动车组转向架故障原因及改进方法（精选4篇）
动车组转向架故障原因及改进方法 篇1
摘要
安全是铁路运输的永恒主题，客车安全又是铁路安全的重中之重。旅客列车作为复杂系统集成，任何细小的故障隐患，都将可能造成无法估量的损失。本论文以 25K 型客车 CW-2 型转向架的故障统计数据作为分析依据，统计梳理了客车走行部的多种故障模式，综合乌鲁木齐车辆段的运营线路、季节气候、运行里程以及维修水平等多方面因素，运用数据统计以及相关性分析，确定出影响客车走行部故障主要的相关因素以及故障模式。合现场作业实际，本论文选取了客车走行部维修班组作为基于风管理维修策略的实施对象。根据“管理规范化”的要求，融合岗位安全职责、基本作业过程、规章管理制度以及安全质量控制措施等方面，修订出符合现场风险管理实际的《检车员岗位风险控制说明书》；根据“作业标准化”的要求，客车走行部故障模式、事故基本事件、安全风险点、基本作业过程以及质量标准，修订完善出具有操作性的《25K 型客车转向架流程风险辨析指导书》。通过对基于 25K 型客车 CW-2 型转向架故障统计以及因素相关性分析，运用故障模式故障树分析，基本事件的风险辨析、评估和层级防控，完善了分级管理、预警预控的客车维修策略，确保了现场安全作业管理的全面、准确、有效，进一步提高了客车维修水平。
关键词:CRHIn型动车组;转向架构架;车轴齿轮箱;转向架轴承
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目 录
摘要.............................................................................................................................I 第1章.绪论..................................................................................................................1
1.1转向架的总体概括.........................................................................................1 1.2故障案例分析.................................................................................................1 1.3故障原因分析.................................................................................................2 第2章转向架的结构....................................................................................................3
2.1转向架由那些组成.........................................................................................3 2.2转向架的结构图.............................................................................................3 2.3轮对踏面压到异物后的异响.........................................................................3 2.4管路泄露故障引发的异响.............................................................................3 2.5油压减振器引发的异响.................................................................................3 2.6 自动车钩偏移引发的异响............................................................................4 第3章.转向架的作用..................................................................................................6
3.1转向架的历史.................................................................................................6
3.1.1准高速客车型.....................................................................................6 3.1.2高速型.................................................................................................7 3.2转向架的主要作用.........................................................................................7 第4章 转向架的故障分析..........................................................................................9
4.1动车转向架故障类型分析.............................................................................9 4.2动车组转向架故障原因分析.......................................................................12 4.2.1部件设备漏油分析...........................................................................12 4.3制动装置故障分析.......................................................................................12 4.4其他零部件的故障分析...............................................................................12 4.5动车组转向架的故障模式、致命性分析(FMECA).....................................13 第5章.动车组转向架轴承的检测技术与处理........................................................14 5.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容...................................................14 5.2动车组转向架轴承故障监测常用技术.......................................................14 5.3机车车辆轴承故障机理分析.......................................................................16 5.3.1轴承故障的振动原因.......................................................................16 5.3.2动车组转向架轴承缺陷产生的特征频率........................................16 结束语..........................................................................................................................18 参考文献：..................................................................................................................19
第1章.绪论
1.1转向架的总体概括
转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用如下： 1）转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。2）支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。
3）转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。
4）充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。
5）车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要；
1.2故障案例分析
动车组在检修时发现有部分构架组成制动吊座表面有损伤现象，损伤状态主要呈现麻点状损伤(片状麻点，深度小于1 mm)、线性损伤1(长度贯穿吊座安装面，宽度小于0.5 mm，深度约0.1 mm)、线性损伤2(长度小于10 mm，宽度约2 mm，深度小于0． 5mm)、面状损伤(长度约10 mm，宽度约5 mm，深度小于0.5mm)四种现象，具体如图1 ～ 4 所示。
图1 麻点状损伤 图2 线性损伤1
图3 线性损伤2 图4 面状损伤
2012年6月2日D6242次CRH1092A运行途中随车机械师发现05车A架异响，出动热备车组替换CRH1092A回动车所后对05车A端转向架进行落轮检查，落轮后手动旋转05车2轴4位轴箱轴承时，可以听到轴承内部有异音。随后对轴承进行分解，内圈和滚子组件油脂状况：后挡侧（A）保持架上有金属。
图5 后挡侧（A）保持架
外圈滚道状况 :A侧外圈滚道面承载区有约90°范围的剥离区（见图 5）。外圈滚道状态 ：A侧外圈滚道承载区下方约90°范围剥离剥离区内可见与滚子接触形状和间距对应的原始剥离区域，非剥离有其它点状异物压痕，且非承载区较轻。由此可见该转向架异响是由轴承外圈滚道剥离造成的。
1.3故障原因分析
通过汇总动车组转向架在运行中出现的异响故障，分析主要原因如下：（1）轴承内部故障引发的异响中巡视发现（故障表现为动车组运行达到一定速度后发出固定频率的异响，通过随车机械师途因福州动车段发现的轴承故障造成的异响均在故障初发阶段，轴温升高尚未达到报警界限，所以在监控动车组状态的 IDU 上未能发现该（故障），此故障较难发现，要在一定速度才会发出异响，需随车机械师认真甄别。其产生的主要原因为：[1]轴承材质问题；[2]热处理不良；[3]局部外伤、锈蚀、偏载或过载；[4]材质正常疲劳破坏。
（2）轮对踏面擦伤、剥离或局部凹入引发的异响故障表现为运行过程中走行部发出固定频率的响声，并引起车辆振动。运行速度越快，响声频率越高；擦伤、剥离长度越长，响声越大。这类故障较易发现。踏面擦伤是动车运行中制动力过大、抱闸过紧，车轮在钢轨上滑行，踏面局部被磨成平面。
第2章转向架的结构
2.1转向架由那些组成
转向架的附属装置，轮对电机组装，构架，一系弹簧悬挂装置，二系弹簧悬挂置牵引装置，电机悬挂装置基础制动装置，手制动装置和砂箱等组成。
2.2转向架的结构图
图2 2.3轮对踏面压到异物后的异响
故障表现为某一转向架轮对踏面压到钢上的异物后发出一声巨响，因坚硬异物造成轮对踏面局部凹入而发出固定频率的异响。
2.4管路泄露故障引发的异响
故障表现为车辆下部发出尖啸声，漏泄量大可通过 IDU 所报故障信息进行判断，漏量小可通过随车机械师途中巡视或地勤机械师入库检查作业发现。其主要原因为车组经长时间运行震动或运行途中管路遭异物击打，使管路连接处出现松动、变形，导致管路中的压力空气漏泄发出异响。
2.5油压减振器引发的异响
其主要原因为车组在转弯时车体两边出现高度差情况下（特别是左右空气弹簧压力差超过 20kpa 以上时），造成油压减振器的偏磨（主要为二系横向）而发出异响，此为正常现象。如油压减振器发生严重偏磨或漏油则属于故障。
2.6 自动车钩偏移引发的异响
在动车组运行中，通过曲线时自动车钩支架左右弹簧位置发生偏移，导致晃动产生共所发出间断的敲击声，此为正常现象。（1）车钩的结构特点
车钩的连挂间隙小；车钩具有联锁和防脱功能；钩舌销不受力；耐磨性；良好的防跳性能；结构强度高；自动对中功能。(2)车钩的结构图见图3
图3 4
（3）原送料皮带存在的问题
在用户使用过程中，发现送料机构问题不少。由于每边采用(根3带，两边共有6根，换带时间长6虽然皮带的型号是一样的，但张紧后，还是有紧有松，影响正常送料。如果下面或中间的一根带断了，更换起来特别费劲6而且换了一根新的，松紧程度又不同了；特别是由于采用A型带,6带露在带轮外面的高度最多只能有5mm（如露在外面的部分多，带轮的轴线是在竖直方向，即带是在垂直方向工作，这样带很容易从带轮上滑落），皮带用不了10天就得更换6造成生产线停顿，经济损失大，用户的意见非常大。（4）新型送料皮带的优点
为了改变这种状况，对送料机构进行了改造。去掉原来的3带，重新设计了一种新式带。因为这种带的内面带有凸起的糟形，使得带在垂直位置工作时，靠凸起的槽形定位，不会改变位置，而向下掉，相应的带轮也改成中间有一槽。配合情况这种带实际上是由平带和 3 带组合而成。采用这种皮带后，调整带的张紧力非常方便，也不会出现松紧的现象。送料过程中也不会出现停顿，更换也非常方便。更为重要的是，这种带的厚度增加（相对平皮带来说），带的寿命大大增加。5
第3章.转向架的作用
3.1转向架的历史
20世纪50年这个时期，我国首次自行设计了转向架，主要型号有101、102、103型，是21型客车使用的导框式转向架，构造速度是100km/h，其结构复杂，笨重，运行性能差，现已淘汰!70年代，四方厂研制了U型结构的206型转向架，浦镇厂研制了H型构架的209转向架。206型转向架采用侧部中梁下凹的U型构架，干摩擦导柱式轴箱定位装置，带横向拉杆的小摇动台式摇枕弹簧悬挂装置，双片吊环式单节长摇枕吊杆外侧悬挂以及吊挂式闸瓦基础制动装置等，结构可靠，运行平稳，磨损少，检修方便，1993年开始在中央悬挂部分加装横向油压减振器，加装两端具有弹性节点的纵向牵引拉杆，形成206G型转向架，后加装盘型制动装置，形成206P型转向架。
209转向架是浦镇厂在205转向架的基础上研制的，于1975年开始批量生产。它采用H型构架，导柱式轴箱定位装置，摇动台式摇枕弹簧悬挂装置，长吊杆，构架外侧悬挂，两高圆弹簧，摇枕弹簧带油压减振器，吊挂式闸瓦基础制动装置等。1980年后，又生产了具有弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置的209T转向架。在此基础上，还生产了采用盘型制动的209P转向架。
在209T转向架的基础上，浦镇厂又开发了供双层客车使用的209PK转向架，其构造速度为160km/h。主要有以下方面的改进：采用盘型制动和单元制动缸，取消踏面制动；设空重调整阀；采用空气弹簧和高度调整阀；安装抗侧滚扭杆；保留了摇动台结构。209PK 转向架（P 代表盘型制动，K 代表空气弹簧）在这段时期内，我国还制造了少量用于公务车的三轴转向架，在原德意志民主共和国进口的软座，软卧车上采用了 211 等型号的转向架。
3.1.1准高速客车型
1994 年，四方厂、长客厂、浦镇厂相继研制出了 206WP、206KP、CW-2、209HS 转向架，在广深线动力学试验中最高时速达到了 174km/h，这些转向架的研制成功，标志着我国客车转向架技术上了一个新台阶。
206KP、206WP 转向架是四方厂为广深线准高速客车和发电车设计的转向架，二者除中央悬挂部分和构架侧梁全旁承支重；中央悬挂为有摇动台结构；设带橡
胶套的中心销轴牵引拉杆横向挡，横向拉杆，横向油压减振器，抗侧滚扭杆；轴箱悬挂系统设垂直油压减振器；基础制动装置为单元盘型制动，设电子防滑器；广泛采用橡胶元件，改善隔振、隔音性能，减小磨耗。
3.1.2高速型
1998 年起，各工厂相继推出了自己的高速转向架，例如浦镇厂的PW-200转向架，长客厂的CW-200转向架，四方厂的SW-200、SW-220K转向架等。PW-200转向架（PW代表PuzhenWork）是在209HS转向架的基础上重新研制的，它优化了一系和二系悬挂参数；采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置；采用高速轻型轮对；轴颈中心距改为2000mm ；更换轴箱减振器安装位置；装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧，采用两端为球铰的纵向拉杆；装用新型盘轴式基础制动装置；优化了结构设计。
SW-200 转向架结构与 SW-160 转向架基本相同，其改进如下：优化了一系、二系悬挂系数；采用轴盘式基础制动装置，适用于200km/h的高速列车。该转向架在1998年6月的郑武线动力学试验中最高时速达到了240km/h。在这一阶段，长客厂生产了我国第一台 CW-200 型无摇枕转向架。其构架采用4块钢板拼焊，横梁采用无缝钢管，与侧梁连通作为附加空气室，中央悬挂。
3.2转向架的主要作用
转向架是承载车体重量和传递走行动力的导向部件，是大型养路机械的重要组成部分，其主要作用如下：
1）承载车体重量转向架作为一个独立的走行装置，它直接支撑车体，承受和传递车架以上各部分（车体，车架，动力传递装置及作业装置等）的重量。2）传递走行动力把轮轨接触处产生的轮轴牵引力，以及通过曲线时轮轨之间的横向作用力传至转向架构架，经过减震环节再传向车体，同时，转向架引导车辆在线路上运行。
3）曲线通过转向架可相对车体回转，其固定轴距也较小，故能使车辆顺利通过半径较小的曲线，并大大减少车辆的运行阻力。
4）提高车辆的运行平稳性转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，使车体在各振动方向上的位移量减小，提高车辆运行平稳性和安全性。
5）保证必要的粘着力和制动力，充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和
制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。
6）便于检修，转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。易于从车辆底架下推进，推出，便于检修，有利于劳动条件的改善和检修质量的提高。
7）转向架的主要技术要求，转向架是大型养路机械的主要组成部分之一，它用来传递车辆的各种载荷，并利用轮轨间的粘着作用保证牵引力的产生。转向架结构性能的好坏，直接影响大型路养机械的牵引能力、运行品质、轮轨磨耗和运行安全。
第4章 转向架的故障分析
4.1动车转向架故障类型分析
在分析产品故障时，一 般是从产品故障的现象入手，通过故障现象（故障模式）找出原因和故障机理。对机械产品而言，故障模式的识别是进行故障分析的基础之一。
由于故障分析的目的是采取措施、纠正故障，因此在进行故障分析时，需要在调查、了解产品发生故障现场所记录的系统或分系统故障模式的基础上，通过分析、试验逐步追查到组件、部件或零件级（如螺母）的故障模式，并找出故障产生的机理。
故障的表现形式，更确切地说，故障模式一般是对产品所发生的、能被观察或测量到的故障现象的规范描述。
故障模式一般按发生故障时的现象来描述。由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如制动系统不能制动；也可能是某一部件，如传动箱有异常响声；也可能就是某一具体的零件，如油管破裂等。因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。
故障模式不仅是故障原因分析的依据，也是产品研制过程中进行可靠性设计的基础。如在产品设计中，要对组成系统的各部分、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害性分析，以确定各种故障模式的严酷度等级和危害度，提出可能采取的预防改进措施。因此将故障的现象用规范的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的基础工作。
依据某检修部门几年内积累的故障数据；故障数据中的列车号主要是从002A到190A；车辆编号是从1车厢到8车厢；二级系统包括车体系统、车外系统、电气系统、给水卫生系统、供风系统、内装系统、转向架系统7大系统；各系统的故障百分比如表1所示。
由表1可知转向架系统在整个动车组系统中故障频率所占有效百分比达20％以上。根据转向架系统的结构特点和功能，将转向架划分为悬挂装置、架构组成。轮对轴箱定位装置、排障装置、驱动装置、制动装置、转向架配管及配线等。
表1 二级系统频率分布的输出结果
制动夹钳安装槽底部的加工刀痕是新造时遗留的质量问题，在制动夹钳检修工艺文件中并未规定该部位细化的检修要求。据此完善制动夹钳检修工艺文件，增加了安装槽底部检查及打磨工艺要求，在检修过程中须检查制动夹钳安装槽底部是否存在异物及是否有明显的接刀痕迹的施工工序。对于安装槽底部有异物的，须打磨清除;对于安装槽底部存在明显加工刀痕的，使用细砂纸打磨消除刀痕，保证安装槽底部的平面度。同时要求将检修过程出现的问题在后续新造产品中须做好产品质量控制，即对于新造产品也增加了底部平面度检查工序，确保后续产品的质量，这样就可杜绝出现损伤现象。在完善制动夹钳检修工艺的前提下增加了制动夹钳底部安装面的防护工艺。要求制动夹钳在运输过程中需对底部安装槽进行合理防护，以防止安装槽底部受到磕碰或沾染异物而影响组装质量。
依据某机车车辆股份有限公司采集积累的大量使用维护数据，进行了分类处理，得到动车组转向架的故障部位和故障类型表，如表２所示。
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表2 转向架系统故障模式统计表
从表２中明显看出，转向架系统总共有42个故障模式，制动装置包括轮对等故障达到30条，占26.78％，应重点加强与制动装置相关部件的管理维修和保养工作，及时发现故障隐患，杜绝事故。1 4.2动车组转向架故障原因分析 4.2.1部件设备漏油分析
通过表２分析可知零部件设备漏油在转向架故障中较为常见，可以占到总故障数的25％。通过对设备运行的观察发现可能故障原因是
（１）动车在运转时，在相对封闭的机械箱里，机器在运转时会产生大量的热量。动车组在全日制工作时，箱内温度逐渐升高，箱内压力也会逐渐增大．油液在箱内压力作用下从密封间隙处渗出。
（２）设计不合理；制造质量不良；使用维护不当，检查不及时。设备上的某些静、动配合面缺少密封装置，或采用的密封方案不合适；设备上的某些润滑系统只有给油路，而没有回油路，使油压越来越大，造成泄漏。
4.3制动装置故障分析
动车组制动装置故障在转向架系统故障中占到最大的比例，达到了26％以上。动车组转向架制动装置采用空液转换液压制动方式。制动装置故障不仅会造成动车组途中晚点，而且如处理不当会导致动车组发生事故，严重影响运输秩序，威胁乘客的生命财产安全。
制动系统的常见故障包括了制动控制装置传输不良、制动控制装置故障、制动控制装置速度发电机断线、制动力不足、制动不缓解、监控显示器显示抱死、列车紧急制动不能复位、监控器等控制设备无电等。制动控制装置传输不良时，制动时会检测制动力不足。传输不良主要是光连接器的连接插头松动、接触不良，终端装置接口卡板故障。当制动控制装置速度发电机断线时，车辆将无法进行滑行控制。制动力不足时，可能是UB－TRTD继电器故障、电路故障、制动管系泄漏、EP阀故障、检测传感器故障、BCU故障等。但出现制动抱死故障显示时，可能是由速度传感器断 线、PCIS防滑阀故障、CI与BCU信息传输故障导致再生制动与空气制动同时发生、BCU内部滑行、抱死检测控制错误显示制动系统故障等造成的。
4.4其他零部件的故障分析
轮对组成故障损伤，因其裸露车体外，且直接与地面钢轨接触，运行状况复杂，且轮对组成乃转向架的重要部件，如有故障易造成严重的事故。其次空气弹簧故障因其材质特殊为橡胶所制，较易被划伤，若运行时间长易造成空气弹簧的故障。其次还有横向减振器和抗蛇行减振器，这两者均为油压减振器，易造成漏 1 2 油故障，从而降低减振效果。制动夹钳的长时间使用及检修维护不当，使制动装置易出现故障。
4.5动车组转向架的故障模式、致命性分析(FMECA)
经过前面的分析，基本了解了动车组转向架的故障模式和发生原因，但是仍不清楚每种失效模式对转向架功能所造成的致命度的大小，所以需要对转向架进行FMECA分析[5-7]，以便掌握其可靠性薄弱环节，为可靠性评估与提高可靠度提供科学依据
部件ｉ以失效模式ｊ 发生失效时，该零部件的致命度为：
CRij ＝α
ijβijλ
i
ij是部件式中aij是部件i以失效模式ｊ而引起部件的失效模式概率；βi以失效模式j发生失效造成部件损伤的概率。国标草案中将此称为丧失功能的条件概率。其值为１，表示肯定发生损伤；0.5表示可能发生损伤；0.1表示很少可能发生损伤；０表示无影响。λi是部件i成为基本失效件的故障率采用平均故障率。
通过上面的分析，可以看到在转向架的各个主要部件中轮对部件的部位致命度最大，主要是因为轮对承受了车辆与线路间相互作用的全部载荷及冲击，且直接与地面钢轨接触。其次是制动卡钳（动车）、空气弹簧和轴箱体，它们将是影响转向架可靠性的关键部件。另外，横向减振器部件的致命度也不小，虽然抗蛇行减振器的故障致命度并不很大，但它是使动车组在行驶时具有良好的平稳性、舒适度和安全性的保证，列车在高速行驶中易发生转向架蛇行运动，所以也应该加以重视。具体到故障模式致命度来看轮缘擦伤、横向减振器漏油、制动夹钳漏油、空气弹簧破损、橡胶垫破损等，是重点针对的对象，对此可以采取以下措施：
（１）对于轮缘擦伤、横向减振器漏油、制动夹钳漏油、空气弹簧破损、橡胶垫破损、磨损、弹簧断裂、弹力不足等故障，要加强车辆行驶前、行驶后检查，必要时采取无损检测或磁力探伤，如发现部件有微小裂纹，应及时更换防止裂纹进一步扩展，磨损加剧等。同时建议使用抗拉压、抗剪切、抗扭转、耐磨损的材料来制造，合理改进制造工艺过程，提高部件的质量和使用寿命。
（2）动车组维修部门维护转向架时应严格按照维修手册规定进行，并对致命度大的部件和模式加以重视。
第5章.动车组转向架轴承的检测技术与处理
5.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容
动车组转向架轴承故障诊断与监测是通过轴承的劣化损伤以及性能状态参数,来判断和预测其可靠性和使用性,对异常情况的部位!原因和危险程度进行识别和诊断,及时的可靠的反映故障,防止事故的发生,保证整个动车组运行正常“总的来说,动车组转向架故障诊断的内容是:状态的监测,故障诊断和正确指导轴承的管理与维修三部分。
1.状态监测状态监测就是要采用各种方法掌握设备的运行状态,如检测!测量!分析和判别等”还需要结合系统的现状以及经验,考虑环境和突发因素,准确判断轴承状态,当其出现异常时,发出警报,提醒相关人员采取及时的措施“系统要具有显示和记录其状态的功能,为设备的故障分析和可靠性分析提供信息和基础数据”
2.故障诊断故障诊断技术的实质是:根据状态监测所获得的信息与数据,结合滚动轴承的运行历史!结构特性和参数条件,对滚动轴承的各种不同类型的故障进行预报和分析,并确定其性质!类型!原因!部位!严重程度!性能趋势和后果“
3.指导轴承的管理维修根据诊断结果,决定设备的维修方式和维修周期”避免/过剩维修0,防止因不必要的拆卸使设备精度降低,延长设备寿命;减少维修时间,提高生产效率和经济效益;减少和避免重大事故发生,故不仅能获得巨大经济效益,而且能获得很好的社会效益“ 5.2动车组转向架轴承故障监测常用技术
机械故障诊断技术发展几十年来,产生了巨大的经济效益,成为各国研究的热点，从诊断技术的各分支技术来看,美国占领先地位”美国的一些公司,如Bently,HP等,他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平“发展至今,动车组转向架轴承故障监测的常用技术主要有:振动诊断技术,温度诊断技术,油样分析技术,油膜电阻诊断技术,声发射诊断技术等”下面简要介绍这些方法“1.振动诊断技术振动诊断技术是应用最早的!使用范围最广的故障监测诊断技术”运行的机械设备产生振动的原因是:表面的接触摩擦和旋转部件的不平衡等“进一步的研究表明:振动的强弱及其包含的主要频率成份和故障类型!部位和原因等有着密切的联系。本论文就是采用振动诊断技术是通过安装在轴承座和箱体上的压电式传感器采集轴承的振动信号,并采用有效的方法对其进行分析和处理，振动分析法具有: 4 1.对各种类型工况的轴承适用;对早期轻微故障诊断有效;信号采集方便，分析简单，直观;诊断结果可信度高,在实际中得到了极为广泛的应用，在实际诊断中,传感器采集振动信号中不仅反映轴承本身的工作情况,还包含了动车组中其他运动部件和结构的干扰噪声，在动车运行中,有轻微的局部故障的滚动轴承的振动信号成分往往会被干扰信号淹没,很难被分离与识别,对轴承的工况和故障的诊断会有一定的影响，因此,轴承振动诊断技术的关键是采用先进合理的振动诊断分析处理技术来抑制干扰信号，提取故障特征信息，有效地及时地发现轴承故障。
2.温度监测技术温度监测是通过测量运行中滚动轴承的温度来监测其工作状态是否正常的方法，温度监测法是一种常规!操作简单的故障诊断技术,轴承的温度对轴承的磨损程度和烧伤较为敏感,其应用在一定程度上能较好的反映轴承运行故障,提高了故障检测效率和增加了行车可靠性，但这种方法的缺点是:只有当轴承故障累积到相当严重的程度后,也就是轴承故障的晚期症状,温度才有明显的变化，而轴承出现早期故障如点蚀!剥落和轻微磨损时,温度监测无法发现”由于摩擦产生的热量与相对速度的平方成正比,车辆速度与切轴时间成反比,因此,温度监测逐渐成为滚动轴承的辅助监测技术,降低风险。
3.油样分析技术磨损断裂腐蚀和润滑不当是动车组转向架轴承失效的方式,其中润滑不当占主要部分，由于轴承在运行过程中是用油润滑或油冷却,零部件磨损等原因产生微小颗粒必然会带入到循环油液中，对轴承所使用的润滑油进行常规理化分析,或对其中的金属颗粒进行铁谱分析!颗粒计数等分析以及根据其形状和尺寸来判断轴承故障,就是油样分析技术，它能发现轴承的早期疲劳失效,可作磨损机理研究等特点,但是,这种方法易受其它外界因素的影响,一般用于离线监测,这样会导致信息可能不全面,还得依靠人力来管理,所以,这种方法具有很大的局限性
4.油膜电阻诊断技术动车组转向架轴承在旋转过程中,如果润滑良好,滚道和滚动体之间会有一层良好的油膜,由于油膜的作用,内圈与外圈之间有很大的电阻,达到兆欧姆以上;当油膜遭到破坏时,其电阻的值就会降低,甚至接近0欧姆，故电阻越大,油膜就越厚,摩擦就小,属于正常运行状态;若电阻很小时,油膜就比较薄,轴承摩擦大,属异常运行状态，我们可以通过测量轴承内外圈的电阻, 1 5 对滚动轴承磨损腐蚀等异常进行判断,但对表面剥落压痕裂纹等异常诊断效果差,其特点是适用于旋转轴外露的场合,对不同的工况条件可使用同一评判标准。
5.声发射诊断技术声发射(AcousticEmiSSion简称AE)是指物体在受到形变或外界作用时,因迅速释放弹性能量而产生瞬态应力波的一种物理现象发射检测是一种动态无损检测方法,即:使构件或材料的内部结构,缺陷或潜在缺陷处在运动变化的过程中进行无损检测发射信号来自缺陷本身,对被检件的接近要求也不高,可以利用发射诊断技术长期监测轴承的运行状态与安全性发射检测到的是一些电信号,根据这些电信号来解释结构内部的缺陷变化往往比较复杂,需要丰富的知识和其他试验手段的配合，另一方面,声发射检测环境常常有强的噪声干涉,虽然声发射技术中己有多种排除噪声的方法,但在某些情况下还会使声发射技术的应用受到限制。
5.3机车车辆轴承故障机理分析 5.3.1轴承故障的振动原因
动车组转向架一般是内圈与动车的传动轴的轴顶过盈配合连接,工作时随轴一起转动;而外圈安装在轴承座或箱体上,工作时是固定或相对固定“由于内圈与传动轴连接,外圈又安装在轴承座或轴箱上,这样在动车组的运行过程中,对轴承和轴承座或箱体组成的振动系统产生激励,使该系统振动”引起轴承振动的原因除了外部激励因素(传动轴上其它零部件的运动和力的作用等)之外,如图 3-1所示。
5.3.2动车组转向架轴承缺陷产生的特征频率
当滚动体和滚道接触处遇到一个局部缺陷时,就有一个冲击信号产生缺陷在不同元件上,接触点经过缺陷的频率是不相同的,这个频率就称为特征频率,特征 6 频率可以根据轴承的转速!轴承零件的形状和尺寸由轴承的简单运动关系分析得到如图3一2所示，在外圈固定,内圈与轴一起旋转的情况下,假如内圈滚道!外圈滚道或滚动体上有一处局部缺陷,则两种金属在缺陷处相接触时的冲击振动间隔频率。1 7
结束语
踉踉跄跄的忙碌了半个月，我们的实习论文课题也终将告一段落，也基本达到预期的效果，心里也有一丝丝的成就感。但由于能力和时间的关系，总是觉得有很多不尽如人意的地方，本设计在何剑和曹楚君老师的悉心指导和严格要求下已经完成。从课题选择、方案设计到具体的设计和定稿，每一次改进都是我学习的收获。在实训的这段时间，也始终感受着导师们的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅，在此向何剑和曹楚君老师表示深深的感谢。
转向架是动车组的走行部，而构架组成作为转向架的重要组成部分，其重要性尤为突出。一个小的产品缺陷也有可能引发大的产品质量问题。车辆检修过程不仅是产品功能恢复的过程，而且是车辆故障隐患排除的过程。所以对待修车要从问题的根源进行分析并彻底解决，完全消除影响列车安全运行的因素，为列车的安全运行保驾护航。1 8 参考文献：
[1].袁清武.车辆构造与检修[M].北京：中国铁道出版社，2006.[2].陈世和.车辆修造工艺与装备[M].北京：中国铁道出版社，2004.[3].宋永增.动车组制造工艺[M].北京：中国铁道出版社，2007.[4].中国铁道部.CRH1型动车组途中故障应急处理手册[M].北京：中国铁道出 [5].曾全君.地铁车辆车轮寿命分析[J].铁道技术监督，2008,36 [6].国莹，马贤海，杨存法.转K2型转向架轮对偏磨故障分析[J].铁道机车车辆，2007,27(4).[7].李春艳，霍秀峰.转K2型转向架故障分析及改进建议[J].铁道车辆，2001,39(6).[8].萨师煊,王珊数.数据库系统概论[M].北京:高等教育出版社.2000.[9].施敏芳.滚动轴承在线监测与故障诊断系统[J].轴承,2001,(8):4一7.1 9
动车组转向架故障原因及改进方法 篇2
1 动力转向机构的组成与工作原理
1.1动力转向机构的组成见图1
1.2 工作原理
车辆动力转向器采用常流式整体液压助力转向器, 由转向控制阀、助力缸及循环球式机械转向器3部分组成, 其结构见图2。
当车辆直线行驶时, 油泵供给的油由高压油管经进油孔7进入转向器后, 通过控制阀中的预开隙再从回油孔16流回转向油罐。此时转向器上、下2个工作腔油压相同, 且都处于低压状态, 不产生助力作用。当驾驶员转动转向盘时, 通过输入轴15使控制阀预开隙的大小发生变化, 从而使油泵供出的油在转向器上、下2个工作腔建立起油压差, 作用在活塞 (转向螺母) 3上, 活塞克服转向阻力产生移动。活塞3上的齿条带动转向臂轴25转动.从而实现前轮转向。
向左转弯时, 转向器下腔1是高压:向右转弯时, 上腔6是高压。
转向完成后, 驾驶员作用在转向盘上的力消失, 弹性扭杆使控制阀又回到平衡位置。转向上、下2个工作腔的油压差也随之消失。在车轮自动回正力矩的作用下, 转向器回到直线行驶位置。
2 动力转向器故障原因
2.1 动力转向液压系统有空气
空气是动力转向器最大的敌人, 一旦动力转向液压系统有空气, 其主要的故障表现为转向沉重、左右转向轻重不同和行驶中前轮摆头。主要原因是动力转向系统自身是一个密闭高压的循环系统, 液压油在油泵、储油罐和动力转向器之间循环往复流动, 其工作压力范围达到7兆帕至10兆帕, 系统中的空气阻滞了液压油的顺畅流动, 使动力转向器上、下工作腔油量减少或油压降低, 造成以上故障现象。
当出现以上故障现象时, 会增加驾驶人员的工作强度, 制约车辆机动性的发挥, 减弱性能。排除液压系统中空气的方法有两种: (1) 在野外条件下, 使发动机处于怠速工作状态下, 反复将转向盘向左、右打到底, 由于储液罐位置最高, 可以看见流动的液压油中冒出气泡和白色泡沫, 直至液压油干净为止。此方法优点是排气简单, 方便操作, 缺点是排气不彻底, 打方向费力。 (2) 在路面条件较好的条件下, 用千斤顶将前桥和中桥支起, 卸下驾驶员座椅和底板, 拧松位于动力转向器顶部的放气螺钉, 使发动机在怠速状态下工作, 此时会看见带有气泡和白色泡沫的液压油溢出, 反复将转向盘向左、右打到底, 直至干净无气泡的红色液压油连续流出, 拧紧放气螺钉, 排气完毕。应用此方法应注意的是时刻观察储液罐油量, 减少时及时添加10号航空液压油。此方法优点是排气彻底, 缺点是操作程序复杂。
1.下腔 2.外壳 3.活塞 (转向螺母) 4.螺杆 5.钢球 6.上腔 7.进油孔 8.阀体 9.螺杆轴承 10.锁紧螺母 11.上盖 12.上盖油封 13、26.防尘圈 14.扭杆 15.输入轴 16.回油孔 17.调整螺栓 18.锁紧螺母 19.侧盖 20.钢球导管及导管夹 22、23、24.平垫圈、弹簧垫圈及螺母 25.转向臂轴
2.2 动力转向液压系统缺油或油脏污
转向储液罐容积为3.8升。如果液压系统缺油或者液压油脏污, 其主要的故障表现为左右转向轻重不同或转向沉重。储油罐中正常油面高度应位于油标尺上、下标记之间。一旦缺失, 会使流到动力转向器工作腔的液压油数量减少, 很难建立较大的油压差, 出现转向沉重;也会出现流经工作腔液压油的数量不同, 从而造成左右转向轻重不同。液压油的过滤是由储液罐中的滤芯完成的, 液压油如果长期未更换或未及时更换滤芯, 造成液压油脏污, 液压油中的杂质有可能会堵塞油路, 使整个液压系统流速减慢, 油压差减少, 出现转向沉重。液压油脏污还会使转向控制阀运动受到阻滞, 使动力转向器工作效能降低甚至失效。
如果液压油缺失, 应向储液罐中补充液压油;如果液压油脏污, 必须及时更换, 方法是首先打开底装甲板上的放油口, 拆下动力转向器上的低压油管接头 (见图1中10) , 然后让发动机怠速运转。将转向盘向左, 右转动至极限位置2～3次, 即可将油放尽。然后关闭发动机, 重新装好接头。再打开储油罐上盖, 向油罐中加注液压油至高过滤芯上端面。然后怠速运转发动机, 并向左、右转动转向盘至极限位置, 继续向油罐中加油, 直到油面高度不再下降, 且没有气泡产生, 油面高度应位于油标尺的上、下标记之间。
2.3 转向器扭杆损坏或控制阀磨损
转向器螺杆总成的扭杆损坏或控制阀磨损。其主要的故障表现为行驶中转向轮摆头或转向轮回正困难。扭杆是转向器螺杆总成的工作部件, 其损坏的原因主要是装配误差和螺杆磨损, 造成转动阻力加大, 使转向轮回正困难;控制阀是转向器和核心部件, 其通过滑动来控制液压油的流向, 控制阀磨损的主要原因是径向尺寸变小, 造成上、下工作腔油道开启和关闭不严, 从而使油压差变小, 控制阀反映变慢, 出现行驶中转向轮摆头。
当出现转向器螺杆总成的扭杆损坏时, 可检测后进行更换。由于动力转向器控制阀与油道采用精密副配合, 因此不能随意更换任一部件, 当控制阀磨损时, 作为使用分队, 主要解决的方法是更换动力转向器, 值得注意的是在更换动力转向器时, 要更换液压油, 同时给转向系统排气。
为了充分发挥车辆的性能, 减少动力转向机构在使用中的故障, 日常维护保养时应做到:
(1) 保持系统清洁, 防止杂物进入。
(2) 保持储油罐液面高度, 并定期检查更换液压油, 新车行驶2000KM必须更换液压油, 以后每年换季保养时更换一次液压油和滤芯, 以防液压袖变质。
(3) 经常检查、消除系统漏油和松动等故障隐患。
摘要：介绍了动力转向机构的组成及工作原理。根据长期使用实践, 对动力转向机构可能产生的故障、产生故障的原因以及排除方法进行了介绍。分别是: (1) 动力转向液压系统有空气; (2) 动力转向液压系统缺油或油脏污; (3) 转向器扭杆损坏或控制阀磨损。
关键词：动力转向,故障,排除
参考文献
[1]大型载货汽车动力转向机构的故障排除[J].甘肃科技, 2005, (1)
动车组转向架故障原因及改进方法 篇3
关键词：动车组；车门；故障；原因分析；对策
一、引言
2013年年底，全路动车组在运营过程中发生多起车门故障，严重影响了铁路运输正常秩序，成为影响动车组运行安全的极大隐忧，为降低动车组车门系统故障率，确保运输秩序，通过梳理车门故障记录，分析查找共性问题，并以典型案例为突破点进行分析研究，制定完善动车组检修检修整治方法。
二、动车组车门系统简介
1.控制方式
CRH2C型动车组车门采用电控制空气驱动油压紧方式。电控制核心为依靠直流100V电路和压力检测开关实现对关门/压紧电磁阀的控制；空气驱动的动力来自总风缸780-880Kpa的压缩空气，方式为在直动式复动气缸内通过一端供气另一端排气以推动活塞轴带动携门架运动。两个携门架带动侧拉门运动，其中主气缸行程725mm，缓冲气缸行程150mm。导向机构含上下两个滑道，上滑道内有六颗滑轮，其中两颗为承重滑轮，四颗为导向滑轮。下滑道内有一颗导向滑轮；气压液压转换装置将气压转换为液压输向压紧缸，压紧缸伸出压紧杆将车门向外压紧。
1.2关门动作
根据开关的关门指令，通过103线，使142Z线（一位侧）或143Z线（二位侧）被加压，由此，用于关门电磁阀的关门指令继电器（DVCR1：一位侧，DVCR2：二位侧）被励磁。DVCR被励磁后，用于关门电磁阀的继电器（DVR11、12、13：一位侧、DVR21、22、23：二位侧）为非励磁。由此，DVR11、31（一位侧）或DVR21、41的接点被打开，关门电磁阀DV11、31（一位侧）或DV21、41（二位侧）变为非励磁，门被关上。
在关门状态下（DIRR励磁），速度达到30km/h以上时，压紧电磁阀DV12、32（一位侧）或DV22、42（二位侧）被励磁，按压气缸把门压紧保持气密。
三、典型故障原因及分析
案例1 XX年XX月XX日，CRH2066C担当G7002次（上海-南京，00车为主控端）交路，列车运行车镇江至南京区间时，CRH2066C02车3位门报车门关闭故障（代码110）。司机随即停车并通知随车机械师，随车机师立即赶往02车3位门处，检查无异常后，随车机械师手动将车门隔离，维持动车组运行。
故障排查：当晚动车组入库进行详细检查，发现02车3位门机构有漏油现象且油位表内已显示无油。
原因分析：
①车门关闭故障原因
该故障为机械类故障，由于密封件（该密封件的使用寿命为3年）磨损变形导致门机构漏油，致使门机构无法动作，引起车门故障。
②密封件损坏原因
一是因橡胶密封圈老化引起，橡胶密封圈在使用中受到油质、温度、时间因素的影响，容易出现老化现象，使密封圈本体失去弹性、密封状态发生改变，此时泄漏发生；二是因机件间的磨损引起，导向活塞表面粗糙度过大降低了密封件的寿命；三是因受力变形引起，油压缸盖与油缸、导向部与间隔筒等处。
处理措施：更换门机构，试验正常。
案例2 XX年XX月XX日RH2075C担当G7002次（上海-南京，00车为主控端）交路，列车运行至苏州至无锡区间， CRH2075C03车报2位车门关闭故障（109）， 司机停车后随车机师立即赶往03车查看车门关闭情况，对2位车门进行检查未发现异常，隔离2位侧2、4位车门后， 司机室关门灯亮，列车恢复正常，后续交路运行正常。
故障排查：当晚动车组入库进行详细检查，发现03车2位车门关门到位开关145+线在接线端子处断开，145C线状态良好。
原因分析：
①车门关闭故障原因
车门关闭故障检测原理图如下：
该故障为电气类故障，因145+线断开导致DIRR21继电器失电，MON终端装置无法接收车门关闭到位信号而报出车门关闭故障，进而导致牵引丢失故障。
②145+线断线原因
车门关闭到位开关（DS2）安装于门机构上，其伴随车门的压紧动作向车体外侧移动，由于145+线捆扎余量不足，在长期运动作用下导致接线端子尾部电缆疲劳断裂。
处理措施：对145+线重新压接端子并恢复接线，多次开关门试验正常。
四、对策措施
1.完善运用检修工艺、提高检修标准
1.1修订完善一、二级修车门作业指导书
针对车门部件故障发生的频次，成立攻关小组，修订完善CHR2C型动车组车门检修作业指导书，增加"客室车门专项整修"等作业指导书，完善2项作业项点﹙开门到位开关的碰头与开关碰臂配合状态；开门到位开关与周围的螺钉关系﹚。有效的解决了开门到位开关动作卡滞的问题。
1.2加强运用检修动车组车门专业化检修质量卡控
一是动车组车门检修过程中着重注意开关门按钮、固定螺栓、门机构及继电器安装状态的检查，避免发生由于螺栓松动、继电器安装不到位等原因引起的车门故障；二是对车门润滑项目的润滑使用油量及擦拭标准进行严格卡控，切实提高车门检修作业水平；三是结合春秋两季整治，开展动车组车门的整修，对动车组车门进行一次全面的维护保养。
1.3加强车门常见故障的分析汇总
一是建立车门故障库，将发现的问题进行汇总分析，分析查找惯性故障点，联合主机厂和配件供应商细化作业指导书，逐项制定日常检查维护作业要点，明确相关部件间隙调整周期、项点、方法、标准等要求，从而形成常态化维护；二是组建车门故障攻关组，专项负责车门故障的分析及技术攻关工作，对每一类车门故障，采取合理化措施及整修方案进行处理，有效降低车门系统故障率。
2.完善高级修制造工艺、提高验收标准
2.1 完善高级修制造工艺、安装方式
一是完善高级修部件安装方式，针对CRH2C型动车组继电器盘安装松动故障频发问题，可加强侧门继电器盘的检查，同时改进控制继电器盘各子板的固定方式，从源头质量上解决，降低车门故障发生率；二是完善高级修制造工艺针对案例1问题，对新造和分解修的压紧缸，将导向活塞表面粗糙度由1.6改为0.8，减少由于运动部件间的磨损对密封件寿命的影响，减少门机构漏油故障的发生率。
2.2提高高级修验收标准
加强出厂检验的标准，例如针对案例1问题，可在对增压缸调试过程中，延长其保压时间（由20min延长至30min），可有效防止车门漏油现象的发生。
3.加强随车机师应急处理能力
定期对随车机械师开展车门故障应急处理培训，保证随车机械师在动车组运行途中能够做到快速、有效地处理好故障，维持动车组安全运行。
五、结束语
为改善乘客旅途环境，提高旅途舒适度，近年来我国大力发展高铁动车组。车门作为动车组的关键部件之一，除服务旅客正常上下车之外，还对动车组牵引、车厢气密性以及运行安全性有重要影响。为有效降低车门故障发生率，确保动车组的运行质量，通过对典型车门故障的分析总结，制定了日常及针对性的对策措施，可有效提高动车组车门检修质量，减小故障影响，提高动车组的运行品质。
参考文献：
[1]《CRH2型动车组途中应急故障处理手册》，中国铁道出版社；
[2]《上海铁路局动车组典型故障案例汇编》，上海铁路局车辆处；
[3]《CRH2C动车组原理图》，南车青岛四方机车车辆股份有限公司。
动车组转向架故障原因及改进方法 篇4
动车组总体及转向架
一、名词解释： 1.动车组
2.动力集中型配置 3.铰接式转向架动车组 4.车辆定距
5.转向架固定轴距 6.列车风
7.列车头部长细比 8.转臂式轴箱定位 9.体悬式驱动转装置 10.电磁涡流轨道制动 11.牵引网
12.电机变频调速 13.缓冲器的容量
14.缓冲器的能量吸收率 15.列车自动防护系统 16.列车信息控制系统 17.列车运行控制系统 18.行车指挥自动化系统
二、判断题：
1.动车组以固定编组运营，不能解编。
2.现代城市轨道车辆通常采用动车组的形式。
3.动力转向架的车轴可以是全动轴，也可以是部分动轴。4.高速动车组通常采用电气制动与空气制动的复合制动。5.CRH6型动车组适用于城市间以及市区和郊区间的短途客运。6.CRH系列动车组均采用磨耗型车轮踏面。7.CRH动车组的车轴轴承均采用滚动轴承。
8.高速动车组的轴箱弹簧一般采用双圈钢弹簧。
9.CRH2动车组制动卡钳的夹紧动作是由液压缸驱动的。
10.脉冲宽度调制技术把变压与变频集中在逆变器中一起完成。11.列车速度越高，允许的制动力越大。
12.CRH2动车组紧急制动时，采用压缩空气作为指令压力，实施纯空气制动。13.密接式车钩允许两相连接车钩在铅垂面有相对位移。14.正常运行时，动车组不需要使用过渡车钩。
15.CRH1动车组中间车钩可以自动连接，但需要手动解钩。
三、问答题：
1.高速动车组的主要技术特点有哪些？ 2.高速动车组对车体结构的要求有哪些？ 3.高速动车组减小空气阻力的措施有哪些？ 4.高速列车的噪声源有哪些？
5.动车组轻量化设计的措施有哪些？
6.高速动车组车体为什么需要密封，密封措施有哪些？ 7.减小动车组噪声源发出的噪声强度的措施有哪些？
8.动车组转向架的作用有哪些？由哪些部分组成？非动力转向架与动力转向架的最主要区别是什么？
9.轮对低动力设计的措施有哪些？
10.动车组常用的轴箱定位方式有哪些？原理是什么？ 11.转向架驱动装置结构形式有哪些？各有什么特点？ 12.转向架二系悬挂装置形式有哪些？各有什么特点？ 13.高度控制阀的作用和原理是什么？ 14.抗侧滚扭杆装置的原理是什么？
15.高速动车组基础制动装置形式有哪些？原理是什么？
16.直流电传动和交流电传动各有什么特点？有哪几种形式？CRH动车组采用哪种形式的电传动？ 17.介绍CRH2动车组牵引传动系统组成与原理。18.柴田式密接车钩的原理是什么？
19.黏弹性胶泥缓冲器的工作原理是什么？ 20.介绍CRH2型动车组风挡的功能和组成。21.请简单介绍CRH1动车组转向架的结构。
四、分析题：
1.为什么高速动车组要重视头型设计？头型设计具体采取哪些措施？
2.为什么CRH2动车组没有抗侧滚扭杆，而CRH1和CRH5动车组需要抗侧滚扭杆装置？ 3.CRH2和CRH5动车组转向架的驱动装置结构上有什么不同？各有什么优缺点？
参考答案
一、名词解释：
1.动车组：动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。
2.动力集中型配置：将列车电气和动力设备集中安装于位于列车两端的动力车上。动力车不载客或仅设置较小的客室，旅客主要在中间拖车乘坐。
3.铰接式转向架动车组：将动车组车辆车体间以弹性铰相连接，在相邻车辆的连接处放置一个共用转向架，因此每节车辆不能从列车中解开成为独立的车辆。4.车辆定距：车辆两转向架中心间的距离 5.转向架固定轴距：转向架两轴之间的距离
6.列车风：当列车高速行驶时，在线路附近将产生空气运动，这就是列车风。7.列车头部长细比：即列车前端鼻部长度与其衔接的一般截面等效半径之比。
8.转臂式轴箱定位：转臂式定位一端通过橡胶节点连接构架，一端与轴箱做成一体。实现轴箱与构架间的弹性定位。
9.体悬式驱动转装置：牵引电机固定在车体底架，驱动扭矩由万向驱动机构和锥齿轮来传递。
10.电磁涡流轨道制动：在转向架上设电磁铁，与钢轨表面保持很小间隙。制动时，电磁铁被励磁，与钢轨相对运动，在轨头内产生感应电流即涡流，当这些涡流在磁场中运动时，产生一个与运动方向相反的力，即制动力，从而达到制动的目的。11.牵引网：接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。
12.电机变频调速：变频调速是通过把固定频率的交流电由变频器变换为可调电压、可调频率的交流电，向交流电动机供电。
13.缓冲器的容量：缓冲器在全压缩过程中，作用力在其行程上所作的功的总和称为容量，它是衡量缓冲器能量大小的主要指标。
14.缓冲器的能量吸收率：缓冲器在全压缩过程中，有一部分能量被阻尼所消耗，其所消耗部分的能量与缓冲器容量之比。
15.列车自动防护系统：列车自动防护系统是保证列车运行安全的基础设备。其主要功能是检测列车的实际位置、实时计算出列车运行的允许速度、限制列车在安全速度以下运行、保证列车的安全制动距离。16.列车信息控制系统：列车信息控制系统通过贯穿列车的网络传输控制指令及状态信息，对列车运行及各系统动作信息进行集中管理，有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，指导对设备的维护与保养，实现牵引系统、制动系统、空调等子系统协调工作。
17.列车运行控制系统：列车运行控制系统是对列车运行方向、运行间隔和运行速度进行控制，使列车能够安全运行且提高运行效率的系统。
18.行车指挥自动化系统：行车指挥自动化系控制采用中心计算机系统根据计划运行图及列车实际运行情况，实现实时控制，指挥列车运行。各车站的控制计算机实现控制信号、道岔和排列列车进路。
二、判断题：
1.动车组以固定编组运营，不能解编。√
2.现代城市轨道车辆通常采用动车组的形式。√
3.动力转向架的车轴可以是全动轴，也可以是部分动轴。√ 4.高速动车组通常采用电气制动与空气制动的复合制动。√ 5.CRH6型动车组适用于城市间以及市区和郊区间的短途客运。√ 6.CRH系列动车组均采用磨耗型车轮踏面。√ 7.CRH动车组的车轴轴承均采用滚动轴承。√
8.高速动车组的轴箱弹簧一般采用双圈钢弹簧。√
9.CRH2动车组制动卡钳的夹紧动作是由液压缸驱动的。√
10.脉冲宽度调制技术把变压与变频集中在逆变器中一起完成。√ 11.列车速度越高，允许的制动力越大。×
12.CRH2动车组紧急制动时，采用压缩空气作为指令压力，实施纯空气制动。√ 13.密接式车钩允许两相连接车钩在铅垂面有相对位移。×
14.正常运行时，动车组不需要使用过渡车钩。√
15.CRH1动车组中间车钩可以自动连接，但需要手动解钩。×
三、问答题：
1.高速动车组的主要技术特点有哪些？
1)良好的空气动力学性能：外形设计上有效地减小运行空气阻力、列车交会压力波。同时控制噪声、提高气密性、改善空调与通风。
2)车体轻量化：以节省牵引功率。降低高速所引起的动力作用对线路结构。
3)高速动车组转向架具有良好的动力学性能，满足高速运行的稳定性、安全性，良好的曲线通过性能，以及满足乘客乘坐舒适度的要求。
4)高速动车组必须采用能提供强大制动力的制动系统。通常采用动力制动和空气制动的复合制动系统。5)高速动车组普遍采用密接式车钩连接装置，两车钩偏移很小，提高列车的运行平稳性。6)高速动车组既要大功率驱动又要求减轻轴重，所以采用交流传动系统以及VVVF控制技术。7)采用先进的列车自动控制及故障诊断技术，保证列车安全、高效、准时运行。2.高速动车组对车体结构的要求有哪些？ 1)良好的空气动力学性能 2)车体的轻量化设计 3)严格的车辆气密性要求 4)防火、降噪等
3.高速动车组减小空气阻力的措施有哪些？ 1)列车外表面光滑并流线化
2)增大列车头部的长细比：即列车前端鼻部长度与其衔接的一般截面等效半径之比，一般达到3以上。3)列车底部安装裙边整流罩 4)受电弓及其基座流线型化 5)列车密封，消除间隙
4.高速列车的噪声源有哪些？ 1)轮轨噪声(碰撞声，摩擦声)；
2)空气沿车体表面流动产生的摩擦声和受电弓与接触网导线的摩擦声； 3)风挡等构件的撞击声、设备的振动噪声；
4)列车进出隧道产生的压缩波和反射波所产生的噪声等。5.动车组轻量化的措施有哪些？
1)车体材料采用铝合金、不锈钢、玻璃钢； 2)优化车体结构； 3)采用无摇枕转向架；
4)采用铝合金轴箱、齿轮箱；
5)车轮小型化、车轴空心化，采用S形薄辐板车轮；
6)车内设备(如门、窗、行李架、卫生设备等)均可选用轻合金或高分子工程材料和复合材料； 7)采用交流电动机代替直流电机；
8)主变压器铁芯采用优质铁-铝合金，将铜编线改为铝编线； 9)采用再生制动取代电阻制动。
6.高速动车组车体为什么需要密封，密封措施有哪些？
高速动车组运行时，车外压力的波动大，反应到车厢内，会使旅客感到不舒服甚至造成伤害。所以需要对高速动车组车体进行密封。
密封措施包括：采用连续焊接的方法对车体结构密封；固定车窗采用密封材料密封；移动车门、车窗用密封胶条密封；通过台采用气密性风挡；厕所采用密闭式厕所；空调采用专门的换气装置设计。7.减小动车组噪声源发出的噪声强度的措施有哪些？
1)在车轮上安装消音器和开发弹性车轮，以有效地降低轮轨噪声．
2)车体外形设计成流线型，车体表面平整、光滑都有利于减小空气与车体的摩擦声。3)采用橡胶风挡。可减小撞击声。
4)在空调系统上安装消音器，降低牵引电机风扇的噪声、驱动装置等设备的振动噪声。
8.动车组转向架的作用有哪些？由哪些部分组成？非动力转向架与动力转向架的最主要区别是什么？ 转向架的作用：承受车架以上各部分的重量；通过车轮自动导向。在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向架可以相对车体转动，便于通过曲线。对于动车，一般在转向架上装有牵引电机和减速机构，以驱动车辆运行。：在转向架上设有弹簧减振装置，缓和线路不平顺对车辆的冲击；通过基础制动装置产生制动力，使车辆减速或停车。
动车组转向架由轮对、轴箱、一系悬挂、构架、二系悬挂、牵引装置、驱动装置、基础制动装置组成，非动力转向架与动力转向架的最主要区别是：非动力转向架没有驱动装置而动力转向架有。9.轮对低动力设计的措施有哪些？
1)减轻轮对质量：空心车轴，小轮径车轮 2)采用合理的车轮踏面 3)减小车轮动不平衡质量
4)采用弹性车轮（用于城市轻轨车辆）
10.动车组常用的轴箱定位方式有哪些？原理是什么？
拉板式定位：定位拉板的一端与轴箱体连接。另一端通过橡胶节点与构架连接。利用定位拉板在纵、横方向上的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位。
拉杆式定位是指轴箱用一根或两根带有橡胶关节的轴箱拉杆与构架连接。当轴箱上下跳动时，轴箱拉杆以构架拉杆座心轴为圆心在一定弧度范围内上下摆动。
转臂式定位一端通过橡胶节点连接构架，一端与轴箱做成一体。转臂式结构通过定位节点内部的橡胶层获得定位刚度。
橡胶堆定位：采用橡胶堆作为轴箱弹簧，同时起弹性定位作用。11.驱动装置结构形式有哪些？各有什么特点？
轴悬式：牵引电机一端通过两个轴承支承于轮对轴上，另一端通过弹簧支于构架梁上。传动装置的很大一部分重量非弹性直接支于轮对轴上，增加了簧下部分的重量，对转向架的运行品质带来不利影响。架悬式：牵引电机完全固定在构架上。1)挠性联轴节式：牵引电机的输出扭矩通过挠性联轴节传递给主动小齿轮。齿轮箱的一端通过抱轴承悬挂在车轴上，另一端通过弹性吊杆吊挂在构架横梁上。簧下重量小。大大改善牵引电机的工作条件。结构较简单，拆装方便。牵引齿轮的工作条件未得到改善。2)轮对空心轴架悬式：齿轮箱固定在电机外壳上，也属于簧下重量很小。改善了牵引电机和牵引齿轮的工作条件。结构较复杂，制造、维修困难。
体悬式：牵引电机固定在车体底架。可减轻转向架质量，同时可改善电机的工作条件。车轴周围空间得到释放。驱动扭矩由万向驱动机构和锥齿轮来传递。传动效率有所降低；齿轮箱一端悬挂在车轴上，一端弹性连接在构架上。齿轮的工作条件未得到改善。12.二系悬挂装置形式有哪些？各有什么特点？
摇动台方式：采用摇动台用以布置弹簧，设置吊杆承担横向弹簧作用，转向架结构复杂，振动较大，由心盘提供摩擦阻力矩，作用不稳定，极难满足高速运行的要求。
摇枕方式；采用垂向大挠度的空气弹簧，摇枕支承在空气弹簧上，利用旁承摩擦副提供回转阻力矩，作用较稳定。
无摇枕式：采用大位移空气弹簧，取消摇动台和摇枕，采用抗蛇形减振器取代旁承可更好地抑制车辆的蛇形运动。无摇枕式转向架，既减轻了转向架的质量，同时大大简化了转向架结构，便于维修。13.高度控制阀的作用和原理是什么？
在高度控制阀的作用下，空气弹簧的高度始终保持不变，与载荷的大小无关。
假定空气弹簧上的载荷增加,这时车体将下,并且高度控制阀的杠杆在拉杆的作用下按顺时针方向转动,因此与主风缸连接的高度控制阀的进气阀被打开。这时,空气因压力差而开始流入附加空气室和空气弹簧,一直到车体升高到原来位置为止。于是杠杆恢复到原来水平位置,高度控制阀的进气阀被关闭。假定空气弹簧上的载荷减少,这时车体将上升,而高度控制阀的杠杆按反时针方向转动,通大气的高度控制阎的排气阀被打开。空气从空气弹簧和附加空气室排出到大气,一直到车体降到原来的位置,排气阀被关闭。
14.抗侧滚扭杆装置的原理是什么？请绘图说明。
抗侧滚扭杆由拉杆、扭臂、扭杆组成。拉杆一端固定在车体上，扭杆安装在转向架上。
当车体逆时针侧滚时，左、右拉杆分别向下、向上运动，通过扭臂使扭杆变形，产生扭矩，以抵抗车
体的侧滚。这样就增大了车体的角刚度，减少侧滚角位移，防止车体倾斜。但它不影响车体在上下方向的运动。
15.高速动车组基础制动装置形式有哪些？原理是什么？
盘形制动：制动盘安装在车轴或车轮辐板上，通过闸片与其盘面相摩擦产生热量来散逸能量。不用闸瓦直接磨耗车轮踏面，可延长车轮使用寿命。
磁轨制动：制动时，用风缸将磁轨器落到钢轨上。同时激磁线圈通电，使磁轨器以一定的吸力吸附在钢轨上，磨耗板与钢轨之间便产生摩擦力，此力即为不受轮轨间黏着力限制的制动力。
电磁涡流制动：1)电磁涡流轨道制动：在转向架上设条形电磁铁，与钢轨表面保持很小间隙。制动时，电磁铁被励磁，由于它与钢轨相对运动，因此在轨头内产生感应电流即涡流，当这些涡流在磁场中运动时，受到一个与运动方向相反的力的作用，这个力就是制动力。2)电磁涡流盘形制动：电磁感应体是旋转的盘形体，装在车轴或牵引电机的电枢轴头上，或者将车轮作为电磁感应体。在电磁感应体一侧或两侧设置电磁铁。在电磁铁线圈上通过制动电流时，在盘形电磁感应体内产生涡流，由于磁力相互影响产生制动力。
16.直流电传动和交流电传动各有什么特点？有哪几种形式？CRH动车组采用哪种形式的电传动？
直流电传动采用直流牵引电动机，特点是调速方便，直流串励电机具有适合于牵引需要的“牛马”特性。可分为直—直、交—直方式。
交流电传动：采用交流牵引电动机，特点是单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等。可分为：交—直—交、交—交、直—交方式。CRH动车组采用交—直—交电传动方式。
17.介绍CRH2动车组牵引传动系统组成与原理。
CRH2动车组主牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。
CRH2动车组有两个相对独立的主牵引动力单元。正常情况下，两个牵引单元均工作。1个主牵引动力单元由1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机构成。1台牵引变流器驱动4台牵引电机。四台牵引电机并联使用。列车正常时升单弓运行，另一个受电弓备用。
受电弓通过电网接入25kV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成1500V的交流电。降压后的交流电再输入牵引变流器，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机，通过电机的转动而牵引整个列车。
18.柴田式密接车钩的原理是什么？
柴田式密接车钩工作过程包括：待挂、闭锁和解钩三个状态。
1)待挂状态：为车钩连接前的准备状态，此时钩舌定位杆被固定在待挂位置，拉簧处于较大拉伸状态，钩锁连接杆退缩至凸锥体内，钩舌上的钩嘴对着钩头正前方。
2)闭锁状态：相邻两钩的凸锥体伸入对方的凹锥孔，凸锥将带心轴导杆向后压向棘爪，由卡子释放棘爪。这样，通过拉簧将钩锁按逆时针方向转动到连挂位置，直至钩舌与钩锁（钩板)啮合。当车辆连挂后，锁紧装置会形成一个平行四边形形状，这样可以将牵引荷载均匀地分布在两个钩锁和钩舌拉杆上。3)解钩状态：解钩时，顺时针转动弹簧加载的钩锁，直至将钩舌从钩锁上释放。当棘爪与带心轴导杆啮合在一起时，保持钩锁的锁定位置。列车分离时，弹簧加载的带心轴导杆和导杆卡子同时向前移动
并释放棘爪。车钩锁在拉簧的作用下按逆时针方向转动，直至棘爪与导杆卡子相啮合。车钩锁回至待挂位，再次准备连挂。
19.黏弹性胶泥缓冲器的工作原理是什么？
黏弹性胶泥缓冲器采用弹性胶泥作为工作介质，弹性胶泥是一种未经硫化的有机硅化合物，具有弹性、可压缩性和可流动性。在充满弹性胶泥材料的缓冲器体内，设有带环形间隙(或节流孔)的活塞。当活塞杆受到冲击力时，弹性胶泥材料受压缩产生阻抗力，并通过环形间隙(或节流孔)的节流作用和胶泥材料的压缩变形吸收冲击能量。
弹性胶泥材料受到的预压缩力越大、活塞的运动速度越快，则产生的阻抗力也越大。这有利于提高缓冲器在大冲击下的容量。
20.介绍CRH2型动车组风挡的功能和组成。
CRH2型动车组车厢间的连接处设有气密式内风挡。
内风挡的内部设有扶手，利用平滑的搭板及可动式镶板，确保乘客安全通过车厢连接处。在内风挡外侧设有压缩型的外风档，起到隔声及防尘的作用。
CRH2型动车组外风挡与通常的车端缓冲器（衰减系数50kN/m/s左右）具有同等的减振性能。同时还使车体间的车辆连接部位尽量平滑化外，能够使列车运行时的空气阻力适当降低。21.请简单介绍CRH1动车组转向架的结构。
CRH1动车组转向架转向架构架为‘H’型焊接结构。轮对分为动力轮对和非动力轮对，动车车轴上装有一个齿轮箱和两个轮盘，拖车车轴上装3个轴盘。每台动车转向架装有两套驱动装置，驱动装置采用牵引电机架悬式结构；通过弹性齿式联轴节，在驱动电机和齿轮箱之间传递力。一系悬挂采用双圈钢弹簧和垂向油压减振器，采用转臂式轴箱定位。每个转向架有两个空气弹簧。每一空气弹簧分别由各自的高度调整阀控制。转向架两侧有两个垂向液压减振器两个横向液压减振器位于侧架和车体之间。两个抗蛇形减振器布置在转向架两侧，与车体相连。每个转向架有四根吊缆，防止转向架与车体垂向分离。在车体和转向架之间安装一个抗侧滚扭杆装置。牵引装置位于转向架中部，采用带有橡胶关节的单牵引杆。基础制动装置采用单元式空气盘形制动，动车转向架采用轮盘，且制动单元安装在端梁上。拖车转向架采用3个轴盘/轴。
四、分析题：
1.为什么高速动车组要重视头型设计？头型设计具体采取哪些措施？
对于高速动车组来说，列车头形设计非常重要，好的头形设计可以有效地减少运行空阻力、列车交会压力波，还能解决运行稳定性等问题。
对于速度在200公里/小时以上的高速动车组，需将车头设计成流线型。列车头部的长细比一般要求达到3甚至更大。应尽可能降低头部纵向对称面上的外形轮廓线的垂向高度，使头部趋于扁形，这样可以减小压力冲击波，并改善尾部涡流影响。同时，将端部鼻锥部分设计成椭圆形状，可以减少列车运行时的空气阻力。
2.为什么CRH2动车组没有抗侧滚扭杆，而CRH1和CRH5动车组需要抗侧滚扭杆装置？
动车组为改善舒适性，采用了大挠度的空气弹簧．但同时也使得车体侧滚振动的角刚度也随之变得相对柔软。从而运行中车体侧滚角位移增大。尤其是当车辆通过曲线和道岔时，车体滚角大，易晃动。因此需要提高抗侧滚性能。
CRH2动车组的空气弹簧采用外侧悬挂，空气弹簧横向间距为2460mm，能有效减小侧滚角位移，满足要求。而CRH2和CRH5动车组的空气弹簧采用中心悬挂，横向间距较小，因此需要采用抗侧滚扭杆装置，以提高抗侧滚性能。
3.CRH2和CRH5动车组转向架的驱动装置结构上有什么不同？各有什么优缺点？
CRH2动车组采用架悬式，每个动车转向架有两个牵引电机，牵引电机连接在转向架构架上，通过弹性齿式联轴节，在驱动电机和齿轮箱之间传递力。CRH5动车组驱动装置采用体悬式，牵引电机悬挂在车体底架上，通过万向轴将转矩传递给车轴齿轮箱。动车转向架只有一根动轴，即只装一套牵引电机和驱动装置。