动车组转向架分为动力转向架和非动力转向架(图1、图2),主要由构架、轮对、悬挂、驱动、基础制动等装置组成。
①构架。采用钢板焊接H型结构,局部结构采用锻造或铸造件,由横梁、侧梁、纵向辅助梁、电机吊座、齿轮箱及制动吊座组成。
②轮对。由整体车轮和空心车轴组成,车轮通过过盈联接压装在车轴上。轮对分为动车轮对和拖车轮对,车轮分为直辐板和曲辐板结构。
③悬挂装置。由两级减振组成,一系悬挂设置在构架和轮对之间,由轴箱弹簧、一系垂向减振器、定位节点等组成;二系悬挂设置在构架与车体之间,通常由空气弹簧、横向减振器、抗蛇行减振器、横向止挡及抗侧滚扭杆、二系垂向减振器、牵引装置等组成。
④驱动装置。一端通过轴承安装于车轴上,另一端弹性地吊装于构架横梁上,联轴节采用大变位鼓型齿式结构,通常由两个对称的半联轴节构成。
⑤基础制动装置。由制动夹钳、制动盘、闸片组成。动车转向架每轴配置2个轮盘,拖车转向架通常每轴配置3~4个轮盘或轴盘。
图1 动车组动力转向架结构示意图
图2 动车组非动力转向架结构示意图
转向架主要承担承载、导向、缓冲、牵引及制动等功能:
①承载。支撑转向架以上的车体等各部分重量,承受并传递车体和转向架之间的垂向、横向、纵向作用力,并能够将载荷均匀分配到车轮上。
②导向。保证动车组沿轨道高速稳定直线运行,同时具备良好的曲线通过性能。
③缓冲。缓和高速运行条件下线路不平顺对车辆的冲击,保证具有良好的运行平稳性。
④牵引。充分保证必要的轮轨黏着,并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车体、车钩,牵引列车前进。
⑤制动。产生必要的制动力,使车辆具有良好的制动效果,保证列车在规定的距离内减速或停车。
按照速度等级,转向架可分为:200千米/时、250千米/时、300千米/时、350千米/时、380千米/时及更高速度等级转向架;按照轴箱定位型式,分为:拉板式、拉杆式、轴箱转臂式等转向架;按照电机吊挂型式,分为:刚性构架吊挂、弹性构架吊挂、车体吊挂等型式;按照车体与转向架连接方式,分为:中心销连接、联系枕梁连接及铰接连接。
随着动车组速度的提高,日本主要采用动力分散型转向架,低轴重、小轮径、大跨距二系悬挂;法国将动力型式由集中型转变为分散型,研发了铰接型转向架,采用大轴重、大轴距、大轮径、小跨距二系悬挂;德国采用动力分散型无摇枕转向架;中国以动力分散型为主,速度等级200千米/时到380千米/时,轴重14~17吨,轮径860毫米和920毫米,空簧跨距2040毫米、2360毫米、2460毫米。
图3 高速动车组转向架