(圖6)。齒輪箱採用具有雙面密封效果的機械式迷宮密封，免維護，無磨損。傳動裝置的傳動比等主要技術參數將依據列車基本單元的配置和牽引電機的選擇來確定。

圖6 牽引電機傳動裝置

4. 6 其他裝置

5 轉向架動力學性能參數優化

鐵道車輛是一個復雜的多體動力學系統，不但有各個部件之間的相互作用力和相對運動關系，還有輪軌之間復雜的相互作用關系。在轉向架設計過程中，筆者與北方交通大學合作，利用德國鐵路專用軟體S IM 2 PA CK 建立了車輛系統的多體動力學模型，對影響車輛動力學性能的轉向架主要參數進行了優化計算。包括：一系圓錐橡膠彈簧的三向剛度、二系橫向減振器阻尼、抗蛇行減振器阻尼、抗側滾扭桿剛度和車輪踏面斜度的變化等。車輛系統的每種參數對車輛的動態響應、蛇行運動穩定性和曲線通過性能三個方面的影響是不同的，而且，提高車輛蛇行運動臨界速度和改善車輛曲線通過性能這兩者對懸掛參數的要求是有矛盾的。因此，車輛懸掛系統的結構設計和參數選擇，只能按實際運用條件進行綜合考慮。這些條件包括最高運營速度、曲線半徑和超高以及線路不平順等。通過多方案的參數優化選擇，轉向架蛇行運動的計算臨界速度為220 km /h，動車、拖車的運行平穩性指標小於2. 5，曲線通過能力和運行安全性指標滿足有關標準的要求。

6 結論與建議

立足於國內技術，研製出具有國際先進水平的轉向架，對我國城市軌道交通的發展具有重大意義。轉向架的結構設計受車輛限界、地板高度、車輛寬度和軸重等的嚴格限制。通過B 型城市軌道交通車輛轉向架的設計，筆者有以下幾點體會：

(1) 雖然完成了轉向架的設計和理論分析計算，但結構設計的合理性、關鍵零部件的疲勞強度以及運行性能仍有待於進一步試驗和長期的運用考驗。
(2) 對於採用VVV F 交流傳動的A 型和B 型城市軌道交通車輛來說，踏面單元制動是較理想的基礎制動方式。
(3) 車輪直徑大小及其輻板形式不僅影響輪軌之滑防空轉控制感測器、接地電刷裝置和固體輪緣潤滑間的相互作用，也關繫到轉向架傳動裝置的設計和牽引電機的選擇。應盡快研製車輪直徑和輻板形式合理的雜訊優化車輪。
(4) 有關單位應研製專門適用於城市軌道交通車輛的大等效斜度圓弧踏面，以提高城市軌道交通系統運營的經濟性。
(5) 城市軌道交通車輛轉向架的研製是一個復雜的系統工程。轉向架的設計與線路、限界條件、傳動技術的發展以及轉向架基礎零部件的技術水平密切相關。
(6) B 型城市軌道交通車輛轉向架的基本結構和技術完全可以用於A 型車，只需根據A 型車鋁合金車體的設計特點對轉向架固定軸距和空氣彈簧上支承面高度進行適當調整即可。