CN114368406A - 三轴电驱转向架及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种三轴电驱转向架及轨道车辆，其中，转向架包括：构架，包括两个平行的侧梁及连接于侧梁之间的两个横梁，两个横梁平行且间隔布设；两个横梁将两个侧梁之间的空间划分为三个安装空间；三组轮对；一组轮对位于一个安装空间内；所述轮对包括：车轴、对称设置于车轴上的车轮和轴箱，轴箱位于侧梁的下方；一系悬挂装置，设置于轴箱与侧梁之间；二系悬挂装置，设置于侧梁的中部；牵引装置，设置于侧梁的下方，用于与车体相连；所述牵引装置横跨于两个侧梁，且沿延伸至侧梁的外侧，牵引装置在水平面内进行牵引作用。本申请采用双横梁“H”型构架，取消了端梁结构，减轻的转向架重量。

Description

三轴电驱转向架及轨道车辆

技术领域

本申请涉及车辆走行技术，尤其涉及一种三轴电驱转向架及轨道车辆。

背景技术

三轴转向架多用于货运、客运车辆的重载牵引电力机车车辆(即火车头)，如和谐系列机车等。现有三轴转向架多为重载、牵引机车车辆量身打造，轴重在23t或25t以上，为增加车轮使用里程，新轮轮径多为1250mm；因车辆为重载、牵引，驱动单元功率很大，驱动***重量很大，故转向架重量也接近30t。现有三轴转向架技术不能满足在常规地铁、高铁、城际铁路等线路中的养路机械车辆上得到应用。

目前大型养路机械车辆主要采用两轴转向架，由于既有线路对轴重的限制，大型养路机械车因牵引***、工作装置等的重量等因素，不得不将车辆以编组的形式，通过增加车辆节数增加两轴转向架的数量以实现重量的分配，来获得满足线路对轴重的要求。而且传统转向架中的一系悬挂均采用单拉杆式轴箱定位双钢弹簧结构，一系悬挂的纵向布置空间较大，转向架曲线通过性能较低。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种三轴电驱转向架及轨道车辆。

根据本申请第一方面实施例，提供了一种三轴电驱转向架，包括：

构架，所述构架包括两个平行的侧梁及连接于侧梁之间的两个横梁，两个横梁平行且间隔布设；两个横梁将两个侧梁之间的空间划分为三个安装空间；

三组轮对；一组轮对位于一个安装空间内；所述轮对包括：车轴、对称设置于车轴上的车轮和轴箱，轴箱位于侧梁的下方；

一系悬挂装置，设置于轴箱与侧梁之间；

二系悬挂装置，设置于侧梁的中部；

牵引装置，设置于侧梁的下方，用于与车体相连；所述牵引装置横跨于两个侧梁，且沿延伸至侧梁的外侧，牵引装置在水平面内进行牵引作用。

根据本申请第二方面实施例，提供了一种轨道车辆，包括如上所述的三轴电驱转向架。

采用本申请实施例中提供的一种三轴电驱转向架，本申请采用双横梁“H”型构架，取消了端梁结构，减轻的转向架重量，牵引装置采用双侧平拉杆形式，横跨构架底部，安装在构架侧梁下方，降低车辆牵引点高度，便于提高车辆黏着利用率，一系悬挂采用双簧导柱式结构，减少了轴箱拉杆的布置，缩短了转向架轴距及构架长度，减轻构架重量的同时，使转向架更加紧凑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的转向架的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的构架的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的轮对组的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一系悬挂装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的构架上设置有牵引装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的驱动装置的结构示意图。

图中标号：1、构架；11、横梁；12、侧梁；13、电机安装座；14、齿轮箱吊挂座；15、二系弹簧安装座；16、制动器安装座；17、构架吊挂座；18、一系悬挂安装座；19、横向减振器安装座；110、牵引装置安装座；111、横向止挡安装座；112、垂向减振器安装座；2、驱动装置；21、牵引电机；22、联轴器；23、齿轮箱；24、齿轮吊杆；3、轮对；31、车轮；32、车轴；33、轴箱；4、一系悬挂装置；41、钢弹簧组件；42、复合橡胶导柱；44、垂向减振器；5、二系悬挂装置；51、橡胶锥；52、横向减振器；53、横向止挡；6、牵引装置；61、平衡杆；62、拐臂；63、拉杆；7、基础制动装置。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例中提供了一种三轴电驱转向架，可用于轨道车辆中。轨道车辆可以为大型养路机械车辆，也可以为常规地铁、高铁、城际铁路、货运车辆，尤其是应用于头车中。

本实施例中，将转向架的长度方向(也即：车辆的长度方向)称为纵向，转向架的宽度方向称为横向，转向架的高度方向称为竖向或垂向。

图1为本申请实施例提供的转向架的结构示意图，图2为本申请实施例提供的构架的结构示意图，图3为本申请实施例提供的轮对组的结构示意图，图4为本申请实施例提供的一系悬挂装置的结构示意图，图5为本申请实施例提供的构架上设置有牵引装置的结构示意图，图6为本申请实施例提供的驱动装置的结构示意图。

如图1至图6所示，本实施例提供的转向架包括：构架1、轮对3、一系悬挂装置4、二系悬挂装置5、牵引装置6、基础制动装置7等部件。

其中，构架1包括两个平行的侧梁11及连接于侧梁11之间的两个横梁12，两个横梁12平行且间隔布设。两个横梁12将两个侧梁11之间的空间划分为三个安装空间。侧梁11和横梁12可以为箱型结构，两个侧梁11和两个横梁12焊接形成“H”型构架。

轮对3的数量为三组，一组轮对3位于一个安装空间内。轮对3包括：车轴32、对称设置于车轴32上的车轮31和轴箱33，轴箱33位于侧梁11的下方。

一系悬挂装置4设置于轴箱33与侧梁11之间。二系悬挂装置5设置于侧梁11的中部。牵引装置6设置于侧梁11的下方，与车体相连，用于在转向架及车体之间传递纵向力，纵向力包括牵引力和制动力。

本实施例所提供的技术方案，采用两个侧梁和两个横梁连接成H形构架，相比于传统的“目”字形构架相比，本申请中的“H”形构架没有端梁，减轻了转向架的自重。

上述横梁12采用“鱼腹”形下凹结构，其上设有用于安装牵引电机的电机安装座13、用于安装齿轮箱的齿轮箱吊挂座14、和用于安装基础制动装置的制动器安装座16。

侧梁11上设有用于安装二系悬挂装置的二系弹簧安装座15、用于与吊装设备相连的构架吊挂座17、用于安装一系悬挂装置的一系悬挂安装座18、用于安装横向减振器52的横向减振器安装座19、用于安装牵引装置的牵引装置安装座110、用于安装横向止档的横向止档安装座111及用于安装垂向减振器44的垂向减振器安装座112。

轮对3中，车轮31与车轴32通过压装工艺实现固定连接，轴箱33包括箱体及设置于箱体内的轴承，轴承压装于车轴32与箱体之间。箱体为铸造件，采用跷跷板结构，为一系悬挂装置提供接口。

上述一系悬挂装置4包括：两组钢弹簧组件41和垂向减振器44。其中，两组钢弹簧组件41设置于轴箱33与侧梁11之间。两组钢弹簧组件41沿与侧梁11平行的纵向方向依次布设。

具体的，钢弹簧组件41包括外圈钢弹簧、内圈钢弹簧和导柱。外圈钢弹簧组件的弹性变形方向沿垂向延伸。内圈钢弹簧的弹性变形方向沿垂向延伸，且内圈钢弹簧位于外圈钢弹簧内，内圈钢弹簧的螺旋方向与外圈钢弹簧的螺旋方向相反。导柱具体可以为复合橡胶导柱42，其顶端与侧梁11相连，底端***内圈钢弹簧内且与轴箱33定位配合。复合橡胶导柱42可满足垂向和水平方向的减振。一系悬挂采用双簧导柱式结构，减少了轴箱拉杆的布置，缩短了转向架轴距及构架长度，减轻构架重量的同时，使转向架更加紧凑。

垂向减振器44沿垂向方向延伸，连接于轴箱33与侧梁11之间，垂向减振器44位于两组钢弹簧组件41之间。具体的，垂向减振器44的顶端通过螺栓等紧固件与侧梁11相连，底端通过螺栓等紧固件连接至轴箱33的下部。

传统方案中，采用沿纵向方向延伸的拉杆连接在轴箱与构架之间，使得轮对之间的距离较大，也就是转向架的轴距较大。而本实施例所提供的转向架，不再使用拉杆结构，能够减小转向架的轴距，缩小转向架的纵向尺寸，结构更加紧凑，为车辆下部的设备留足安全空间或减少车辆定距带来明显的改善，而且还能够提升转向架通过曲线的性能。

本实施例中，牵引装置6位于两个轮对之间。牵引装置6设置于侧梁11的下方，用于与车体相连.牵引装置6横跨于两个侧梁11，且沿延伸至侧梁11的外侧，牵引装置6在水平面内进行牵引作用。例如：牵引装置6采用双侧平拉杆结构，横跨构架1底部，安装在侧梁12下方，降低车辆牵引点高度，便于提高车辆黏着利用率。

具体的，牵引装置6包括：平衡杆61、拐臂62和拉杆63。其中，拐臂62转动设置于侧梁11的下表面，两个侧梁11上对应设有拐臂62。平衡杆61沿横向方向延伸，平衡杆61的两端分别与两个侧梁11上的拐臂62转动连接。拉杆63沿纵向方向延伸，一端与拐臂62转动连接，另一端用于与车体相连。拐臂62、平衡杆61和拉杆63在同一水平面内相对运动。

传统方案中，牵引装置是沿垂向方向延伸，其顶部与车体相连，底部与构架配合，使得车辆牵引点的高度较高。而本实施例中，拐臂62、平衡杆61和拉杆63在同一水平面内相对运动，实现与车体之间传递纵向力的作用，降低了牵引点的高度，能够降低车体高度，进而降低其重心，提升车辆的黏着利用率，进而提高安全性与稳定性。并且，该牵引装置的结构较为简单，减少了很多零部件及注油压装工序，降低了制造成本。

一种具体的实现方式：拐臂62包括相互垂直呈L形的两个连杆部，两个连杆部的交接处与侧梁11通过连接销转动连接。一个连杆部的端部与平衡杆61通过连接销相连，另一个连杆部的端部与拉杆63通过连接销相连。

进一步的，上述转向架中若不设置驱动装置，可以作为非动力转向架；若设置驱动装置，可以作为动力转向架。

本实施例中，采用驱动装置2设置于构架1上，用于驱动车轮转动。具体的，驱动装置2包括：牵引电机21、联轴器22和齿轮箱23。其中，牵引电机21连接于横梁12上，具体的连接至电机安装座13。齿轮箱23连接于横梁12上，具体是通过齿轮吊杆24连接至齿轮箱吊挂座14，齿轮箱23的输出端与车轴32压装在一起。联轴器22的一半与齿轮箱23的输入轴压装，另一半与牵引电机21的输出轴压装在一起。

转向架在组装时，将带半联轴器的牵引电机21通过紧固件安装在横梁12上，将带牵引电机21的构架1落在带半联轴节的轮对3上，齿轮箱23与构架1之间通过齿轮箱吊杆24紧固连接。电机端半联轴节和齿轮箱端半联轴节通过螺栓等紧固件连接，从而实现牵引电机输出扭矩到齿轮箱间力的传递。

进一步的，驱动装置2的数量为三个，分别设置于一个安装空间内，一个驱动装置2对应驱动一个轮对3中的车轴32转动，实现一对一驱动，具有较高的驱动力。位于转向架纵向两端的两个驱动装置2以转向架的中心呈中心对称，使牵引电机的质心靠近转向架的质心，减少转动惯量。

车轮轮径根据轴重要求采用840或915系列，轮径小于传统转向架的车轮轮径。由于本申请的转向架采用双侧梁、双横梁的H形构架，三组轮对分担车体载重，能够减小每一组轮对承担的载重量，因此能够采用较小轮径的车轮，有利于降低转向架的高度，以降低车体重心。

驱动装置采用牵引电机+联轴器+齿轮箱结构，相对机车抱轴驱动结构更为简单，电机功率根据大型养路机械车辆牵引要求决定，一般超过350kW，重量一般＜650kg，相比机车电机重量2450kg轻了很多，更是取消掉了抱轴箱结构，齿轮箱结构也明显不同。

二系悬挂装置5可采用橡胶堆、钢弹簧或空气弹簧。本实施例中，二系悬挂装置5包括至少三组沿纵向方向依次布设的橡胶堆51。橡胶堆51设置在侧梁11的中部，根据车体重量匹配橡胶堆的数量。

进一步的，采用横向减振器52设置在侧梁11的端部，沿横向方向延伸，其一端与侧梁11的横向减振器安装座19相连，另一端与车体相连。将横向减振器52设置在侧梁端部，方便施工人员日常检修。

另外，采用横向止档53设置于侧梁11的中部的外侧。当车辆沿直线行驶时，横向止档53与车体之间具有一定间隙；当车辆转弯时，一侧的横向止档53与车体接触，用于限制车体与转向架之间的横向位移过大。

本实施例中，基础制动装置7采用踏面制动器，安装在横梁12的制动器安装座16上。

本实施例还提供一种轨道车辆，包括如上任一内容所提供的转向架。该轨道车辆具有与转向架相同的技术效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种三轴电驱转向架，其特征在于：包括

构架，所述构架包括两个平行的侧梁及连接于侧梁之间的两个横梁，两个横梁平行且间隔布设；两个横梁将两个侧梁之间的空间划分为三个安装空间；

三组轮对；一组轮对位于一个安装空间内；所述轮对包括：车轴、对称设置于车轴上的车轮和轴箱，轴箱位于侧梁的下方；

一系悬挂装置，设置于轴箱与侧梁之间；

二系悬挂装置，设置于侧梁的中部；

牵引装置，设置于侧梁的下方，用于与车体相连；所述牵引装置横跨于两个侧梁，且沿延伸至侧梁的外侧，牵引装置在水平面内进行牵引作用。

2.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，一系悬挂装置包括：

两组钢弹簧组件，设置于轴箱与侧梁之间；两组钢弹簧组件沿与侧梁平行的纵向方向依次布设；

垂向减振器，沿垂向方向延伸，连接于轴箱与侧梁之间；所述垂向减振器位于两组钢弹簧组件之间。

3.根据权利要求2所述的转向架，其特征在于，所述钢弹簧组件包括：

外圈钢弹簧，其弹性变形方向沿垂向延伸；

内圈钢弹簧，其弹性变形方向沿垂向延伸；内圈钢弹簧位于外圈钢弹簧内，内圈钢弹簧的螺旋方向与外圈钢弹簧的螺旋方向相反；

导柱，其顶端与侧梁相连，底端***内圈钢弹簧内且与轴箱定位配合。

4.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述牵引装置包括：

拐臂，转动设置于侧梁下表面；两个侧梁上对应设有拐臂；

平衡杆，沿与横梁平行的横向方向延伸，平衡杆的两端分别与两个侧梁上的拐臂转动连接；

拉杆，沿与侧梁平行的纵向方向延伸，一端与拐臂转动连接，另一端用于与车体相连；

拐臂、平衡杆和拉杆在同一水平面内相对运动。

5.根据权利要求4所述的转向架，其特征在于，所述拐臂包括：相互垂直呈L形的两个连杆部，两个连杆部的交接处与侧梁转动连接；一个连杆部的端部与平衡杆相连，另一个连杆部的端部与拉杆相连。

6.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，还包括：驱动装置，设置于构架上，用于驱动车轮转动。

7.根据权利要求6所述的转向架，其特征在于，所述驱动装置包括：

牵引电机，连接于横梁上；

齿轮箱，通过吊杆连接于横梁上，其输出端与车轴压装；

联轴器，其一半与齿轮箱的输入轴压装，另一半与牵引电机的输出轴压装。

8.根据权利要求7所述的转向架，其特征在于，所述驱动装置的数量为三个，分别设置于一个安装空间内，一个驱动装置对应驱动一个轮对中的车轴转动。

9.根据权利要求8所述的转向架，其特征在于，位于转向架纵向两端的两个驱动装置以转向架的中心呈中心对称。

10.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述二系悬挂装置包括至少三组沿纵向方向依次布设的橡胶堆。

11.一种轨道车辆，其特征在于，包括：权利要求1-10任一项所述的三轴电驱转向架。

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