高速鐵路動(dòng)車組機(jī)械設(shè)備維護(hù)與檢修 課件 16.CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置

高速鐵路動(dòng)車組機(jī)械設(shè)備維護(hù)與檢修

CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置主講人：牛小偉2第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page3二系懸掛裝置是轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車體之間的連接裝置，主要作用是傳遞車體與轉(zhuǎn)向架間的垂向力、縱向力和橫向力，通過(guò)合理的參數(shù)匹配達(dá)到車輛要求的運(yùn)行品質(zhì)，使轉(zhuǎn)向架與車體之間實(shí)現(xiàn)橫向彈性連接，允許轉(zhuǎn)向架相對(duì)于車體回轉(zhuǎn)，以滿足轉(zhuǎn)向及運(yùn)行性能要求。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)Page4CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置主要包括：空氣彈簧系統(tǒng)、牽引裝置（中央牽引拉桿座和牽引拉桿）、半主動(dòng)橫向減振器、抗蛇行減振器、抗側(cè)滾扭桿裝置等。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)1—中央牽引拉桿座；2—空氣彈簧；3—抗蛇行減振器；4—牽引拉桿；5—半主動(dòng)橫向減振器；6—抗側(cè)滾扭桿裝置；7—高度控制閥。Page5懸掛裝置采用空氣彈簧的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）剛度小，當(dāng)量靜撓度大。（2）具有非線性特性。（3）剛度隨載荷變化。（4）高度可調(diào)節(jié)。（5）可充分利用其橫向彈性。（6）能產(chǎn)生適宜阻尼。（7）具有吸振和隔音性能。采用空氣彈簧的缺點(diǎn)是：由于它的附件（如高度控制閥、差壓閥）較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而使用成本較高，并增加了檢修和維護(hù)的工作量。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)一空氣彈簧的特點(diǎn)Page6空氣彈簧系統(tǒng)工作原理（即壓力空氣傳遞過(guò)程）：壓力空氣由列車主風(fēng)管1→高度閥排風(fēng)塞門3→高度控制閥4→空氣彈簧排風(fēng)塞門2→空氣彈簧5→節(jié)流閥8→附加空氣室7。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)二

空氣彈簧系統(tǒng)組成1—列車主風(fēng)管；2—排風(fēng)塞門（空氣彈簧）；3—排風(fēng)塞門（高度閥）；4—高度控制閥；5—空氣彈簧；6—差壓閥；7—附加空氣室；8—節(jié)流閥。Page7空氣彈簧采用上進(jìn)氣設(shè)計(jì)，空氣彈簧上進(jìn)氣口（錐形狀）與車體（車體下面的進(jìn)氣口）連接。壓縮空氣經(jīng)過(guò)高度控制閥進(jìn)入橡膠氣囊和構(gòu)架內(nèi)腔形成的附加空氣室，橡膠氣囊和附加空氣室間設(shè)直徑為14

mm的固定節(jié)流孔，空氣通過(guò)節(jié)流孔時(shí)產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)構(gòu)成二系懸掛的垂向阻尼。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)三

空氣彈簧1—橡膠氣囊；2—上蓋板；3—橡膠堆；4—下蓋板；5—橡膠座；6—止轉(zhuǎn)墊片；7—止轉(zhuǎn)墊片；8—內(nèi)止擋；9—可更換節(jié)流孔；10—六角螺栓；11—六角螺母M12×1.75；12—墊圈；13—彈性墊圈；14—O形圈P50A；15—O形圈P60；16—O形圈G55。Page8第一部分空氣彈簧系統(tǒng)橡膠堆作用是與橡膠氣囊串聯(lián)，在車體與轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生大位移時(shí)補(bǔ)償橡膠氣囊本身的變形不足，并且使空氣彈簧在橡膠氣囊無(wú)氣時(shí)仍具有一定的彈性，起到應(yīng)急彈簧的作用。橡膠氣囊無(wú)氣時(shí)，焊接在上蓋板下面的不銹鋼滑動(dòng)板和粘接在下蓋板上面的摩擦系數(shù)很小的聚四氟乙烯摩擦板之間產(chǎn)生滑動(dòng)，從而降低回轉(zhuǎn)摩擦力矩，允許上下蓋板之間產(chǎn)生相對(duì)縱橫向位移。Page9高度控制閥是根據(jù)載重的變化自動(dòng)調(diào)整空氣彈簧的內(nèi)壓，保持車體高度一定的裝置。高度控制閥通過(guò)閥座和保溫箱安裝在車體上（為了高度控制閥的耐寒、耐雪，安裝有加熱器及保溫箱），調(diào)整桿與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的托相連接。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)四

高度控制閥1—高度控制閥；2—杠桿；3—調(diào)整桿。Page101.高度調(diào)節(jié)原理：（1）在正常載荷位置，即h=H時(shí)，充氣通路V→L和放氣通路L→E均被關(guān)閉。（2）當(dāng)車體載荷增加時(shí)，此時(shí)h＜H，閥動(dòng)作，使V→L通路開啟，壓縮空氣向空氣彈簧充氣，直至地板面上升到標(biāo)定高度（即h達(dá)到H高度）為止。（3）當(dāng)車體載荷減小時(shí)，此時(shí)h＞H，閥動(dòng)作，使L→E通路開啟，空氣彈簧向大氣排氣，直至地板面下降到標(biāo)定高度（即h達(dá)到H高度）為止。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)h—地板實(shí)際高度；H—地板標(biāo)定高度。Page112.高度控制閥工作過(guò)程：高度控制閥工作過(guò)程分進(jìn)氣過(guò)程和排氣過(guò)程，為防止空氣彈簧在車輛正常的振動(dòng)情況下發(fā)生進(jìn)、排氣作用，高度控制閥裝有延時(shí)機(jī)構(gòu)。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)載荷增加——

進(jìn)氣過(guò)程載荷減少——

排氣過(guò)程Page12每臺(tái)轉(zhuǎn)向架的兩只空氣彈簧的附加氣室都通過(guò)差壓閥相連。如果氣囊突然破裂或泄氣，使左、右空氣彈簧產(chǎn)生超過(guò)規(guī)定壓力差的情況，差壓閥將開通，一側(cè)的壓力空氣流向另一側(cè)，使轉(zhuǎn)向架的兩只氣囊壓力保持平衡。這樣可以防止車輛由于一只氣囊充氣而另一只氣囊沒(méi)有充氣而向一邊嚴(yán)重傾斜，保證車輛的行駛安全。第一部分空氣彈簧系統(tǒng)五

差壓閥差壓閥安裝位置差壓閥差壓閥的工作原理13第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page14第二部分牽引裝置牽引裝置由中央牽引拉桿座（中心銷）和牽引拉桿組成。中央牽引拉桿座安裝在車體枕梁中央，牽引拉桿的一端與中央牽引拉桿座相連，另一端與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁上的牽引拉桿座相連，牽引拉桿兩端帶有橡膠節(jié)點(diǎn)，是傳遞縱向載荷（牽引力和制動(dòng)力）的裝置。中央牽引拉桿座及牽引拉桿Page15第二部分牽引裝置需注意的是牽引拉桿的安裝有方向性要求，其設(shè)計(jì)原則是與兩側(cè)的抗蛇行減振器的方向保持一致，即牽引拉桿和中央牽引拉桿座的連接點(diǎn)與抗蛇行減振器的車體安裝點(diǎn)處于同一側(cè)。牽引裝置位置Page16第二部分牽引裝置單拉桿結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有如下特征：（1）轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向依靠牽引拉桿兩端橡膠節(jié)點(diǎn)的變形。（2）轉(zhuǎn)向架左右橫動(dòng)的復(fù)原力除依據(jù)空氣彈簧的橫向彈性之外，也依據(jù)牽引拉桿兩端的橡膠節(jié)點(diǎn)的彈性。（3）需要的空間比其他的牽引裝置小，零件數(shù)量少且輕量化。（4）轉(zhuǎn)向架和車體的分離通過(guò)拆除中央牽引拉桿座下部連接用螺栓來(lái)進(jìn)行。當(dāng)空氣彈簧出現(xiàn)故障，車體上升一定高度后，牽引拉桿端部（牽引拉桿與中央牽引拉桿座相連一側(cè)）將與橫梁的垂向止擋接觸，以防止車體異常上升。17第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page18第三部分半主動(dòng)橫向減振器為了改善動(dòng)車組的橫向振動(dòng)性能，提高乘坐舒適度，在每輛車車體和轉(zhuǎn)向架之間安裝了半主動(dòng)橫向減振器，安裝位置在中央牽引拉桿座和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的縱向連接梁之間。半主動(dòng)橫向減振器兩端安裝有橡膠節(jié)點(diǎn)，同時(shí)為了根據(jù)車體振動(dòng)調(diào)整阻尼，在減振器下部集成了電磁比例閥。Page19第三部分半主動(dòng)橫向減振器半主動(dòng)橫向減振器根據(jù)“天棚”原理設(shè)計(jì)，是一種可變阻尼的減振器。相對(duì)于主動(dòng)控制裝置，半主動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需外界能源驅(qū)動(dòng)，可靠性高，易于實(shí)現(xiàn)，一旦控制環(huán)節(jié)有故障時(shí)可以進(jìn)行切除，切除后成為普通的橫向減振器，工作原理如圖所示。20第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page21第四部分抗蛇行減振器抗蛇行減振器是為了防止動(dòng)車組在高速運(yùn)行時(shí)的蛇行失穩(wěn)而專門設(shè)置的，它安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁的外側(cè)，呈縱向水平布置，也稱縱向減振器。CRH380A型動(dòng)車組為了提高高速運(yùn)行時(shí)的可靠性，轉(zhuǎn)向架采用了單側(cè)雙抗蛇形減震器結(jié)構(gòu)。Page22第四部分抗蛇行減振器與一般垂向或橫向油壓減振器相比，抗蛇行油壓減振器節(jié)流孔的結(jié)構(gòu)差異較大，這就造成其節(jié)流特性發(fā)生變化，即抗蛇行減振器的卸荷速度（約為0.003

m/s）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一般液壓減振器的卸荷速度（0.1～0.3

m/s）。這樣，就有可能同時(shí)滿足有效抑制蛇行失穩(wěn)和利于通過(guò)曲線的要求，即：當(dāng)車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)增大（即在直線上高速運(yùn)行）時(shí)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度v很容易超過(guò)，使減振器阻尼力（飽和阻力），產(chǎn)生強(qiáng)大的阻尼作用，抑制轉(zhuǎn)向架蛇形運(yùn)動(dòng)。而當(dāng)機(jī)車車輛通過(guò)曲線時(shí)，車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)速度v較小，且，此時(shí)減振器阻尼力F明顯下降，在車體與轉(zhuǎn)向架之間產(chǎn)生的阻力矩較小，轉(zhuǎn)向架相對(duì)于車體的轉(zhuǎn)動(dòng)較容易，使機(jī)車車輛容易通過(guò)曲線。23第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page24第五部分橫向緩沖器為了限制車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的較大橫向移動(dòng)，在轉(zhuǎn)向架的縱向連接梁與中央牽引拉桿座間設(shè)置橫向緩沖器，單側(cè)間隙為40mm。當(dāng)車體與轉(zhuǎn)向架之間的橫向位移超過(guò)40

mm時(shí)，中央牽引拉桿座側(cè)面與橫向緩沖器接觸，以限制其橫向位移。該橫向緩沖器實(shí)際上就是一塊緩沖橡膠，剛度隨撓度的增加逐漸提高。25第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page26第六部分垂向止擋如果空氣彈簧產(chǎn)生缺陷，作為異常上升情況下的防過(guò)沖設(shè)計(jì)，當(dāng)車體上升70

mm時(shí)，牽引拉桿端頭（牽引拉桿與中央牽引拉桿座相連一側(cè)）與動(dòng)車構(gòu)架橫梁上垂向止擋相接觸，能夠防止空簧異常上升。27第二部分牽引裝置半主動(dòng)橫向減振器第三部分第一部分空氣彈簧系統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置第五部分橫向緩沖器垂向止擋第六部分第四部分抗蛇行減振器抗側(cè)滾扭桿裝置第七部分Page28第七部分抗側(cè)滾扭桿裝置為了提高乘坐舒適度而降低空氣彈簧的垂向剛度，則車輛側(cè)滾剛度也隨之降低；采用抗側(cè)滾扭桿裝置能夠有效提高側(cè)滾剛度。1.抗側(cè)滾扭桿裝置組成：由1根扭桿、2個(gè)扭臂、2個(gè)連桿（長(zhǎng)度可調(diào)）、2個(gè)支承座和2個(gè)連桿安裝座組成。1—扭桿；2—扭臂；3—連桿；4—支撐座；5—連桿安裝座。Page29第七部分抗側(cè)滾扭桿裝置2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）扭桿與扭臂的連接采用圓錐直齒漸開線花鍵連接及外加防松墊圈和圓螺母緊固，該連接能使扭桿與扭臂之間緊密無(wú)間隙，連桿便于安裝與拆卸。（2）在支承座中采用了自潤(rùn)滑聚四氟纖維關(guān)節(jié)軸承，避免了因扭桿彎曲而影響軸承的使用壽命。（3）連桿與扭臂的連接采用桿端軸承，連桿與連桿安裝座的連接采用橡膠節(jié)點(diǎn)。（4）連桿采用長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)只需調(diào)節(jié)1根連桿的長(zhǎng)度即可使平衡位置時(shí)扭桿不受扭矩的作用。Page30第七部分抗側(cè)滾扭桿裝置3.抗側(cè)滾扭桿裝置的設(shè)置位置：抗側(cè)滾扭桿裝置的作用特性，確定它應(yīng)設(shè)置在空氣彈簧的上、下支承部分之間。因轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)形式不同，它可以設(shè)置在搖枕與彈簧托梁之間；或者設(shè)置在搖枕與構(gòu)架之間；還可以設(shè)置在車體與構(gòu)架之間，如無(wú)心盤、無(wú)旁承、無(wú)搖動(dòng)臺(tái)裝置的高速客車轉(zhuǎn)向架。CRH380A型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的抗側(cè)滾扭桿裝置就設(shè)在車體與構(gòu)架之間。Page31第七部分抗側(cè)滾扭桿裝置4.工作原理：當(dāng)車體發(fā)生側(cè)滾時(shí)，一根連桿向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)扭臂向上轉(zhuǎn)動(dòng)，另一根連桿向下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)另一扭臂向下轉(zhuǎn)動(dòng)，兩扭臂反向轉(zhuǎn)動(dòng)作用