公鐵兩用車是一種公路,、鐵路兩用的特種車輛，可在公路硬化路面及鐵路上運行,，適用于公路90km/h,、鐵路120km/h運行速度下的快速貨物運輸。公鐵兩用車鐵路走行部的設(shè)計應(yīng)滿足運行速度快,、載貨量大及空重車重量變化大等要求,。

1、主要技術(shù)參數(shù)

動力走行部（圖１）應(yīng)滿足整車輕量化設(shè)計要求,，采用獨立旋轉(zhuǎn)車輪結(jié)構(gòu),，傳動方式為交流電傳動和輪轂電機傳動。


表１為公鐵兩用車動力走行部主要技術(shù)參數(shù),。

2,、主要結(jié)構(gòu)

2.1　構(gòu)架
構(gòu)架組成主要采用鈦板箱形焊接結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為ＴＡ３,，主要由側(cè)梁組成,、端梁、一系彈簧座,、提升連桿座等組成,。整個構(gòu)架左右對稱，側(cè)梁為主要承載件,，其上設(shè)有一系彈簧座,、提升連桿座、牽引桿安裝座和減振器座等,。
鈦合金具有良好的可焊性,，由于其具有較小的熱導(dǎo)性，故鈦合金只有在電弧燃燒范圍內(nèi)熔化,，并具有良好的流動性,，在焊接過程中極易形成熔池,，焊絲易熔化，熔滴金屬過渡到熔池中極易形成焊縫,；因其具有較小的熱膨脹系數(shù),，故鈦合金的可焊性很強。另外,，鈦合金還具有良好的冷成型性,，可在部分部位折彎成型，以減少焊縫數(shù)量,，提高構(gòu)架剛度。

2.2　輪軸及驅(qū)動裝置
動力走行部為獨立旋轉(zhuǎn)車輪結(jié)構(gòu),，設(shè)有曲軸,、車輪、軸承等,。車輪輪轂同時作為軸箱體使用,，設(shè)有２個單列圓錐滾子軸承（均置于車輪內(nèi)部）。車輪和輪轂電機轉(zhuǎn)子通過法蘭連接,，輪轂電機定子通過花鍵固定于曲軸（圖２）,，曲軸通過軸箱彈簧及軸箱定位裝置與構(gòu)架連接。曲軸與構(gòu)架之間存在７００Ｎ／ｍｍ 的垂向剛度,，并通過導(dǎo)柱式軸箱定位裝置實現(xiàn)與構(gòu)架之間的橫向及縱向定位,。在鐵路上運行時，與曲軸連接的電機定子固定,，與車輪連接的電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),，從而帶動車輪旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)驅(qū)動功能,。



2.3　提升裝置
采用平行四邊形連桿提升機構(gòu),，連桿機構(gòu)上部安裝于車體，兩安裝點水平布置,，利用平行四邊形的原理保證了整個動力走行部的水平提升,；使用長轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)保證了提升裝置在提升時走行部整體有較小的水平位移，在提升高度為３００ｍｍ 時水平方向位移僅為５２ｍｍ,，實現(xiàn)了近似垂直升降功能,，節(jié)省了安裝空間，并使整車布置更趨于合理化,。

3,、計算

3.1　動力學(xué)計算
采用車輛系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件ＳＩＭＰＡＣＫ 對動力走行部進行了動力學(xué)性能分析。參考標(biāo)準(zhǔn)包括ＧＢ／Ｔ?。保罚矗玻?mdash;１９９８《鐵道特種車輛和軌行機械動力學(xué)性能評定及試驗方法》,、ＵＩＣ?。担保?mdash;１９９４《鐵路車輛內(nèi)旅客振動舒適性評價準(zhǔn)則》、ＵＩＣ?。担保?mdash;２００９《鐵路車輛的試驗與驗收依據(jù)動力學(xué)性能安全性,、軌道疲勞、運行性能》等,。計算結(jié)果表明：公鐵兩用車的動力學(xué)性能滿足以上標(biāo)準(zhǔn)的要求,。

3.2　鈦合金構(gòu)架靜強度計算
由于公鐵兩用車屬于自帶動力的鐵路運輸車輛，不同于常規(guī)鐵路貨車和鐵路機車,，因此綜合考慮了機車和貨車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，并取其嚴(yán)苛者以驗證本走行部的相關(guān)性能。超常載荷中垂向加速度?。保叮?，橫向載荷計算參照ＥＮ　１３７４９—２０１１《鐵路應(yīng)用輪對和轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)要求的方法》,，考慮本走行部為單軸結(jié)構(gòu),，不存在只有三輪與軌面接觸的可能，因此不考慮扭曲載荷的作用,。由于電機直接吊掛于曲軸與車輪,，因此驅(qū)動載荷僅考慮其對曲軸和車輪的作用。計算共分４個主要工況（表２）,。



為滿足輕量化要求,，增加車輛的載貨量，本走行部在鐵路走行部中首次使用了鈦合金材料,。目前鈦合金材料主要應(yīng)用于航空航天以及船舶領(lǐng)域,，由于材料的疲勞性能與其使用工況密切相關(guān)，因此難以參考鈦合金材料在航空航天及船舶領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗,?？紤]到車輛在運行時的載荷是循環(huán)工作負(fù)載，通用的動載荷系數(shù)為１．３,，由動態(tài)載荷引起的應(yīng)力變化值為計算應(yīng)力結(jié)果的３０％,，故可取其屈服強度的２／３作為鈦合金材料的許用應(yīng)力，母材靜強度計算安全系數(shù)?。保?，參考鋼材經(jīng)驗值，焊縫安全系數(shù)為母材的１．１倍,，取值１．６,。走行部常用材料的機械性能見表３。



經(jīng)計算,，超常載荷工況下構(gòu)架最大應(yīng)力為１５３ＭＰａ（圖３）,，安全系數(shù)為３．３,，遠(yuǎn)大于１．５，滿足走行部的使用要求,。

4,、結(jié)束

語公鐵兩用車鐵路走行部的設(shè)計需滿足輕量化的要求，因此本走行部構(gòu)架采用鈦合金材料,，輪轂電機采用新結(jié)構(gòu),，大大降低了走行部的質(zhì)量。同時,，動力學(xué)計算和結(jié)構(gòu)強度計算結(jié)果表明,，所研制的動力走行部的各項性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與整車使用要求。裝用本走行部的２５ｔ底盤公鐵兩用車的載貨量達(dá)６．５ｔ,，可滿足鐵路“白貨”的運輸要求,，結(jié)合“門對門”的運輸方式可大大提高貨物的運輸效率。

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