转向架支撑车体示意图

导向

为什么要用转向架呢？转向架的重要功能之一是用于车辆转向，也就是拐弯。

我们知道铁路列车没有方向盘，那么它是怎样通过曲线的呢?

当车辆以一定速度开始进入曲线时，前轮对的外轮轮缘与外轨的内侧面接触，互相挤压产生导向力，并由导向力引起导向力矩，使转向架相对线路产生转动。

另外，铁路轨距是固定的（标准轨距为1435毫米），在曲线上外轨长、内轨短。车轮与钢轨接触的部分称为踏面，踏面被设计成锥形，目的是解决轮对通过曲线的问题。当轮对通过曲线时，由于踏面有锥度，轮对向外移动后，外轨与车轮接触点的直径大，走行距离长，内轨与车轮接触点的直径小，走行距离短，这样便可以顺利通过曲线。

转向架通过曲线原理示意图

车轮采用有锥度的踏面还有一个好处，就是在直线运行时自动对中。

车辆运行轨迹实际上是“蛇行运动”，由于车轮左右摆动，接触直径不断变化，采用有锥度踏面起到了自动对中的作用。

转向架如何适应高速运行？随着速度的提高问题来了，车辆的蛇行运动会出现失稳现象，一旦失稳，车轮将猛烈冲击钢轨，甚至造成脱轨翻车，这是铁路安全绝对不能允许的。必须避免出现蛇行运动的失稳现象。

要让动车组高速运行时不出现蛇行运动失稳有办法吗?

答案是有的。高速转向架通过采用轴箱弹性定位、空气弹簧、轴箱弹簧、各类减振器、弧形车轮踏面等措施，来保证在车辆运行速度范围内不出现蛇行运动失稳情况。

通过优化设计，高速动车组转向架的失稳临界速度可以达到500公里/小时以上。

减振

车辆运行时，由于线路不平顺等原因，必然会引起各种周期性或非周期性的振动或冲击。

这时，转向架上的弹簧减振悬挂装置起到了重要作用，它们用来缓和与消减这些振动和冲击，提高车辆运行的平稳性，保证旅客的舒适性。

这些悬挂装置，主要有空气弹簧、抗蛇行减震器、横向减震器、垂向减震器、抗侧滚扭杆等等。

高速动车组对转向架的平稳性能有着极致的要求。一流的高速转向架，搭配一流的高铁线路，就有了我们在飞奔的高速列车上看到的“杯水不晃”、“立币不倒”的场景。

牵引制动

转向架起到对整个车辆的承载、导向和减振作用，同时还是牵引与制动的最终执行机构，负责将列车牵引和制动力传递到车轮上。

发动机对于汽车十足重要，到了高铁这里，动力之源为电机，简单明了，因为这一位以电为动力。

汽车的发动机多数在前盖下面，高速动车组的电机安装在转向架上。

从前的火车动力在车头上；现在，坐在高铁上，那个带来高速的动力就在你的脚下。

动车组列车编组中，有动车和拖车之分。有动力的就是动车，没有动力的就是拖车。再进一步讲，转向架有电机的就是动车，没有电机的就是拖车。

动车转向架上装有牵引电机、齿轮箱等牵引驱动装置，拖车转向架则没有。

一个动车有两个转向架，一个转向架上常常安装有一台或两台电机。目前，中国高速动车组为动力分散型，列车上不是一台电机，而是许多台电机。

以CRH380AL高速动车组为例。全列16节长编组，14动2拖，一个动车有2个动车转向架，每个动车转向架装有2台电机，整车装有56台牵引电机，牵引功率达到2万千瓦以上。

在如此强的动力之下，列车加速到300公里/小时只需4分钟，加速距离为12公里。加速到350公里/每小时只需要6分钟，加速距离为22公里。

高铁能否跑出高速，基本由转向架决定，同样让列车最终在高速下能停下来的基础制动装置也在这里。

动和静全生于此，转向架的重要性自然显现。

归纳起来，转向架主要具有承载、导向、减振、牵引、制动等功能，高速动车组要跑得快离不开转向架这个“飞毛腿”，它还直接决定了车辆的运行稳定性和乘坐舒适性。因此，转向架是高铁最核心的部件之一。

中车四方据国家铁路局网站“铁路科普点滴”等综合整理。

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