客運車輛主要指運輸部門的客運設備，一般分為鐵路車輛、地鐵、專用乘用車。轉向架屬于客車的關鍵部件之一，它有支撐車身的部件，可以相對轉動，并能引導客車向方向移動。轉向架懸掛參數直接決定車輛的穩定性和行駛舒適度。從新中國成立初期到現在，轉向架有多種類型，結構逐漸成熟，其制作技術也越來越先進。尤其是近年來，隨著技術的引進和新型轉向架的裝載和使用，促進行業發展。

一、分析相關連接裝置中結構以及特點研究

1、相關分析中鐵路貨車中的連接裝置

鐵路貨車車體由轉向架支撐和導向。傳統的鐵路車廂通常使用中心板和側軸承將車廂與車廂連接起來。

結構以及功能分析

當車輛進出轉彎，超過道岔時，由于轉向架傳遞的側向力很大，車輛將滾動。當車體傾斜量超過剛性側軸承允許的距離時，剛性側軸承將阻止車體繼續傾斜，從而有效地阻止車體過度移動。但是，剛性側軸承不太可能改善貨車的動態性能，尤其是空車的行駛速度。當旋轉阻力矩僅由中心板提供時，貨車運動不能被有效地保持。因此，這種傳統的剛性側面連接只能在運行速度較低的情況下滿足貨車的運行性能要求。為了確保車身與手推車之間具有較高的轉動阻力時刻，鐵路貨車通常選擇彈性側傾，能夠根據車的車身始終提供摩擦阻力時刻，控制貨車的追車運動，制動車身的作用，提高滾動穩定性。為了防止車輛車身突然產生過大的垂直力，并在彈性側壁完全粉碎時影響車輛曲線的通行性能，采用了低摩擦系數輥或帽，不僅可以啟動和停止，還可以降低連續接觸軸承上的滑動阻力，使其達到雙作用相等的恒定接觸側彈性模量。

抗側滾穩定性。同時，為使車體在完全壓死彈性旁承時不會驟然產生過大的垂直力而影響車輛的曲線通過性能，在常接觸旁承體上使用一種既起止擋作用又能減少滑動阻力的滾子或低摩擦因數止擋，形成雙作用常接觸彈性旁承。

心盤功能及結構

鐵路貨車常用的心盤結構有平面心盤和球面心盤，上下心盤配對使用。我國轉8系列、轉K2型、轉K4型、轉K5型、轉K6型等轉向架均采用平面下心盤連接方式。平面心盤具有工藝簡單、維修方便等優點。球面心盤在一些長大貨車、特種貨車用轉向架及轉K3型轉向架上應用較多，采用該連接方式的車體與搖枕或構架間較容易實現搖頭、點頭與側滾回轉，因而對車體扭曲適應性較好，但相比平面心盤多了側滾運動，需要選取適宜的彈性旁承參數及減振阻尼來有效抑制車體側滾振動。

圖1 鐵路貨車用下心盤主要結構示意圖

下心盤連接方式主要有分體式結構和與搖枕鑄造成一體的結構；上心盤有鍛鋼結構和與后從板座等鑄造成一體的結構，鍛鋼上心盤具有強度儲備大、內在質量好、使用可靠性高的優點，在通用貨車上應用較廣泛。下心盤與搖枕間通常采用高強度螺栓連接，可在心盤及搖枕間加裝心盤調整墊板來調整由于車輪磨耗等帶來的車鉤高度變化，保證列車連掛的要求。下心盤與搖枕鑄造一體的結構適用于不需調整心盤面距軌面高度的車輛，連接可靠。鍛鋼上心盤與枕梁間通常采用鉚釘鉚接，鑄造一體上心盤與枕梁間通常采用焊接連接。

近年來，在鍛鋼上心盤及分體式下心盤上也大量采用了可重復使用的拉鉚釘連接。圖2為鐵路貨車用下心盤與搖枕連接結構示意圖，圖3為鐵路貨車用上心盤結構示意圖。

圖2 鐵路貨車用下心盤與搖枕連接結構示意圖

圖3 鐵路貨車用上心盤結構示意圖

2、客車、動車組

地鐵等車輛用連接裝置結構及特點：由于客車、動車組、地鐵、機車等車輛的特殊功能、速度等級以及對性能的較高要求，其車體與轉向架間的連接裝置與通用貨車有較大區別，普遍采用單拉桿(推挽式平直單拉桿或低位斜單拉桿)、Z形牽引拉桿、雙側拐臂等連接裝置來實現縱向力的傳遞。

單拉桿牽引裝置

單拉桿牽引裝置主要由車體牽引座、構架牽引座、單拉桿總成(包括單拉桿及其兩端的橡膠球關節節點)和連接螺栓等組成。其主要功能是實現車體與轉向架構架間縱向力(牽引力和制動力)的傳遞,同時不約束車體相對于轉向架的垂向浮沉和橫向擺動。

單拉桿牽引裝置牽引力的傳遞過程是：車體牽引座車體端橡膠球關節節點→單拉桿→轉向架端橡膠球關節節點→構架牽引座。制動力的傳遞過程是：構架牽引座轉向架端橡膠球關節節點一單拉桿→車體端橡膠球關節節點→車體牽引座。

單拉桿牽引裝置縱向力的傳遞僅有2處彈性環節，致使構架受力不均勻，轉向架的軸重轉移相對較大。當車體相對轉向架垂向浮沉時,單拉桿通過兩端的橡膠球關節在垂直平面的扭轉變形實現車體的浮沉；當車體相對轉向架橫向擺動時,單拉桿通過兩端的橡膠球關節在水平面的扭轉變形實現車體的橫擺122Z形牽引拉桿牽引裝置Z形牽引拉桿牽引裝置主要由車體牽引中心銷牽引橡膠球關節Z形牽引座，牽引拉桿總成(包括牽引拉桿及其兩端的橡膠球關節節點)、構架牽引座和連接螺栓等組成。其主要功能是實現車體與轉向架構架間的各種縱向力(牽引力和制動力)的傳遞,同時不約束車體相對于轉向架的垂向浮沉和橫向擺動。

Z形牽引拉桿牽引裝置牽引力的傳遞過程是：車體→牽引中心銷→牽引橡膠球關節→Z形牽引座→車體端橡膠球關節節點→牽引拉桿一轉向架端橡膠球關節節點→構架牽引座。制動力的傳遞過程是：構架牽引座→轉向架端橡膠球關節節點→牽引拉桿→車體端橡膠球關節節點→Z形牽引座→牽引橡膠球關節→牽引中心銷→車體Z形牽引拉桿牽引裝置縱向力的傳遞具有多處彈性環節,一推一拉,使構架受力均勻，轉向架的軸重轉移相對較小。

當車體相對轉向架垂向浮沉時，牽引拉桿通過牽引橡膠球關節的軸向變形和牽引拉桿總成兩端的橡膠球關節在垂直平面的扭轉變形實現車體的垂向浮沉；當車體相對轉向架橫向擺動時,牽引拉桿則通過牽引橡膠球關節的軸向變形和牽引拉桿總成兩端的橡膠球關節在水平面的扭轉變形實現車體的橫擺。

二、連接裝置創新分析

對于新型大軸重、高重心集裝箱車輛,的轉向架與車體連接裝置剛度偏大，當車輛側滾時，旁承提供的回轉阻力矩對低剛度旁承而言變化較大,對車輛穩定性影響較大。

因此，可以采用下列新技術滿足車輛設計運營要求：在由心盤、旁承來連接車體和轉向架的基礎上采用低剛度長行程旁承，同時考慮在搖枕心盤與旁承之間增加抗側滾扭桿裝置或在搖枕與側架間的枕簧中安裝穩定器，使轉向架與車體的連接達到綜合性能匹配全旁承+中心銷+Z形牽引拉桿結構為了改善速度等級在160km/h以上的快捷集裝箱專用平車等車輛的動力學性能，轉向架承載方式采用全旁承承載將是必然。

但采用全旁承承載后，由于貨車空重車質量差異大的特殊性，車體相對于轉向架的垂向浮沉較客車大，因此,對牽引裝置的性能提出了更苛刻的要求。

Z形牽引拉桿牽引裝置采用多處彈性環節,而且橡膠球關節結構相對較小在同樣牽引剛度的前提下扭轉剛度較低，對運動的適應性相對單拉桿牽引裝置較強。同時，Z形牽引拉桿牽引裝置對轉向架的軸重轉移的影響較小，有利于黏著利用率的提高及轉向架的綜合性能發揮。對于采用全旁承承載的快捷貨車建議采用Z形牽引拉桿牽引裝置。

不同車輛應采用不同結構的連接裝置。對于我國鐵路重載快捷貨運車輛要加大連接裝置的研究，使所選擇的連接裝置結構設計合理性能可靠,使車輛綜合性能達到Z優。

(來源：軌道科技網)