（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，南京 210012）

摘 要：南京地鐵1號(hào)線列車(chē)懸掛系統(tǒng)由一系懸掛和二系懸掛兩種類(lèi)型的懸掛組成。一系采用的是轉(zhuǎn)臂型的懸掛結(jié)構(gòu)，二系懸掛裝在轉(zhuǎn)向架與車(chē)體之間，而空氣彈簧懸掛系統(tǒng)是二系懸掛的重要組成部分。本文介紹了南京地鐵1號(hào)線空氣彈簧懸掛系統(tǒng)，并對(duì)空簧懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)做了分析。

關(guān)鍵詞：地鐵;二系懸掛;空氣彈簧

0 引言

鋼彈簧與空氣彈簧相比，在軌道交通車(chē)輛上的應(yīng)用使其受到限制，原因主要有兩方面：一，尤其是在車(chē)輛的載客量較大時(shí)，鋼彈簧在高速軌道交通領(lǐng)域車(chē)體的自振頻率不能以大幅度提高車(chē)輛懸掛系統(tǒng)靜撓度來(lái)降低;二，鋼彈簧在載客量大的城市軌道交通車(chē)輛而且要求在不同載客量時(shí)的地板高度基本不變時(shí)，這種特性是不具備的。總之，車(chē)輛系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)性可以通過(guò)空氣彈簧懸掛的采用顯著提高，轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，使轉(zhuǎn)向架易于維護(hù)和實(shí)現(xiàn)輕量化。因此空氣彈簧作為二系懸掛裝置在城市軌道交通車(chē)輛轉(zhuǎn)向架中被廣泛地采用。

1 二系懸掛的構(gòu)成

二系懸掛的主要目標(biāo)是提高乘客的舒適度。

它給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的車(chē)體提供柔性支撐，同時(shí)確保垂向懸掛和橫向復(fù)位，也允許轉(zhuǎn)向架與車(chē)體底架作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。二系懸掛包括：

（1）兩個(gè)氣囊，它們對(duì)稱(chēng)地安裝在構(gòu)架中心軸線的兩側(cè)，車(chē)體直接落在兩個(gè)空氣彈簧上蓋板上。

（2）兩個(gè)安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車(chē)體之間的垂向減振器。

（3）一個(gè)安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和中心牽引銷(xiāo)之間的橫向減振器。

（4）在車(chē)體上安裝了一個(gè)高度閥，用于控制氣囊壓力，使空氣彈簧上表面與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間保持恒定高度。

（5）一個(gè)抗側(cè)滾扭桿，它可以起到衰減車(chē)體滾動(dòng)幅度的作用，因而提高了乘客的舒適度。

2 空氣彈簧懸掛系統(tǒng)的構(gòu)成

如圖1 所示，空氣彈簧懸掛的整個(gè)系統(tǒng)圖主要由節(jié)流孔（閥）、空氣彈簧本體、附加空氣室、高度控制裝置、差壓閥等組成。其工作工作原理為：靜載荷增加時(shí)的車(chē)輛，被壓縮的空氣彈簧1可以降低空氣彈簧工作高度，因此高度控制閥2便隨車(chē)體下降，由于是長(zhǎng)度固定的高度調(diào)整連桿3，此時(shí)高度控制閥的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)被發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的高度調(diào)整杠桿4打開(kāi)。

空氣彈簧1和附加空氣室8的壓力空氣由列車(chē)風(fēng)源5的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)通過(guò)高度控制閥進(jìn)入，直到空氣彈簧的工作高度恢復(fù)其原狀態(tài)即高度調(diào)整杠桿的位置回到水平狀態(tài);車(chē)輛靜載荷減小時(shí)，空氣彈簧的工作高度隨著空氣彈簧1的伸長(zhǎng)而增大，高度控制閥2隨車(chē)體上升，同樣由于為固定長(zhǎng)度的高度調(diào)整連桿3，高度控制閥的排氣機(jī)構(gòu)被發(fā)生反向轉(zhuǎn)動(dòng)的高度調(diào)整杠桿4打開(kāi)，經(jīng)排氣口6排入大氣的壓力空氣由附加空氣室8和壓力空氣由空氣彈簧1通過(guò)高度控制閥的排氣機(jī)構(gòu)排入，直到高度調(diào)整杠桿恢復(fù)到水平狀態(tài)。

3 空氣彈簧

空氣彈簧能很好的隔離噪音和吸收高頻振動(dòng)，且由于自動(dòng)高度控制閥的采用使空氣彈簧具有恒定的工作高度不隨車(chē)輛靜載荷的變化而改變。在同樣的條件下，下座的幾何參數(shù)、橡膠囊的材質(zhì)，形狀以及上蓋和簾線角等主要因素決定了空氣彈簧剛度特性。

4 高度控制閥

正是由于自動(dòng)高度控制閥的采用才使得空氣彈簧具有很多優(yōu)點(diǎn)。一般要求城市軌道交通車(chē)輛的載荷變化時(shí)車(chē)站停車(chē)時(shí)間要超過(guò)車(chē)輛地板高度調(diào)整的時(shí)間，地板面高度的波動(dòng)范圍為±10mm。高度閥不能用于補(bǔ)償轉(zhuǎn)向架零件和車(chē)輪的磨損，只能用它來(lái)補(bǔ)償乘客重量的變化，高度閥應(yīng)不受軌道沖擊和車(chē)輛振動(dòng)的影響。

5 差壓閥

差壓閥安裝在同一轉(zhuǎn)向架左右空氣彈簧的連接管路中間，空氣彈簧在任何一側(cè)出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)起到安全裝置的作用，連通兩側(cè)空氣彈簧，以防車(chē)體大幅度傾斜。應(yīng)綜合多方面因素來(lái)考慮壓差閥動(dòng)作壓力的選擇，在規(guī)定條件下盡量選擇較小值，使車(chē)輛在過(guò)渡曲線上的對(duì)角壓差減小，來(lái)提高車(chē)輛的抗脫軌安全性。

6 節(jié)流孔和節(jié)流閥

在附加空氣室和空氣彈簧本體之間設(shè)置可變阻尼節(jié)流閥和大小適宜的固定節(jié)流孔代替二系垂向油壓減震器是采用空氣彈簧的一個(gè)好處。固定節(jié)流孔因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空氣彈簧的成本幾乎不增加，但是減震效果不好，因?yàn)楣潭ü?jié)流孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單一般用于速度較低的車(chē)輛。一般固定節(jié)流孔的直徑為13mm左右?？勺冏枘峁?jié)流閥的空氣彈簧的采用不僅對(duì)車(chē)體側(cè)滾的低頻振動(dòng)具有很不錯(cuò)的衰減效果，并且可使車(chē)輛垂向的低、高頻振動(dòng)都會(huì)有適當(dāng)?shù)淖枘帷?/p>

7 結(jié)束語(yǔ)

（1）車(chē)輛系統(tǒng)的垂向運(yùn)行平穩(wěn)性是利用空氣彈簧的垂向性來(lái)提高的;

（2）空氣彈簧的橫向和垂向特性并用，轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置中的搖動(dòng)臺(tái)取消，簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu);

（3）充分利用低橫向、大變位（包括扭轉(zhuǎn)）剛度空氣彈簧的三圍特性，使得轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置的輕量化徹底實(shí)現(xiàn)，同時(shí)使采用抗蛇行動(dòng)減震器成為可能，可更好地協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向架良好的曲線通過(guò)性能和蛇形運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性之間的矛盾。

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