新型概念車轉(zhuǎn)向架的研制畢業(yè)課程設計外文文獻翻譯、中英文翻譯,新型,概念車,轉(zhuǎn)向架,研制,畢業(yè),課程設計,外文,文獻,翻譯,中英文 新型概念車轉(zhuǎn)向架的研制Yoshiyuki SHIMOKAWA* Masaaki MIZUNO摘要：對于鐵路車輛而言，在大型曲線行駛中存在側向力、噪音以及輪緣和軌距角的過度磨損等諸多問題。 為了解決這些問題，日本東京開發(fā)了 Steel＆ Sumitomo Metal Corporation 和Tokyo Metro 地鐵單軸轉(zhuǎn)向架，采用了這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為銀座線開發(fā)新的火車系列 1000 轉(zhuǎn)向架。 而且 1000 系列已經(jīng)開始商業(yè)化，在 2012 年 4 月更是得到了更高的增值。 在本文中，描述了 1000 系列的轉(zhuǎn)向架的設計概念和輪廓。 根據(jù)彎曲表現(xiàn)現(xiàn)場測試的結果對 1000 系列轉(zhuǎn)向架進行評估。1. 介紹地鐵線路有許多尖銳的過渡曲線，由于對路線計劃的限制而導致的轉(zhuǎn)換因素不足以及在諸如大的橫向力的曲線上出現(xiàn)脫軌，高頻噪聲，輪緣嚴重磨損等車輪負載在轉(zhuǎn)換曲線上的變化。為了解決這些問題，擬采用軸箱懸架和氣動彈簧的改進系統(tǒng)，比如重新評估卡車墊，摩擦控制噴霧等其他措施已經(jīng)開始進行研究和開發(fā)，并逐步付諸實踐。為了解決這些與曲線行駛有關的問題，鐵路車輛，新日鐵和住友金屬總公司與東京地鐵有限公司合作開發(fā)了一套新型轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架。與其他類型的轉(zhuǎn)向架不同，發(fā)達國家的特點是改善其轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)動后輪上的輪組。由于轉(zhuǎn)向架需要輪組，驅(qū)動器的位移系統(tǒng)不可避免地就會變得復雜，因此，他們的系統(tǒng)使用僅限于對較少數(shù)量的汽車進行卓越服務。相反，開發(fā)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架使用傳統(tǒng)的用于非轉(zhuǎn)向軸的驅(qū)動系統(tǒng)，因此，它的可靠性和可維護性非常好。為了欣賞良好的曲線行駛能力和可靠性，新的 1000 系列轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架采用東京地鐵的銀座線和 SC101 型轉(zhuǎn)向架的列車（見圖 1 和 2） 。本文介紹了發(fā)展的轉(zhuǎn)向架的輪廓，他們的試驗結果和真實情況一樣，都是測量車輪載荷，橫向力噪聲等操作。圖 1 東京地鐵銀座線 1000 系列列車圖 2 用于 1000 系列車輛的 SC101 型轉(zhuǎn)向架2. 新型轉(zhuǎn)向架的概念2.1 鐵路車輪在曲線上的表現(xiàn)鐵路車輪的胎面如圖 3 所示呈錐形。當通過一條曲線時，輪組轉(zhuǎn)移到外軌側，并作為 a 錐度的結果，外輪的有效直徑增大內(nèi)輪減速。 由于這種差異鐵路的有效直徑和隨之而來的自我轉(zhuǎn)向功能使車輛無需使用轉(zhuǎn)向機構即可轉(zhuǎn)彎。在上述基礎上，圖 4 解釋了當發(fā)生什么情況時普通的雙軸轉(zhuǎn)向架沿曲線走。 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架傾向于采取轉(zhuǎn)向角度的方式，或者向外到曲線的正切，結果，前軸有一個角度對曲線造成擠壓，這導致了側向蠕變力將外輪壓向外軌。 另一方面，后方軸保持在軌道中心附近，并因此保持差速器車輪直徑不足，并發(fā)生縱向蠕變后輪和導軌之間的力（切向力） 。 這些力作為轉(zhuǎn)向架上的反轉(zhuǎn)向力矩，并導致高側向力前輪的力朝向外軌道設置。圖 3 輪組的自我轉(zhuǎn)向特性圖 4 非轉(zhuǎn)向行為，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的尖銳曲線2.2 曲線行駛的問題和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架的功能如上所述，鐵路車輛的問題尖銳曲線是大側向力和高脫軌系數(shù)的一個指標運行安全性定義為車輪的側向力鐵軌除以垂直載荷。 另外，因為車輪以尖銳的曲線轉(zhuǎn)動，其法蘭與儀表轉(zhuǎn)角接觸還有其他問題來自輪軌。接觸如高頻噪聲和車輪的磨損法蘭和導軌的標準角。鑒于側向力大，脫軌系數(shù)高，通過提供防脫軌角度來防止脫軌或沿內(nèi)軌的脫軌。由于上述較大的橫向力，高頻噪聲，和車輪產(chǎn)生的法蘭和導軌規(guī)角的磨損接觸鐵路，他們已經(jīng)通過提供油維護設施到軌道或輪子間進行潤滑控制。 然而，油脂經(jīng)常導致車輪在電力運行或打滑時旋轉(zhuǎn)在制動過程中，因此不適合曲線運轉(zhuǎn)。 所以采取噴一種特殊的摩擦控制劑，最近已經(jīng)開發(fā)和推出了能在曲線上實現(xiàn)平穩(wěn)的動力運行和制動的產(chǎn)品，但需要進一步改進。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架可以解決所有這些問題。 如圖 5 所示，轉(zhuǎn)向架是轉(zhuǎn)向輪組或輪組等曲線外側的軸距比在內(nèi)側長，輪軸轉(zhuǎn)向徑向曲線的方向。如圖 6 所示，車輛與車輛運行的曲線和轉(zhuǎn)向架的功能被整理出來。圖 5 車橋轉(zhuǎn)向圖 6 鐵路車輛急彎曲線及功能問題的轉(zhuǎn)向架2.3 新型轉(zhuǎn)向架的概念發(fā)達的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架運行的機制，一個彎曲的軌道如圖 7 所示。開發(fā)的后橋轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向，因此，轉(zhuǎn)向架的后軸角度增加，導致側向蠕變力朝向外軌，因此軸向它偏移。結果，后輪之間的直徑差異減小了車軸在抗扭矩時的縱向蠕變力。 另外，后軸的換擋朝向外部軌道改善了轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向不足的角度實現(xiàn)徑向轉(zhuǎn)彎。 其結果是，不支持的攻擊角度前軸減小，側向蠕變力也減小。該減少后軸的縱向蠕變力，前軸的側向蠕變力減少了防轉(zhuǎn)向力矩的轉(zhuǎn)向架。以及前輪在外軌上的側向力。2.4 發(fā)達轉(zhuǎn)向架的輪廓配備了 1000 系列新的轉(zhuǎn)向架的 1000 系列車輛的配置如圖 8 所示，前軸在任一方向上的性能，對于車輛的后部轉(zhuǎn)向架，前橋或后橋第 3 軸被操縱。 轉(zhuǎn)彎后轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向姿態(tài)如圖 8 所示。由于轉(zhuǎn)向架的導向軸是轉(zhuǎn)向的，它的迎角減小，側向蠕變力也減小，因此，外軌上的橫向力減小。圖 9 中的圖示顯示了 SC101 型的輪廓為東京地鐵銀座線的 1000 系列轎車設計的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架。 非轉(zhuǎn)向（1 號和 4 號）軸的軸箱使用傳統(tǒng)的方式將車身側端連接到轉(zhuǎn)向架框架上單鏈路懸掛。 而且為實現(xiàn)高可靠性，牽引電機，齒輪箱和胎面制動系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)向架，并用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架進行了時間驗證。隨著車身中心側的轉(zhuǎn)向（2 號或 3 號）軸，制動系統(tǒng)存在問題：因為車輪改變了位置相對于轉(zhuǎn)向架構架，共同的踏板制動系統(tǒng)不適用。為了解決這個問題，應用盤式制動器轉(zhuǎn)向軸定位其相對于轉(zhuǎn)向架的框架。 圖 7 單軸轉(zhuǎn)向，前轉(zhuǎn)向架彎曲行為圖 8 銀座線 1000 系列車輛的配置圖 9 單車軸轉(zhuǎn)向，后轉(zhuǎn)向架彎曲行為圖 10 SC 101 轉(zhuǎn)向架輪廓圖2.5 轉(zhuǎn)向機構用于 SC101 轉(zhuǎn)向架及其運動的轉(zhuǎn)向機構如圖 10 所示：它是一個鏈接式轉(zhuǎn)向機構，其中擺動搖枕，卡車框架和軸箱與桿和杠桿連接。當車輛進入曲線和轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向車輛中心線和聯(lián)動裝置的角度會改變他們的原來位置，使軸箱改變。他們的位置與曲率成正比。 因為這個被動的驅(qū)動，鏈接式轉(zhuǎn)向非常可靠。由于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架改變兩者的位置輪組，機構體積龐大。 相比之下，發(fā)達國家新的轉(zhuǎn)向架只能操縱一個輪組，因此，該機構可以設計得緊湊和重量輕，而且適合普通軸箱懸架的空間。圖 11 轉(zhuǎn)向裝置的行為3.新型轉(zhuǎn)向架的研制開發(fā)工作包括使用數(shù)值模擬數(shù)學模型和假設真實的運行條件列車和在日本大阪的彎曲測試線上的測試運行 Steel＆Sumitomo Metal 大阪鋼鐵廠。對于商業(yè)運營列車的測試，該類型的試驗單元制造 FS576 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架（參見圖12） 。 他們是根據(jù)基本的運行性能進行測試，另外，通過模擬異常情況的測試來確認運行安全如轉(zhuǎn)向機構的粘著和失效。該圖 13 中的照片顯示了測試線上的測試運行工作場景。在 Works 中運行測試后，原型 FS576 轉(zhuǎn)向架適用于東京丸之內(nèi)線的 02 系列車輛地鐵試驗，以確認在商業(yè)線上的表現(xiàn)（圖 14） 。 然后，轉(zhuǎn)向架被用于商業(yè)運行從 2010年 2 月到 2011 年 8 月的丸之內(nèi)支線，通過它可以穩(wěn)定可靠的證實轉(zhuǎn)向功能。鑒于上述結果，銀座線 1000 系列列車的轉(zhuǎn)向架終于被決定了。4.真車測試4.1 測試條件配備新型轉(zhuǎn)向架的 1000 系列六列列車在銀座線和丸之內(nèi)支線進行了現(xiàn)場測試，2011 年 12 月比較開發(fā)的轉(zhuǎn)向架與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架性能曲線方面進行了測試運行比較，在沒有裝載車輛的情況下，脫軌的情況系數(shù)很高。試驗列車的組成如下圖 15. 1401 號車用于轉(zhuǎn)向與非轉(zhuǎn)向?qū)Ρ葴y試：在轉(zhuǎn)向條件下進行試驗后，轉(zhuǎn)向機構從轉(zhuǎn)向架上被移除以進行修改成非轉(zhuǎn)向，單鏈路主懸架，并且測試在同一條線上重新開始。圖 12 FS 576 型原型轉(zhuǎn)向架圖 13 測試線上的運行測試圖 14 東京地鐵丸之內(nèi)線的 02 列火車圖 15 1000 系列列車的組成，用于試運行4.2 曲線運行性能的評估轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向的橫向力的波形在圖 16 中比較了在急轉(zhuǎn)彎處采取的轉(zhuǎn)向架 ;曲線半徑是 197 米，外軌超高 109 毫米，和量規(guī)擴寬 13 毫米。而由非轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定側向力轉(zhuǎn)向架是 28KN，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架同樣是 19KN,測試結果顯示出有了 32％的改善。圖 17-19 比較轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向外軌上的 1 號車軸產(chǎn)生的側向力，同一根軸的迎角以及懸架上的載荷連接（對應于縱向蠕變力）的 2 號軸箱，每個在不同曲率的曲線處測量正常運行速度。 每個繪制點表示平均值的讀數(shù)沿著每個中心 10 米處的讀數(shù)的曲線。從圖 17 中可以清楚地看出，1 號軸的側向力外軌上的轉(zhuǎn)向架低于非轉(zhuǎn)向架在所有曲線上的力。 另外， 圖 18 和 19 中 1 號軸的迎角懸架上的載荷和 2 號軸箱的連桿相比較也比較低。 這些結果證明了轉(zhuǎn)向機制在上面的 2.3 節(jié)中的解釋，有效地減少了橫向 1 號軸施加的力。圖 16 1 號軸施加在外軌上的橫向力的比較17 1 號軸施加在外軌上的橫向力的比較在不同的曲線圖 18 第 1 軸的攻角比較圖 19 2 軸車架軸箱和轉(zhuǎn)向架之間的連接負載比較同樣， 圖 20 和 21 顯示了測量的側向力外軌和 3 號軸的攻角分別為有轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架。 這些圖表顯示了外軌側向力和 3 號攻角與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架相比，車軸小于非轉(zhuǎn)向一個，這證明了轉(zhuǎn)向機制在以上 2.4 小節(jié)中提到了有效減少側向力 3 號車軸。圖 20 3 號軸施加在外軌上的橫向力的比較圖 21 三軸攻角的比較4.3 車底噪聲評估圖 22 中的三維圖形比較了轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向在通過曲線時車身下方的噪音方面的波動，轉(zhuǎn)向架半徑 172m 的曲線具有 111mm 的傾斜度并且規(guī)格變動范圍在正常操作速度下為13 毫米。 有轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向明顯低于非轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架，在一個 1 kHz 或更低的低頻范圍以及高頻范圍從 4 到 7 kHz。圖 22 車身噪音比較5.商業(yè)線上的測量5.1 正常情況下 1000 系列轎車的性能驗證商業(yè)運作應變儀和加速度計安裝在導軌上銀座線的恒定半徑曲線和輪胎負載力，和軌道上的橫向振動加速度測量系列 1000 列車的商業(yè)運營，帶有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。并在此期間測量了軌道上的橫向振動加速度帶轉(zhuǎn)向架的 1000 系列列車的商業(yè)運以及使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的 01 系列列車的商業(yè)運營。 為了使測量條件（裝載，輪 /軌道潤滑，等）之間盡可能相等的列車數(shù)據(jù) 1000 列車與 01 列車的列車進行了比較之前或之后立即跑步。 表 1 顯示了該條件跟蹤進行測量的位置， 圖 23 和 24 顯示了測量結果。 表 1 商業(yè)線上的測量條件項目跟蹤數(shù)據(jù) 曲線半徑：120 米超高：95 毫米儀表加寬：12 毫米日期 2012/9/11 – 2012/10/3測量項目1.由導軸施加在外導軌上的側向力2.通過內(nèi)側導軌施加的側向加速度主軸軸載荷空情況1000 系列轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架：65 kN01 系列傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架：65 kN從圖 23 中可以清楚地看出，隨著轉(zhuǎn)向，商業(yè)運營更低，更穩(wěn)定 1000 系列列車的轉(zhuǎn)向架比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架要小 01 系列。同樣，圖 24 顯示了施加到的橫向加速度 1000系列列車的曲線內(nèi)軌顯著降低。 這大概是因為攻擊角度較小所致轉(zhuǎn)向。 因此，明確了轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架的負載在軌道上比傳統(tǒng)的非轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架更溫和。圖 23 通過導軸施加在外導軌上的橫向力的比較圖 24 施加的內(nèi)鋼軌的橫向加速度比較5.2 東京地鐵的 02 系列轎車的法蘭磨損的調(diào)查丸之內(nèi)線如第 3 節(jié)所述，使用 FS576 轉(zhuǎn)向架在丸之內(nèi)支線進行商業(yè)運營一年。 在那段時間里長時間測量轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架輪緣之間的磨損差異，圖 25 顯示了列車的組成測量。圖 26 中的圖表顯示了輪輞磨損期間的磨損情況，商業(yè)運行從最初的胎面形狀開始。前進法蘭磨損后運行大約 4000 公里就減慢了附加措施的結果，將抑制法蘭磨損的潤滑劑等應用到法蘭上，并且比較。盡管如此，在轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向時，法蘭還是會磨損。初始階段轉(zhuǎn)向大約是非轉(zhuǎn)向的一半。這表明轉(zhuǎn)向架也有效減少軌道磨損，后續(xù)調(diào)查將進行更多的時間。圖 25 安裝轉(zhuǎn)向架的列車組圖 26 法蘭磨損的比較6.結束語改進曲線運行的新型轉(zhuǎn)向架性能是在轉(zhuǎn)向思想基礎上發(fā)展起來的，已開發(fā)的轉(zhuǎn)向架已被東京地鐵銀座線的 1000 系列轎車。采用在真實列車測試中，發(fā)現(xiàn)了已開發(fā)的轉(zhuǎn)向架在軌道上施加明顯較低的橫向力并且發(fā)射較少曲線噪音比傳統(tǒng)的非轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架所做的要少。 研究還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)向明顯減少了側面導軌的振動，從而有效減少軌道載荷。長期測量在丸之內(nèi)支線上進行商業(yè)運營的列車的輪轂上的輪緣磨損清楚地表明，轉(zhuǎn)向減少了一半的磨損，的磨損鐵軌也預計會減少。進一步調(diào)查隨后將出現(xiàn)的輪緣和導軌磨損情況。 新日鐵和住友株式會社將進一步檢查在轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)向架的行為，以解決來自輪子和導軌之間的各種接觸問題的起源。新型概念車轉(zhuǎn)向架的研制Yoshiyuki SHIMOKAWA* Masaaki MIZUNO摘要：對于鐵路車輛而言，在大型曲線行駛中存在側向力、噪音以及輪緣和軌距角的過度磨損等諸多問題。 為了解決這些問題，日本東京開發(fā)了 Steel＆ Sumitomo Metal Corporation 和Tokyo Metro 地鐵單軸轉(zhuǎn)向架，采用了這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為銀座線開發(fā)新的火車系列 1000 轉(zhuǎn)向架。 而且 1000 系列已經(jīng)開始商業(yè)化，在 2012 年 4 月更是得到了更高的增值。 在本文中，描述了 1000 系列的轉(zhuǎn)向架的設計概念和輪廓。 根據(jù)彎曲表現(xiàn)現(xiàn)場測試的結果對 1000 系列轉(zhuǎn)向架進行評估。1. 介紹地鐵線路有許多尖銳的過渡曲線，由于對路線計劃的限制而導致的轉(zhuǎn)換因素不足以及在諸如大的橫向力的曲線上出現(xiàn)脫軌，高頻噪聲，輪緣嚴重磨損等車輪負載在轉(zhuǎn)換曲線上的變化。為了解決這些問題，擬采用軸箱懸架和氣動彈簧的改進系統(tǒng)，比如重新評估卡車墊，摩擦控制噴霧等其他措施已經(jīng)開始進行研究和開發(fā)，并逐步付諸實踐。為了解決這些與曲線行駛有關的問題，鐵路車輛，新日鐵和住友金屬總公司與東京地鐵有限公司合作開發(fā)了一套新型轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架。與其他類型的轉(zhuǎn)向架不同，發(fā)達國家的特點是改善其轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)動后輪上的輪組。由于轉(zhuǎn)向架需要輪組，驅(qū)動器的位移系統(tǒng)不可避免地就會變得復雜，因此，他們的系統(tǒng)使用僅限于對較少數(shù)量的汽車進行卓越服務。相反，開發(fā)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架使用傳統(tǒng)的用于非轉(zhuǎn)向軸的驅(qū)動系統(tǒng)，因此，它的可靠性和可維護性非常好。為了欣賞良好的曲線行駛能力和可靠性，新的 1000 系列轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架采用東京地鐵的銀座線和 SC101 型轉(zhuǎn)向架的列車（見圖 1 和 2） 。本文介紹了發(fā)展的轉(zhuǎn)向架的輪廓，他們的試驗結果和真實情況一樣，都是測量車輪載荷，橫向力噪聲等操作。圖 1 東京地鐵銀座線 1000 系列列車圖 2 用于 1000 系列車輛的 SC101 型轉(zhuǎn)向架2. 新型轉(zhuǎn)向架的概念2.1 鐵路車輪在曲線上的表現(xiàn)鐵路車輪的胎面如圖 3 所示呈錐形。當通過一條曲線時，輪組轉(zhuǎn)移到外軌側，并作為 a 錐度的結果，外輪的有效直徑增大內(nèi)輪減速。 由于這種差異鐵路的有效直徑和隨之而來的自我轉(zhuǎn)向功能使車輛無需使用轉(zhuǎn)向機構即可轉(zhuǎn)彎。在上述基礎上，圖 4 解釋了當發(fā)生什么情況時普通的雙軸轉(zhuǎn)向架沿曲線走。 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架傾向于采取轉(zhuǎn)向角度的方式，或者向外到曲線的正切，結果，前軸有一個角度對曲線造成擠壓，這導致了側向蠕變力將外輪壓向外軌。 另一方面，后方軸保持在軌道中心附近，并因此保持差速器車輪直徑不足，并發(fā)生縱向蠕變后輪和導軌之間的力（切向力） 。 這些力作為轉(zhuǎn)向架上的反轉(zhuǎn)向力矩，并導致高側向力前輪的力朝向外軌道設置。圖 3 輪組的自我轉(zhuǎn)向特性圖 4 非轉(zhuǎn)向行為，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的尖銳曲線2.2 曲線行駛的問題和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架的功能如上所述，鐵路車輛的問題尖銳曲線是大側向力和高脫軌系數(shù)的一個指標運行安全性定義為車輪的側向力鐵軌除以垂直載荷。 另外，因為車輪以尖銳的曲線轉(zhuǎn)動，其法蘭與儀表轉(zhuǎn)角接觸還有其他問題來自輪軌。接觸如高頻噪聲和車輪的磨損法蘭和導軌的標準角。鑒于側向力大，脫軌系數(shù)高，通過提供防脫軌角度來防止脫軌或沿內(nèi)軌的脫軌。由于上述較大的橫向力，高頻噪聲，和車輪產(chǎn)生的法蘭和導軌規(guī)角的磨損接觸鐵路，他們已經(jīng)通過提供油維護設施到軌道或輪子間進行潤滑控制。 然而，油脂經(jīng)常導致車輪在電力運行或打滑時旋轉(zhuǎn)在制動過程中，因此不適合曲線運轉(zhuǎn)。 所以采取噴一種特殊的摩擦控制劑，最近已經(jīng)開發(fā)和推出了能在曲線上實現(xiàn)平穩(wěn)的動力運行和制動的產(chǎn)品，但需要進一步改進。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架可以解決所有這些問題。 如圖 5 所示，轉(zhuǎn)向架是轉(zhuǎn)向輪組或輪組等曲線外側的軸距比在內(nèi)側長，輪軸轉(zhuǎn)向徑向曲線的方向。如圖 6 所示，車輛與車輛運行的曲線和轉(zhuǎn)向架的功能被整理出來。圖 5 車橋轉(zhuǎn)向圖 6 鐵路車輛急彎曲線及功能問題的轉(zhuǎn)向架2.3 新型轉(zhuǎn)向架的概念發(fā)達的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架運行的機制，一個彎曲的軌道如圖 7 所示。開發(fā)的后橋轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向，因此，轉(zhuǎn)向架的后軸角度增加，導致側向蠕變力朝向外軌，因此軸向它偏移。結果，后輪之間的直徑差異減小了車軸在抗扭矩時的縱向蠕變力。 另外，后軸的換擋朝向外部軌道改善了轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向不足的角度實現(xiàn)徑向轉(zhuǎn)彎。 其結果是，不支持的攻擊角度前軸減小，側向蠕變力也減小。該減少后軸的縱向蠕變力，前軸的側向蠕變力減少了防轉(zhuǎn)向力矩的轉(zhuǎn)向架。以及前輪在外軌上的側向力。2.4 發(fā)達轉(zhuǎn)向架的輪廓配備了 1000 系列新的轉(zhuǎn)向架的 1000 系列車輛的配置如圖 8 所示，前軸在任一方向上的性能，對于車輛的后部轉(zhuǎn)向架，前橋或后橋第 3 軸被操縱。 轉(zhuǎn)彎后轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向姿態(tài)如圖 8 所示。由于轉(zhuǎn)向架的導向軸是轉(zhuǎn)向的，它的迎角減小，側向蠕變力也減小，因此，外軌上的橫向力減小。圖 9 中的圖示顯示了 SC101 型的輪廓為東京地鐵銀座線的 1000 系列轎車設計的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架。 非轉(zhuǎn)向（1 號和 4 號）軸的軸箱使用傳統(tǒng)的方式將車身側端連接到轉(zhuǎn)向架框架上單鏈路懸掛。 而且為實現(xiàn)高可靠性，牽引電機，齒輪箱和胎面制動系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)向架，并用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架進行了時間驗證。隨著車身中心側的轉(zhuǎn)向（2 號或 3 號）軸，制動系統(tǒng)存在問題：因為車輪改變了位置相對于轉(zhuǎn)向架構架，共同的踏板制動系統(tǒng)不適用。為了解決這個問題，應用盤式制動器轉(zhuǎn)向軸定位其相對于轉(zhuǎn)向架的框架。 圖 7 單軸轉(zhuǎn)向，前轉(zhuǎn)向架彎曲行為圖 8 銀座線 1000 系列車輛的配置圖 9 單車軸轉(zhuǎn)向，后轉(zhuǎn)向架彎曲行為圖 10 SC 101 轉(zhuǎn)向架輪廓圖2.5 轉(zhuǎn)向機構用于 SC101 轉(zhuǎn)向架及其運動的轉(zhuǎn)向機構如圖 10 所示：它是一個鏈接式轉(zhuǎn)向機構，其中擺動搖枕，卡車框架和軸箱與桿和杠桿連接。當車輛進入曲線和轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向車輛中心線和聯(lián)動裝置的角度會改變他們的原來位置，使軸箱改變。他們的位置與曲率成正比。 因為這個被動的驅(qū)動，鏈接式轉(zhuǎn)向非?？煽?。由于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架改變兩者的位置輪組，機構體積龐大。 相比之下，發(fā)達國家新的轉(zhuǎn)向架只能操縱一個輪組，因此，該機構可以設計得緊湊和重量輕，而且適合普通軸箱懸架的空間。圖 11 轉(zhuǎn)向裝置的行為3.新型轉(zhuǎn)向架的研制開發(fā)工作包括使用數(shù)值模擬數(shù)學模型和假設真實的運行條件列車和在日本大阪的彎曲測試線上的測試運行 Steel＆Sumitomo Metal 大阪鋼鐵廠。對于商業(yè)運營列車的測試，該類型的試驗單元制造 FS576 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架（參見圖12） 。 他們是根據(jù)基本的運行性能進行測試，另外，通過模擬異常情況的測試來確認運行安全如轉(zhuǎn)向機構的粘著和失效。該圖 13 中的照片顯示了測試線上的測試運行工作場景。在 Works 中運行測試后，原型 FS576 轉(zhuǎn)向架適用于東京丸之內(nèi)線的 02 系列車輛地鐵試驗，以確認在商業(yè)線上的表現(xiàn)（圖 14） 。 然后，轉(zhuǎn)向架被用于商業(yè)運行從 2010年 2 月到 2011 年 8 月的丸之內(nèi)支線，通過它可以穩(wěn)定可靠的證實轉(zhuǎn)向功能。鑒于上述結果，銀座線 1000 系列列車的轉(zhuǎn)向架終于被決定了。4.真車測試4.1 測試條件配備新型轉(zhuǎn)向架的 1000 系列六列列車在銀座線和丸之內(nèi)支線進行了現(xiàn)場測試，2011 年 12 月比較開發(fā)的轉(zhuǎn)向架與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架性能曲線方面進行了測試運行比較，在沒有裝載車輛的情況下，脫軌的情況系數(shù)很高。試驗列車的組成如下圖 15. 1401 號車用于轉(zhuǎn)向與非轉(zhuǎn)向?qū)Ρ葴y試：在轉(zhuǎn)向條件下進行試驗后，轉(zhuǎn)向機構從轉(zhuǎn)向架上被移除以進行修改成非轉(zhuǎn)向，單鏈路主懸架，并且測試在同一條線上重新開始。圖 12 FS 576 型原型轉(zhuǎn)向架圖 13 測試線上的運行測試圖 14 東京地鐵丸之內(nèi)線的 02 列火車圖 15 1000 系列列車的組成，用于試運行4.2 曲線運行性能的評估轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向的橫向力的波形在圖 16 中比較了在急轉(zhuǎn)彎處采取的轉(zhuǎn)向架 ;曲線半徑是 197 米，外軌超高 109 毫米，和量規(guī)擴寬 13 毫米。而由非轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定側向力轉(zhuǎn)向架是 28KN，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架同樣是 19KN,測試結果顯示出有了 32％的改善。圖 17-19 比較轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向外軌上的 1 號車軸產(chǎn)生的側向力，同一根軸的迎角以及懸架上的載荷連接（對應于縱向蠕變力）的 2 號軸箱，每個在不同曲率的曲線處測量正常運行速度。 每個繪制點表示平均值的讀數(shù)沿著每個中心 10 米處的讀數(shù)的曲線。從圖 17 中可以清楚地看出，1 號軸的側向力外軌上的轉(zhuǎn)向架低于非轉(zhuǎn)向架在所有曲線上的力。 另外， 圖 18 和 19 中 1 號軸的迎角懸架上的載荷和 2 號軸箱的連桿相比較也比較低。 這些結果證明了轉(zhuǎn)向機制在上面的 2.3 節(jié)中的解釋，有效地減少了橫向 1 號軸施加的力。圖 16 1 號軸施加在外軌上的橫向力的比較17 1 號軸施加在外軌上的橫向力的比較在不同的曲線圖 18 第 1 軸的攻角比較圖 19 2 軸車架軸箱和轉(zhuǎn)向架之間的連接負載比較同樣， 圖 20 和 21 顯示了測量的側向力外軌和 3 號軸的攻角分別為有轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架。 這些圖表顯示了外軌側向力和 3 號攻角與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架相比，車軸小于非轉(zhuǎn)向一個，這證明了轉(zhuǎn)向機制在以上 2.4 小節(jié)中提到了有效減少側向力 3 號車軸。圖 20 3 號軸施加在外軌上的橫向力的比較圖 21 三軸攻角的比較4.3 車底噪聲評估圖 22 中的三維圖形比較了轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向在通過曲線時車身下方的噪音方面的波動，轉(zhuǎn)向架半徑 172m 的曲線具有 111mm 的傾斜度并且規(guī)格變動范圍在正常操作速度下為13 毫米。 有轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向明顯低于非轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架，在一個 1 kHz 或更低的低頻范圍以及高頻范圍從 4 到 7 kHz。圖 22 車身噪音比較5.商業(yè)線上的測量5.1 正常情況下 1000 系列轎車的性能驗證商業(yè)運作應變儀和加速度計安裝在導軌上銀座線的恒定半徑曲線和輪胎負載力，和軌道上的橫向振動加速度測量系列 1000 列車的商業(yè)運營，帶有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。并在此期間測量了軌道上的橫向振動加速度帶轉(zhuǎn)向架的 1000 系列列車的商業(yè)運以及使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的 01 系列列車的商業(yè)運營。 為了使測量條件（裝載，輪 /軌道潤滑，等）之間盡可能相等的列車數(shù)據(jù) 1000 列車與 01 列車的列車進行了比較之前或之后立即跑步。 表 1 顯示了該條件跟蹤進行測量的位置， 圖 23 和 24 顯示了測量結果。 表 1 商業(yè)線上的測量條件項目跟蹤數(shù)據(jù) 曲線半徑：120 米超高：95 毫米儀表加寬：12 毫米日期 2012/9/11 – 2012/10/3測量項目1.由導軸施加在外導軌上的側向力2.通過內(nèi)側導軌施加的側向加速度主軸軸載荷空情況1000 系列轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架：65 kN01 系列傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架：65 kN從圖 23 中可以清楚地看出，隨著轉(zhuǎn)向，商業(yè)運營更低，更穩(wěn)定 1000 系列列車的轉(zhuǎn)向架比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架要小 01 系列。同樣，圖 24 顯示了施加到的橫向加速度 1000系列列車的曲線內(nèi)軌顯著降低。 這大概是因為攻擊角度較小所致轉(zhuǎn)向。 因此，明確了轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架的負載在軌道上比傳統(tǒng)的非轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架更溫和。圖 23 通過導軸施加在外導軌上的橫向力的比較圖 24 施加的內(nèi)鋼軌的橫向加速度比較5.2 東京地鐵的 02 系列轎車的法蘭磨損的調(diào)查丸之內(nèi)線如第 3 節(jié)所述，使用 FS576 轉(zhuǎn)向架在丸之內(nèi)支線進行商業(yè)運營一年。 在那段時間里長時間測量轉(zhuǎn)向和非轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架輪緣之間的磨損差異，圖 25 顯示了列車的組成測量。圖 26 中的圖表顯示了輪輞磨損期間的磨損情況，商業(yè)運行從最初的胎面形狀開始。前進法蘭磨損后運行大約 4000 公里就減慢了附加措施的結果，將抑制法蘭磨損的潤滑劑等應用到法蘭上，并且比較。盡管如此，在轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向時，法蘭還是會磨損。初始階段轉(zhuǎn)向大約是非轉(zhuǎn)向的一半。這表明轉(zhuǎn)向架也有效減少軌道磨損，后續(xù)調(diào)查將進行更多的時間。圖 25 安裝轉(zhuǎn)向架的列車組圖 26 法蘭磨損的比較6.結束語改進曲線運行的新型轉(zhuǎn)向架性能是在轉(zhuǎn)向思想基礎上發(fā)展起來的，已開發(fā)的轉(zhuǎn)向架已被東京地鐵銀座線的 1000 系列轎車。采用在真實列車測試中，發(fā)現(xiàn)了已開發(fā)的轉(zhuǎn)向架在軌道上施加明顯較低的橫向力并且發(fā)射較少曲線噪音比傳統(tǒng)的非轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架所做的要少。 研究還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)向明顯減少了側面導軌的振動，從而有效減少軌道載荷。長期測量在丸之內(nèi)支線上進行商業(yè)運營的列車的輪轂上的輪緣磨損清楚地表明，轉(zhuǎn)向減少了一半的磨損，的磨損鐵軌也預計會減少。進一步調(diào)查隨后將出現(xiàn)的輪緣和導軌磨損情況。 新日鐵和住友株式會社將進一步檢查在轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)向架的行為，以解決來自輪子和導軌之間的各種接觸問題的起源。