高速动车组转向架技术解析

李向超 马松花 张龙华

摘 要：动车组转向架是保障高速列车安全平稳运行的重要设备之一。随着科技进步，高速动车的运行速度也在越来越快，同时也对高速动车组转向架的性能提出了高要求。动车组转向架相对于传统转向架而言，其在保持高动力性能及适应高速平稳运行等方面具备绝对的优势，动车组转向架的关键技术在于其充分利用轮轨之间的附着力，来达到减轻轮轨之间相互作用力的效果，本文对高速动车组转向架技术及其检修技术进行简要分析。

关键词：高速动车组;转向架;技术解析

高速动车已经成为人们外出的主要交通方式，其也占据着我国铁路交通的主导地位。高速动车组转向架作为全列动车组部件的重中之重，它不仅是保证高速动车组正常行驶的装置，也是保证高速动车组安全的核心装置，其能保证动车在运行时的稳定，保证动车组具有曲线通过能力，可以说动车组转向架的质量决定了我国高速动车组的运营质量。因此，开发高性能转向架的技术是我国发展高速动车组技术的关键。

1 高速动车组转向架简介

高速动车组转向架是决定高速动车组在高速运行时是否能同时保证安全及平稳的关键因素，科学合理的高速动车组转向架设计直接影响着车辆的舒适程度和运行安全。承载、牵引、缓冲以及制动等都是高速动车组转向架必须具备的功能。以拖车转向架为例，其包括以下几个组成结构：第一是构架。转向架靠着构架来把各个零部件组成一个整体，其不仅要与转向架的结构和尺寸负荷，还要承受来自车体和轮对之间来自各个方向的负载和扭转力。第二轮对轴箱定位装置。它能够有效缓冲减弱轨轮之间的冲击力以及制动时产生的作用力，還可以提供引导功能，使车辆沿轨道的平移变成轮对的滚动。第三是一系悬挂装置。它处在构架与轮对之间，可以减小不平稳轨道对动车组的影响。第四是二系悬挂装置。它主要起到连接构架和车体的作用，也起到缓冲和较小构架和车体之间振动的作用。第五是基础制动装置。每个车的轴体上都具有三个制动盘，能让动车组按规定距离范围内制动停车。

2 转向架对于高速动车组的重要性

转向架（二系悬挂装置）的存在使得高速动车组具有良好的舒适性[1]。随着高速动车组的不断改进和完善，高速动车组转向架的结构设计相互之间也形成越来越多的相似点，它们之间最主要的设计共同点就是模块化、无摇枕、采用空气弹簧悬挂装置、有回转阻尼、加装弹性定位等。由于随着高速动车组的行驶速度在不断地提升，即使比一般铁路小的多的不平稳路段也会对乘客的乘坐体验带来不良影响。而转向架中使用的空气弹簧可以很好地解决了这一问题，它能有效减弱由于速度增加而带来的基础震动，很好地解决了其带来的车体损伤和环境噪声增大问题，减少了高速动车组在高速运行时脱离轨道的安全隐患。

3 高速动车组转向架技术常见问题及改进措施

3.1 转向架构架问题及措施

高速动车组转向架构架应该具备足够大的强度，一般来说其使用寿命在30年。一般情况下，高速动车转向架构架不容易产生裂纹，在产生裂纹时也易出现在焊缝处，所以在日常维护检修时，除了要对转向架构架整体进行检查，还需要对易出现裂纹的焊缝出进行针对性检查，确保构架不会出现安全隐患。

3.2 车轮和车轴问题及措施

内部缺陷或踏面缺陷为车轮中最常见安全问题。高速动车组在每行驶10万公里时就要对车轮进行超声波探伤检修，当车轮存在超过直径3 mm的缺陷或深度超过1 mm的缺陷时，就要及时对其进行更换[2]。

而车轴中最常见的问题是空心车轴表面缺陷，当高速动车组行驶超过10万公里时，就要对其空心车轴进行检查，当出现超过1 mm深度的缺陷时，需要立即更换。

3.3 空气弹簧问题及措施

空气弹簧在动车组行驶过程中具有非常重要的作用。在日常维护过程中其最常见的问题遭到异物击打，导致橡胶产生裂纹，而其由于自身老化引起的裂纹现象极少发生。空气弹簧内部帘线层承受压力，空气弹簧的强度、硬度和耐久性由内部帘线参数决定。当裂纹深至帘线层后，帘线与空气长期接触会导致老化，从而降低其强度，所以需要对其及时更换;当裂纹未使帘线与空气直接接触时，空气弹簧扔可以继续使用。

3.4 减震器问题及措施

转向架上减震器多采用油压型减震器，它主要吸收冲击所产生的振动能量，并起到缓冲连接部位的作用力。在对减震器日常维护中最常见问题其一是减震器在遭受异物击打时会产生形变，需要维护人员判断其是否影响动车运行;其二是减震器表面发生渗油现象，这就需要检修人员评测其漏油严重程度。对减震器日常检修的标准有：减震器应不存在裂纹，部件完整无缺失;减震器应不存在滴油现象;检查螺栓防松标记是否完整，若不完整应立即进行更换处理。

3.5 轮盘问题及措施

在车轮两侧的轮盘，由于经常产生单面摩擦，所以在摩擦制动情况下会产生高温而引起形变。而制动盘又是靠螺栓固定在靠近轮座处（盘的内圆附近），因此没有被固定的制动盘外圆部分会朝着车轮范防线发生形变。另一个容易产生的问题是轮盘存在异物而导致运行时产生刻痕，若其刻痕深度超过1 mm，就会造成安全隐患，应立即对其进行更换。

3.6 刹车闸片问题及措施

在转向架中需要经常更换闸片，由于动车组在高速运行时会不断摩擦而产生高温，闸片也会因此发生磨损。在闸片额日常检查中应注意：检查闸片是否存在裂纹、是否有异物混入和是否有异常磨损等现象;检查闸片磨损是否到达更换标准，如果磨损过度要及时更换，同一对闸片需一起更换。也需要检查闸片托是否存在裂纹、是否有异物混入等现象;检查连接闸片的螺栓是否松动或丢失，如有丢失应及时更换。卡簧是否有出槽或丢失，销子是否有变形、丢失和损坏，若异常需及时补装与修复。

4 高速动车组转向架检修技术

作为高速动车组转向架技术的一种，转向架检修技术是延长其使用寿命的关键，是保证高速动车组运行质量的重要手段。

4.1 高速动车组转向架的检修范围

要从多方面的因素对转向架的维修进行考虑。在检修的同时对转向架进行拆解和清理，同时还要根据环境改变清洁转向架的周期[3]。如果转向架长时间的暴露在恶劣环境下，那么就会出现很多安全隐患，还应注意在日常对转向架进行检修和维护时加强管理工作，即对其易损部位进行重点检查，管理人员督促检修人员按时检修。

4.2 高速动车组转向架的检修流程

高速动车组转向架的检修技术也是动车组整体技术的重要组成部分。随着动车组速度等级的不断提升，对于转向架的检修技术也有不同的要求。在对高速动车组转向架进行检修时，应该对其进行检修等级划分，按照动车不同的速度等级采取不同的检修手段。虽然说转向架之间有很多相似之处，但是不同的行驶速度对转向架也会造成不同程度的损伤，应该按照合适的等级进行检修。

4.3 高速动车组转向架的检修布局

目前我国动车组的运行速度已经达到一个新的等级，而转向架对于高速动车组来说又是一个非常重要的设备，所以在提高检修技术的同时对其检修布局合理地进行安排。除此以外，还应注意避免重复检修，减少时间成本以及人工成本的浪费。必须要采用合理的检修布局才能够有效避免重复检修、遗漏检修等问题。科学合理的检修布局能满足转向架的使用标准，同时也能确保维修工作的可靠性。

5 结语

伴随着动车铁路专线的增加，动车组速度的提升，人们对其安全性、快捷性、舒适性都提出了更高的要求。转向架作为高速动车组最基本也是最重要的部分之一，成熟的转向架技术能大大提高列车的安全性能以及满足人们对高速动车组的基本要求。

参考文献：

[1]霍长存.高速动车组转向架技术研究[J].中国周刊，2020，45（4）：190.

[2]胡凤剑.动车组转向架构架加工技术分析[J].汽车博览，2020（3）：149.

[3]高传风，尉晓文，张建政.高铁转向架防松技术研究[J].科学与信息化，2019，12（3）：143.