高速列车转向架技术

为了配合实现我国铁路跨越式发展的战略目标，推动客运高速、快速和货运重载技术的发展，应广大技术人员要求，我刊组织了系列技术问题讨论，请有关领导、专家畅谈各自的观点。本期特请西南交通大学牵引动力研究中心机车车辆研究所张红军教授，中国铁道科学研究院机车车辆研究所黄成荣研究员，中国南车集团株洲电力机车厂陈国胜高级工程师，中国北车集团大同电力机车有限责任公司封全保教授级高级工程师，就高速列车转向架技术问题谈谈各自的看法。     

高速列车用轮对

介绍了自20世纪80年代起法国铁路针对铁道车辆轮对所作的改进工作及其设计依据和标准,强调了高速列车的轮对在设计和生产过程中的特点,包括其安全参数的优化及噪声控制.     

高速列车的轮对

Alstom公司为法国铁路生产的TGV列车设计最高运行速度从20世纪80年代的280km／h，现在已经达N300km／h并接近320km／h，将来要进一步提高到360km／h。作为高速列车重要组成部件的车辆轮对，从轮对结构设计、车轮钢材选用、生产制造和日常技术维修等各个方面，必须绝对保证高速列车运营的安全性和可靠性。对高速列车轮对技术运营特性的主要要求是：为了提高抗机械负载强度和为优化制动系统创造条件，应当具有最佳车轮构造形式；为了保证方便检查、监测和发现处理缺陷故障，通过改进轮对结构提高安全性；通过降低列车运行产生的噪声污染水平，改善环境保护特性；降低购买、运营、技术维修和修理总的支出费用，延长整个轮对的生命周期。     

高速列车转向架设计变更分析

设计变更是高速列车转向架全生命中期中必不可少的一个重要环节,但是设计变更往往不是单独发生的,而是会通过结构模块之间的相互关系进行传播。为解决转向架在设计变更过程中,变更模块对转向架总体影响程度的计算问题,提出一种基于网络层次分析法(ANP)的计算方法。该方法通过有向图建立设计变更模型,并将设计变更模型转化为数值化的相关度矩阵,最后通过相关度矩阵和ANP计算变更模块时转向架总体的影响重要程度。     

高强度铸铝合金在高速列车转向架上的应用

简述了国内外高强度铸铝合金的发展，介绍了国内外铝合金轴箱和齿轮箱的研究及其应用，综述了国际上最新的提高铸造Ａｌ－Ｓｉ合金性能的措施。高强度铸造Ａｌ－Ｓｉ合金作为高速列车转向架的箱体材料，不仅具有良好的机械性能、物理性能、切削加工性能及铸造性能等优点，而且能有效地减轻簧下质量。     

我国高速列车转向架润滑技术

根据高速列车转向架传动系统摩擦副速度和载荷的特点,轴箱轴承均采用脂润滑,传动轴承以油润滑方式为主,传动齿轮均采用油润滑方式。脂润滑设计应考虑润滑脂品牌选择、装配重量、维护保养补脂周期和换脂周期等原则。油润滑设计应考虑油粘度选取,滴油润滑方式和结构型式等原则。润滑油、脂应具备低磨耗、自修复性和故障安全导向性。论述了我国高速列车转向架润滑技术的经验、问题与需求。     

高速列车动力转向架技术特点

主要从转向架的结构方面介绍了高速动力转向架的技术特点。     

对ICE高速列车驱动转向架的结构分析

本文针对我国铁路发展高速列车（Ｖｍａｘ＝２５０ｋｍ／ｈ或以上）的关键部件──驱动转向架的研制，对德国ＩＣＥ驱动向架的性能作一简要分析。文中提出了对高速驱动转向架的性能要求，阐述了ＩＣＥ驱动转向转为满足高速运行所采取的结构措施，其中着重对驱动制动单元的向质量转换作了说明，供同行们地国外高速铁公路技术的吸收消化参考。     

外置转向架包覆对高速列车气动阻力影响

转向架作为高速列车大面积裸露在外且外形复杂的运行部件受到列车底部气流的直接作用,区域气动外形结构对高速列车整车气动阻力具有重要影响。基于三维稳态SST k-ω双方程湍流模型,采用数值仿真方法研究了轴箱外置式转向架不同包覆方式对高速列车气动性能的影响。研究了转向架区域安装小裙板、半包裙板、全包裙板、全包裙板+小底板以及全包裙板+大底板等5种方案下的高速列车气动性能,比较了不同方案下高速列车气动阻力的变化规律,阐明了高速转向架包覆方式对整车气动阻力、车底流动特性以及列车表面压力分布的影响。研究结果表明：随着转向架裙板包覆面积的增加,转向架腔后端板受到的气流冲击逐渐减弱,后端板上的正压分布降低,列车转向架区域周围的边界层厚度逐渐减小,转向架区域内的压力分布差异性逐渐减小,从而实现了列车整车气动阻力系数的降低。与小裙板模型相比,半包裙板、全包裙板、全包裙板+小底板以及全包裙板+大底板模型的列车气动阻力系数分别降低了5.2%、8.65%、10.3%、11.1%。对于轴箱外置式转向架来说,全包裙板+大底板方案可有效改善转向架区域流场,降低整车气动阻力。研究得到的转向架包覆方式将为新一代高速列车气动...     

对高速列车转向架焊接构架选材的探讨

对国外高速列车转向架焊接构架用材作了分析比较，并结合我国国情对四种材质进行了可行性分析。     

AVE高速列车首尾动车的转向架

西班牙国家铁路公司的AVES／102高速列车电机驱动头车的转向架属于柔性浮动型的转向架。其牵引传动系统的设计理念与ICE3型列车的相同。     

两级模糊神经网络在高速列车ATO系统中的应用研究

列车自动驾驶系统(ATO)作为替代司机、实现铁路运输自动化的重要设备,受到国内外铁路科技工作者的广泛关注,它的性能关系到铁路运输系统的安全和效率。一种高效的高速列车控制方法可以很好地满足人们对高速铁路"安全、正点、舒适和快捷"的要求。由于模糊神经网络具有自动提取经验和进行推理的特点,在前人研究的基础上,本文用两级模糊神经网络对高速列车运行过程进行控制。参照当前列车运行速度、线路状况、列车编组、列车时刻表、距目标点距离以及目标点所允许的速度,前一子网模拟优秀司机的操纵可获得在当前状态下应采取的最佳列车运行工况,后一子网根据运行工况、线路状况、列车在线路上位置、列车编组、列车时刻表、距目标点距离和目标点允许速度,得到列车在该工况及当前条件下的运行速度。仿真实验结果表明该方法正确有效,达到了期望的效果。     

高速列车走行部径向可调轮对

高速机车、动车和车辆的走行部采用径向可调轮对，可以大大减少在弯道上运行时的轮－轨磨耗，磨耗量最大可减少８０％。文中介绍了ＡＥＧ和ＭＡＮ等公司为ＩＣＥ等高速动车开发的多种具有径向可调轮对的走行部；详细介绍了其模拟计算，结构设计、滚动试验台试验及线路运行试验等整个开发过程以及试验数据。     

转K2型转向架轮对偏磨故障分析

转K2型转向架作为目前货车提速改造的主型转向架,其性能的好坏对铁路运输安全至关重要。2006年8月-11月,郑州北车辆段连续发现了3起转K2型转向架轮对偏磨故障,严重危及行车安全,这说明目前该型转向架在组装和检修上可能还存在一些问题。     

高速列车转向架用中心销制造工艺

通过分析高速列车转向架用中心销的材抖结构及加工要求,进行中心销制造工艺及工装的设计,并结合实际加工情况验证工艺流程的合理性。     

高速列车转向架蛇行失稳的MEEMD-LSSVM预测模型

为预测列车转向架蛇行失稳异常运动状态,提出一种改进的集总平均经验模态分解-最小二乘法支持向量机(MEEMD-LSSVM)的预测模型。以转向架正常、过渡、蛇行失稳3种状态下振动信号为研究对象,通过MEEMD对信号进行分解,再用Hilbert变换(HT)分析其时频能量特征,最后采用固有模态函数(IMF)的能量特征作为LSSVM的输入,通过识别过渡状态,预测列车蛇行失稳。试验表明,列车处于330~350km/h之间时,预测准确率为93.33%,并且MEEMD-LSSVM方法准确率和计算耗时优于EEMD-SVM方法,证明该预测模型的有效性和快速性。     

事件记录仪在地铁列车故障分析中的应用

介绍了国产地铁列车事件记录仪的性能参数和工作原理,通过2次事例,具体分析事件记录仪在实际应用中的故障判别方法,并在使用过程中对事件记录仪进行优化改进,使其发挥更大的作用。     

高速列车转向架构架仿真分析与试验研究

以高速列车转向架构架为研究对象,分析仿真分析与台架试验的关系,比较仿真分析与台架试验结果。结果表明仿真分析方法有利于指导构架试验测试,试验测试也能验证仿真分析的准确性。建立一套完整的仿真分析和试验流程,进一步提高转向架仿真分析的可靠性、稳定性及精度。