淺析CRH3與CRH2型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的差異

張鋒珍

摘 ?要：因高速動(dòng)車組車型不同，其轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)大相徑庭。經(jīng)過多年的載客運(yùn)營，雖然轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)不同，但是安全性、可靠性等都符合要求。因此，將CRH3和CRH2型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件進(jìn)行詳細(xì)的對比分析，吸收不同轉(zhuǎn)向架的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)棄冗繁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這對于今后轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：CRH3;CRH2;轉(zhuǎn)向架;輪對組成;構(gòu)架;懸掛裝置;驅(qū)動(dòng)裝置

前言

中國鐵路高速動(dòng)車組CRH（China Railway High-speed）是中國鐵路自主品牌的系列高速動(dòng)車組，經(jīng)過多年的載客運(yùn)營，該動(dòng)車組的舒適性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)型等越來越好，滿足了運(yùn)行需要。其中，轉(zhuǎn)向架作為動(dòng)車組車輛系統(tǒng)中最重要的組成部件之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理直接影響車輛的運(yùn)行品質(zhì)、動(dòng)力性能和行車安全。

目前，投入運(yùn)營的動(dòng)車組以四方股份的CRH2型動(dòng)車組和長客、唐車生產(chǎn)的CRH3型動(dòng)車組數(shù)量居多。下面就以這兩種車型的轉(zhuǎn)向架作為研究對象，從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析對比，吸收不同轉(zhuǎn)向架的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)棄冗繁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步提高。

1 CRH3與CRH2型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的分析對比

轉(zhuǎn)向架主要有以下幾部分組成：（1）輪對軸箱組成：實(shí)現(xiàn)車輛在軌道上的平動(dòng)，并通過輪軌摩擦實(shí)現(xiàn)車輛的牽引和制動(dòng)。（2）彈性懸掛組成：主要由一系懸掛和二系懸掛兩部分組成。保證車輛的舒適性和平穩(wěn)性。（3）構(gòu)架：安裝各零部件，承載和傳遞各種載荷。（4）驅(qū)動(dòng)組成：將牽引裝置的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為車輪的滾動(dòng)。（5）基礎(chǔ)制動(dòng)：實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)。

1.1 輪對軸箱組成

兩者動(dòng)車輪對由車輪、車軸、輪裝制動(dòng)盤、齒輪箱、軸箱組成;軸箱裝置均采用外置式的轉(zhuǎn)臂定位結(jié)構(gòu)。這種軸箱定位結(jié)構(gòu)增大了車體的寬度，明顯增大了載客的數(shù)量;都采用橡膠彈性點(diǎn)位節(jié)點(diǎn)。

但是，CRH3輪對：車輪直徑為920/860;踏面為S1002CN;齒輪箱與構(gòu)架通過C型支架連接;拖車輪對采用三組軸裝制動(dòng)盤。最大軸重為17t。

CRH2輪對：車輪直徑為860/790;踏面為LMA;齒輪箱與構(gòu)架通過吊桿連接;拖輪對采用兩組軸裝制動(dòng)盤和兩組輪裝制動(dòng)盤。最大軸重為14t。

CRH3軸箱：采用分體式的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)方便更換輪對。

CRH2軸箱：采用整體式的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)簡單，重量較前者小。組裝和維護(hù)也比較方便。

1.2 彈性懸掛組成

兩者均安裝了一系減振和二系減振裝置。

1.2.1 一系懸掛裝置。一系減振均采用轉(zhuǎn)臂式軸箱定位結(jié)構(gòu)。

這種結(jié)構(gòu)有下面的優(yōu)點(diǎn)：（1）便于一系定位剛度的選擇，可兼顧一系定位剛度在高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和曲線通過能力;（2）有利于實(shí)現(xiàn)輕量化，適應(yīng)用高速運(yùn)行;（3）便于一系懸掛裝置的分解和組裝;（4）無磨耗、免維護(hù)。其中，彈簧裝置采用底層為橡膠彈簧和螺旋鋼彈簧（雙圈彈簧）串聯(lián)的方式，同時(shí)與油壓減振器并聯(lián)，這組結(jié)構(gòu)分別分布在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁的四個(gè)端部。橡膠彈簧用于吸收來自于輪軌之間的高頻振動(dòng)。垂向油壓減振器可以防止轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的點(diǎn)頭振動(dòng)。

CRH2型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架鋼彈簧采用了防雪罩，CRH3型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架鋼彈簧雖沒有采用防雪罩，但是CRH3系高寒車亦加裝了防雪罩。

1.2.2 二系懸掛裝置。二系懸掛裝置中，兩者的結(jié)構(gòu)均包括空氣彈簧系統(tǒng)、牽引裝置、橫向減振器、抗蛇形減振器和橫向緩沖器等部件。但是，CRH3型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的二系懸掛裝置還包括枕梁、中心銷、抗側(cè)滾扭桿裝置和安全閥等。

（1）空氣彈簧組成。CRH3：由兩個(gè)空氣彈簧、兩個(gè)高度閥（一主一副）和附加氣室等組成?？諝鈴椈山Y(jié)構(gòu)為囊式空氣彈簧，CRH3型動(dòng)車組采用兩點(diǎn)控制方式。其中附加氣室是貫通的，不需要差壓閥。高度閥的不敏感帶約±3mm。CRH2：由空氣彈簧及其附屬的高度閥、調(diào)整閥保溫箱和差壓閥等組成?？諝鈴椈山Y(jié)構(gòu)為自由膜式空氣彈簧，CRH2型動(dòng)車組采用四點(diǎn)控制方式。其中附加氣室是獨(dú)立的，需要差壓閥來保持兩個(gè)氣室中的氣壓一致。高度閥的不敏感帶約±10mm。（2）牽引裝置。該裝置主要傳遞牽引力和制動(dòng)力。CRH3：雙牽引拉桿結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間較大，質(zhì)量大，但是落車作業(yè)簡單。CRH2：單牽引拉桿結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，質(zhì)量小，單落車作業(yè)復(fù)雜。（3）橫向減振器。主要是衰減車體與轉(zhuǎn)向架之間的橫向振動(dòng)。CRH3與CRH2的結(jié)構(gòu)基本一致。（4）抗蛇形減振器。抗蛇形減振器主要是為防止動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)的蛇形運(yùn)動(dòng)專門設(shè)置的。CRH3與CRH2的安裝位置基本一致。但是CRH3安裝的抗蛇形減振器有四個(gè)，左右兩邊各兩個(gè)。這種結(jié)構(gòu)主要是由車輛的動(dòng)力學(xué)性能決定的。（5）橫向緩沖器。主要是限制車體與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫向運(yùn)動(dòng)。CRH3與CRH2的機(jī)構(gòu)基本一致。CRH3型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的二系懸掛裝置中，還有抗側(cè)滾扭桿裝置、二系垂向減振器、枕梁、牽引梁和中心銷等部件。這些部件沒有出現(xiàn)在CRH2中，在此不再分析。

1.3 構(gòu)架

CRH3型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和CRH2的構(gòu)架都可分為動(dòng)車構(gòu)架、拖車構(gòu)架兩種。構(gòu)架均采用傳統(tǒng)的H型的焊接結(jié)構(gòu)，且橫梁為無縫鋼管。

CRH3：構(gòu)架比較復(fù)雜。無電機(jī)吊座。拖車構(gòu)架焊接有6組制動(dòng)吊座。

采用符合EN 10025標(biāo)準(zhǔn)的耐候鋼板。

構(gòu)架的強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)EN 15085，強(qiáng)度試驗(yàn)依據(jù)UIC 515和UIC 615。

CRH2：構(gòu)架比較簡單。電機(jī)吊座直接焊接在橫梁上。拖車構(gòu)架焊接有8組制動(dòng)吊座。

采用符合JIS G 3114標(biāo)準(zhǔn)的耐候鋼板;構(gòu)架的強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)JIS E 4207，強(qiáng)度試驗(yàn)依據(jù)JIS E 4208。

1.4 驅(qū)動(dòng)裝置

CRH3型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架和CRH2的驅(qū)動(dòng)裝置基本是一致的，即由電機(jī)提供動(dòng)力，通過聯(lián)軸器、齒輪箱傳遞到輪對上。

CRH3：電機(jī)與構(gòu)架之間采用柔性連接。將電機(jī)安裝在電機(jī)吊架上，電機(jī)吊架與構(gòu)架之間通過板簧和油壓減振器等部件連接，有相應(yīng)的安全裝置。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

齒輪箱與構(gòu)架通過C型支架連接。C型支架與齒輪箱連接的處安裝有橡膠疊層彈簧，與構(gòu)架連接處安裝有平鍵，通過螺栓緊固。這種結(jié)構(gòu)拆裝不太方便。

CRH2：電機(jī)與構(gòu)架剛性連接。安裝時(shí)，電機(jī)安裝座上有卡槽，正好卡在構(gòu)架的吊架上，確保了電機(jī)的安裝位置，也防止電機(jī)安裝螺栓斷裂后掉落。

齒輪箱與構(gòu)架通過吊桿連接。吊桿的兩端是防震橡膠。這種結(jié)構(gòu)簡單，拆裝比較方便。

1.5 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

CRH3型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架和CRH2的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置制動(dòng)形式均采用盤形制動(dòng)。閘片均采用浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)閘片間隙。

CRH3：采用氣壓制動(dòng)方式。這種結(jié)構(gòu)比較簡單，但是由于復(fù)雜的杠桿構(gòu)架和氣缸，體積較大，質(zhì)量也比較大。

CRH2：采用空液轉(zhuǎn)換液壓制動(dòng)方式。這種結(jié)構(gòu)沒有杠桿和空氣單元制動(dòng)缸，體積較小，質(zhì)量也較小。

2 結(jié)束語

以上僅僅是針對轉(zhuǎn)向架五大關(guān)鍵部件進(jìn)行對比，限于篇幅不再對其他部件進(jìn)行對比分析。盡管這兩種不同系列的轉(zhuǎn)向架的許多結(jié)構(gòu)完全不同，但是實(shí)現(xiàn)的功能是一樣的。將CRH3和CRH2型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件進(jìn)行詳細(xì)的對比分析，發(fā)現(xiàn)各自的優(yōu)劣，而這種優(yōu)劣是相對的。要利用某些部件的優(yōu)點(diǎn)，就不可避免地產(chǎn)生相應(yīng)的缺點(diǎn)。要辯證的看待這兩種轉(zhuǎn)向架。這兩種轉(zhuǎn)向架經(jīng)過多年的運(yùn)營完全證明各自均是非常優(yōu)秀的。在轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)中，只有參考不同的設(shè)計(jì)理念，吸收不同轉(zhuǎn)向架的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)棄冗繁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能使轉(zhuǎn)向架總體性能要更加良好。

參考文獻(xiàn)

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