1、第三章 動力轉向架與非動力轉向架l動力轉向架l裝有電機和減速機構，驅動車輛運行的轉向架。第一節 動力轉向架的傳動系統l凡采用傳統旋轉動力驅動型式，利用輪軌的粘著作用，驅動車輛沿軌道運行，均需通過機械傳動裝置，將動力轉化為轉向架輪對的轉矩。 l城軌交通車輛l驅動動力：均采用電機驅動；DC or AC。l傳動系：多為單級齒輪減速傳動。一、爪形軸承的傳動裝置l原理：原理：l牽引電機直接驅動減速箱的小齒輪。l結構特點：結構特點：l電機軸與輪對軸平行l牽引電機的重量由輪軸和構架承擔；l輪對軸支點：兩個爪形軸承支于上 構架支點：經彈簧支于構架橫梁上。l減速箱傳動比一般取為1：41：6。l性能特征：性能特征

2、：l簧下部分重量大。l扭轉彈性很低。爪形軸承傳動裝置（簡圖）1牽引電機；2電機彈性懸掛；3驅動小齒輪；4車軸上大齒輪；5減速齒輪箱；6爪形軸承；7制動盤二、橫向牽引電機空心軸傳動裝置l原理及性能：原理及性能：l同上述方案。解決了牽引電機直接支于輪對車軸增加簧下重量和傳動件過小的扭轉彈性有可能導致集電器過載的問題。l結構特征：結構特征：l兩牽引電機呈橫向配置，全彈性地支懸于構架橫梁；l采用電機空心軸與高彈性的聯軸器相連接驅動齒輪減速箱，l兩牽引電機相對構架橫向配置，占據空間較大； 橫向牽引電機-空心軸傳動裝置（簡圖）1牽引電機；2小齒輪；3驅動軸；4大齒輪；5空心軸；6聯軸器；7減速齒輪箱；8制

3、動盤三、單電機兩軸縱向驅動、騎馬式結構l原理：原理：l牽引電機兩端伸出的驅動軸經聯軸器與減速箱的傘齒輪連接，經齒輪減速后，借助于空心軸和橡膠聯軸器驅動輪對。l結構特點：結構特點：l在轉向架中央，沿著縱向配置牽引電機和前后輪對的減速箱，組成一個整體結構跨騎在轉向架的兩個輪軸上；l一個電機驅動，機械聯結強制驅動轉向架的兩個輪軸。l性能特點：性能特點：l曲線通過半徑小；l兩輪同步，粘著條件好的輪對可起后備保護作用。l兩個輪對具有相同的角速度；要求輪徑相同。l牽引電機與減速箱重量直接由兩輪對支承，增加了簧下重量，加劇了轉向架運行的動力作用。單電機兩軸縱向驅動、騎馬式結構（簡圖）單電機兩軸縱向驅動、騎馬

4、式結構（簡圖） 1牽引電機；2聯軸器；3驅動傘齒輪；4空心軸；5橡膠聯軸器；6輪軸；7減速箱；8制動盤四、全懸掛單電機、兩軸縱向驅動l原理：原理：l電機兩端伸出的驅動軸經聯軸器、減速齒輪驅動萬向接頭空心軸，再經橡膠聯軸器將扭矩傳遞給輪軸。l結構特點：結構特點：l牽引電機完全彈性地懸掛于構架。l單個電機縱向布置，經萬向接頭空心軸傳動。l性能特點：性能特點：l較上述的單電機兩軸縱向驅動、騎馬式結構減輕了簧下重量，改善了動力性能，其余特征均與之相類似。全懸掛單電機兩軸縱向驅動裝置（簡圖）1牽引電機；2聯軸節；3驅動傘齒輪；4萬向接頭空心軸；5聯軸器；6輪軸；7減速箱；8制動盤五、牽引電機對角配置的單

5、獨軸縱向驅動l原理：原理：l電機驅動軸與齒輪減速箱之間的扭矩的傳遞由一傳動軸來實現。l結構特點：結構特點：l兩牽引電機呈對角縱向懸掛于構架橫梁的下方；l齒輪減速箱一端彈性懸掛于構架的端梁，另一端抱在輪對車軸上。l兩輪對各自獨立配置牽引電機及其傳動裝置；l電機和減速箱間采用十字聯軸節、傳動軸驅動l電機縱向配置使輪對內側留出了更大的空間，有利于安排制動盤或采用內置式軸箱，有利于減縮轉向架的固定軸距。l性能特點：性能特點：l這種傳動與支懸方式減輕了簧下重量。牽引電機對角配置獨立縱向驅動裝置（簡圖）1牽引電機；2連桿軸；3驅動傘齒輪；4輪對；5減速箱；6制動盤六、牽引電機置于車體上驅動裝置l原理：原理

6、：l牽引電機驅動軸經十字頭萬向連桿軸與一輪對車輪外側的齒輪箱小傘齒輪聯結，再經齒輪減速使輪對轉動。l類同于牽引電機對角配置的單獨軸縱向驅動l結構特點：結構特點：l電機置于車體底架上；l十字節傳動軸傳動；牽引電機置于車體上的驅動裝置（簡圖）1牽引電機；2齒輪傳動裝置；3輪軸；4連桿軸；5傳動支撐；6制動盤；7制動裝置第二節 城市軌道車輛轉向架結構l城市軌道車輛包括地下鐵道車輛、高架輕軌車輛和有軌電車等，一般均為電動車輛。l城市軌道車輛的轉向架可分為動力轉向架和非動力轉向架，動力轉向架裝設有牽引電機、減速箱及集電器(受電靴)裝置等。l要求轉向架具有較低的噪聲和減振性能，并且能適應通過較小半徑曲線線

7、路和車輛載重量變化較大的能力。一、國產北京地鐵DK型轉向架1、DK型轉向架l我國自行設計制造用于北京地下鐵道車輛；l無搖動臺空氣彈簧式轉向架。屬于該系列的有DK1型、DK2型、DK3型、DK4型、DK8型以及DK9型等。l由于它采用了空氣彈簧，故又稱空氣彈簧式轉向架。l走行部分組成：走行部分組成：l1、輪對軸箱彈簧裝置l2、構架l3、搖枕彈簧裝置l4、縱向拉桿l5、基礎制動裝置等部分。DK4型地下鐵道客車轉向架（簡圖） 1輪對軸箱彈簧裝置；2構架；3搖枕彈簧裝置；4縱向拉桿；5基礎制動裝置2、輪對軸箱彈簧裝置（DK4型轉向架）l原理：原理：采用金屬橡膠彈性鉸式軸箱定位結構。l結構特點：結構特點

8、：（1）軸箱彈簧呈水平放置；（2）采用非標準型RC0滾動軸承車軸。（3）滾動軸承采用42724T和152724T型。（4）采用840mm直徑車輪。（5）金屬橡膠彈性鉸式的軸箱定位裝置的結構l允許繞金屬橡膠彈性鉸的中心作彈性轉動；l允許軸箱相對于構架在前后方向有微量位移。l特性：特性：l根據幾何關系，構架下降量與軸箱彈簧壓縮量之比等于車軸中心至硫化橡膠套中心水平距離與車軸中心至彈簧中心線垂直距離之比。DK4型地鐵轉向架軸箱彈簧裝置簡圖1軸箱體；2滾道座；3鋼球；4彈簧前蓋；5軸箱彈簧；6螺栓；7彈簧定位座；8橡膠緩沖墊；9螺母；10外套；11硫化橡膠；12內套；13心軸3、搖枕彈簧裝置lDK4型

9、轉向架的搖枕彈簧裝置采用無搖動臺的空氣彈簧支懸形式l結構特點：結構特點：l搖枕由鋼板焊成空心魚腹形等強度梁，上、下蓋板厚14mm，腹板厚8mm。l搖枕做成密封結構，兼作空氣彈簧的附加空氣室l搖枕支承在空氣彈簧上，由氣嘴與空氣彈簧相連通lDK4型轉向架采用心盤承載的方式，下心盤直徑為360mm。下旁承實際上是一塊固定在搖枕上的滲碳摩擦板。上下旁承之間的間隙為35mm，左右的旁承間隙之和不超過8mm。l在搖枕與構架之間有縱向牽引拉桿。其作用是把輪周牽引力傳遞到搖枕上，但不妨礙搖枕在上下、左右方向的位移。DK4型轉向架用自由膜式空氣彈簧 l結構及特點：結構及特點：l結構組成：結構組成：它由上蓋板、下

10、蓋板、碗形橡膠墊和橡膠囊等組成。l主要特點：主要特點：l是橡膠囊和上下蓋板之間螺栓連接，靠橡膠囊內的空氣壓力自封。l橡膠囊變形時不受上下蓋板的形狀約束，故稱自由膜式。l性能特點：性能特點：（1）DK4型轉向架利用空氣通過氣嘴節流所產生的阻力來衰減振動，故不再設置專門的垂向減振器。（2）空氣彈簧上面裝有高度控制閥，可以自動地控制彈簧的高度。（3）在左右兩空氣彈簧之間設置差壓閥，它可以保證一側空氣彈簧發生故障時車體不發生傾覆。（4）當空氣彈簧無法充氣時，其上蓋板坐落在碗形橡膠墊上，可避免車體遭受硬性沖擊。（5）由于膜式空氣彈簧具有橫向復原力，故DK4型轉向架不再設置搖動臺，空氣彈簧直接坐落在構架上

11、的側梁上。搖枕彈簧裝置結構圖1下旁承及墊板：2空氣彈簧；3空氣管路；4中心銷；5下心盤及墊飯；6搖枕；7空氣彈簧下座；8碗形橡膠墊；9定位堵；10節流孔；11橡膠囊；12橡膠墊；13彈簧上蓋；14縱向拉桿；15高度控制閥；16電磁閥及止回閥；17差壓閥自由膜式空氣彈簧圖1上蓋板；2橡膠墊；3下蓋板；4橡膠囊4、牽引電機及其傳動裝置l傳動原理：傳動原理：l牽引電機通過齒輪傳動裝置將扭矩傳遞給輪對。l結構特點：結構特點：（1）每組輪對配置一臺牽引電機。（2）牽引電機平行于輪對，其一端通過爪形軸承支于輪軸上，另一端懸吊于構架橫梁上。（3）傳動裝置由齒輪減速箱、齒式聯軸節和減速箱懸吊裝置三部分組成。（

12、4）牽引電機與減速箱輸出/輸入軸用齒式聯軸節聯接，傳動齒輪和聯軸節簡圖 1齒式聯軸節；2主動齒輪；3從動齒輪；4減速箱；5半聯軸節；6定位隔板5、轉向架構架（簡圖）1拉桿座；2橫梁；3側梁；4受流器插座；5空氣彈簧安裝座；6牽引電機安裝座；7軸箱彈簧安裝座；8減速箱安裝座；9牽引拉桿安裝座6、基礎制動裝置l原理：原理：l當使用空氣制動時，制動缸推動水平杠桿和移動杠桿以及兩輪之間的水平下推桿，使移動杠桿中部的塑料閘瓦壓緊相應的車輪，起制動作用。l結構特點：結構特點：l有兩個直徑為178mm的制動缸。分別安裝在構架側梁上，每一個制動缸控制轉向架一側車輪的制動。l吊掛式單側塑料閘瓦踏面制動。二、國產

13、新一代地下鐵道客車轉向架二、國產新一代地下鐵道客車轉向架l型式：CCDZ11型地下鐵道客車轉向架l最高運行速度：80km/h。l主要結構特點如下：（1）軸箱彈簧采用豫膠彈簧。（2）搖枕彈簧裝置采用無搖枕的空氣彈簧結構。（3）構架為H形焊接結構。（4）牽引裝置由固定在車體枕梁下的牽引中心銷、牽引橡膠堆和中心銷座等組成。（5）基礎制動裝置為單側踏面單元制動系統。CCDZ11型地下鐵道客車轉向架簡圖型地下鐵道客車轉向架簡圖1輪對軸箱彈簧裝置；2空氣彈簧裝置；3轉向架構架；4基礎制動裝置；5橫向油壓減振器；6牽引中心銷裝置三、地鐵車輛轉向架l由德國由德國Duewag公司制造公司制造。l特點：特點：（1

14、）無搖枕空氣彈簧轉向架；（2）動力轉向架采用橫向牽引電機全彈性懸掛。（3）彈簧減振裝置采用二系懸掛；l即一系人字形橡膠彈簧(軸箱彈簧)和二系空氣彈簧，液壓減振器、抗側滾扭桿和橫向橡膠緩沖檔等組成轉向架的彈性懸掛系統；（4）車體通過空氣彈簧直接支懸于座落住構架側梁上的空氣彈簧上，車體與轉向架構架通過中央牽引聯結裝置相互連接，彼此可相對回轉。（5）在構架橫梁下而裝有牽引拉桿上海地鐵動力轉向架簡圖1構架；2軸箱；3輪對；4橡膠彈簧；5空氣彈簧；6垂向液壓減振器；7橫向液壓減振器；8抗側滾扭桿裝置；9橫向橡膠緩沖檔；10中央牽引連接裝置；11牽引拉桿；12牽引電機；13齒輪減速箱；14單元踏面制動；1

15、5速度傳感器；16接地裝置；17高度控制閥1、輪對軸箱裝置l輪對輪對 l車軸為整體鍛造經機加工而成，輪座部分呈錐形，錐度為1:300，便于與車輪輪轂壓裝。l車輪為整體直輻板輾鋼輪，直徑840mm，符合DIN5573標準，采用磨耗形踏面，它與我國60kg/m鋼軌有較好的匹配關系。輪心上設有對稱的兩個注油孔，輪轂孔的錐度為1:300，便于與車軸裝拆。l輪對的內側距為(13581)mm，其公稱尺寸比我國鐵路技術管理規程規定的(13533)mm大5mm。 l滾動軸承軸箱滾動軸承軸箱 l轉向架軸箱采用類似于一般鐵路客貨車轉向架的外置式結構。l軸頸直徑130mm，選用SKF雙排單列圓柱滾動軸承，整體全鋁合

16、金軸箱，采用鋰基潤滑脂潤滑，軸箱的兩端為迷宮式密封。 滾動軸承軸箱裝置簡圖1車軸；2軸箱體；3軸箱蓋；4雙排單列圓柱滾動軸承；5接地裝置；6接地裝置定位螺釘；7迷宮密封2、彈簧懸掛系統l結構及性能特點：（1）一系懸掛采用人字形橡膠鋼板疊合彈簧（2）二系懸掛每臺轉向架每側各一個高柔度自由膜式空氣彈簧，置于車體與構架之間（3）空氣彈簧氣囊和圓形橡膠堆彈簧串聯而成，當空氣彈簧失效時，可作為應急二系懸掛（4）空氣彈簧與橡膠堆彈簧之間依靠空氣囊內壓力空氣進行密封（5）空氣囊為防爆破型設計。（6）兩個空氣彈簧之間設有差壓閥，以保證兩側空氣彈簧的內壓之差小超過規定的安全范圍一系軸箱彈簧懸掛系統簡圖1調整墊片

17、；2一系彈簧座；3構架；4人字形橡膠彈簧；5一系應急橡膠彈簧二系空氣彈簧懸掛系統簡圖1空氣彈簧氣囊；2圓形橡膠堆彈簧；3安裝環；4導向板；5調整墊片3、油壓減振器和抗側滾扭桿l油壓減振器油壓減振器l每臺轉向架裝設有三個Koni型油壓減振器。l功能及布置方式：（1）兩個垂向配置的減振器安裝在轉向架兩側中央，其上端與車體相連，下端與構架側梁的減振器座相連接，與空氣彈簧呈并聯配置，用來衰減車輛垂向的振動與沖擊。（2）一個橫向配置的減振器安裝在構架側梁與中央牽引裝置的中心架之間。（轉向架總圖）（3）每一輛車的兩臺轉向架上的橫向油壓減振器呈斜對稱布置。抗側滾扭桿l功能：功能：l限止車輛運行時的側滾運動，

18、防止車體過大的側滾角。l組成：組成：l扭桿1、關節軸承2、搖桿3和支撐桿4組成（圖417）。l位置及安裝：位置及安裝：l在車體和構架之間裝設。l扭桿貫穿于構架橫梁的空腔中，支撐于安裝在構架側梁上的關節軸承上。l在關節軸承和軸承座之間設有調整墊片，用以保證扭桿處于水平位置。l兩個關節軸承一個為固定式，一個為滑動式。l當車體發生側向滾擺時，使轉向架一側的支撐桿上升，另一側的支撐桿下降，使扭桿兩端受到扭矩的作用，滑動關節軸承將補償扭桿因扭轉變形而產生的橫向位移。油壓減振器安裝抗側滾扭桿簡圖1扭桿；2關節軸承；3搖桿；4支撐桿；5軸封；6軸承蓋；7軸承支座4、高度控制閥和中央牽引連接裝置l高度控制閥高

19、度控制閥l作用：作用：l通過高度控制閥調節空氣彈簧氣囊內的壓縮空氣(充氣、排氣或保壓)，使車輛地板面不受車內乘客的多少和分布不均的影響，達到保持車輛地板面高度始終不變。l設置安裝：設置安裝：l每一輛車有3個高度控制閥，前轉向架兩個高度控制閥控制各自一個空氣彈簧，后轉向架一個高度控制閥控制兩個空氣彈簧，形成三點定位的形式。中央牽引連接裝置中央牽引連接裝置l設置及作用：設置及作用：l設于轉向架的中央。l連接車體與轉向架的作用；l在曲線運行時車體相對于轉向架可繞它彼此作少許轉動。l傳遞牽引力、沖擊力和制動力。l組成：組成：l中心銷、中心銷導架、復合彈簧、中心架以及牽引桿等組成。l安裝：安裝：l結構中

20、心銷導架通過螺栓固定于車輛底架枕梁上；l中心銷與中心架之間設有復合彈簧，由定位螺母組裝在一起。l相對于中心銷呈斜對稱配置的兩個牽引桿，其一端通過橡膠彈性接頭與中心架相連，另一端與構架橫梁上的牽引桿座相連接。l中心銷導架與構架之間裝有橡膠橫向止檔，限止車體與轉向架之間的橫向位移。在每側自由間隙10mm。中央牽引連接裝置簡圖1中心銷；2中心銷導架；3復合彈簧；4中心架；5定位螺母；6牽引桿；7橡膠橫向止檔5、上海地鐵轉向架構架構架是轉向架的基礎，通過它把輪對軸箱、彈簧減振、基礎制動、牽引電機及減速裝置等零部件組合成一個整體。6、制動裝置l系統配置：系統配置：l采用空氣制動和電氣制動兩個系統。l電器

21、制動原理特點：電器制動原理特點：l在制動工況，采用再生制動；當車速降低到一定的程度后必須采用空氣制動系統。l當電制動力不足時，空氣制動還可作為輔助的制動手段。l非動力轉向架僅設有空氣制動系統。l空氣制動系統原理特點：空氣制動系統原理特點：l裝置采用電子模擬控制制動系統l每個輪對設有一套單側單元踏面制動機l每套包括兩種，一種為帶停車制動器的單元制動機，一種為常用的單元制動機。l每個輪對各裝一套常用的單元制動機和一套帶停車制動器的單元制動機。一臺轉向架共裝有四套利用壓縮空氣的單元踏面制動機。7、驅動系統l動力轉向架配置l兩臺直流牽引電機，功率：207kW /臺；l橫向彈性地懸掛于構架橫梁下方；l電

22、機與減速箱間用橡膠彈性聯軸器聯接；l減速箱為一級齒輪減速，傳動比為5.95。第三節 國外地鐵、輕軌車輛轉向架1、德國西門子SF90型地鐵車輛轉向架l適用于：適用于：l（1）地板面高為1000mm的地鐵車輛，l（2）可作為一般4軸車的動力轉向架和拖車的非動力轉向架，也可作為6軸或8軸鉸接車鉸接端的轉向架。l車體與轉向架之間通過一外徑為1200ram的大轉盤相互連接，傳遞垂向、縱向和橫向力。l懸掛設置：懸掛設置：l一系懸掛采用人字形橡膠鋼板疊合彈簧，有良好的減振特性，并保證輪對軸箱的彈性定位。l二系懸掛為空氣彈簧并聯有垂向液壓減振器，并設有高度控制閥，在不同的載荷條件下能保持相同的地板高度。l驅動

23、方式：驅動方式：l自通風的三相異步電動機驅動；每臺牽引電機單獨驅動一輪對，車輪內側裝設制動盤，并設有磁軌制動。l傳動方式：傳動方式：l橫向牽引電機驅動裝置架懸式全部懸掛于構架橫梁上，低噪聲齒輪減速箱為軸懸式；SF90型轉向架 2、法國巴黎地鐵RX656帶橡膠輪轉向架l結構特點：結構特點：l在輪對鋼輪的外側設置橡膠輪胎l線路的兩側與導向小橡膠輪對應位置安裝側向導向軌，以供轉向架走行時導向之用。l轉向架采用轉盤搖枕梁，螺旋彈簧支承，垂直液壓減振器減振。l運行原理特征：運行原理特征：l車輛在直線段運行l由于橡膠輪直徑大于鋼輪，橡膠輪在專用工字形滾道上運行，承受車體的各種載荷。這時鋼輪的踏面與軌面脫離

24、接觸，并保持一定的間隙，利用導向小橡膠輪沿導向軌接觸導向，以保證轉向架的橫向穩定性。l車輛進入曲線區段l這時橡膠輪專用滾道的水平面逐漸下降，橡膠輪與滾道逐漸脫離接觸，而鋼輪與鋼軌逐漸接觸，并依靠輪緣與鋼軌接觸導向。l緩沖原理特征：緩沖原理特征：l當直線區段運行時，橡膠輪起著軸箱一系彈簧作用，中央彈簧(螺旋彈簧)為二系懸掛系統。l當曲線運動時，鋼輪支承，輪緣鋼軌導向成為一系彈簧懸掛系統。RX656帶橡膠輪轉向架RX656帶橡膠輪轉向架軌道行走關系圖1枕木；2墻體；3導向軌；4走行道；5鋼軌；6彈性襯墊；7角鐵；8支承件3、單電機輕軌轉向架l日本住友金屬開發l單電機縱向驅動l用于鉸接式輕軌車輛兩端

25、的動力轉向架l主要技術參數：l軌距 1435mml轉向架固定軸距 1800rpml車輪直徑 660mml轉盤面距軌面高度725mml空載時轉盤荷重68500Nl滿載時轉盤荷重109000Nl牽引電機輸出功率120kWl傳動比5.875l最高運行速度80km/hl制動減速度4.5km.h/sl起動加速度3.5km.h-1/s單電機輕軌轉向架 簡圖結構特征1（1）單電機縱向驅動l在轉向架縱向中心配置電機，功率120kWl兩端輸出；l驅動軸同驅動減速裝置構成一個整體，架懸于構架。l優點：優點：l相對雙電機橫向配置，軸距大為縮短，采用660mm的車輪，軸距僅為1800mm，有利于通過小半徑曲線。l采用單電機，結構緊湊，重量輕，轉向架自重僅5t。l電機與驅動裝置組合成一個整體架懸于構架，減輕了簧下重量，改善了動力性能。l釋放了輪對的內側空間，使能安裝內置式軸箱和軸盤式盤形制動。結構特征2（2）全懸掛的驅動裝置）全懸掛的驅動裝置l電機縱向配置，兩端驅動軸輸出。l傳動經減速器、空心軸