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摘要：城轨车辆在正线上运营时，为保证乘客平稳舒适地乘坐列车，减少线路不平顺和轮对运动对车体产生的各种动态的影响，为此城轨车辆设有弹性悬挂装置。本文所研究的是城轨车辆悬挂装置系统的使用与维护，着重对悬挂装置系统的结构及更换做出了详细的讨论，分析了城轨车辆悬挂系统主要装置的功能作用，最后对转向架悬挂装置的日常维护做出了简要的分析。由此可见，转向架日常的检修与维护以及架修和大修中，是必不可少的一步，通过学习装置的结构，了解装置的检查，懂得装置的更换，而进一步去理解装置在正常线路运行时的状态。

关键词：城轨车辆;悬挂装置;一、二系悬挂;维护;更换

1 引言

随着城市交通体系不断发展与完善，城市轨道交通渐渐成为我们主要的出行方式之一，由于国民经济的发展和人民生活水平的提高，我们更加重视旅行舒适性和环境质量的要求。

城轨车辆能够在正线上平稳的运行，离不开悬挂系统。悬挂系统分为：一系悬挂和二系悬挂。一系悬挂系统是在轮对和构架之间的轴箱悬挂系统是用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，传递轴箱和轮对之间力及定位功能，确保车辆的平稳运行。一系悬挂系统包括轴箱定位装置，垂直减震器和轴箱弹簧等。

二系悬挂系统是在构架和车体之间的悬挂系统。二系悬挂系统用于在车身和转向架之间传递垂向力和水平力，从而使转向架可以在车辆经过弯道时相对于车体回转，并且能够减少车体和转向架之间的冲击振动，同时还确保转向架的安全性和稳定性。二系悬挂系统包括各方向减振器、二系弹簧、抗侧滚装置和牵引装置等。

2 城轨车辆转向架悬挂系统主要装置

2.1 城轨车辆转向架力的传递过程

城轨车辆转向架力传递方向主要有三种：垂向力，横向力，纵向力。垂向力是由车体总重先传递到二系悬挂，再传递到构架，然后从一系悬挂传递到轴箱，通过轴承最后传递到轮对。横向力分为两种：轮轨间和车体侧向力。轮轨间是轮对通过一系悬挂传递到构架;车体侧向力是车体通过二系悬挂传递到构架。纵向力分为三种：动车牵引力、拖车牵引力和动拖车制动力。动车牵引力是由牵引传动装置传递到轮对，从轮对到一系悬挂，通过构架传递到中央牵引装置，最后由车体传向车钩;拖车牵引力由车钩车体传递到中央牵引装置，然后由构架通过一系悬挂传递到轮对;动拖车制动力由制动装置传递到轮对，然后由构架传递到中央牵引装置，通过车体最后传递到车钩。

2.2 城轨车辆转向架的悬挂装置

2.2.1 城轨车辆转向架的一系悬挂装置

城轨车辆转向架的一系悬挂装置采用的是转臂定位、转臂顶置钢弹簧承载结构其主要功能是将轮对与构架相连接起来，轮对被定位在构架上，将纵向牵引力和制动力传递轮对和构架之间。一系悬挂装置还能够减少轨道产生的振动对轮的影响，保证转向架脱轨系数等一些指标在安全范围内。结构参见图 2.1城轨车辆转向架一系悬挂。

2.2.2 城轨车辆转向架的二系悬挂装置

城轨车辆转向架的二系悬挂装置是通过空气弹簧与高度调节阀和差压阀结合使用，以确保在各种负载条件下，列车地板相对于构架的高度可以保持恒定，这样一来不仅提高乘客的乘坐舒适性，并为转向架上的车体提供灵活的支撑。同时，转向架可以相对于车体底架作相对转动。结构参见图 2.2城轨车辆转向架二系悬挂。

空气弹簧和差压阀是二系悬挂中非常重要的部分，为了能够承载车体重量，空气弹簧利用压缩空气来提供一定的作用力，为了满足空气弹簧供风和排风的需要，用高度阀来保持空气压力需要随着承载能力的增加而增加，而随着承载能力的减少而降低。为了保证两个空气弹簧的压力差一定范围内，我们通过差压阀去调节两个空气弹簧的压力差。当压力差大于1.5bar时，差压阀打开;小于1.5bar时，差压阀关闭。

2.3 城轨车辆转向架的牵引装置

牵引装置是转向架和车体连接的重要组成部分之一，主要是为了满足纵向牵引力和制动力能够在转向架和车体直接的传递。为了防止由于车体高度阀故障引起的空气弹簧过度充风导致车体异常上升，牵引装置的中心销下端设置防过冲止挡，此外牵引装置的中心销上还为了限制车体相对于转向架的横向位移，安装横向橡胶止挡。转向架的牵引装置不区分动车和拖车，结构完全相同。其结构参见图 2.3牵引装置。

2.4 城轨车辆转向架的抗侧滚扭杆装置

车体和转向架之间设置了一套抗侧滚扭杆，用于抑制车体的侧滚运动，以满足车辆限界的要求。抗侧滚扭杆与构架之间通过橡胶摩擦套安装，为无磨耗结构，橡胶摩擦套提供提供较小的扭转刚度，使得抗侧滚扭杆不影响车辆的垂向平稳性。其结构参见图2.4抗侧滚扭杆。

3 城轨车辆转向架悬挂系统的检查与维护

3.1 城轨车辆转向架一系悬挂的检查及维护

3.1.1 城轨车辆转向架一系悬挂外观检查

城轨车辆一系悬挂在日常维护过程中，外观检查和尺寸检查是不可忽视的一个过程，其中外观检查主要是检查一系悬挂的状况，即转臂节点橡胶粘附性、开裂等情况;是否有紧固件脱落，比如螺栓的脱落;减震器是否有漏油痕迹以及节点状况，比如橡胶粘附性、开裂等。尺寸检查主要用仪器去测量提吊销和转臂止挡之间的间距，这其中需要注意一点的是必须在车辆处于平直轨道时进行测量该间隙。参见图 3.1一系悬挂尺寸检查。

3.1.2 城轨车辆转向架一系垂向减震器的更换

首先将转向架的垂向减振器与构架的安装螺栓（2）和安全垫圈（1）拆下;然后垂向减振器与转臂的安装螺栓（4）、螺母（5）和安全垫圈（6）拆下;最后拆下垂向减振器。安装新的减震器时首先在构架与减振器相接触的面上涂Loctite8023胶;然后把减振器放置好，将有制造商标牌的一面朝转向架的外侧;其次将减振器直径大的一头与构架连接，用 2 个螺栓（2）和安全垫圈（1）将减振器与构架;接着连接并紧固，紧固扭矩为 173N·m;最后用螺栓（4）、螺母（5）和安全垫圈（6）将减振器与转臂连接并紧固，紧固扭矩为 173N·m。其中要注意，安全垫圈只能使用一次。不需要将转向架从车体上拆下来就可以操作。参见图3.2一系垂向减震器的更换。

3.1.3 城轨车辆转向架一系的更换

城轨车辆转向架一系的更换，主要是转臂的拆卸，首先将弹簧压缩夹具安装到一系悬挂，其次压缩悬挂直到能够拆下悬挂垫，在拆卸轮对时所装，然后拆下将转臂固定到构架上的紧固件（19）（20），将提吊销（1）固定在构架上的开口销（16）和垫圈（15）拆下，再拆下提吊销（1）和弹簧销（17），逐步放松压缩夹具并用导出螺栓从构架中释放转臂节点，应使转臂保持基本水平当弹簧压力完全释放后，拆下压缩夹具和转臂，然后拆下内部和外部弹簧及相应的高度调整垫，把各调整垫与相应弹簧连在一起，以防与其它弹簧混淆，从转向架的弹簧筒中取下内弹簧座（7）、上弹簧座（6），拆下转壁上的紧固件（13）和（14），将一系弹性止挡（3）从转臂上取下。转臂的重新安装首先需要将上弹簧座（6）安装到构架的弹簧筒座中，安装内弹簧座（7）到弹簧座（6）上，安装弹簧组（A）到弹簧座（6）和（7）上，并将相应的垫片安装定位到弹簧顶部。注意弹簧横向偏移线（红色油漆）的方向：横向偏移线朝向转向架纵向，外簧朝内，内簧朝外如图图3.4弹簧加垫示意图，再将定位转臂（4）将内弹簧座（7）安装到弹簧组（A）的顶部，然后把缓冲垫（8）放弹簧组（A）的顶部，将一系弹性止挡（3）装到转臂上，将螺栓（14）表面用Loctite243涂抹，然后用螺栓（14）和新垫圈（13）紧固，扭矩为：173N.m，在构架的转臂定位座内涂上Loctite8023油脂，压缩夹具安装到转臂。压缩弹簧，同时用一个导向螺栓或一根铜棒把转臂弹性节点的轴放到构架定位座中。当提吊销（1）能够安装到构架中时，停止压缩弹簧。提吊销（1）安装到转向架构架，并使其头部位于转向架外侧，调整提吊销上的孔对准构架上的孔，并插入弹簧销（17），用垫圈（15）和开口销（16）将调整提吊销（1）固定到构架上，并将开口销的两端脚分开，使用螺栓（19）和新垫圈（18）将转臂固定到构架定位座。以 339N.m 的扭矩拧紧螺栓（19）。压缩弹簧并将悬挂垫块安放到提吊销（3）和转臂端部之间，缓慢释放压缩夹具，并将其拆下，最后用螺栓（21）和新垫圈（20）把防脱板（12）固定在转臂上。以 80N.m 的扭矩拧紧螺栓（21）。参见图3.3转臂的拆卸。

这其中要注意的是开始装配前，确保弹簧座（6）正确，还有动车、前拖和后拖车转向架弹簧组是不同的，因此不能互换。弹簧组通过颜色识别：TBEX 蓝色;TBIN 白色;PB为红色。根据转向架类型，在外弹簧座（6）上放置不同厚度的垫片，参考图3.5弹簧横向偏移方向示意图。因此，外弹簧座（6）不能互换，并且注意将其安装在拆下时的位置。一系调整垫片（9）（10）的预加垫位置如图3.5， TBIN转向架不加垫，调整垫片（11） 根据需要添加。

3.2 城轨车辆转向架二系悬挂的检查及维护

3.2.1 城轨车辆转向架二系悬挂外观检查

在日常维护过程中，城市轨道车辆的二次悬挂与一次悬挂相似，后者也具有外观检查和尺寸检查。外观检查主要检查紧固件是否脱落，如螺栓脱落;空气弹簧的表面状况，是否有切口或裂纹;紧急橡胶弹簧的表面状况，是否有切口，裂纹或脱胶;垂直和水平减震器节点的状况，减震器是否漏油，橡胶是否发粘和破裂，抗侧滚扭杆轴承和抗侧滚扭杆连杆的状况，并确保连接螺栓扭杆上是否松动，如果出现永久性变形，裂纹或节点断裂，必须去除扭杆上的成分并更换故障部位;加压后，隔离转向架的空气回路，并用压力表检查工作压力是否下降。尺寸检查主要是检查空气弹簧充气后空气弹簧的上表面与轨表面之间的距离：865±2mm，左右高度不超过3mm;空气弹簧充气后，检查空气弹簧上表面与导轨表面的距离：865±2mm，左右高度差不超过3mm。检查车身支撑表面（即空气弹簧的上表面和空气弹簧底座的上表面）之间的距离：（265±2）mm;检查防过充停止间隙： mm;检查横向档间隙的理论间距为15mm。参见图3.6二系悬挂外观检查和尺寸检查。

3.2.2 城轨车辆转向架二系垂向减振器的日常维护

二系垂向减震器在转向架的大修与架修中是需要将其拆卸并进行更换，更换二系垂向减震器是首先拆下垂向减振器与构架的安装螺栓（1）（3）、螺母（4）和安全垫圈（2）（4），再将垂向减振器拆下。安装二系垂向减震器时，首先在车体、构架与减振器相接触的面上涂 Loctite8023 胶，把减振器放置好，将有制造商标牌的一面朝转向架的外侧，然后将减振器直径大的一头与构架连接，用 2 个螺栓（1）和安全垫圈（2）将减振器与构架连接并紧固，螺栓（1）的螺纹部分涂 Loctite270，拧紧扭矩为69N·m，然后将减震器通过螺栓（3），螺母（4）和安全垫圈（2）连接到构架并拧紧。拧紧扭矩为69n·M。安全垫圈在安装期间只能使用一次。不需要将转向架从车体上拆下来就可以操作。参见图3.7二系垂向减震器的日常维护。

3.2.3 城轨车辆转向架二系横向减振器的日常维护

要卸下二系横向减震器，就要先卸下横向减震器和中心销的安装螺栓（1）和安全垫圈（2），然后卸下安装在减震器安装支架上螺栓（3），螺母（4）和安全垫圈（2 ），最后卸下横向减震器（5）。在安装第二横向减震器时，首先将Loctite8023涂在中心销的减震器座与横梁的减震器座与减震器之间的接触面上，然后将侧向减震器放在安装座上 ，将大直径端与中心销上的安装座连接，然后安装螺栓（1）（3），螺母（4）和安全垫圈（2），并在螺栓（1）的螺纹部分上涂上Loctite270，拧紧扭矩为69Nm，并且螺母朝向减震器一侧。 安装时，要注意安全垫圈只能使用一次。参见图3.8二系横向减震器的日常维护。

3.3 城轨车辆空气弹簧的日常维护

在转向架的大修与架修中，需要将空气弹簧的拆卸进行维护与检修。拆卸空气弹簧时，首先将空气弹簧与构架连接的螺栓（4）和垫圈（5）进行预松，然后将空簧起吊环旋入进气嘴螺纹孔内，最后用起吊环和天车吊起空气弹簧（7），如果空簧还是粘着在构架上，用螺栓旋入小孔将空簧顶起使空簧和构架分离。安装空气弹簧时首先清洗空气弹簧上表面、定位销，并在上面涂上Loctite8023胶。其次，清洁空气弹簧底座，在安装过程中检查轴承座或安装在框架上的各种垫片的位置是否正确，然后使用吊环将空气弹簧安装在框架安装底座上，注意安装方向 ，用螺栓（4）和垫圈（5）连接空气弹簧和框架，然后将它们固定，每个螺栓上加2个垫圈（5），紧固扭矩为69 N·m。然后用螺栓（1）和垫圈（2）、（3）将调整垫和构架相连接并紧固，螺栓（1）的螺纹表面涂Loctite270，拧紧扭矩为69 N·m，卸下起重环并拧紧空气弹簧的起重环，检查二系悬挂进气口上O形圈的状况，在将车体再次放到空气弹簧上之前，在定位销和O形圈上涂抹一层中性凡士林，，清洁空气弹簧盖板的上表面，并在车辆掉落到第二悬挂上之前，在空气弹簧盖板的上表面上涂上乐Loctite8023，如果暂时车体不落在空簧上面，将空簧上面的进气螺纹孔盖起来，防止进水或是其他杂物。参见图3.9空气弹簧的日常维护。

3.4 城轨车辆抗侧滚扭杆装置的日常维护

抗侧滚扭杆的拆卸，首先在拆卸之前先保证扭杆不会掉下，用支撑工装或其他适当的方法支撑扭杆，拆下将抗侧滚扭杆安装到转向架构架下面的8个螺栓（6）、安全垫圈（11），拆下轴承盖（2）及摩擦套（7），从构架上拿下扭杆，并拆下扭杆上的摩擦套。抗侧滚扭杆的安装首先将抗侧滚扭杆安装到转向架构架下部（注意扭臂的方向：安装时扭臂平的一面朝上）：在正面操作时，用一个平行升降台从下面顶住悬挂组件，在反面操作时，用一个天车从上面吊住悬挂组件。在抗侧滚扭杆安装座的机加工的面和与其接触的安装面上均涂Loctite8023，安装轴承盖（2）时，涂抹Loctite5900扭杆接触的抗侧滚扭杆座相同区域也应涂抹，再将摩擦套（7）安装到扭杆上，将抗侧滚扭杆（除连杆组成部分外）安装到构架的安装座上，并用螺栓（6）、和安全垫圈（11）固定。扭矩：339Nm。在拧紧螺栓之前，检查扭臂与轴承盖之间的缝隙并保证大于2mm，且同一扭杆不同缝隙相差不大于2mm，最后将抗侧滚扭杆与抗侧滚扭杆连杆相连。 参见图3.10抗侧滚扭杆的日常维护。

更换抗侧滚扭杆的同时，也要更换抗侧滚扭杆连杆，首先将抗侧滚扭杆连杆从车体上拆下之前，确保它被支撑不会掉下，拆下扭臂与连杆的螺栓（10），螺母（9）和垫圈（8），拆下连杆与车体的螺栓（A7）和垫圈（A4）。在安装抗侧滚扭杆连杆之前，确保安装面都清洁干净，然后在车体枕梁安装座和连杆的节点（该节点装配在连杆上）接触面上均涂Loctite8023，将连杆与车体安装座用螺栓（A7）和垫圈（A4）固定。扭矩：173Nm，最后在扭臂与连杆接触面上均涂抹 Loctite8023，将扭臂与连杆用螺栓（10），螺母（9）和 垫圈（8）固定。扭矩：200Nm。参见图3.11更换抗侧滚扭杆连杆。

4 结语

本文对于城轨车辆悬挂装置的功能使用及结构更换进行了概括，在现场架修或大修中，进行维修和更换，这些主要部件都是外国进口，这样虽然保证了车辆在线上运行的安全程度，但也增加了其维修成本。希望以后能造出自己性能优良的悬挂装置系统，使维修成本降低，这样一来我们就不会依赖外国产品，做到属于自己的城轨车辆。

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