CN104325991A - 一种轨道车辆及其铰接式转向架 - Google Patents

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CN104325991A CN201410639447.3A CN201410639447A CN104325991A CN 104325991 A CN104325991 A CN 104325991A CN 201410639447 A CN201410639447 A CN 201410639447A CN 104325991 A CN104325991 A CN 104325991A
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张青松
黄明高
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Abstract

本发明公开了一种的铰接式转向架，采用纵向前后两组(每组两个)空气弹簧分别承载两节车体的各自一端来实现车辆承载并适应车体的偏转和横移；采用具有整体起吊和防止空气弹簧过充功能的抗侧滚装置来实现在整列车起吊的过程中车辆与转向架的整体起吊并防止空气弹簧过充；采用铰接式牵引装置来实现车体的低位铰接。以上这种铰接方式提升了列车的整体性，从而提升了车辆运行的平稳性和可靠性。此外，这种铰接式牵引装置保证了车辆的低地板率，改善了车辆内部的通过性能，实现了车辆与车辆之间无台阶通过。本发明还公开了一种应用上述铰接式转向架的轨道车辆。

Description

一种轨道车辆及其铰接式转向架
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种轨道车辆及其铰接式转向架。
背景技术
目前，铰接式转向架基本上是以摇枕铰接式转向架为主，即通过在普通转向架上增加一个摇枕机构来承载车体。摇枕铰接式转向架具有通过小曲线半径能力强的特点。但摇枕铰接式转向架轴重较小，一般在10吨左右。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种铰接式转向架，通过铰接式牵引装置、四个空气弹簧承载实现了车体之间的铰接。这种铰接方式增加了列车整体性，减少了纵向冲击，从而提升了列车运行安全性和舒适性。
本发明还提供了一种应用上述铰接式转向架的轨道车辆。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铰接式转向架，包括轮对、构架、一系悬挂***、二系悬挂***、铰接式牵引装置、磁轨制动装置和抗侧滚装置，
所述构架为H形构架，由两根侧梁和连接在两根所述侧梁之间的横梁组成；所述轮对的数量为两个，所述轮对的两端分别安装在所述构架的两根所述侧梁上，且分别位于所述横梁的两侧；
所述二系悬挂***包括设置在所述构架上的两套二系悬挂装置，两套所述二系悬挂装置分别位于所述构架的所述横梁的两侧，能够分别承载前后两节铰接车辆的端部；每套所述二系悬挂装置均包括两个空气弹簧和与之对应的二系垂向减振器以及抗蛇行减振器、横向减振器，每套所述二系悬挂装置中的两个所述空气弹簧分别设置在所述构架的两根所述侧梁上。
优选的，所述抗测滚装置包括扭力杆、轴承座、拉压杆和扭臂；
所述扭力杆采用从所述构架的横梁穿过的安装方式；
所述轴承座固定在所述构架上相应的安装座上，所述扭力杆可转动连接于轴承座，所述扭臂的第一端固定连接于所述扭力杆；
所述拉压杆的一端连接在所述扭臂的第二端上，所述拉压杆的另一端用于连接车体；
所述构架上设置有止挡座，所述止挡座能够在所述拉压杆的上移行程L大于其正常运行过程中上移行程S的情况下，与所述扭臂的第二端相抵，进而阻止所述拉压杆继续上移。
优选的，每套所述抗测滚装置均包括两套所述轴承座、所述拉压杆和所述扭臂，分别对称设置在所述构架的两根所述侧梁外侧；
所述构架的所述横梁的两侧对称布置有两套所述抗侧滚装置。
优选的，所述铰接式牵引装置由Z字形双拉杆中心销装置和铰接装置组成，其中所述Z字形双拉杆中心销装置由中心销套、两根牵引杆和位于中心销套内的橡胶关节组成；所述铰接装置由用于同前一节车体相连的第一铰接座、用于同后一节车体相连的第二铰接座和铰接关节组成；所述第一铰接座与所述第二铰接座通过所述铰接关节相连；所述第二铰接座的两侧设有两个横向减振器安装座，用于连接横向减振器；所述第二铰接座的两侧设有两个横向止挡安装座，用于安装横向止挡。
优选的，所述磁轨制动装置通过所述构架上的四个吊挂座吊挂在所述构架上；所述构架的横梁上设有止挡座，用于传递所述磁轨制动装置在实施制动时的纵向力；所述构架的横梁还设有对中座，使所述磁轨制动装置实施制动后能够恢复到其起始位置。
优选的，所述一系悬挂***包括一系垂向减振器、一系钢弹簧、转臂橡胶关节和橡胶垫，所述橡胶垫置于轴箱体与一系钢弹簧之间，所述轮对和所述构架通过轴箱体与转臂橡胶关节实现转臂式定位。
优选的，四根所述抗蛇行减振器安装在所述构架的端部。
一种轨道车辆，包括车体和转向架，所述转向架为如上述的铰接式转向架，相邻两个所述车体通过所述铰接式转向架连接。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的铰接式转向架，采用纵向前后两组(每组两个)空气弹簧分别承载两节车体的各自一端来实现车辆承载并适应车体的偏转和横移；采用铰接式牵引装置来实现车体的低位铰接。以上这种铰接方式提升了列车的整体性，从而提升了车辆运行的平稳性和可靠性。本发明还提供了一种应用上述铰接式转向架的轨道车辆。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的铰接式转向架的俯视图；
图2为本发明实施例提供的铰接式转向架的主视图；
图3为本发明实施例提供的抗侧滚装置的主视图；
图4为本发明实施例提供的抗侧滚装置的俯视图；
图5为本发明实施例提供的牵引装置的主视图；
图6为本发明实施例提供的牵引装置的俯视图。
其中，1为轮对，2为构架，201为止挡座，3为抗蛇行减振器，4为抗侧滚装置，401为扭力杆，402为轴承座，403为拉压杆，404为扭臂，5为空气弹簧，6为磁轨制动装置，7为铰接式牵引装置，8为二系垂向减振器，9为横向减振器，10为一系垂向减振器，11为一系钢弹簧，12为轴箱体，13为转臂定位关节，14为与前一节车辆连接的铰接座，15为铰接关节，16为与后一节车体相连的铰接座，17横向止挡安装座，18为中心销座，19为牵引杆，20为基础制动装置。
具体实施方式
本发明公开了一种铰接式转向架，通过铰接式牵引装置、四个空气弹簧承载实现了车体之间的铰接。这种铰接方式增加了列车整体性，减少了纵向冲击，从而提升了列车运行安全性和舒适性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6，图1为本发明实施例提供的铰接式转向架的俯视图；图2为本发明实施例提供的铰接式转向架的主视图；图3为本发明实施例提供的抗侧滚装置的主视图；图4为本发明实施例提供的抗侧滚装置的俯视图；图5为本发明实施例提供的牵引装置的主视图；图6为本发明实施例提供的牵引装置的俯视图。
本发明实施例提供的一种铰接式转向架，包括轮对1、构架2、一系悬挂***、二系悬挂***、磁轨制动装置6、抗侧滚装置4和铰接式牵引装置7，其核心改进点在于，
构架2为H形构架，由两根侧梁和连接在两根侧梁之间的横梁组成，设有四个空气弹簧5的安装座；轮对1的数量为两个，轮对1的两端分别安装在构架2的两根侧梁上，且分别位于横梁的两侧；本方案中的轮对1指轮对轴箱总成；
二系悬挂***包括设置在构架2上的两套二系悬挂装置，两套二系悬挂装置分别位于构架2的横梁的两侧，能够分别承载前后两节铰接车辆，保证车辆具有良好的乘坐舒适性和较高临界速度；每套二系悬挂装置均包括两个空气弹簧5和与之对应的二系垂向减振器8以及抗蛇行减振器3、横向减振器9，每套二系悬挂***中的两个空气弹簧5分别设置在构架2的两根侧梁上；作为优选，空气弹簧5安装在侧梁顶部靠近横梁位置，能够在竖直方向上提供回复力，每两个空气弹簧5承载前后两节车体。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的铰接式转向架，采用纵向前后两组(每组两个)空气弹簧分别承载两节车体的各自一端来实现车辆承载并适应前后两节车体的偏转；采用铰接式牵引装置来实现车体的低位铰接。以上这种铰接方式提升了列车的整体性，从而提升了车辆运行的平稳性和可靠性。本发明还提供了一种应用上述铰接式转向架的轨道车辆。
构架2为转向架上所有设备提供安装结构，如牵引拉杆安装座、减振器安装座、空气弹簧安装座等。在本方案提供的具体实施例中，通过加大转向架的轴距，构架2具有布置四个空气弹簧的空间，其为由高强度低合金钢板、钢管和铸件等组成的全焊接结构，侧梁为中间下凹的箱形结构，横梁采用无缝钢管。为了进一步优化上述的技术方案，抗侧滚装置4具有整体起吊和防止空气弹簧过充的功能。其功能原理如下：
如图3，抗侧滚装置4主要由扭力杆401、轴承座402、拉压杆403和扭臂404四种部件组成，其扭力杆401部分穿过构架2的横梁，轴承座402固定在构架2上相应的安装座上，扭力杆401可转动连接于轴承座402，扭臂404的第一端固定连接于扭力杆401，；拉压杆403的一端连接在所述扭臂404的第二端上，拉压杆403的另一端用于连接车体；构架2上设置有止挡座201，止挡座201能够在拉压杆403的上移行程L大于其正常运行过程中上移行程S的情况下，与扭臂404的第二端相抵，进而阻止拉压杆403继续上移；因此，抗侧滚装置能够防止空气弹簧过度充气，并可以用于整车起吊时起吊转向架。其结构可以参照图2所示，止挡座201的安装位于扭臂404的上方，其地面用于同扭臂404的端部相抵，以限制其向上移动的极限高度。
在运行过程中，拉压杆403安装于车体的一端随车体运动，拉压杆403安装于扭臂404的一端绕轴承座转动。构架2设置有一个止挡座201，当拉压杆403随车体上移行程为L且L大于车辆正常运行过程中拉压杆上移行程S，扭臂404与构架上的止挡座201线接触。
在本方案提供的具体实施例中，每套抗测滚装置4均包括两套轴承座402、拉压杆403和扭臂404，分别对称设置在构架2的两根侧梁外侧，即位于构架2的外侧；
构架2的横梁的两侧对称布置有两套抗侧滚装置4。
在空气弹簧5过度充气，拉压杆随车体上移行程大于L时，扭臂与构架上的止挡座201接触，防止空气弹簧5因过度充气而导致车体上升高度大于设计值P；在进行整列车起吊时，两套抗侧滚装置4的四根拉压杆403随车体上移行程大于L，扭臂404与止挡座201接触，四根拉压杆403充当起吊杆吊起转向架，同时因为两套抗侧滚装置4在铰接式转向架上对称布置，保证了铰接式转向架在整车起吊过程中的平稳性。本方案采用具有整体起吊和防止空气弹簧过充功能的抗侧滚装置4，来实现在整列车起吊的过程中车辆与转向架的整体起吊并防止空气弹簧过充。
请参阅图2所示，一系悬挂***包括一系垂向减振器10、一系钢弹簧11、转臂橡胶关节13和橡胶垫；其中的橡胶垫置于轴箱体12与一系钢弹簧之间，具有良好的高频隔振效果；轮对1和构架2通过轴箱体12与转臂橡胶关节13实现转臂式定位。一系悬挂***采用“顶置式螺旋钢弹簧+转臂橡胶关节+垂向油压减振器+一系橡胶垫”的结构，该悬挂***保证了轮对各向刚度独立、定位准确，有利于确保轮轨振动各个方向的分离，便于振动的衰减与隔离；纵向和横向定位刚度稳定，有利于提高车辆运行的稳定性和可靠性。
轮对1采用转臂式定位轴箱结构、整体辗钢车轮、高强度合金钢车轴。轮对1与构架2之间的转臂橡胶关节定位13的方式满足车辆运行是车轮相对构架偏转的要求，降低了轮轨作用力，提升了车辆的曲线通过能力。轮对轴箱总成化车轮的滚动为车辆的平动，同时为车辆导向。
为了进一步优化上述的技术方案，牵引装置为低位中心销铰接式牵引装置7，由Z字形双拉杆中心销装置和铰接装置组成，能够保证铰接车辆在转向架区域的过道地板面高度在700mm-1300mm之间。其中的Z字形双拉杆中心销装置由中心销座18、两根牵引杆19和位于中心销套内的橡胶关节组成；的铰接装置由与前一节车体相连的铰接座14、与后一节车体相连的铰接座16和铰接关节15组成。铰接座14与铰接座16通过铰接关节15相连，铰接关节15能够适应前后两节车体在过曲线、侧滚和顶升时的相互偏转。铰接座16的两侧设有两个横向减振器安装座，用于连接横向减振器9。铰接座16的两侧设有两个横向止挡安装座17，用于安装横向止挡。
采用铰接式牵引装置7实现了车体的低位铰接。以上这种铰接方式提升了列车的整体性，从而提升了车辆运行的平稳性和可靠性。此外这种铰接式牵引装置保证了车辆的低地板率，改善了车辆内部的通过性能，实现了车辆与车辆之间无台阶通过。
如图5和图6所示，低位中心销铰接式牵引装置7包括铰接座14、铰接座16、铰接关节15、中心销座18、牵引杆19、横向减振器9；
铰接座14与铰接座16分别用于同前后两节车体的端部通过螺栓连接；铰接座14与铰接座16通过铰接式关节15连接；铰接座16下部设有中心销，铰接座16通过中心销与中心销座18内的中心销关节相连，实现牵引/制动力的传递；横向减振器9数量为两个，分别连接在中心销座18的两侧。
铰接式牵引装置7采用铰接式双拉杆牵引装置，分别与两节车体的各自一端通过螺栓连接。转向架与车体之间的牵引/制动力通过双拉杆来进行传递。两节车体通过牵引装置的柔性橡胶关节实现各向相对偏转，具有优良的通过曲线能力。铰接式牵引装置7的铰接座14与铰接座16在纵、横、垂三向可以相对偏转，满足两节车体之间产生相对偏转的要求。整个铰接式牵引装置在传递转向架与车体之间力的同时也传递车体与车体之间的力，从而完成车体之间的铰接。
在本方案提供的具体实施例中，磁轨制动装置6通过构架2上的四个吊挂座吊挂在构架2上；构架2的横梁上设有止挡座，用于传递磁轨制动装置6在实施制动时的纵向力；构架2的横梁还设有对中座，使磁轨制动装置6实施制动后能够恢复到其起始位置。
作为优选，基础制动装置20采用盘式制动的方式，制动器吊挂在转向架构架2的横梁上，满足车辆高速运行状态下的制动平稳性要求。本铰接式转向架设置了四根抗蛇行减振器3，这些抗蛇行减振器分别3安装在构架2的端部，保证了抗侧滚装置的安装空间。
抗侧滚装置4的拉压杆的一端与扭力杆连接，另一端用于同车体连接。二系悬挂***配合抗侧滚装置4的使用，保证了车辆在规定的限界内运行。二系悬挂***采用“四个空气弹簧+垂、横向油压减振器+四个抗蛇行减振器”的结构，辅以横向止挡、抗侧滚装置，这些部件为铰接的前后两节车体提供了两套独立的二系悬挂***，保证车辆在限界内运行，并且具有良好的舒适性。
本发明实施例还提供了一种轨道车辆，包括车体和转向架，其核心改进点在于，转向架为如上述的铰接式转向架，相邻两个车体通过铰接式转向架连接。
综上所述，本发明实施例提供的铰接式转向架，为两轴无摇枕型铰接式转向架，该转向架主要由两个轮对1、一个构架2、四个空气弹簧5、四个二系垂向减振器8、二个横向减振器9、四个抗蛇行减振器4、四个一系螺旋钢弹簧11、四个一系垂向减振器10、四个转臂定位橡胶关节13、一套牵引装置7、两套抗侧滚装置4、一套磁轨制动装置6等组成。
相对于非铰接式转向架和摇枕铰接式转向架，本发明实施例提供的铰接式转向架具有下面几大优点：
1)铰接式转向架通过铰接式牵引装置、四个空气簧承载实现了车体之间的铰接。这种铰接方式增加了列车整体性，减少了纵向冲击，从而提升了列车运行安全性和舒适性。
2)铰接式车辆的转向架和轮对数量相应减少，因此减少了轨道不平顺对整列车的激振输入，同时降低了轮轨产生的环境噪声。
3)相对摇枕铰接式转向架，这种铰接式转向架具有轴重大的优势。
4)整列车转向架数量相对减少，降低了列车的制造和运营维护成本。
5)该转向架的采用可以实现列车一定比率的低地板，转向架区域地板面可，方便乘客上下车，同时也有助于线路建设成本的减少。
6)该转向架的采用能够保证铰接车辆在转向架区域的过道地板面高度在700mm-1300mm之间，实现车辆之间的无台阶通过。
7)铰接式通勤动车组转向架运营速度达160km/h以上，最小转弯半径100m，对线路要求低。
8)铰接式通勤车组编组灵活，最小可至二节编组，便于节约运营成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种铰接式转向架，包括轮对(1)、构架(2)、一系悬挂***、二系悬挂***、铰接式牵引装置(7)、磁轨制动装置(6)和抗侧滚装置(4)，其特征在于，
所述构架(2)为H形构架，由两根侧梁和连接在两根所述侧梁之间的横梁组成，设有四个空气弹簧(5)的安装座；所述轮对(1)的数量为两个，所述轮对(1)的两端分别安装在所述构架(2)的两根所述侧梁上，且分别位于所述横梁的两侧；
所述二系悬挂***包括设置在所述构架(2)上的两套二系悬挂装置，两套所述二系悬挂装置分别位于所述构架(2)的所述横梁的两侧，能够分别承载前后两节铰接车辆；每套所述二系悬挂装置均包括两个空气弹簧(5)和与之对应的二系垂向减振器(8)以及抗蛇行减振器(3)、横向减振器(9)，每套所述二系悬挂装置中的两个所述空气弹簧(5)分别设置在所述构架(2)的两根所述侧梁上。
2.根据权利要求1所述的铰接式转向架，其特征在于，所述抗测滚装置(4)包括扭力杆(401)、轴承座(402)、拉压杆(403)和扭臂(404)；
所述扭力杆(401)采用从所述构架(2)的横梁穿过的安装方式；
所述轴承座(402)固定在所述构架(2)上相应的安装座上，所述扭力杆可转动连接于轴承座(402)，所述扭臂(404)的第一端固定连接于所述扭力杆(401)；
所述拉压杆(403)的一端连接在所述扭臂(404)的第二端上，所述拉压杆(403)的另一端用于连接车体；
所述构架(2)上设置有止挡座(201)，所述止挡座(201)能够在所述拉压杆(403)的上移行程L大于其正常运行过程中上移行程S的情况下，与所述扭臂(404)的第二端相抵，进而阻止所述拉压杆(403)继续上移。
3.根据权利要求2所述的铰接式转向架，其特征在于，每套所述抗测滚装置(4)均包括两套所述轴承座(402)、所述拉压杆(403)和所述扭臂(404)，分别对称设置在所述构架(2)的两根所述侧梁外侧；
所述构架(2)的所述横梁的两侧对称布置有两套所述抗侧滚装置(4)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的铰接式转向架，其特征在于，所述铰接式牵引装置(7)由Z字形双拉杆中心销装置和铰接装置组成，其中所述Z字形双拉杆中心销装置由中心销座(18)、两根牵引杆(19)和位于中心销套内的橡胶关节组成；所述铰接装置由用于同前一节车体相连的第一铰接座(14)、用于同后一节车体相连的第二铰接座(16)和铰接关节(15)组成；所述第一铰接座(14)与所述第二铰接座(16)通过所述铰接关节(15)相连；所述第二铰接座(16)的两侧设有两个横向减振器安装座，用于连接横向减振器(9)；所述第二铰接座(16)的两侧设有两个横向止挡安装座(17)，用于安装横向止挡。
5.根据权利要求1所述的铰接式转向架，其特征在于，所述磁轨制动装置(6)通过所述构架(2)上的四个吊挂座吊挂在所述构架(2)上；所述构架(2)的横梁上设有止挡座，用于传递所述磁轨制动装置(6)在实施制动时的纵向力；所述构架(2)的横梁还设有对中座，使所述磁轨制动装置(6)实施制动后能够恢复到其起始位置。
6.根据权利要求1所述的铰接式转向架，其特征在于，所述一系悬挂***包括一系垂向减振器(10)、一系钢弹簧(11)、转臂橡胶关节(13)和橡胶垫，所述橡胶垫置于轴箱体(12)与一系钢弹簧之间，所述轮对(1)和所述构架(2)通过轴箱体(12)与转臂橡胶关节(13)实现转臂式定位。
7.根据权利要求1所述的铰接式转向架，其特征在于，四根所述抗蛇行减振器(3)安装在所述构架(2)的端部。
8.一种轨道车辆，包括车体和转向架，其特征在于，所述转向架为如权利要求1-7任意一项所述的铰接式转向架，相邻两个所述车体通过所述铰接式转向架连接。
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