魏文晓 武兴煜 毛瑞俊
中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266111
摘要：伴随社会经济的不断发展，科学技术水平的持续提升，许多新技术、新理念、新方法在高速客车设计、生产中得到广泛应用，有力推动着此领域的发展与完善。本文结合当前实况，从多方面探讨了高速客车转向架的当前发展及运营情况，望能为此领域应用研究提供些许借鉴。
关键词：高速客车；转向架；发展应用
欧美等国早在19世纪时便已经着手提高机车车辆运行速度的研究，当时的旅客列车（由蒸汽机车牵引）的试验速度已经达到了每小时100km。而到了上个世纪50年代中期，发过成功研制出油电力机车牵引的列车，其速度提升至每小时300km。但受限于当时技术条件，高速列车未能实现商业化，且旅客列车的最高速度维持在每小时160km，直至70年代时，日本开通了世界首条高速铁路，时速提升到每小时210km。时日今日，高速客车已得到多代发展，技术更为成熟，速度更高，如ICE高速列车的，其速度已经达到了400km/h。我国作为客运大国，有着广泛的客运线路，且在高速客车发展方面，也取得了不错进步。本文以高速客车的转向架为研究对象，就其发展及应用情况探讨如下。
1.构架
伴随客车运行速度的不断提升，构架不仅要有较好的疲劳强度，而且还应做到重量轻、结构简单等。现阶段，除了欧美部分国家外，客运转向架的构架大多选用的是H型焊接构架。而在侧梁上，通常采用的是比较传统的箱形结构，之所以要选用这种结构，原因有二：其一为增加强度，其二是实现空气弹簧附加空气室相应容积的增加。针对部分欧洲发达国家而言，其通常采用的是箱形结构模式，而日本选用的则为双无缝钢管方式。针对选择双无缝钢管横梁的构架来讲，其具有容易达到盘形制动及质量轻等优点，因此，其近年来已得到广泛发展与应用。还需要指出的是，为了促进脱轨稳定性的提高，以及轮重减载率的降低，高速客车转向架在选择构架时，尽量选择柔性构架，比如德国TALBOT的高速转向架，所选择的为构架侧梁上盖板开槽的方式，而SGP、SIG所对应的高速转向架，选用的是横梁结构，以此来促进构架柔性的提高。而从发展层面来分析，高速客车选择焊接柔性构架（轻量化）更为合宜。
2.轴箱定位
簧下质量无论是对轮轨作用力，还是车辆的动力学性能，均起到重要作用，当处于高速运转状态时，其优点更为凸显。因此，在选择轴箱定位方式时，应尽量选择重量轻的。针对客车转向架所对应的垂向悬挂参数而言，因受到限界、车钩高的约束与影响，其在具体的垂向挠度上，也会不同程度的受到限制。当前，许多高速客车转向架都选用了各种形式的轴箱弹性悬挂，比如日本的轴箱定位多数是转臂定位，此外，还有SIG（瑞士）、TGV（法国）等，而对于德国而言，通常选择两种定位方式，一种是对称的双簧加橡胶堆，另外一种是单顶簧+单拉板定位。需要强调的是，轴箱究竟选择哪一种定位方式，通常情况下，需要根据线路条件、具体用途及基本国情来综合决定。
但在对定位方式进行实际选择时，需要在稳定性得到切实保障的前提下，尽量选择柔性定位，以此促进轮轨之间相应磨耗的减小。与此同时，尽量选择便于检修且没有磨耗的定位方式。针对高速客车的转向架来讲，需要尽可能实现轮轨噪声的降低，而加橡胶垫，或者是用轴箱橡胶弹性悬挂，便是降噪的不错选择。
3.中央悬挂
如果将空重车工况下的车钩高度、限界及载荷变化等方面的限制考虑在内，客车转向架垂向的总挠度，以及空重车下的垂直挠度差，存在一定限制，因此，要想对客车的横向、垂向平稳性能给予改善，需借助中央悬挂来实现。现阶段，高速客车转向架所对应的中央悬挂，大多选用的是应急弹簧串联空气弹簧的方式，另外，所选择的应急弹簧通常是橡胶堆形式。针对空气弹簧所对应的支承方式来讲，又可划分成三种类型，其一为四点支承，其二是三点支承，其二是二点支承。许多欧洲国家通常会选用二点或者三点支承，但设置与之相配套的抗侧滚扭杆，原因在于欧洲铁路联盟在抗侧滚指数方面，有着比较严格的要求。而对于日本而言，所选用的则为四点支承模式，当空气弹簧有着比较大的跨距时，可以不设置抗侧滚扭杆。此外，一些国家还结合自身情况，设置了二系垂向液压减振器，而日本选择的是节流孔（具有非线性阻尼特性），以此对传统的二系垂向液压减振器进行替代，但需要指出的是，其也有不足之处，即伴随激振频率的改变，其垂向平稳性也会随之变化，且更为敏感。在提高速度之后，对车辆相应平稳性，便提出了更多且更为严格的要求，当前，在对平稳性造成影响的各种因素当中，最敏感的是二系刚度值。诸多研究与试验证实，二系刚度需要尽量确保车体的横、垂向自振频率维持在1Hz。针对摇动台结构而言，其有助于二系横向刚度的大幅降低，但其会增加转向架的重量。所以，对于高速客车转向架来分析，除了需要减轻重量之外，还应尽可能促进其二系刚度的降低，对此，可选用无磨耗件、无摇枕及无摇动台的结构。
4.牵引装置
针对传统的客车转向架而言，其大多选用的是心盘传递牵引力模式。心盘不仅能够进行纵向力的传递，而且还能传递支承车体的垂向载荷，此外，还可根据现实需要，提供回转阻力矩，以此促进车辆相应抗蛇行稳定性的提升；但外部因素容易影响其摩擦特性，并且其还有较差的稳定性、难以把车体运动解耦，因此，对于高速转向架而言，并不适用。现阶段，高速客车转向架一般选用Z字形拉杆中心销牵引方式，其主要特点就是在纵向刚度得到保证的前提下，垂向、横向均不受约束。
5.结语
综上，伴随高速客车运行速度的不断提升，其所用转向架的各个部件的振动情况在不断加剧，针对此情况，需要尽可能减少悬挂当中的磨耗件，促进车辆相应可靠性的提升，减少维修。我国可根据自身情况，积极借鉴国外一些成功经验，研制出更高可靠性、更为优良的高速客车转向架。
参考文献：
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作者简介：魏文晓（1988-01-16），男，汉族，籍贯：山东省青岛市，当前职务：工人，学历：大专，研究方向：转向架配线