日本研究提高既有线曲线通过速度的倾斜转向架

日本铁道综研所开发用于提高既有线列车通过曲线时速度的新技术，如车体倾斜技术和操舵转向架技术。提速时由于受到制动距离的制约，通过曲线时减小速度的改变量，可以提高运行速度，同时改善舒适度、抑制轨道不平整及轮轨磨耗对轨道和车辆的影响。在摆式车体与转向架间左右两侧安装空气弹簧，可使车体倾斜，由于限制了空气弹簧的压缩，车体最大倾斜角为2°。另一种倾斜采用摆式梁的结构，最大倾斜角可达6°，可由摆式梁和转向架之间安装的调节器来控制倾斜程度，适应曲线形状的路线并保持车体倾斜。铁道综研所从人体工程学的角度出发，提出了摆式车体舒适度的两项指标：缓和曲线舒适度TCT和晕车评价方法，并开发了新的摆式车体模型。今后将继续研发新型的操舵系统，使曲线运行时能更好地减小横压效果，并通过在车上装置传感器来检测曲线运行时的操舵控制。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

空气弹簧式车体倾斜系统的开发

介绍了日本北海道铁路公司与川崎重工业公司共同开发的空气弹簧车体倾斜系统的结构原理及试验结果。该系统采用车载陀螺仪和加速度低度来检测曲线，使外轨侧空气弹簧膨胀，从而使车体向曲线内侧倾斜。在确保乘坐舒适性的条件下，可实现以基本速度+25km/h的速度通过半径600m以上的曲线。该系统被认为是适宜于今后高速机车车辆应用的低成本、高性能车体倾斜控制系统。     

城市轨道交通大坡道及小半径曲线地段轨道结构受力和变形特性分析

采用有限元法建立了大坡道及小半径曲线地段的长枕埋入式轨道和浮置板轨道结构模型,分析列车紧急制动下坡通过曲线时的钢轨受力、轨道结构底部支反力及轨道板的位移。结果表明:浮置板轨道结构的钢轨纵向力大于长枕埋入式轨道钢轨纵向力;长枕埋入式轨道结构底部纵向支反力大于浮置板轨道隔振弹簧的纵向支反力,垂向支反力小于浮置板隔振弹簧垂向支反力。列车转向架处于浮置板两端时会引起轨道板垂向位移增大,对剪力铰影响较大;纵向位移自列车荷载作用处向浮置板两端递减,纵向位移最大值约为0.30 mm;列车通过曲线时易引起浮置板向外轨方向发生横向位移和倾斜。     

铁道车辆转向架空气悬挂控制技术

介绍了当前铁道车辆转向架的有源悬挂空气弹簧车体倾斜技术和控制技术的开发现状.     

空气弹簧式车体倾摆系统的研制

介绍了利用空气弹簧控制系统使车体倾摆，以提高通过曲线时的速度和舒适性，该控制系统具有高性价比。     

日本E353系特快型直流电车用车体倾斜控制方式的概况

E353系特快型直流电动车是东日本铁路客运公司为替换投入运用已20年以上、客服设施明显老化的E351系车辆而研制的,采用了空气弹簧式车体倾斜方式,以适应提高曲线通过速度及舒适度的要求。介绍了该型车辆概况,描述了空气弹簧式车体倾斜控制方式的结构、工作原理,以及批量生产前样车待解决的课题。     

防止50000型车辆车轮踏面剥离的研究

日本50000型车辆原本是观光旅游列车,采用关节式(铰接式)转向架,即两车连接处共用转向架,也采用踏面制动。并且,采用控制空气弹簧高度以抑制曲线上运行时离心力的车体倾斜控制装置,同时装备了转向架导向控制装置。由于其车轮踏面为圆锥踏面,闸瓦则由树脂部份与铁片部份组成,其踏面曾发生剥离。经观察认为在踏面发生热裂纹的部位,闸瓦内埋铁块与滑动部重合导致热影响增大,并由于材质变化而发展至踏面剥离。通过将踏面变更为圆弧踏面,而且,改进踏面研磨块形状,定期进行踏面削正,可以维持车轮踏面的良好状态。     

LV-3型高度阀常见故障原因分析及措施

25K型客车采用空气弹簧装置替代了传统的钢圆簧，高度阀作为控制部件，起着至关重要的作用。当车辆载荷发生变化时，高度阀根据载荷的增减，自动增减空气弹簧中的空气量，维持车体在不同载荷下都与轨面保持一定的高度，保证了前后车间的可靠连挂，减少了车辆通过曲线时车体的倾斜，保证了车辆的安全运行，也提高了乘客的舒适感。     

城轨车辆长期服役过程中关键部件疲劳寿命性能研究

为了研究城轨地铁车辆长期大负载运行对关键部件疲劳寿命的影响，文章跟踪测试了实际服役状态下某地铁车辆转向架、车体关键部位的动应力，获得了动应力幅值与列车载重变化的关系，并依据Miner线性疲劳累计损伤法则计算了各测点的每日等效应力。结果表明，车体和转向架关键部位的应力幅值与列车载重具有强关联性，构架纵梁与横梁连接焊缝和牵引拉杆座焊缝的等效应力最大值超过70 MPa,构架空气弹簧座焊缝和一系弹簧座焊缝的等效应力维持在较高水平。     

高速磁浮列车组装模型及导向原理

为了研究高速磁浮导向及曲线通过性能,利用组装模型曲线通过仿真,提出了磁浮导向原理及菱形变位解决方案。基于三类基本模块（悬浮导向单元、悬浮框架和车体及牵引机构）,组装半车（2转向架）模型、整车模型和动车组模型。这些组装模型具有约束的柔顺性、动力学与控制的高度集成性和模块化组装等特点。曲线通过仿真表明：在主动导向控制下,电磁横向力应使走行部弯曲并与轨道对中。与轮轨转向架类似,前后悬浮框架间的菱形变位可以降低电磁横向力,提高悬浮转向架的横向稳定性。由于车体端部摆杆摆角较大,所以车体空气弹簧支承刚度对两端电磁横向力产生了非常敏感的影响,进而产生端部减载问题。这种端部横向力敏感变化及端部减载问题得到了测试数据的证实。     

车体与转向架连接要素的合理化——改善乘坐舒适度

在讨论包括车体弯曲振动在内的上下振动对乘坐舒适度影响问题时，不仅要考虑通过空气弹簧产生的车体上下振动，还必须考虑通过摇枕、单联接杆、心盘座等介于车体与转向架之间连接要素产生的车体振动。另外，为改善乘坐舒适度，力求使车体与转向架系统各特性值的合理化是至关重要的。     

列车混合摆式系统控制的方法

为进一步提高铁路车辆在既有窄轨上的运行速度，JR北海道公司采用摆动梁与空气弹簧倾角互相协凋的方式，研发了一种新的混合摆式系统，该系统可降低轮重的损耗，且不会因倾角比传统摆动梁的倾角大而引起车体横向位移。JR北海道公司与日本川崎重工联合研发了采用空气弹簧高度控制方式实现的车体倾摆控制方法，并将其应用于新的混合摆式系统中。该方法是，当列车在曲线上运行时，采用一系统升高外轨侧空气弹簧的高度，使车体向顶部倾摆。     

改进转向架以提高列车在地震时的走行安全性分析

日本铁道综合技术研究所开发了适用于1995年兵库县大地震级别的车辆运行仿真程序VDS，并在大型振动试验台上按新干线实际轨道、转向架和半节车体的条件进行振动试验，以验证仿真计算的合理性。该仿真研究包括铁道车辆作为刚体的运动方程式、弹簧和减振器的定义、轮轨间作用力的模拟、车辆模型和计算条件、列车运行安全性的限界线图等。根据仿真研究的结果，为提高列车在地震时的运行安全性，对转向架设计进行改进的项目有枕簧弹性系数、横向减振器特性、车体异常上升的限制标准、轴箱挡游间和横向止挡游间。     

我国铁路客车转向架现状及发展趋势S

转向架是铁路客车最重要的部件之一,它直接承载车体和旅客重量,保证车辆顺利通过曲线,它的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和乘坐舒适性。我国铁路客车从20世纪50年代的21型发展到现在的25型,转向架技术逐渐成熟,空气弹簧、盘型制动、电子防滑器等新技术的采用使客车转向架的性能得到了大幅度的提高。     

用马赫数对高速转向架空气弹簧刚度修正计算的探讨

以往的转向架空气弹簧刚度计算式未计入行车时的空气动力效应＾〔１￣４〕，用其计算高速转向架空气弹簧刚度时须进行马赫数修正。文中阐述了高速列车空气动力效应所引发的背压降对空气弹簧装置的影响，导出了以马赫数表示的背压降计算式及空气弹簧刚度修正式。     

复铰式列车相邻车体及转向架干涉的动态仿真分析

针对相邻车体及车体与转向架之间的干涉问题开发了通用计算程序，通过对三节铰接式列车的计算分析表明，该方法不仅效率高，而且便于设计人员了解在曲线任何位置时车体之间的干涉情形。     

韩国开发新型摆式列车

韩国铁道技术研究院投资4500万美元开发180km／h的新型摆式车体列车，这种称为TTX的列车通过弯道的速度比常规列车快30％，准备2007年投入试验。新型列车采用液压倾摆连接的转向架、曲线传感器和信号混合的倾摆控制，转向机构不设减震器，受电弓采用轻型化设计。TTX列车轴重15t，6节车辆编组中有4辆动车。牵引电机输出功率250kW，采用VVVF逆变控制。车体由复合材料、不锈钢和和低碳钢合成。     

日本高速列车先进技术的近期研究与发展(待续)

全面介绍了日本新干线高速列车和既有线提速列车两大领域技术发展和最新研究进展,着重阐述车辆动力学的研究与技术应用,包括计算机动态仿真、滚动振动试验台、转向架设计、车轮踏面形状、列车空气动力学、主动悬挂、曲线提速及车体倾摆技术与主动导向等。     

重庆单轨车辆车体倾斜故障分析及改进措施

重庆单轨在运营一段时间后,个别列车出现车体倾斜的情况,对车辆正常运营造成很大影响。针对车体倾斜故障问题,通过对转向架轮胎内压及轮径、水平轮压紧力、两侧空簧座面到轨面的高度差、构架机加偏差、二系悬挂系统、轨道不平顺、车体底架扭曲等诸多因素的调查,分析了故障原因,并给出了解决车体倾斜故障的改进措施及合理化建议。