摘要：近年来，中国高速铁路快速发展，对我国经济发展和人们生活方式的影响极大，赢得了社会各界的赞誉。转向架在高速动车组中的作用是承担车体的重量和自身的重量，引导车辆在轨道上运行，让其顺利从曲线过渡保证动车行驶的稳定。基于此本文就对高速动车组转向架的发展及其动力学特性进行研究。
关键词：高速动车组；转向架；动力学特性
本文对高速动车组转向架的阐述，以及对动车组动力学特性的分析，可总结出动车运行的引导，以及保证动车组平稳性和安全性的方案，并为未来转向架的发展提供新的思路，从而实现动车的稳定运行，提高人们出现的效率，由此展开讨论。
1高速动车组转向架的发展
转向架是高速列车运行的关键部件，对整车的运行平稳性及安全性影响非常大。从上个世纪开始，第一代转向架在日木研发，型号为DT200，该转向架运行中使用的是拉板双圆簧，在中央处安装空气弹簧和液压减震器。随后，对它的研究进一步深入，研发出超过20种转向架，分为两个系列，300系列的是DT203，500系列的是WDT9101等，每种型号的转向架被研发出来后，其体形、使用的材料、焊接方式都有改变，包括焊接轻量化的改变，轮箱材料的改变等，其转向架的质量不断提升，簧下质量也得到控制，同时，驱动装置的选择是使用原有的牵引电机架悬，并用齿轮的联轴转动，补充位移的大小，除这些内容外，也进行了其他测试。欧洲动车组的运行是把动力集中，和现代转向架的运行方式区别，而使用的拖车转向架是基于常见客车的运行，由此向外演化。近几年欧洲动车组的运行方式不断创新，转向架的运行模式也在不断更新。具体方式是：以无摇枕结构为主，焊架的质量变轻，轴线位置的确定是转臂定位，动车的中央位置有多个减震器与其他部件，驱动为体悬。另有些欧洲国家为让普通列车高速运行，也会用摆式带动列车行进。转向架的各种参数可以说直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性。从建国初期到现在，我国的列车转向架逐渐由落后走向先进，特别是近年来，随着新转向架的装车使用和各种先进技术的运用，我们的旅行环境变得越来越好了。目前我国对转向架的设计分为多个类型，既有动力组，又有非动力组，所有转向架较为出名的是“先锋”动车组的PW-250M/T以及“中华之星”动车组300系列的SW与CW等型号。
2高速动车组的动力学特性
2.1安全性
安全性是动车组运行的基本要求，而它需要满足的状态是，车辆在轨道行驶的前提下，在轨道上行驶的能力。我国两个使用的标准中，会用不同系数进行评定，包括脱轨系数、倾覆系数等，而如果动车每小时可运行的时间是200km，脱轨系数不可超过0.8，轮轨的最大垂向力不可超过170kN。国外使用的标准是UIC518，其中详细规定了列车的脱轨系数，并设定列车滑动产生的平均值，有明确要求，即对于车辆脱轨的判断，是根据车辆在轨道上行进速度的快慢，以2m为测量距离，得到车辆滑动的平均值，对于垂向力，是根据动车最快的运行速度，由最快速决定垂向力的大小，同时，如果最终的目的不同，也会运用不同的方式完成，并要求轮轴横向力在设定的标准内。但需要注意的是，它的评估指标中未加入轮重减载率，只是把它作为其他标准参考。
2.2平稳性
车辆行进间是否平稳，决定了乘客乘坐是否舒适，而评定它的方式是测量车辆的振动加速度。当车轮直径增大时，车辆横向平稳性指标变小，即车辆运行的横向平稳性变好，反映出轮径变化对车辆横向平稳性指数影响较大。在UIC518中，给出了评定的方法与结果分析的指标，要求在测定转向中心以上的地板上，向横向移动1m，测量加速度，以及垂直产生的加速度。现在，我国进行这项评定工作中，选择的方式是平稳性指标法，该方法使用中，提出车辆平稳性会受车辆位移影响以及位移对车辆导数的变化与振动产生的动能，经过多次试验后，给出公式：
公式中f是振动的频率，a是动车组运行产生的加速度，F（f）是加权系数。用公式计算中，是把测得的加速度分成数段，放到频谱内完成分析后入到公式内，得到平稳性指标，我国给出的标准是，客室最大不超过2.5，司机室最大不超过3.5。后续，人们陆续修正了该指标，修改后决定把舒适度作为评定车辆是否稳定的重要指标。它的测量方式是动车行驶后，在五秒内产生的运行加速度，得到数据后，把它作为检测的基本参数，计算权值方根，随后进行分析。具体测定中，包含站姿与坐姿两方面，得到两种姿势的舒适度后，给出统一评定，对于高速动车，显然对车辆运行的稳定性和平稳性要求更高，因此，不得不牺牲车辆的部分曲线通过性能以提高高速动车运行速度。
3 保障高速动车有效运行的具体措施
对于高速动车来说除了要保障动车行驶的平稳性和稳定性以外，对于高速列车的安全性也必须重视，以保障人们的出行安全。
3.1强化动车维修办法
高速动车的制造技术十分严格，对于零部件的工艺要求高，对动车组的日常运用维护要求高，并且，动车组在运行过程中受外界环境或者线路轨道的影响，某些零部件容易磨耗、损伤。通过故障诊断系统的应用，可以通过数据变化实现对部件的监控，不用对高速车进行全方位的检修才能发现问题，降低高速动车维修的难度，避免了大量重复、繁杂且没有技术含量的工作，从而提高工作人员的工作效率。
3.3提升动车安全性
（1）提供相关的维修依据。故障诊断系统可以对动车组的进行运行状态的进行监控，对动车组运行参数进行采集，并将采集到的数据进行对比分析，若发现异常，系统将会第一时间进行反馈。这样，动车组维护人员就会及时掌握动车组的运行状态，并对动车组异常情况采取应对措施。（2）提供改进依据。高速动车的故障诊断系统会将平时记录的数据进行综合处理和分析，在提供相关维修依据的时候还可以通过对数据的逐一分析，对高速动车的相关工作原理和零件配置的实用性进行分析，给高速动车的优化改进和快速发展提供重要的理论依据。
结束语
近几年，高速铁路在我国迅猛发展，2015年底我国高速铁路通车里程将达到近2万公里，运营动车组达2200列。目前，我国高速铁路工程建设水平位居世界前列。因此我们要不断加大高速动车组转向架的发展以及其动力学特征研究，保障高速动车组的安全行驶，提升其运行的稳定性、平稳性和安全性。
参考文献：
[1]李中奇.高速动车组自适应速度跟踪控制[D].南昌大学，2015.
[2]门见强.高寒条件下高速动车组的动力学性能研究[D].西南交通大学，2014.
论文作者:姚庚坤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/18
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