摘 要：本文介紹了彈簧的主要種類、空氣彈簧的應(yīng)用類型使廣大讀者了解新型空氣彈簧都在哪些車輛上使用。

關(guān)鍵詞：空氣彈簧;應(yīng)用類型;應(yīng)用

鐵路客車能夠在鐵路線路上平穩(wěn)運(yùn)行，緩沖裝置起到了巨大作用，尤其在垂直方向上，因?yàn)檗D(zhuǎn)向架彈簧的緩沖減振作用，才保證列車運(yùn)行的平穩(wěn)舒適。

1 我國(guó)鐵道車輛使用的彈簧

解放初期，大部分車輛使用疊板彈簧（鐵道車輛使用的雙面疊板彈簧稱為橢圓彈簧）。這種彈簧既起緩沖作用又起減振作用，所以不需要其他減振器。但是，其缺點(diǎn)也很突出：自重大、緩沖性能和減振性能隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的延長(zhǎng)而急劇降低、檢修分解困難。故1957年以后（從202型客車轉(zhuǎn)向架開始），逐漸將疊板彈簧淘汰。

由于疊板彈簧性能差，我國(guó)開始采用了金屬螺旋圓彈簧加減振器來取代，至今也沿用在一些鐵路車輛上。

客車用金屬螺旋圓彈簧材質(zhì)一般為60Si2Mn和60Si2CrVA彈簧鋼，其熱處理時(shí)淬透性高，表面質(zhì)量好，疲勞強(qiáng)度高，其價(jià)格相對(duì)較低。但金屬螺旋圓彈簧無減振作用，必須加減振器，且其橫向剛度不足，故對(duì)于我國(guó)準(zhǔn)高速客車和高速列車不適用，只適用于運(yùn)行速度較低的普通客車（如圖1）。

2 空氣彈簧的使用

我國(guó)鐵道車輛于1959年起開始使用空氣彈簧，當(dāng)時(shí)采用雙曲囊式空氣彈簧，其制造工藝簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)。但是剛度大、振動(dòng)頻率高，現(xiàn)在鐵道車輛已經(jīng)不再使用。

1966年我國(guó)鐵道車輛開始使用約束膜式空氣彈簧（如圖2）它由內(nèi)筒、外筒及膠囊等組成。其優(yōu)點(diǎn)是彈簧剛度小、振動(dòng)頻率低、彈性特性曲線容易控制。缺點(diǎn)是膠囊工作狀況比較復(fù)雜，使得其耐久性比較差。

1968年研制出自由膜式空氣彈簧由長(zhǎng)春客車廠（現(xiàn)為中車長(zhǎng)春客車股份有限公司）為地鐵車輛設(shè)計(jì)采用，至今仍在使用。因橡膠囊磨耗低、使用壽命長(zhǎng)、自重輕、安裝高度低可明顯降低車輛地板面距軌面高度，且其彈性特性可通過上蓋板包角的改變而加以調(diào)整，使彈簧具有良好負(fù)載特性。故在準(zhǔn)高速及高速客車上也廣泛使用。

二十世紀(jì)90年代以后，尤其在1997年第一次大提速以來，空氣彈簧在鐵路客車上得到空前應(yīng)用。首先廣深線25Z準(zhǔn)高速客車上使用了SF550型空氣彈簧（如圖3），采用橡膠堆彈性定位系統(tǒng)和可變阻尼節(jié)流閥，從而降低空氣彈簧的垂向和橫向剛度。但是由于它采用螺釘緊固密封結(jié)構(gòu)，組裝及檢修不方便，且自重大，所以后來開發(fā)出SYS550A型空氣彈簧（如圖4），其密封方式上采用全自動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，自重輕（只有65kg）。

在第一次大提速中，長(zhǎng)春客車廠根據(jù)英國(guó)BT10轉(zhuǎn)向架開發(fā)的CW-2系列準(zhǔn)高速客車轉(zhuǎn)向架則采用SYS600A型空氣彈簧（如圖5）。其高度低，支承座和橡膠堆為分離式，安裝方便，只要更換不同高度橡膠堆即可適應(yīng)各型轉(zhuǎn)向架。這種空氣彈簧在長(zhǎng)客廠的各型客車上得到大量使用。

隨著高速公路和航空業(yè)的飛躍發(fā)展，鐵路又面臨巨大的競(jìng)爭(zhēng)。為提高在交通運(yùn)輸業(yè)的有力競(jìng)爭(zhēng)地位，鐵路客車不得不進(jìn)一步提速，這樣就需要性能更為先進(jìn)的空氣彈簧，因此三廠一所聯(lián)合研制開發(fā)了適用于高速客車轉(zhuǎn)向架的SYS600F、SYS600G等型的空氣彈簧。其結(jié)構(gòu)基本相同，只是因?yàn)楦鲝S設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向架不同故有不同的剛度要求，使得上蓋外形設(shè)計(jì)不同。

在后來研制的高速動(dòng)車組則采用了膠囊直徑更大的空氣彈簧。這類空氣彈簧采用高度更高一些的錐形橡膠，更加顯著降低空氣彈簧的垂向和橫向剛度，使高速動(dòng)車組能以較高的速度平穩(wěn)安全運(yùn)行。

3 結(jié)束語

隨著“復(fù)興號(hào)”高速動(dòng)車組的全面安全運(yùn)行，標(biāo)志著鐵路客車350公里/小時(shí)的高速化時(shí)代的真正到來。同時(shí)我國(guó)地鐵車組也已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。這樣就需要性能更好、適合不同車輛使用的多類型空氣彈簧，市場(chǎng)需求的擴(kuò)大為空氣彈簧的研制、開發(fā)提供了更為廣闊的空間。

作者簡(jiǎn)介：孫志才（1965-），男，遼寧丹東人，本科，教授，研究方向：鐵道車輛運(yùn)用及檢修。