CRH3动车组转向架技术

CRH3型动车组转向架技术中国北车长春轨道客车股份有限公司技术中心2013年6月主要内容1原型车转向架简介2动车组转向架配置及种类3主要技术参数4转向架结构分解5CRH3型动车组运用维护6转向架典型故障1CRH3型动车组原型转向架简介通过唐车60列时速300公里动车组项目，长客股份引进了西门子公司的SF500型高速转向架。其中，前12列车的转向架由西门子GRAZ工厂生产直接交付给唐车公司，后48列车转向架由转向架分技术的实际受让方长客股份生产。SF500型转向架首次被使用于德国ICE3高速列车，ICE3型动车组是ICE列车的第3代产品，1999年投入商业营运，是德国首次研制的动力分散型高速电动车组，列车编组为8辆，全列车中动力转向架和非动力转向架各占50%。VelaroE是在ICE3基础之上上，由西门子公司为西班牙铁路研制的高速动车组。西门子公司在VelaroE技术基础上进行了优化，以适合中国铁路的运输要求，并将改动降低到最小，进行了优化设计，形成现在的CRH3型动车组转向架。SF500型高速转向架装用的列车、投入运营年度和制造台数：2008年，京津城际线开通以来，已有120列短编、103列长编CRH3型系列动车组投入运营，分别配属于北京局、广州局、上海局、沈阳局、哈尔滨局、济南局等6个铁路局，累计运行里程超过2.3亿公里。目前CRH3型系列动车组整体运营状态良好。动车组车组数投入运营时间单列最高运行里程（万公里）累计最高运行里程（亿公里）CRH3C1202008.8.12201.3CRH380BL1032011.7.11100.9CRH380B402012.12.26400.13CRH380CL252013.1.20运行考核哈大京沪武广生产厂家具体车型型号CRH1青岛BSPCRH1A、CRH1A-799、CRH1B、CRH1E、CRH380DCRH2四方股份CRH2A、CRH2B、CRH2C一阶段、CRH2C二阶段、CRH2E、CRH380A、CRH380AL、CRH380A-001CRH3唐车公司长客股份CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、CRH3ACRH5长客股份CRH5A、CRH5000四种动车组车型汇总原形车SF500动车转向架原形车SF500拖车转向架2CRH3型动车组转向架配置及种类CRH3动车转向架项目名称数量项目名称数量1整体动车轮对210动力转向架构架12一系悬挂装置111轮盘制动组成13轴箱定位装置112牵引拉杆组成14横向终点止动装置113牵引电机组成15二系悬挂装置114牵引电动机通风装置16横向悬挂装置115天线组成17抗蛇行减振器116感应接收器装置18空气弹簧连杆117轮缘润滑组成19抗侧滚扭杆组成118撒砂和排障器1CRH3拖车转向架CRH3型动车组的转向架配置EC01/08：头车（动车）TC02/07：变压器车（拖车）IC03/06：逆变器车（动车）BC04：酒吧车（拖车）FC05：一等车（拖车）Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’•CRH3C和CRH380B动车组编组以及轴列式•CRH380BL和CRH380CL动车组转向架布置CRH3动车组转向架种类由于构架、枕梁、扭杆、轴端安装和附属设备的不同，全列车的16个转向架共分10种：EC1/2、TC1/2、IC1/2、BC1/2、FC1/2。轴端回流/保护接地装置制动防滑传感器轨道扫石器撒砂装置轮缘润滑列车控制系统的拖轴速度传感器ETCS天线和传感器感应接收器EC-2上的溢流电磁阀两种枕梁：端部转向架枕梁、中间转向架枕梁；三种构架：端部动车构架、中间动车构架、拖车构架；四种扭杆：端部转向架1种（长度），中间转向架3种（杆身直径）；五种轴箱盖、10种轴端安装和6种转向架轴端配置。转向架附属设备包括：3CRH3动车转向架主要技术参数CRH3转向架主要技术参数-1技术参数转向架动车拖车轴列式Bo‘2‘轨距[mm]1435最小曲线半径[m]-车组，联挂[m]低速时,250最小曲线半径[m]-单车步行速度,150S形曲线[m]180m+10m过渡+180m最高运行速度[km/h]300最高试验速度[km/h]330一次性演示最高速度[km/h]350欠超高[m/s²]0.79固定轴距[mm]2500轮对内侧距[mm]1353(0,+2)车轮直径[mm]新/旧920/830920/860最大静轴重[t]17±4%17±4%CRH3转向架主要技术参数-2技术参数转向架动车拖车车轴轴承TBU130X240X160转向架距轨面高度（mm）（新车轮、空气弹簧充风状态下）1009（枕梁上边缘）传动方式轴装式平行轴传动传动比2.793电机额定功率[kw]560机械制动轮装盘形制动轴装式盘形制动转向架质量[kg](包括枕梁及其零部件)≤10,000≤7,500CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、CRH3A转向架参数对比设计速度：基本结构：轴重：轴承型式：电机悬挂：齿轮箱传动比：4转向架基本结构动车转向架分解构架：双H形钢板压型焊接结构，材料为低合金高强度耐候钢。轮对：直辐板整体车轮+降噪阻尼、空心车轴，轮装制动盘；报轴齿轮箱组成分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。一系悬挂：双圈螺旋钢弹簧+柔性橡胶垫+垂向减振器+转臂定位。二系悬挂：枕梁+高柔性空气弹簧+扭杆+横向减振器+1点式高度控制+Z型拉杆牵引+抗蛇形减震器。基础制动：轮盘制动。□辅助系统★驱动装置：齿轮箱+联轴器+牵引电机拖车转向架分解□构架：双H形钢板压型焊接结构，材料为低合金高强度耐候钢。轮对：S形辐板整体车轮+降噪阻尼、空心车轴，轴装制动盘；分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。一系悬挂：双圈螺旋钢弹簧+柔性橡胶垫+垂向减振器+转臂定位。二系悬挂：枕梁+高柔性空气弹簧+扭杆+横向减振器+1点式高度控制+Z型拉杆牵引+抗蛇形减震器。基础制动：单元式轴盘制动，每轴3盘，中间盘带停放制动。4.1构架组成：▲双H形钢板压型焊接结构，材料为低合金高强度耐候钢。▲三种构架：每列车包括2个端部动车构架，6个中间动车构架，8个拖车转向架构架；▲动车构架与拖车构架具有完全相同的侧梁组成、横梁管组成和除基础制动之外的与其它部位的接口；▲两种动车转向架构架仅有两种零件尺寸不同：扭杆连杆座及其与垂向减振器座相连的筋板；两种构架的微小差异通过扭杆连杆座与垂向减振器座相连筋板上的“三角孔”和“圆形孔”来识别。动车转向架构架中间动车构架端部动车构架拖车转向架构架构架设计特点：构架设计中的模块化动车横梁组成拖车横梁组成构架结构设计“强度”理念侧梁与横梁通过锻造节点连接，从设计结构上避免转向架主结构的薄弱环节；横梁钢管采用厚壁钢管进行外表面加工；关键零部件采用锻件（西门子外构成品），整个转向架构架结构中没有一个铸件。4.2轮对组成：动力轮对:直辐板整体车轮、空心车轴、报轴齿轮箱组成、轮装制动盘,分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。拖车轮对:S型曲辐板整体车轮、空心车轴，轴装制动盘；分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。（1）轮对基本参数内侧距：1353(0,+2)；滚动圆间距：1500；轴径中心距：2000；轴颈直径：Φ130基于中国的线路，优化改进的S1002踏面；通过过盈压装方法将车轮压接到车轴上，注油的方法退卸车轮。轮对使用整体车轮，新轮时，滚动圆直径920mm；磨耗到限，动车车轮直径830mm，拖车车轮直径860mm。通过沟槽标记出车轮径向磨耗到限。动车转向架的车轮为可安装轮装式制动盘的结构。拖车车轮安装有吸音装置。可以采用不落轮镟床修正车轮踏面。车轮材料：ER8-EN13262；以数表形式提供了踏面形式；动轮为可安装制动盘的直辐板结构;拖轮为S形辐板；并涂有降噪阻尼材料。（2）车轮CRH3车踏面（3）车轴动轴和拖轴的轴径直径、和轴径中心距及防尘版座直径相同；空心车轴内孔直径30mm；轴身直径：动轴直径173(0,+1)，拖轴直径165(0,+1)；轮座直径：动轴直径198v6，拖轴直径191v6；动轴大齿轮座203.62，齿轮箱轴承座直径200；拖轴制动盘座直径：两侧197，中间199车轴材料为EA4T-EN13261（4）转臂轴箱分体结构转臂同时作为轴箱，便于快速更换轮对；转臂与转臂箍用钢印标记，须配对使用，不具有互换性；转臂与转臂箍材料：EN-GJS-400-DINEN1563（5）轴承具有非接触式密封结构的圆锥滚子轴承单元；免维护紧凑型；轮对轴承寿命计算采用L10，使用寿命大于或等于350万km；免维护工作性能（无需重新注油）不低于120万km（+10％）或6年；组装前的轴向间隙为0.58-0.62；轴承示意图关于轴端布置：由于防滑传感器、拖轴速度传感器、ETCS传感器、接地装置等的不同，轴箱前盖共分为D、A、C、F、H型5种；共有10种轴头布置；6种转向架轴端布置，EC-1、EC-2、TC-1、TC-2、BC/FC-1、BC/FC-2。（6）轴端布置轴端布置图D型轴箱盖A型轴箱盖C型轴箱盖F型轴箱盖H型轴箱盖4.3一系悬挂：双圈螺旋钢弹簧+柔性橡胶垫+垂向减振器+转臂定位。一系悬挂装置（1）定位节点与轮对紧急系统（2）一系悬挂装置技术特点：采用双圈螺旋刚弹簧,用黄色铜牌标明弹簧安装方向；钢弹簧下设高柔性厚橡胶垫，以保证隔音和电气绝缘；采用整体硫化的橡胶节点；定位转臂的长度为480mm，小于CRH2的500mm；节点芯轴采用圆弧定位，从拆、装和受力的角度均优于国内普遍采用的梯形槽结构。一系悬挂的螺旋弹簧内设有紧急悬挂装置，体现了高可靠性的设计原则；设有轮对紧急系统，满足故障安全可靠的设计原则；4.4二系悬挂装置：枕梁+高柔性空气弹簧+扭杆+横向减振器+1点式高度控制+Z型拉杆牵引。枕梁：通过铸造铝合金枕梁实现转向架与车体的连接。枕梁系统包括：枕梁、抗蛇行减振器座、扭杆座、及与车体之间的定位销，组装时牵引销和扭杆等预先安装在枕梁上；枕梁、抗蛇行减振器座、扭杆座为铸造铝合金枕梁；空气弹簧附加空气室。●牵引装置采用Z型双拉杆牵引装置。●扭杆装置扭臂与扭杆为过盈装配，连杆长度可调。全列车包括4种扭杆、两种连杆。连杆EC01/08-CE1其它车用连杆扭杆●空气弹簧装置不设二系垂向减振器，空簧无节流孔；采用低垂向刚度的应急弹簧，保证空气弹簧故障时的车辆运行安全；空气弹簧的高度采用两点式控制，即每个转向架只采用一个高度控制阀，每个转向架还设有一个防过冲安全阀，EC-2转向架上还设有防止头车故障时一位转向架下降的溢流阀；●横向悬挂和抗蛇行装置采用双抗蛇行减振器，考虑故障状态下的安全，单个减振器失效时，车辆仍具有适当的稳定性。4.5驱动装置：牵引电机弹性架悬，鼓齿形联轴器、平行传动。●驱动装置的主要技术参数电机型号：1TB2019额定功率：560kW额定转速：4100(1/min)额定扭距：1200Nm最高转速：5891(1/min)最大启动扭矩：3100Nm通风方式：强迫通风牵引电机重量：750kg传动比：2.793（斜齿轮，一级）齿轮箱材料和重量：铸造铝合金，295kg（簧下180kg）联轴器形式和重量：齿式，34kg支撑座形式和重量：C形，56kg供应商德国的FLENDER公司。●牵引电机拖梁电机拖梁的材料选择与转向架构架相同，重量195kg。●齿轮箱与联轴器附图4.6基础制动装置设计动车采用轮装制动盘；拖车每轴3套轴装制动盘；每轴安装一套轮轨防滑装置，以避免轮对擦伤；16个拖轴每轴装有一套弹簧储能制动缸，单元停放缸在中间，同时在转向架两侧均安装有手动缓解装置。动车转向架制动配管拖车转向架制动配管4.7附属装置辅助装置包括：EC-1转向架上的天线拖梁装置、扫石器、撒沙装置、轮缘润滑装置；EC-1和EC-2转向架上的感应接受器；