項目四

城市軌道車輛轉向架城軌車輛構造主講人：楊培義任務一轉向架總體認知

任務二構架 任務三輪對軸箱裝置 任務四彈簧減振裝置

任務五牽引連接裝置 任務六驅動和傳動裝置 任務七基礎制動裝置 任務八地鐵車輛轉向架 本項目主要內容

空氣彈簧

1.空氣彈簧懸掛系統的組成空氣彈簧懸掛系統如圖1所示，主要由空氣彈簧、附加空氣室、高度控制閥、差壓閥及濾塵器等組成。空氣彈簧所需的壓力空氣，由列車制動主管1經T形支管接頭2、截斷塞門3、濾塵止回閥4進入空氣彈簧儲風缸5，再經縱貫車底的空氣彈簧主管向兩端轉向架供氣。轉向架上的空氣彈簧管路與其主要連接軟管6接通，壓力空氣經高度控制閥7進入附加空氣室10和空氣彈簧8。任務四彈簧減振裝置（二）圖1空氣彈簧懸掛系統裝置1-列車主風管；2-支管；3-截斷塞門；4-止回閥；5-儲風缸；6-連結軟管；7-高度控制閥；8-空氣彈簧；9-差壓閥；10-附加空氣室任務四彈簧減振裝置（二）2.空氣彈簧的結構

空氣彈簧分膜式和囊式兩類。目前應用較普遍的為膜式空氣彈簧，它有兩種結構形式，即約束膜式、自由膜式空氣彈簧。

約束膜式空氣彈簧的結構如圖2所示，它由內筒、外筒和將兩者連接在一起的橡膠囊等組成。這種形式的空氣彈簧剛度小，振動頻率低，其彈性特性曲線容易通過約束裙（內、外筒）的形狀來控制，但橡膠囊工作狀況復雜，耐久性較差。圖2約束膜式空氣彈簧任務四彈簧減振裝置（二）

自由膜式空氣彈簧的結構如圖3所示，由于它沒有約束橡膠囊的內、外筒，可以減輕橡膠囊的磨耗，提高了使用壽命。它本身安裝高度比較低，可以明顯的減少車輛地板面距軌面的高度。重量輕，并且其彈性特性可以通過改變上蓋邊緣的包角加以適當調整，使彈簧具有良好的負載特性。所以，在無搖動臺裝置的空氣彈簧轉向架上應用較多。圖3自由膜式空氣彈簧1-上蓋板；2-緊急疊層彈簧；3-下蓋板；4-橡膠囊空氣彈簧的密封要求高，以保證彈簧性能穩定和節省壓縮空氣。一般采用壓力自封式和螺釘緊封式兩種密封形式。壓力自封式，是利用空氣囊內部空氣壓力將橡膠囊的端面與蓋板（或內、外筒）卡緊加以密封；螺釘緊封式，是利用金屬卡板與螺釘夾緊加以密封。壓力自封式的結構簡單，組裝檢修方便，應用較多。空氣彈簧橡膠囊由內、外橡膠層、簾線層和成型鋼絲圈組成。內層橡膠主要是用以密封，需采用氣密性和耐油性較好的橡膠材質，外層橡膠除了密封外，還起保護作用。因此，外層橡膠應采用能抗太陽輻射和臭氧侵蝕并耐老化的橡膠材質，還應滿足環境溫度的要求，一般為氯丁橡膠。簾線的層數為偶數，一般為兩層或四層，層層簾線相交叉，并與空氣囊的經線方向成一角度布置。由于空氣彈簧上的載荷主要由簾線承受，而簾線的材質對空氣彈簧的耐壓性和耐久性起著決定性的作用，故采用高強度的人造絲、維尼龍或卡普隆作為簾線。任務四彈簧減振裝置（二）3.空氣彈簧附件

（1）高度控制閥

高度控制閥是空氣彈簧懸掛系統中一個重要組成部件。可以每個轉向架與車體連接處安裝一個高度控制閥，位于轉向架中間，也可以安裝兩個高度控制閥，分別在構架兩側。主要作用及要求：根據載荷的變化自動調整空氣彈簧內部壓力使車體保持一定高度；車輛在直線上運動時，正常的振動和軌道沖擊作用不使高度控制閥發生進、排氣作用；當車輛（裝有兩個高度控制閥）通過曲線時，由于車體的傾斜使得轉向架左右兩側的高度控制閥分別產生進氣和排氣，從而減少車輛的傾斜。任務四彈簧減振裝置（二）高度控制閥通過驅動桿來帶動閥內的轉盤及其偏心小銷，撥動高度控制閥的心閥。心閥的上下運動即可控制各相關閥口的開啟，連通主風管與空氣彈簧的氣路或連通空氣彈簧與大氣的氣路，控制空氣彈簧充氣或排氣。驅動桿的運動是根據車輛載荷變化，在車體高度變化時驅動，具體原理看圖4。正常載荷，車體與轉向架距離等于H：高度閥關閉各通路L、V、E，氣囊保壓，維持車體高度不變；載重加大到一定程度，車體與轉向架距離小于H，高度控制閥導通主風管道空氣彈簧氣囊通路，V→L，氣囊充氣，直至車體升高到標準位置；載重減少到一定程度時，車體與轉向架距離大于H，高度控制閥導通空氣彈簧氣囊與大氣通路，L→E，氣囊排氣，直至車體降低到標準位置。一般要求車輛載荷變化時地板面高度調整的時間不超過車站停車時間，地板面高度的變化范圍為±10mm。高度控制閥只能用來補償乘客重量的變化，而不能用于補償車輪和轉向架零件的磨損。任務四彈簧減振裝置（二）任務四彈簧減振裝置（二）圖4高度控制閥工作原理圖（2）

差壓閥

如圖5所示，在左右空氣彈簧出現超過規定的壓力差時，使壓力高的一端空氣流向較低的一端，以防止車體異常傾斜的裝置。在轉向架一側空氣囊破裂時，另一側空氣囊的空氣也能泄出，保證車輛仍能在低速下繼續安全運行。壓差閥的動作壓力一般有1kg/cm2、1.2kg/cm2、1.5kg/cm2三種。壓差閥動作壓力的選擇應綜合考慮多方面的因素，在條件允許的情況下盡可能選擇較小值，以減小車輛在過渡曲線上的對角壓差，提高車輛的抗脫軌安全性。圖5差壓閥原理圖

4.空氣彈簧懸掛的工作原理車輛靜載荷增加時，空氣彈簧1被壓縮使空氣彈簧工作高度降低，這樣高度控制閥2隨車體下降，由于高度調整連桿3的長度固定，此時高度調整杠桿發生轉動打開高度控制閥的進氣機構，壓力空氣由供風管5通過高度控制閥的進氣機構進入空氣彈簧1和附加空氣室8，直到高度調整杠桿回到水平位置即空氣彈簧恢復其原來的工作高度；車輛靜載荷減小時，空氣彈簧1伸長使空氣彈簧的工作高度增大，高度控制閥2隨車體上升，同樣由于高度調整連桿3的長度固定，高度調整杠桿4發生反向轉動打開高度控制閥的排氣機構，壓力空氣由空氣彈簧1和附加空氣室8通過高度控制閥的排氣機構經排氣口6排入大氣，直到高度調整杠桿回到水平位置，如圖6所示。任務四彈