試論軌道列車轉向架輪徑差

劉宗仁 李英杰 李志高

摘要：輪對是轉向架的重要部件之一，也是影響年輛運行安全性的關鍵部件之一，故在新造、廠段修、運用中，對輪對都有嚴密的技術要求和嚴格的管理制度。在不同運行條件下，車輪受力很復雜，各種動靜力對高速動車組車輪踏面和輪緣厚度產生許多不利的影響，造成車輪輪徑差。本文主要介紹軌道列車車輪輪徑差產生的原因、種類以及影響。以期能夠對相關從業者起到一定幫助，歡迎相關從業者能夠共同探討與思考。

關鍵詞：軌道列車;輪徑差形式;檢修要求

1.引言

目前，隨著軌道交通運輸業的快速發展，我國軌道交通運載設備已大量投入運用?，F代軌道交通列車的基本特點是高速，這就對其運行的安全性、可靠性、時間性提出較高要求，而軌道交通列車的維護與檢修是滿足上述要求的根本保證。輪軌本身的外形尺寸、材質不匹配，軌道線路沒有良好的養護條件，以及列車轉向架技術的不完善等各種方面因素的影響，就會加快車輪輪緣和踏面磨耗速率，致使車輪外形尺寸不在標準范圍內，進而降低了車輪的使用壽命，影響軌道交通列車正常的運營狀態，因此一定及時準確的了解車輪磨耗狀態，有利于提高動軌道交通列車車輪運行中的使用壽命。

2.輪對組成簡介

輪對由左右兩邊車輪過盈配合在-根車軸上組成的，車輛輪對是車輛和鋼軌直接接觸的部件，輪對是保證列車車輛在軌道上的運行的關鍵，承載著鋼軌來自列車車輛制動和驅動的反作用力，因此車輛車軸和車輪在組裝的過程中有著非常嚴格的要求。軌道交通列車輪對組成分動車輪對和拖車輪對兩種。拖車輪對組成由車輪、車軸、制動盤等部件組成。動車輪對組成由車輪、車軸、齒輪箱、制動盤等部件組成。

3.輪徑差概念及產生的原因

車輪輪徑差是指在同一列車中，各個車輪滾動圓直徑之間的差值。在理想狀態下，轉向架同軸兩車輪具有相同直徑，若由于某種原因導致輪對兩側車輪直徑不一致就會產生輪徑差。在新輪組裝過程中，由于受到機械加工精度的影響，導致同軸車輪直徑不相等，稱為初始輪徑差。同時，車輛在服役過程中車輪由于踏面圓周磨耗而導致同軸、同轉向架甚至同車車輪直徑不相等，稱為運用中輪徑差。

4.輪徑差的形式

一般軌道交通列車由多個車廂組成，一節車廂中包括八個車輪，整列車至少包括幾十個車輪，按照排列組的順序，輪徑差的種類相當繁多。國內外學者為了方便研究，通常按照一個轉向架中的輪徑差為研究對象，將其分為四種形式。等值同相輪徑差：轉向架中前輪對與后輪對同側車輪直徑相等。等值反向輪徑差：轉向架中對角線車輪直徑相等。前輪對輪徑差：轉向架中前輪對存在輪徑差，后輪對兩車輪直徑相等。后輪對輪徑差：轉向架中后輪對存在輪徑差，前輪對兩車輪直徑相等。

5.輪徑差的危害

由于每列軌道交通列車包含幾十個車輪，所以輪徑差的種類非常多且復雜的，總的來說輪徑差滿足給定的范圍標準，同一輪對的車輪輪徑差越小，對于列車運行的安全影響就會越小。列車在運行過程中同軸上的兩車輪的角速度相等，若兩個車輪之間有輪徑差的存在，列車將會向輪徑小的一側偏斜，直到兩個車輪的滾動圓內徑相等時才可以達到純滾線的位置上，因此輪徑差是導致輪對的純滾線不在軌道中心線上的原因，且列車輪對將會偏離線路軌道中心-點距離。轉向架是整個列車在規定合理范圍不同線路運行上的重要保證。轉向架還承載著車輛在運行過程中車輪和軌道之間的作用力以及其他不同形式的負荷。所以說列車車輛轉向架的質量關系到整個列車運行的安全。

6.輪徑差檢修要求

在一級檢修中，只對輪對進行外觀檢査，不涉及測最尺寸、璇輪等工作內界。從二級檢修幵始，也就是車輛運行30 天（或三萬公里）時，需要對車輪尺寸進行測量。車輛運行六萬公里時，對空心車軸進行探傷，檢査車軸有無裂損;運行二十萬至二十五萬公里時，到達車輪鏇修周期，進行輪對修形，恢復車輪踏面與輪緣正常廊型，保持輪徑差在正常范圍內;以上均厲于二級修修程內容。三級修檢修周期為距上次三級或三級修以上修程運行五十七至六十三萬公里（或運行不超過一年），主要對轉向架進行分解檢修，其中軸箱組成、牽引電機、空氣彈簧等關鍵部件經過三級修后必須具備良好的運用狀態，保證安全運行六十萬公里;車輪鏇修，恢復原型面，這種經過狀態修的部位需保證到下一次二級修（車輪鏇修周期），但高一級修程一般要為低一級修程維修提供便利條件，因此三級修的輪對檢修限度要比一、二級修的檢修限度制訂的更加嚴格，質最保證期也更久。

以此類推，四級修分解轉向架，需要進行史仔細的檢修;五級修返廠，重新進行線路試驗。

7.結語

隨著近幾年我國軌道列車運行公里不斷增加，越來越多的軌道交通列車投入使用，成為中華民族復興樂章的強勁音符。軌道交通列車在軌道上運行時，車輪不斷和鋼軌相互接觸、沖擊，這樣就會加快車輪踏面的磨耗。

另外，軌道交通列車通過彎道時車體會受到離心力，導致車輪輪緣承受較大的橫向力，因此造成了整車車輪輪緣的快速磨耗。軌道交通列車車輛的運用與維護是非常重要的環節，輪對作為列車運行中行走部件對于鐵路交通運輸有著非常重要作用和意義。本文主要介紹軌道交通列車車輪輪徑差產生的原因、形式以及檢修要求。以期能夠對相關從業者起到一定幫助，提高我國車輪設計制造水平，保障軌道交通列車安全可靠的運營。

參考文獻：

[1]司道林，王樹國，楊東升，王璞，葛晶.動車運用所內小半徑曲線段輪軌型面匹配特性[J].鐵道建筑，2021，61（11）：131-134.

[2]彭波.動車組運用中輪徑數據錯誤引發故障的原因分析及解決措施[J].鐵道車輛，2021，59（04）：90-93+97.

[3]于勇，馬周聰，劉亞云.高速動車組輪徑差與牽引電機功率及溫升耦合性研究[J].電源學報，2021，19（04）：103-111.

[4]俞喆，楊光，王有能，蔣富根，張金，張訓全.鋼軌廓形對動車組車體低頻橫向晃動影響研究[J].鐵道工程學報，2020，37（07）：23-28.

[5]于遠航.CRH5 型動車組運行速度與輪徑值之間關系[J].哈爾濱鐵道科技，2018（01）：3-4.

[6]李艷，張衛華，池茂儒，周文祥.車輪踏面外形及輪徑差對車輛動力學性能的影響[J].鐵道學報，2010，32（01）：104-108.