1、目录5.1 转向架概要45.1.1 转向架功能45.1.2 转向架基本组成及各部分的作用45.1.3 转向架的主要技术要求55.1.4 CRH2型动车组转向架概况55.2 转向架构架95.2.1基本结构95.2.2 构架组成95.2.3 构架强度设计135.2.4构架强度计算155.2.5构架静载荷试验165.3 轮对组装165.3.1 车 轮185.3.2 车 轴185.3.3 制动盘195.3.4 齿轮装置195.4 轴箱装置195.4.1 轴箱体205.4.2 轴箱前盖205.4.3 轴箱后盖205.4.4橡胶弹性定位节点215.4.5 轴承单元215.4.6 轴承温度检测器215.4.

2、7 速度传感器215.5 一系悬挂装置215.5.1 轴箱弹簧装置及防雪罩225.5.2 轴箱垂向减振器235.5.3 橡胶弹性定位节点245.5.4 轮对起吊装置245.6 二系悬挂装置245.6.1 结构布置及特点245.6.2 空气弹簧装置255.6.3 中央牵引拉杆座及牵引拉杆295.6.4 横向减振器305.6.5 抗蛇行减振器315.6.6 横向止档315.7 驱动装置和齿轮箱325.7.1 工作原理325.7.2 挠性浮动齿式联轴节325.7.3 驱动装置工作特点345.7.4 齿轮装置355.8 转向架制动装置365.8.1 气液转换装置375.8.2 卡钳制动装置385.9

3、踏面清扫装置415.10 安全检测415.11 接地装置425.12 速度检测425.12.1 AG37速度传感器425.12.2 AG43速度传感器435.12.3 LKJ2000速度传感器435.13 扫石器（转向架排障装置）445.14转向架动力学性能445.14.1 动力学性能计算分析455.14.2 滚动振动实验台试验485.14.3 胶济线线路试验50第5章 转向架5.1 转向架概要5.1.1 转向架功能转向架是动车组车辆系统中最重要的组成部件之一，其结构设计是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。对铁路车辆来说，转向架必须具有如下功能：承载承受转向架以上各部分的重量（

4、包括：车辆自重、旅客载重、水及动态载荷等），并使轴重均匀分配；转向保证车辆顺利通过曲线；缓冲缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆具有良好的运行平稳性；牵引（动力转向架）保证必要的轮轨粘着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车体、车钩，牵引列车前进；制动产生必要的制动力，使车辆在规定的距离内减速或停车。5.1.2 转向架基本组成及各部分的作用动车组转向架可分为动力转向架和非动力转向架，动力转向架主要由六个部分组成，其作用叙述如下：轮对和轴箱轮对作为车辆与线路的系统界面，直接向钢轨传递重力，通过轮轨间的粘着产生牵引力或制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移）；轴箱是联接构架与轮对的

5、活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能使轮对适应线路不平顺等条件，相对于构架垂向、横向和纵向运动；弹簧悬挂装置主要由弹簧和阻尼器组成。现代动车组车辆基本采用两系悬挂，一系悬挂装置悬挂在轴箱和构架间，二系悬挂装置悬挂在构架与车体间。弹簧悬挂装置，用来平衡轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆运行稳定性和平稳性。并保证车辆通过曲线时使转向架能相对于车体回转灵活。构架转向架的基础骨架，用于安装转向架的各个零、部件，并承受和传递各种载荷；车体与转向架间的纵向牵引装置主要用以传递车体与转向架间纵向力。如：牵引力和制动力。 驱动装置（动力转向架）将动力装置的扭矩有效地传递给轮对，驱动车轮转动

6、；基础制动装置将制动缸压力，增大若干倍以后传给闸片或闸瓦，使其压紧制动盘（或车轮），对车辆施行制动。非动力转向架与动力转向架的主要区别是：非动力转向架没有驱动装置。5.1.3 转向架的主要技术要求铁路辆转向架的主要技术要求包括：保证最佳的粘着条件轴重转移应尽量小，且轮轨间不产生粘滑振动；优良的动力学性能保证车辆在直线和曲线运行时均具有良好的动力学性能，并尽量减小轮轨间的动作用力，降低轮轨间的接触应力和磨耗；高可靠性，低磨耗从转向架设计、工艺、零部件采购和制造组装的全过程进行质量控制，确保转向架具有高安全性和可靠性，并采用低磨耗的组件和结构提高转向架运行寿命周期。重量轻，工艺简单尽可能减轻自重，

7、且制造和修理工艺简易；良好的可接近性易于接近，便于检修；零部件标准化和统一化结构和材质尽可能统一。5.1.4 CRH2型动车组转向架概况CRH2型动车组采用4M4T编组形式，其动车（简称M车）和拖车（简称T车）分别装用了动力转向架（简称M转向架）和拖车转向架（简称T转向架）。两转向架型号分别为SKMB-200和SKTB-200。动车组中所有M转向架的结构形式是相同的，除两头车转向架因安装排障装置和LKJ2000型速度传感器略有不同外，其它T转向架的结构形式均相同。CRH2型动车组转向架的编组及方位定义如图5-1所示。5.1.4.1 CRH2型动车组转向架基本结构特征结构特征：（1）采用无摇枕H

8、形构架；（2）采用轻量、小型、简洁的结构；（3）采用小轮径（f860 mm）车轮以减少簧下重量；（4）采用空心车轴；（5）轴箱采用转臂式定位，轴箱弹簧采用双圈钢圆簧；（6）二系采用空气弹簧，构架设附加气室；（7）采用抗蛇行减振器；（8）采用单拉杆式牵引装置传递纵向力；（9）电机采用架悬结构；（10）采用挠性浮动齿式联轴节；（11）基础制动装置采用液压油缸卡钳式盘型制动；（12）全部车轮装设机械制动盘（轮盘）；（13）T转向架车轴上装有机械制动盘（轴盘）；（14）利用踏面清扫装置改善轮轨间粘着状态和降低运行噪声。图5-1转向架编组示意5.1.4.2 主要技术参数与转向架有关的主要技术参数见表5-

9、1，转向架详细技术参数见表5-2。表5-1 主要技术参数表项 目参 数最高试验速度/km/h250运营速度/km/h200定员时轴重（100%定员）/kN137.2（14 t）满员时最大轴重（200%定员）/kN156.8（16 t）编组能通过的最小曲线半径/m180单车调车能通过的最小曲线半径/m130转向架转角/度(130m曲线，不考虑横动时)4.5轴距/mm2 500车轮直径 新/磨耗到限/mm860/790轮对内侧距/mm适用轨距/mm1435自重下空气弹簧上平面距轨面高度/mm1000表5-2 转向架主要技术参数表（建议：增加悬挂参数） 转向架形式 项 目动车转向架SKMB-200拖

10、车转向架SKTB-200转向架质量 /t7.50一般转向架：6.87 头车转向架：6.95固定轴距/mm2 500 车轮直径/mm860轴承中心间距/mm2 000转向架最大长度/mm3 416一般转向架：3 416 头车转向架：3 566 转向架最大宽度/mm3 102（至空气弹簧筒为止）空气弹簧左右间隔/mm2 460 空气弹簧有效直径/mm525驱动方式平行万向节挠性联轴器、级减速齿轮方式齿轮比85：283.04车轴轴承密封式双列圆锥滚子轴承制动方式空油变换、轮盘方式空油变换、轮盘轴盘并用方式液压制动油缸装置油压缸：45×2油压缸：32×2闸片烧结合金（锻钢盘片用）轴

11、箱定位方式转臂式弹性定位节点刚度(每轴箱)纵向：13.7 MN/m，弹性定位节点刚度(每轴箱)横向：5.49 MN/m减振方式油压减振器一系垂向油压减振器4×19.6 kNs/m二系横向油压减振器2×58.8 kNs/m二系抗蛇行油压减振器2×2450 kNs/m5.1.4.3 动车转向架基本结构动车转向架主要由构架、轮对组装、轴箱装置、一系悬挂、二系悬挂、牵引装置、驱动装置和基础制动装置等八部分构成，具体结构见图5-2。作用于转向架三个方向主要载荷的传递过程分别为：（1） 垂向力（即重力）车体空气弹簧构架轴箱弹簧轴箱车轴车轮钢轨。（2） 横向力（离心力等）（3）

12、纵向力（牵引力或制动力）（轮轨间粘着）车轮车轴轴箱轴箱转臂定位(座)构架牵引拉杆座中央牵引拉杆中心牵引座车体车钩。图5-2 动车转向架基本结构5.1.4.4 拖车转向架基本结构拖车转向架可分为中间转向架和端部转向架两类，两者结构基本相同，只是端部转向架上装有排障器。拖车转向架主要由构架、轮对组装、轴箱装置、一系悬挂、二系悬挂、牵引装置和基础制动装置等七部分组成，具体结构见图5-3。图5-3 拖车转向架基本结构CRH2 型动车组4、5号车转向架二位侧轮对（A侧）安装了AG37型速度传感器； 1、8号车的2、3位轮对二位侧（A侧）安装AG43型速度传感器， 1、4位轮对二位侧（A侧）安装AG37型

13、速度传感器，一位侧（B侧）安装LKJ2000型速度传感器。拖车转向架中三个方向主要载荷的传递过程与动车转向架类同。5.2 转向架构架5.2.1基本结构CRH2型动车组转向架构架分动车构架和拖车构架两种。构架为焊接钢结构，主体框架呈H形，由两侧梁和横梁构成。侧梁为箱形断面，横梁采用无缝钢管型材。 5.2.2 构架组成构架由侧梁、横梁、纵向连接梁、空气弹簧支承梁及其它焊接附件组成。动车转向架构架和拖车转向架构架主结构相似，不同之处主要是动车转向架构架设有电机吊座和齿轮箱吊座，拖车转向架构架设有轴盘制动吊座。动车转向架构架和拖车转向架构架结构分别见图5-4、图5-5。1侧梁，2横梁，3纵向连接梁，4

14、空气弹簧支承梁，5制动吊座（轮盘），6定位臂座，7增压缸安装座，8垂向止挡，9电机吊座，10齿轮箱吊座图5-4 M转向架构架结构1侧梁，2横梁，3纵向连接梁，4空气弹簧支承梁，5制动吊座（轮盘），6定位臂座，7增压缸安装座，8垂向止挡，9 制动吊座（轴盘），10拉杆座图5-5 T转向架焊接构架CRH2型动车组转向架构架侧梁内设有筋板，提高侧梁承载刚度，并在侧梁外侧及两横梁间设置空气弹簧支承梁，两支承梁分别与两横梁连通，共同组成空气弹簧附加气室。靠近横梁与侧梁的连接处设置四个轮盘制动吊座。两横梁之间设纵向连接梁，主要用于吊挂增压缸和设置横向减振器安装座及横向缓冲挡安装座。为保证动车组20年的使用

15、寿命，在满足强度要求的前提下为降低转向架自重，构架的主要承载构件采用了符合JIS G 3114标准的耐候钢材料，其它部位采用合金结构钢。转向架构架在焊接完成后，进行整体退火处理和整体机加工。构架强度和刚度设计按照JIS E 4207（铁路车辆-转向架构架设计通则）标准进行；并按照JIS E 4208（铁路车辆-转向架静载荷试验方法）标准实施静载荷试验来进行强度确认。5.2.2.1 侧梁 动车构架侧梁和拖车构架侧梁结构相同。侧梁采用薄板焊接，内腔设加强筋板。 侧梁组装如图5-6所示。侧梁中央为两个加工形成的圆孔，以便横梁通过。侧梁两端采用筒体结构，支承在轴箱弹簧上。筒壁与侧梁梁体腹板采用对接焊缝

16、；上盖板采用厚钢板，与侧梁上盖板对接。轴箱弹簧筒体外设轴箱减振器座，除为了安装减振器外，还有两个目的：一是在内侧立板上开设吊装孔，在转向架进行起吊时用于安装吊钩；二是用于安装轮对提吊，能够在转向架整体起吊时，通过轮对提吊使轮对装置随构架整体吊装。图5-6侧梁组成5.2.2.2 横梁组装动车构架横梁和拖车构架横梁略有不同，动车构架横梁斜对称布置两电机吊座和齿轮箱吊座；拖车构架横梁上相应位置设置轴盘制动吊座。横梁组成如图5-7 所示。为了方便电机吊座与横梁的焊接作业和降低自重，在电机吊座的安装板上开设有圆形或长圆形孔，参见图5-8（a）所示。与电机吊座相对的另一侧设齿轮箱吊座。齿轮箱吊座下盖板上设

17、安全挡座，如图5-8（b）所示。在安全挡座间安装挡销，起到在故障工况下齿轮箱的安全托防护作用。图5-7 横梁组装构架横梁采用耐候钢无缝钢管，两横梁作为两空气弹簧的附加空气室，分别与两侧的空气弹簧支承梁连通，因此在横梁的端部开设通孔和排水孔。横梁中央内侧设垂向限位止挡，作用是一旦空气弹簧过充风，构架侧的牵引拉杆在随车体上升一定高度被该止挡限止，因此也被称为防过充址挡。图5-8 电机吊座（II）与齿轮箱吊座5.2.2.3 纵向连接梁在两横梁间设两纵向连接梁，以连接两横梁提高横梁刚度。纵向连接梁上设横向减振器安装座、增压缸安装座和差压阀安装座。5.2.2.4空气弹簧支承梁空气弹簧支承梁沿纵向跨于两端

18、横梁之间并与构架侧梁形成封闭腔体，成为空气弹簧的支承构件和附加空气室一部分。梁体内有一钢管型材制成的空气弹簧座导筒，用于空气弹簧与气室的连通和定位，导筒与相应的横梁相连通，保证两侧空气弹簧附加气室相互独立，空气弹簧支承梁的焊接有较高的密封性要求。空气弹簧支承梁上为空气弹簧支承座板，加工后安放空气弹簧。为了安装抗蛇行减振器，在支承梁下盖板上设有减振器安装座，空气弹簧支承梁结构如图5-9 所示。图5-9 空气弹簧支承梁5.2.3 构架强度设计构架强度设计根据JIS E 4207（铁路车辆用转向架构架设计通则）标准，强度试验依据JIS E 4208（铁路车辆转向架静载荷试验方法）。下面设计通则和试验

19、方法作一简介。5.2.3.1铁道车辆用转向架-构架设计通则（JIS E 4207）标准设计通用条件分为载荷条件、强度设计条件、结构设计条件及刚性设计条件。其中载荷条件分为静载荷和动态载荷；强度设计条件分为应力计算及容许应力。标准中，对转向架构架不同部位的动载荷有详细的规定，如表5-3 所示。在构架上作用静载荷和动载荷的情况下，按每种载荷计算应力，并区分为平均应力和动应力（应力幅值），按下述方法进行应力合成：（1）平均应力平均应力为静载荷产生的应力，但具有脉动载荷时的平均应力，应把脉动载荷应力的1/2加到静载荷产生的应力上去，作为静载荷工况下的平均应力。（2）动应力动应力为动载荷产生的应力，按下

20、式进行计算式中a为动应力；1、2、······n为由各动载荷计算的应力。对于脉动载荷所产生的应力i，则用该应力的1/2进行合成：表5-3 JIS E 4207动载荷的规定分类起 因动载荷备注（例）垂向由静载荷垂直振动产生的载荷(0.20.5)×W由安装零部件的振动引起的载荷侧梁上(12)×LP制动件横梁上(35)×LP牵引电机驱动装置端梁上(510)×LP制动件排障器由驱动引起的载荷(0.20.4)×La由制动引起的载荷P×f由垂向减振器引起的载荷决定于减振器特性横向由横向振

21、动和离心力引起的载荷(0.20.4)×W由安装的零部件振动引起的载荷(24)×LP牵引电机制动件由横向减振器引起的载荷决定于减振器特性纵向由纵向振动和牵引力引起的载荷(0.20.4)×W由安装的零部件振动引起的载荷(13)×LP牵引电机制动件由制动引起的载荷P扭转由外轨超高等引起的载荷按转向架对角车轮相对水平位置变位1015mm时的静载荷计算注： W为构架上的静载荷；LP为安装的零部件的自重；La为轴重；P为闸片压力；f为闸片与制动盘间的摩擦系数。JIS E4207技术条件规定采用图5-10所示的疲劳极限图。图中，b为材料的抗拉强度；0为材料的屈服许用应

22、力；w1、w2、w3 分别为母材未修磨和修磨后焊接接头在对称循环下的疲劳许用应力，而且这些值与母材静强度无关。图5-10 的疲劳极限图是以材料的屈服许用应力为纵坐标和横坐标，构成一个等腰三角形，在其高上截取w1（w2、w3），分别与横坐标正向的抗拉强度b相连，得到的实线图即为母材、修磨后和未修磨焊接接头的疲劳极限图。转向架主要用材的抗拉强度、屈服许用应力及疲劳许用应力列于表5-4中。图5-10 疲劳极限图示意表5-4 许用应力及疲劳许用应力 （单位MPa）JISG 3101SS400JIS G 3106SM400JIS G 3114SMA490材料的抗拉强度b400490材料的屈服极限s235

23、355材料的屈服许用应力0205305疲劳许用应力母材（w1）135157焊缝未修磨（w2）69修磨后（w3）1085.2.3.2铁路车辆用转向架静载荷试验方法（JIS E 4208：2004）标准标准中构架的静载荷试验工况，主要包括：（1）垂向载荷试验（2）横向载荷试验（3）纵向载荷试验（4）扭转载荷试验（5）牵引电机座载荷试验（6）驱动装置座载荷试验（7）制动装置座载荷试验（8）减振器座载荷试验（9）横向止挡座载荷试验（10）抗蛇行减振器座载荷试验标准中对上述的每一工况载荷的试验加载方法以及使用的检测设备、应变片贴片和位置等内容有详细的规定，对实施构架的静载荷试验具有良好的制导意义。5.2

24、.4构架强度计算采用有限元（FEA）分析软件对CRH2型动车组转向架构架建立计算模型，模型的网格划分一般采用壳单元，部分则用实体单元，构架的有限元分析模型如图5-11所示。首先，确定构架所承受的载荷，包括静态和动态载荷，然后分别计算出包括在牵引和制动工况构架中各单元的平均应力（m）和应力幅（a），利用材料的疲劳极限图进行疲劳强度评价，如平均应力和应力幅均在疲劳极限图的界限之内，则该构架结构安全，否则为不安全。计算结果表明，在各工况下静强度满足JIS E4207标准规定的要求；母材及焊缝处的应力幅与平均应力都在疲劳极限图线以下，满足疲劳强度的设计要求。图5-11 构架FEA模型（M构架）5.2.

25、5构架静载荷试验构架按照JIS E 4208标准进行静强度试验，如图5-12所示。对构架分别施加垂向载荷、斜对称载荷（扭转载荷）、纵向载荷、横向载荷、牵引电机载荷（三向）、齿轮箱载荷、制动载荷和减振器载荷等共记12种载荷，通过应变片测试各点的应变，继而求出应力，进行强度评价。 图5-12 构架试验加载和应变片布置（部分）大多数单元的应力在非打磨区域内，对超出非打磨区的焊缝增加打磨要求后，可使所有单元的应力均处于焊接打磨的疲劳强度极限范围内，满足强度要求。5.3 轮对组装动车组轮对必须具备如下功能：承受车辆与线路间相互作用的全部载荷及冲击；与钢轨形成粘着产生牵引力或制动力；轮对滚动使车辆前进运行

26、。CRH2型动车组转向架轮对组装主要包括车轮、车轴、制动盘（轮盘和轴盘）、齿轮箱及轴承等。轮对分为动力轮对（M轮对）和拖车轮对（T轮对），M轮对一侧安装齿轮箱装置，而T轮对则代之以两套轴盘。此外，T轮对因轴端安装不同速度传感器齿轮而略显差异。由于采用了带自密封的单元轴承，因此轴承可预先压装在轴颈上。轮对组成后，需逐个进行动平衡试验，超出50gm限度时，需对两侧车轮及制动盘的组装相位角进行调整。动车转向架采用的轮对由车轴、车轮(带有制动盘简称轮盘)、齿轮装置及轴承构成，参见图5-13。图5-13 M轮对拖车转向架轮对由车轴、车轮(也带有制动盘简称轮盘) 、轴制动盘（简称轴盘）及轴承构成，参见图5

27、-14。为确保安全性和可靠性，车轮、大齿轮、轴盘等采用冷压法压装到车轴上。图5-14 T轮对5.3.1 车 轮CRH2型动车组转向架车轮按JIS E5402（铁道车辆碳素钢整体辗压车轮）设计和生产，车轮采用整体轧制车轮，轮辋厚度由为135，踏面形状采用LMA型。新造车轮滚动圆直径为Ø860，最大磨耗直径为Ø790。在靠轮辋轮缘侧面Ø790圆周上，设有磨耗到限标记。CRH2型动车组车轮踏面形状见图5-15所示。LMA踏面 图5-15 CRH2型动车组车轮踏面形状因采用轮盘制动，需要在车轮辐板两侧安装制动盘，所以为直辐板车轮。随着轴重的增加，与轮毂连接的直辐板根部厚度

28、有所增加。动力轮对和拖车轮对除了轮座尺寸及轮毂厚度尺寸不同外，其它部位相同。车轮与车轴的装配采用注油压装和拆卸。为保证轮轴在装配后形成规定的压装力，装配后进行反向压力检验。 5.3.2 车 轴CRH2型动车组转向架车轴按照JIS E 4501（铁道车辆车轴强度设计）进行设计，按JIS E 4502标准进行生产。为提高车轴的疲劳安全性，采用高频淬火热处理和滚压工艺。为了在保证强度的同时减轻质量，采用空心车轴使超声波探头可以直接穿过该通孔，使探伤容易化，M车轴与T车轴如图5-16所示。图5-16 CRH2 型动车组空心车轴两种车轴的各部尺寸如表5-5所示表5-5 CRH2型动车组车轴尺寸 （单位：

29、mm）顺号名称动车车轮拖车车轮1车轴总长229823822轴颈直径Ø1303轴颈中心距20004轴身直径Ø182Ø1925.3.3 制动盘CRH2型动车组转向架的M轮对和T轮对分别在车轮辐板两侧安装整体式锻钢制动轮盘，内外侧轮盘通过均布的12个连接螺栓安装在车轮辐板上。轮盘的背面设散热筋，可提高盘片的承载刚度。为了有效释放在制动过程中产生的热量，盘片与车轮辐板安装侧预先设置了反向翘曲。拖车轮对除了设置轮盘外，在车轴上还设两套制动轴盘。轴盘由压装在车轴上的轮毂和通过螺栓安装在轮毂的制动盘构成，轴盘材料为锻钢，盘体为分半式，无需退轮即可进行更换。为了减少T车的制动负荷

30、，从而减少制动盘和闸片的磨耗，在制动控制中，尽量使用车的再生制动，而对车的空气制动采取延迟控制。5.3.4 齿轮装置齿轮装置是传递驱动扭矩或制动扭矩的关键部件，仅动车转向架才有。它既属于动车轮对，又是驱动装置的重要组成部分，有关齿轮装置的详细内容将在驱动装置一节叙述。5.4 轴箱装置轴箱装置是连接轮对与构架的活动关节，除了传递各个方向的力和振动外，轴箱必须保证轮对能够适应线路状况而相对于构架上下跳动和左右横动。轴箱作为连接轮对与构架的重要零部件，采用轴箱与转臂一体式结构，其目的是为了简化结构、降低自重、便于组装和维护检修。轴箱装置包括如下主要部件：轴箱体、轴箱压盖、轴箱前盖、轴箱后盖、轴承单元

31、、橡胶弹性定位节点、轴温检测器及橡胶盖。轴箱装置见图5-17。1 轴箱体，2 定位节点压盖，3 轴承组件，4 前盖，5 后盖，6 橡胶盖图5-17 轴箱装置5.4.1 轴箱体轴箱体材料为铸钢，箱体内安装轴承，其顶部用于安装轴箱弹簧，轴箱转臂的另一端通过压盖与橡胶弹性定位节点连接，构成轮对的定位装置。轴箱内的轴承外圈通过轴箱前后端盖来定位。5.4.2 轴箱前盖为降低转向架簧下重量，前盖采用了高纯度铝合金铸件材料。为防止铝制材料与钢铁零件接触面产生电化学腐蚀，需要在接合面进行特殊涂装。前盖底部有一孔，用于排出车轴超声波探伤时使用的润滑油。通常情况下前盖的孔用螺栓塞住，以防运行时灰尘进入转速计和接地

32、装置。5.4.3 轴箱后盖轴箱后盖采用上下分体结构，为锻钢材料，先上下形成完整的挡圈后，再与轴箱通过螺栓连接。轴箱后盖设有防尘结构的双重迷宫槽。5.4.4橡胶弹性定位节点轴箱与构架连接的一端为橡胶弹性定位节点，用以传递轮对与构架之间的牵引力和制动力。橡胶弹性定位节点作为一系悬挂装置的主要部件之一，将在一系悬挂部分详细叙述。5.4.5 轴承单元 CRH2型动车组转向架采用双列圆锥滚子轴承单元，为油脂润滑，采用轻接触式的双唇自密封结构。轴承单元由外圈、双列圆锥滚子、保持架、内圈、防止磨损的隔板、油封、油封圈和后盖等组成，为预加润滑脂的全密封型单元轴承。轴承规格见表5-6 ，轴承采用树脂保持架，轴承

33、在出厂前已注入NERITA2858型高速列车轴承专用润滑脂。表5-6 轴承规格表轴承寿命的计算根据JIS B 1518标准，在最大轴重14吨时，满足5×106 公里。5.4.6 轴承温度检测器该检测器由热敏开关构成，当轴箱体温度升高至设定值时，热敏开关使报警电路打开。开关的激活温度设置为165155 °C，温度梯度为5 °C/min。5.4.7 速度传感器轴箱端盖处共安装3种速度传感器， AG43、AG37和LKJ2000用。有关速度传感器的详细内容在5.12节叙述。5.5 一系悬挂装置CRH2型动车组转向架一系悬挂装置采用转臂式结构，基于以下原因：便于一系定位刚

34、度的选择（要求的刚度值可以在垂向、纵向和横向独立地选择），可兼顾一系定位刚度在高速运行时的稳定性和曲线通过性能；利于实现轻量化，适应高速运行；零部件数量较少，结构简化，提高可靠性；便于一系悬挂装置的分解和组装作业；无磨耗，实现免维护。CRH2型动车组转向架一系悬挂装置主要包括轴箱弹簧及防雪罩、垂向液压减振器、弹性定位节点弹簧夹板和轮对提吊等零部件，如图5-18所示。图5-18 一系悬挂结构5.5.1 轴箱弹簧装置及防雪罩轴箱弹簧装置安装在轴箱和转向架构架之间。5.5.1.1 弹簧组成圆弹簧组传递垂直方向的力，通过调整垫片调整圆簧组使每个车轮的载荷均匀。轴箱弹簧装置包括一个圆簧组（由内、外圈弹簧

35、组成）、弹簧座（上、下）、橡胶座、绝缘座。内、外弹簧的旋向相反，轴箱弹簧组结构见图5-19。轴箱弹簧为双圈钢螺旋弹簧，弹簧的材质为符合JIS G4801 标准的SUP9A或SUP11A型弹簧钢。为了应对动车组雨雪天气的运行环境，在轴箱弹簧外设计了防雪罩，采用热缩材料，可明显改善轴箱弹簧的工作条件，减缓天气因素对弹簧的腐蚀作用。1 外圈弹簧，2 内圈弹簧，3 防雪罩图5-19 轴箱弹簧组5.5.1.2 弹簧夹板为了便于转向架的组装，设置上下弹簧夹板，使圆簧组保持在规定的预压缩高度，并保证转向架构架和轴箱之间的正位，下弹簧夹板上设置了螺纹，以方便弹簧组与转向架的组装、分解和调整。5.5.1.3 橡

36、胶垫橡胶垫为上下硫化粘结钢板结构，用以吸收高频振动。5.5.1.4 绝缘罩绝缘罩用于将圆簧和转向架构架从电气上进行绝缘，以免漏电电流通过轴箱轴承而对轴承产生电腐蚀。5.5.2 轴箱垂向减振器在构架与轴箱之间，与每组轴箱弹簧各并联了一个垂向油压减振器，构成一系悬挂的阻尼元件。该液压减振器主要作用是防止转向架以较高的频率点头振动。减振器型号为OD42090-1，具体结构参见图5-20。图5-20 轴箱垂向减振器为防止减振器的安装方向错误，减振器上下端部芯轴的安装尺寸设计为不同的值，以保证其方向的正确性。为防止沙尘和其它杂质进入减振器，在内、外筒之间安装了橡胶防护罩。垂向减震器在轴箱体和转向架构架侧

37、梁的连接销轴上设有缓冲橡胶。5.5.3 橡胶弹性定位节点CRH2型动车组转向架的橡胶弹性定位节点为金属橡胶硫化的弹性元件，如图5-21所示。其芯轴固定在构架的定位座上，外套及芯轴橡胶与轴箱转臂连接，提供轮对轴箱装置的纵向（X）、横向（Y）定位刚度。轮对与构架间的横向及纵向相对位移依靠节点橡胶套的变形实现，是直接影响车辆运行稳定性和曲线通过性能最主要的悬挂件。图5-21 橡胶弹性定位节点该定位橡胶销套的各向定位参数对转向架的运行性能起决定性作用。其弹性参数以安装入转臂橡胶套座的工作状态为测量基准，经过动力学计算和优化确定。转臂式轴箱定位装置的特征：轴箱与构架间无自由间隙和滑动部件；构成的零件很少

38、，分解、组装容易，且维修方便；轴箱的上下、左右及前后定位刚度可以各自独立设定，比较容易满足转向架悬挂系统的最佳设计要求，即在确保良好乘坐舒适度的情况下，能够同时确保车辆稳定的高速行驶性能和良好的曲线通过性能。5.5.4 轮对起吊装置轮对起吊装置的主要作用是在转向架整体起吊过程中，使轮对随构架形成整体，同时，防止在转向架拆卸时轴箱弹簧伸长而损伤垂向减振器。5.6 二系悬挂装置5.6.1 结构布置及特点CRH2型动车组转向架二系悬挂装置主要由空气弹簧系统、牵引装置、横向减振器、抗蛇行减振器及横向缓冲橡胶止档等零部件组成，如图5-22 所示。1空气弹簧系统，2中央牵引拉杆座，3横向减振器，4抗蛇行减

39、振器，5高度调整阀，6牵引拉杆，7横向缓冲止档图5-22 二系悬挂装置每辆车体以上所有重量通过四个空气弹簧传递给两个转向架，纵向力（牵引力或制动力）由单牵引拉杆传递，而横向力则由空气弹簧和横向缓冲橡胶止档共同传递。空气弹簧是车体与转向架之间的重要悬挂元件，车体由前后转向架上的四个空气弹簧支承，其主要作用除支承车体载荷外，还可以隔离转向架构架的振动，并在通过曲线过程中通过变位实现车体与转向架间的相对旋转和横移。因此，空气弹簧是二系悬挂中的关键零部件，是影响车辆的运行平稳性的关键因素。5.6.2 空气弹簧装置空气弹簧装置主要包括空气弹簧及其附属的高度调整阀、调整阀保温箱及差压阀等。空气弹簧采用自由

40、膜式气囊，与下部的叠层橡胶堆组成一体。该空气弹簧的特点：垂向变形由空气弹簧本体（即气囊）和其下面的叠层橡胶堆共同承担，确保垂向大变形量；在水平方向，一方面利用叠层橡胶堆进一步降低刚性，另一方面通过改变气囊形状，可以产生一定的阻尼，以改善乘坐舒适性。5.6.2.1 工作原理一般空气弹簧装置由列车主风管、T形支管、截断塞门、滤尘止回阀、空气弹簧贮风缸、连接软管、高度控制阀、空气弹簧本体、差压阀和附加空气室等组成，空气弹簧系统工作原理（即压力空气传递过程）见图5-23。压力空气由列车主风管1高度阀排风塞门3高度控制阀4空气弹簧排风塞门2空气弹簧5节流阀8附加空气室7。5.6.2.2 空气弹簧结构空气

41、弹簧主要由橡胶气囊、上下盖板、橡胶堆等零部件组成，如图5-24所示。空气弹簧采用上进气设计，压缩空气经过高度调整阀进入橡胶气囊和构架内腔形成的附加空气室，橡胶气囊和附加空气室间设直径为Ø14的节流孔，空气通过节流孔时产生的节流效应构成二系悬挂的垂向阻尼。 1列车主风管；2排风塞门（空气弹簧）；3排风塞门（高度阀）；4高度控制阀；5空气弹簧；6差压阀；7附加空气室；8节流阀图5-23 空气弹簧装置工作原理当空气弹簧上盖板相对于底座产生垂向位移时, 空气弹簧内的气体容积发生变化, 1橡胶气囊，2上盖板组成，3橡胶堆，4下盖板组成图5-24 空气弹簧引起压力的变化。空气弹簧与附加气室之间产

42、生的压差迫使气体流过节流阀。由于气体流过节流阀时流通面积减小, 节流阀对气体的流动产生阻碍作用。同时空气弹簧垂向变形时由于胶囊形状的改变, 引起胶囊与上盖和底座接触面积的改变, 因此空气弹簧的垂向动态特性比较复杂。节流阀对气体流动的阻碍作用引起空气弹簧的动态刚度和阻尼相对于静态刚度产生较大的变化,而且随激扰频率的改变而改变。动态刚度和阻尼的改变影响到车体振动的固有频率和衰减率, 影响到车体振动的衰减特性, 从而影响到车辆运行的舒适性。由于空气弹簧垂向动态特性规律具有一定的复杂性, 因此节流阀参数对空气弹簧振动特性的影响有着非常重要的意义。 度IA OCRH2型动车组空气弹簧节流孔为固定节流孔。

43、橡胶气囊底部的橡胶堆作用是在车体与转向架产生大位移时补偿橡胶气囊本身的变位不足，并且在空气弹簧橡胶气囊出现故障条件下仍具有一定的弹性，下盖板上贴有摩擦系数很小的滑块，允许上下盖板之间产生相对纵横向位移，起到应急弹簧的作用。产品需要按照JIS E4206进行规定的特性试验和其它型式试验。CRH2型动车组动车组转向架空气弹簧的有效直径为f 525 mm、。为使在空气弹簧泄气时能够行驶，在下面板的上面设置聚四氟乙烯制的滑动面板，在外筒的下面设置钢板，使曲线通过性能提高。5.6.2.3高度调节原理为了保持车体距轨面的高度不变，在车体与转向架间装有高度调节阀，调节空气弹簧橡胶囊中的压缩空气（充气、放气或

44、保持压力），使车辆地板面不受车内乘客的多少和分布不均的影响，始终保持水平。调节原理如下（参见图5-25）：· 在正常载荷位置，即hH时，充气通路 VL和放气通路LE均被关闭；· 当车体载荷增加时，此时hH，阀动作，使VL通路开启，压缩空气向空气弹簧充气，直至地板面上升到标定高度（即h达到H高度）为止；· 当车体载荷减小时，此时hH，阀动作，使LE通路开启，空气弹簧向大气排气，直至地板面下降到标定高度（即h达到H高度）为止。5.6.2.4高度调整阀高度调整阀工作过程分进气过程和排气过程，具体参见图5-26和图5-27。上述调整只能在静态时进行，不能影响车体与转向架间

45、的正常振动。高度调整阀必须具有如下特性：（c）放气（b）充气（a）保压h地板实际高度；H地板标定高度图5-25 高度调节原理示意· 不感带10±1· 时间延迟3±1s· 空气流量2030s · 工作角度±30° 图5-26 载荷增加进气过程 图5-27 载荷减少排气过程CRH2型动车组采用LV5B-2型高度调整阀，其使用的工作油为硅油。5.6.2.5差压阀每台转向架的两只气囊都通过差动阀相连。如果气囊突然破裂或毁坏，差压阀将开通，使转向架的两只气囊压力保持平衡。图5-28 差压阀的工作原理这可防止客车由于一只气囊充

46、气而另一只气囊没有充气而向一边严重倾斜。差压阀的工作原理参见图5-28。为什么要用差动阀而不直接用一根气管将左右两只气囊连通起来呢？这是因为： 在曲线上时，左右两只气囊必须保证一定的压差，否则车体将会发生倾斜； 车体左右摇摆振动时，也必须保证一定的压差，否则将加剧摇摆。该差压阀的型号为DP-5，其设定的压力差为150±20 kPa（1.5 kg/cm2）。5.6.3 中央牵引拉杆座及牵引拉杆为传递车体与转向架间的纵向载荷，在车体枕梁中央安装了中央牵引拉杆座，通过单牵引拉杆与转向架构架连接。中央牵引拉杆座为钢板焊接结构，材料采用耐候钢，焊接后通过退火热处理消除残余应力，其强度设计按照J

47、IS E 4207标准。由于车体采用铝合金型材，中央牵引拉杆座与车体枕梁的安装接触面因异种金属材料将产生电化学腐蚀，为此，在中央牵引拉杆座组装前，须在安装面涂装铬酸锌底漆，同时为避免中央牵引拉杆座对车体底架的损伤，要求周边加工倒角以消除毛刺和锐棱。牵引拉杆是传递车体与转向架之间纵向载荷的主要承载构件，无摇枕转向架的牵引拉杆方式主要有Z形双拉杆和单拉杆两大类型，表5-7 对这两种牵引拉杆方式的特点进行了比较。表5-7 两种牵引拉杆方式的比较牵引拉杆方式优 点缺 点Z形双拉杆落车作业简单结构复杂，占用空间大重量大单拉杆结构简单，占用空间小重量轻落车作业复杂对牵引拉杆两端橡胶节点的要求是，在满足纵向

48、载荷传递的同时，不影响拉杆与中央牵引拉杆座连接端的垂向和横向位移。中央牵引拉杆座及牵引拉杆是传递转向架与车体间纵向力（即牵引力或制动力）的重要部件，这里采用了非常简单而实用的单拉杆结构，牵引拉杆两端安装有橡胶关节。其详细组成参见图5-29。图5-29 中央牵引拉杆座及牵引拉杆组成该中央牵引拉杆装置具有如下特征：转向架的转向和横移依靠牵引拉杆两端橡胶关节的回转剪切变形适应。牵引装置为短牵引杆，构成的空间比其他的牵引装置小，零件数量少且轻量化。 转向架和车体的分离通过拆除中央牵引拉杆座侧下部连接用螺栓来进行。当空气弹簧出现故障，车体上升一定高度后（参见图5-29），中央牵引拉杆座一侧的单连杆连接端

49、部将与横梁的相应结构接触，以防止车体异常上升。5.6.4 横向减振器横向减振器共有两个，分别位于转向架构架横梁连接梁与中央牵引拉杆座之间的前后位置，属水平横向布置，见图5-30。其作用是衰减车体与转向架间的横向振动。减振器型号OD50116。图5-30 横向减振器5.6.5 抗蛇行减振器抗蛇行减振器是为了防止动车组在高速运行时的蛇行失稳而专门设置的，它安装在转向架构架侧梁的外侧，呈纵向水平布置，也称纵向减振器。抗蛇行减振器型号OD70230-1，其结构见图5-31。比较抗蛇行减振器与一般垂向或横向减振器的性能参数，可以发现它们的明显区别：与一般液压减振器相比，抗蛇行液压减振器节流孔的结构差异较

50、大，这就造成其节流特性发生变化，即抗蛇行液压减振器的卸荷速度V0（约为0.003m/s）远远小于一般液压减振器的卸荷速度V0（约为0.10.3m/s）。这样，就有可能同时满足有效抑制蛇行失稳和利于通过曲线的要求，即：当车体相对于转向架蛇行运动增大（即在直线上高速运行）时，其相对运动速度V很容易超过V0，使减振器阻尼力F=Fmax（饱和阻力），产生强大的阻尼作用。而当机车车辆通过曲线时，车体相对于转向架的回转速度V较小，且VV0，此时减振器阻尼力F明显下降，在车体与转向架之间产生的阻力矩较小，使机车车辆容易通过曲线图5-31 抗蛇行减振器结构5.6.6 横向止档为了限制车体相对于转向架构架的横向

51、移动，在转向架横梁的连接梁与中央牵引拉杆座设有横向止档，该横向弹性侧档与中央牵引拉杆座之间的间隙为20 mm，参见图5-32。当车体与转向架之间的横向位移超过20mm时，中央牵引拉杆座侧面与横向弹性侧档（缓冲橡胶）接触，继而产生反向压缩力，以限制其横向位移。该横向弹性侧档实际上就是一块缓冲橡胶，且缓冲橡胶呈非线性特性，刚度随挠度的增加逐渐提高。1 缓冲橡胶块，2 连接板，3 固定螺栓图5-32 横向止档结构及特性5.7 驱动装置和齿轮箱5.7.1 工作原理驱动装置采用简单而实用的挠性浮动齿式联轴节式牵引电机架悬结构，即通过挠性浮动齿式联轴节将牵引电机输出轴与齿轮箱的输入轴（小齿轮轴）联结起来，

52、在传递扭矩的同时，允许两者间的相对运动。驱动装置结构见图5-33。牵引电机采用架悬方式,电机安装在横梁外端的电机吊座上,安装时将电机安装槽卡在吊座上的矩形安装座上,并由上下各四个紧固螺栓连接。通过使电机与吊座上的安装基准面一致来确保电机的安装位置。 图5-33 挠性浮动齿式联轴节（WN）驱动装置的结构示意图5.7.2 挠性浮动齿式联轴节牵引电机与齿轮箱间的扭矩传动由安装在两者之间的联轴节完成，转向架采用QD2572A2型联轴节。5.7.2.1 结构挠性浮动齿式联轴节（WN联轴节）主要包括齿轮套（外齿）、半联轴节（内齿）和中间隔板等，详细结构参见图5-34，结构剖面参见图5-35。图5-34 挠

53、性浮动齿式联轴节（WN联轴节）结构图5-35 WN联轴节详细结构剖面联轴节的两个带外齿的齿轮套通过键分别套装在锥形的电机轴和齿轮箱小齿轮轴上，并与半联轴节的内齿啮合，为了能够动态地传递扭矩，允许齿轮套与半联轴节产生相对位移（轴向和轴线倾斜），因此齿轮套的齿轮齿顶为圆形断面，以使内外齿啮合良好。5.7.2.2运动分析当牵引电机输出轴和（小）齿轮输入轴间产生相对跳动时，带有弧形外齿的两个齿轮套齿顶将推动带内齿的半联轴节发生自由灵活的倾斜，同时内外齿在轴向也能自由滑动，就好象半联轴节“浮动”在两个齿轮套上，但电机驱动扭矩可通过内外齿轮的啮合很好的传递。这里需要强调的是齿轮套的外齿必须是鼓形齿，以防止

54、齿轮套相对于半联轴节跳动和转动时相互卡死。另外，两半联轴节中间应设档板（隔板），且档板两边通常设置弹簧或橡胶块，以缓冲齿轮套相对半联轴节的轴向冲击。该联轴节可实现电机输出轴相对于（小）齿轮输入轴间的相互跳动和转动，且运动灵活，运动阻力小，同时能传递电机驱动扭矩，联轴节允许的径向和轴向相对位移分别为±12.3mm和±11mm。联轴节运动分析参见图5-36。5.7.3 驱动装置工作特点 簧下重量小（电机重量全部悬挂于构架横梁上成为簧上重量，但牵引齿轮和齿轮箱图5-36 联轴节运动分析（示例）之重量的一部分仍然属于簧下重量），减小了轮轨间的动作用力；改善了牵引电机的工作条件；与刚性轴悬式驱动装置相比，结构稍复杂。但与其他架悬式和体悬式驱动装置相比，结构要简单得多；拆装简单，检修维护方便。5.7.4 齿轮装置齿轮装置的作用是将牵引电机的扭转力矩有效地传递到车轴而使动车组加速。或者是将车轴的转矩传递