二系弹簧的技术参数(转向架的性能参数)
一、法国高速列车的技术参数
TGV列车属于载客列车,除了在巴黎、里昂和普罗旺斯之间有少量邮政货运外,TGV主要用于运送乘客。TGV是继日本新干线之后的世界第二条商业运行的高速铁路系统,后者于1964年10月1日开通。
TGV(如右图),是SNCF,法国国家铁路公司的注册商标。动力集中配置,车辆铰接式连接
T GV列车采用铰接式动力集中配置方式,列车编组始终保持两端为动力车,拖车之间铰接式连接,整个动车组不可分解独立运行。法国铁路认为这种结构方式具有一系列优点:
(1)动力学性能好,利于安全运行。这种列车具有优良的整体性,对列车蛇形运动加强了约束,有利于列车安全运行。明显的一例子是:1993年12月21日,一列TGV-R动车组以300km/h的速度在北方线路上高速运行时,由于暴雨造成7km长的路基塌陷,引起尾部车辆脱轨,列车向前冲了2km停下来,令人惊奇的是,列车竟没有一辆倾覆,仅有3名旅客轻伤。
(2)转向架数量少,空气阻力小。由于两个车辆共用一个转向架,因此使转向架数量少;又由于车辆之间没有车钩,铰接式联接,则使车辆之间纵向间隙小,可平滑过渡,空气阻力小,列车整体空气动力学性能好。
(3)振动小、噪声低。由于铰接式转向架二系悬挂支点高,车辆重心低,从而改善了侧滚振动;同时转向架位于两辆拖车之间,使得旅客座位处振动小、噪声低,提高了旅客乘坐的舒适性。
(4)转向架轴距大,高速稳定性好。铰接式转向架便于加大轴距,从而可以提高转向架高速时的运行稳定性。
(5)提高双层客车的载客量。由于采用铰接式转向架,可以将双层客车的通道设在上层,从而减少了楼梯占用面积,增加了座席面积,为列车增加载客量提供了佳结构。(一)动力转向架
第一代高速列车TGV-PSE的动力转向架Y230是在法国燃气轮动车组转向架Y226型的基础上发展而来的,并被法国所有的第二代、第三代高速列车用作动力转向架。
Y230型转向架为无摇枕式转向架,它明显的优点是结构简单明快,便于组装和拆卸,可靠地实现了牵引电机体悬和较好的驱动动力学性能,是典型的动力集中式高速列车体悬式动力转向架。
Y230型动力转向架的主要技术参数
Y230型转向架自重7.263t,采取如下措施减轻转向架的重量:
(1)采用无摇枕式转向架,取消了摇枕,由螺旋型圆弹簧直接支承车体,为防止车体相对于转向架横移过量,在枕梁中部装有两个刚度递增的横向橡胶止挡;
(2)构架由箱型的鱼腹形侧梁和横梁组成,采用H形焊接结构;
Y230型转向架的牵引电机与其输出端相连的三级变速齿轮箱构成一个整体单元,通过三点支撑在车体上。
Y230型转向架驱动系统示意图和布置图如图2和图3所示。牵引电机的输出扭矩通过“三爪伸缩方式万向轴”传给轮对齿轮箱,带动轮对转动。
体悬的牵引电机变速箱为带中间齿轮的三级传动齿轮箱,采用斜齿轮传动,齿轮箱体由铝合铸造。
三爪伸缩式万向轴与电机轴和轮对轴平行,将牵引电机输出扭矩传给轮对齿轮箱,它的中部是带有三凹槽的销套,带有3个滚动轴承的万向轴轴杆嵌在凹槽中,万向轴可以在销套内自由伸缩±120mm。
轮对齿轮箱是二级齿轮箱,采用直齿轮传动,齿轮箱体也是由铝合金铸造。
Y230型转向架的一系悬挂和轴箱定位方式采用钢螺旋圆簧和圆柱形橡胶金属叠层弹簧的复合结构方式,每轴箱各配一个垂向液压减振器,如图4所示。一系悬挂的静挠度为59/70mm,单侧纵向刚度为120MN/m,单侧垂向刚度为131MN/m,等效横向刚度与400mm长轴箱定位拉杆的等效横向刚度相当。
二系悬挂采用高挠度圆簧两组,每组两个,两端加橡胶垫,以缓解弹簧横向变形的应力,并降低噪声。同时,还加装了两个垂向液压减振器、一个横向液压减振器和两个抗蛇型液压减振器。二系悬挂静挠度为87/105mm,纵向刚度为0.35MN/m,垂向刚度1.63MN/m。
Y230型转向架固定轴距为3000mm,车轮直径为920mm(磨损到限850mm),车轮踏面采用1/40锥形踏面,簧下质量为4.3t。每台转向架轴箱轮对总重量为3086+880 kg(传动装置部分),轴径为150mm。轴承采用TIMKEN-AP型双排锥形滚柱轴承。
由于Y230型转向架构架为H形结构,空间较小,因此采用带橡胶球铰的T形中心销牵引,如图5所示。中心销位置较低,牵引点距轨面460mm,以减小轴重转移。T形中心销的一端用两个橡胶弹性球铰连接在心盘上,心盘座用螺栓连接在车体底架的枕梁上;另一端插在一个带橡胶弹性球铰的牵引销套中,此销套焊接在构架枕梁上。上下3个橡胶弹性球铰转动不受约束,配有自润滑衬套。它们在纵向可缓冲牵引制动时的冲击;在横向可减轻轮轨的横向作用力,减少轮缘与钢轨的磨损。 LGV(lignesàgrandevitesse,高速铁路线)的铁路信号系统为TVM-300与TVM-430,TVM-430为TVM-300的升级版本,两者均为以轨道电路为基础,并由此将相关讯息传输至机车的车载系统,且均支持单双线运行。
TVM-300采用阶段式降速,驾驶须按车载系统显示的速度进行手动减速,否则超过规定的速度限制后系统将启动紧急制动予以防护。为缩短列车运转间隔并增加线路容量,TVM-430则改用连续式降速,但驾驶仍然需要按车载系统显示的速度进行手动减速。
TVM-300与TVM-430两者均为容许进入占据区间设计,除车站与道岔区域外,驾驶按照减速信号停车后允许以低速(30公里/小时以下)开车进入前方已占据的闭塞区间内。
为了让列车调度与单双线运转更加方便,LGV在主线轨道上每20至30公里设置一组道岔与紧急停靠侧线。通过道岔切换轨道时,列车允许的通过速度为160至170公里/小时。紧急停靠侧线可供列车在执行故障排除或等待救援时临时停靠使用,避免影响主线的运行。 TGV列车初由法国阿尔斯通公司制造,如今通常由转包商制造,例如加拿大的庞巴迪宇航公司。
二、转向架的性能参数
通过小曲线半径:连挂时为 145m,单车调车为 100m;
符合机车车辆限界 GB146.1-1983《标准轨距铁路机车车辆限界》和 9501-N《高速铁路机车车辆限界技术条件》;± 50℃;
车辆平稳性和安全性:平稳性指标≤ 2.5,脱轨系数≤ 0.8,轮重减载率≤ 0.65;
主要承载件强度规范:符合 TB1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》。构造速度/km/h
三、油压弹簧优缺点
油压弹簧,也称液压弹簧,是一种利用液体的压力来提供弹簧力的装置。它在一些特定的应用中可以提供独特的优势,但也存在一些限制和缺点。以下是油压弹簧的一些优点和缺点:
1.平稳的力输出:油压弹簧提供的力输出相对平稳,不会出现像机械弹簧那样的剧烈振动或冲击。
2.调节范围广:通过调整液体的压力,可以方便地调节油压弹簧的力输出,满足不同应用的需求。
3.负荷能力高:油压弹簧通常具有较高的负荷能力,能够承受较大的压力和负载。
4.体积小、重量轻:相比于传统的机械弹簧,油压弹簧在相同力输出条件下通常更为紧凑轻便,有利于空间限制较小的应用场景。
1.复杂的设计和安装:油压弹簧需要与液压系统相结合使用,因此设计和安装过程相对复杂,需要专业的技术支持。
2.对液压系统的要求高:使用油压弹簧需要配备液压系统,包括油箱、泵、控制阀等,增加了系统的复杂性和成本。
3.维护成本较高:油压弹簧需要定期检查和维护,包括更换液体、清洁和调整液压系统等,这可能增加维护的成本和工作量。
总体而言,油压弹簧在某些特定应用中具有明显的优势,如工业机械、汽车悬挂系统、冲压设备等。但在一些简单的弹簧应用中,传统的机械弹簧可能更加经济实用。选择使用油压弹簧还需要考虑到应用需求、成本和技术要求等因素。