新型概念車轉(zhuǎn)向架的研制畢業(yè)課程設(shè)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(shè)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(cè)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(shè)計概念和輪廓。 根據(jù)彎曲表現(xiàn)現(xiàn)場測試的結(jié)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(guān)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(wù)。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(jié)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(cè)，并作為 a 錐度的結(jié)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(gòu)即可轉(zhuǎn)彎。在上述基礎(chǔ)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(jié)果，前軸有一個角度對曲線造成擠壓，這導致了側(cè)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(cè)向力前輪的力朝向外軌道設(shè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shè)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(cè)的軸距比在內(nèi)側(cè)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(cè)向蠕變力朝向外軌，因此軸向它偏移。結(jié)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(jié)果是，不支持的攻擊角度前軸減小，側(cè)向蠕變力也減小。該減少后軸的縱向蠕變力，前軸的側(cè)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(cè)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(cè)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(shè)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(cè)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(cè)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(gòu)架，共同的踏板制動系統(tǒng)不適用。為了解決這個問題，應(yīng)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(gòu)用于 SC101 轉(zhuǎn)向架及其運動的轉(zhuǎn)向機構(gòu)如圖 10 所示：它是一個鏈接式轉(zhuǎn)向機構(gòu)，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(gòu)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(gòu)可以設(shè)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(shè)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(gòu)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(jié)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(gòu)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(cè)向力轉(zhuǎn)向架是 28KN，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架同樣是 19KN,測試結(jié)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(cè)向力，同一根軸的迎角以及懸架上的載荷連接（對應(yīng)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(cè)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(jié)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(cè)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(cè)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(cè)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(yīng)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(jié)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(cè)向力2.通過內(nèi)側(cè)導軌施加的側(cè)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(jié)果，將抑制法蘭磨損的潤滑劑等應(yīng)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(jié)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(chǔ)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(cè)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(cè)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(shè)計概念和輪廓。 根據(jù)彎曲表現(xiàn)現(xiàn)場測試的結(jié)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(guān)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(wù)。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(jié)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(cè)，并作為 a 錐度的結(jié)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(gòu)即可轉(zhuǎn)彎。在上述基礎(chǔ)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(jié)果，前軸有一個角度對曲線造成擠壓，這導致了側(cè)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(cè)向力前輪的力朝向外軌道設(shè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shè)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(cè)的軸距比在內(nèi)側(cè)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(cè)向蠕變力朝向外軌，因此軸向它偏移。結(jié)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(jié)果是，不支持的攻擊角度前軸減小，側(cè)向蠕變力也減小。該減少后軸的縱向蠕變力，前軸的側(cè)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(cè)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(cè)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(shè)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(cè)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(cè)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(gòu)架，共同的踏板制動系統(tǒng)不適用。為了解決這個問題，應(yīng)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(gòu)用于 SC101 轉(zhuǎn)向架及其運動的轉(zhuǎn)向機構(gòu)如圖 10 所示：它是一個鏈接式轉(zhuǎn)向機構(gòu)，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(gòu)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(gòu)可以設(shè)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(shè)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(gòu)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(jié)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(gòu)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(cè)向力轉(zhuǎn)向架是 28KN，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架同樣是 19KN,測試結(jié)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(cè)向力，同一根軸的迎角以及懸架上的載荷連接（對應(yīng)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(cè)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(jié)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(cè)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(cè)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(cè)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(yīng)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(jié)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(cè)向力2.通過內(nèi)側(cè)導軌施加的側(cè)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(jié)果，將抑制法蘭磨損的潤滑劑等應(yīng)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(jié)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(chǔ)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(cè)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。