氣彈簧懸掛裝置是車體與轉(zhuǎn)向架的連接裝置,因此又叫車體支撐裝置。通常由氣彈簧裝置、抗側(cè)滾裝置、蛇形減振器、橫向減振器和牽引裝置等組成,其作用是:保證車輛的重量、縱向力(牽引力及制動力)、橫向力的正常傳遞;保證軸重的均勻分配和車體在轉(zhuǎn)向架上的安定;容許轉(zhuǎn)向架進出曲線時相對于車體進行回轉(zhuǎn)運動。因此,它既是承載裝置,又是活動關(guān)節(jié)。這種連接裝置的性能好壞,直接影響車輛的動力學性能,特別是橫向動力學性能。此外,它還影響車輛的黏著重量利用率。
一、橫動裝置
隨著速度的提高,車輛在垂向和水平方向的振動加劇,對線路的垂向及橫向動作用力也相應(yīng)增大。為改善高速運行時的橫向穩(wěn)定性,應(yīng)在車體與轉(zhuǎn)向架之間設(shè)置橫向彈性裝置,或稱為橫動裝置。它的作用猶如在鉛垂方向設(shè)置氣彈簧裝置一樣,在橫向分隔了轉(zhuǎn)向架與車體的質(zhì)量,使車體不直接參與轉(zhuǎn)向架的蛇形,從而減小車體的水平慣性力 和車輪對鋼軌的橫向打擊力。此外,它也降低曲線通過時的動側(cè)壓力。
目前,采用的橫動裝置的形式雖多,但歸納起來,主要有3種:
搖動臺式:車體重量通過搖動臺,用吊桿懸掛于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁上。車體與轉(zhuǎn)向架間在橫向容許有較大的橫移量。這種形式的缺點是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大,重量大。
無搖動臺式:車體重量通過搖枕,用氣彈簧作用在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁上。
無搖枕式:車體重量通過構(gòu)架左右兩側(cè)的彈性旁承支承于轉(zhuǎn)向架上,依靠彈性旁承的橫向位移來得到橫動裝置的作用。彈性旁承可以由圓彈簧、氣彈簧或橡膠堆組成。現(xiàn)在這種形式的橫動裝置獲得了廣泛的采用,它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單。
二、橡膠元件
作用:在軸箱懸掛裝置中采用各種氣彈簧可減小振動和噪聲。
采用氣彈簧和橡膠元件的優(yōu)點:
1、減振和隔音性能好;
2、彈性模量比金屬小得多,可得到較大的彈性變形,容易實現(xiàn)預(yù)想的良好非線性;
3、可降低自重(大約為鋼的1/6);
4、可避免金屬磨耗,便于制造和維修,無需潤滑,成本低。
三、抗側(cè)滾扭桿裝置
為設(shè)計出既能夠保證車輛具有良好的垂向振動性能,又能提高抗側(cè)滾性能的轉(zhuǎn)向架,常采用如下兩措施:
措施一: 在轉(zhuǎn)向架懸掛裝置中設(shè)置抗側(cè)滾裝置;
措施二:盡量增大懸掛裝置中氣彈簧或鋼彈簧的橫向間距。
抗側(cè)滾扭桿裝置的主要性能要求:
1、應(yīng)具有抗側(cè)滾特點和適宜的抗側(cè)滾扭轉(zhuǎn)剛度,同時應(yīng)具有能適應(yīng)氣彈簧(彈簧)上、下支承兩部分相對運動的隨動性。
2、在垂向、橫向和縱向三方向上,均應(yīng)盡量減小對懸掛裝置剛度的影響。
3、扭桿與轉(zhuǎn)臂之間應(yīng)有足夠大的剛度。
4、應(yīng)注意防止車輛高頻振動的傳遞,在節(jié)點內(nèi)應(yīng)設(shè)置橡膠襯套。