浅说空气弹簧在铁路客车上的应用

摘 要：本文介绍了弹簧的主要种类、空气弹簧的应用类型使广大读者了解新型空气弹簧都在哪些车辆上使用。

关键词：空气弹簧;应用类型;应用

铁路客车能够在铁路线路上平稳运行，缓冲装置起到了巨大作用，尤其在垂直方向上，因为转向架弹簧的缓冲减振作用，才保证列车运行的平稳舒适。

1 我国铁道车辆使用的弹簧

解放初期，大部分车辆使用叠板弹簧（铁道车辆使用的双面叠板弹簧称为椭圆弹簧）。这种弹簧既起缓冲作用又起减振作用，所以不需要其他减振器。但是，其缺点也很突出：自重大、缓冲性能和减振性能随着运营时间的延长而急剧降低、检修分解困难。故1957年以后（从202型客车转向架开始），逐渐将叠板弹簧淘汰。

由于叠板弹簧性能差，我国开始采用了金属螺旋圆弹簧加减振器来取代，至今也沿用在一些铁路车辆上。

客車用金属螺旋圆弹簧材质一般为60Si2Mn和60Si2CrVA弹簧钢，其热处理时淬透性高，表面质量好，疲劳强度高，其价格相对较低。但金属螺旋圆弹簧无减振作用，必须加减振器，且其横向刚度不足，故对于我国准高速客车和高速列车不适用，只适用于运行速度较低的普通客车（如图1）。

2 空气弹簧的使用

我国铁道车辆于1959年起开始使用空气弹簧，当时采用双曲囊式空气弹簧，其制造工艺简单、使用寿命长。但是刚度大、振动频率高，现在铁道车辆已经不再使用。

1966年我国铁道车辆开始使用约束膜式空气弹簧（如图2）它由内筒、外筒及胶囊等组成。其优点是弹簧刚度小、振动频率低、弹性特性曲线容易控制。缺点是胶囊工作状况比较复杂，使得其耐久性比较差。

1968年研制出自由膜式空气弹簧由长春客车厂（现为中车长春客车股份有限公司）为地铁车辆设计采用，至今仍在使用。因橡胶囊磨耗低、使用寿命长、自重轻、安装高度低可明显降低车辆地板面距轨面高度，且其弹性特性可通过上盖板包角的改变而加以调整，使弹簧具有良好负载特性。故在准高速及高速客车上也广泛使用。

二十世纪90年代以后，尤其在1997年第一次大提速以来，空气弹簧在铁路客车上得到空前应用。首先广深线25Z准高速客车上使用了SF550型空气弹簧（如图3），采用橡胶堆弹性定位系统和可变阻尼节流阀，从而降低空气弹簧的垂向和横向刚度。但是由于它采用螺钉紧固密封结构，组装及检修不方便，且自重大，所以后来开发出SYS550A型空气弹簧（如图4），其密封方式上采用全自动密封结构，自重轻（只有65kg）。

在第一次大提速中，长春客车厂根据英国BT10转向架开发的CW-2系列准高速客车转向架则采用SYS600A型空气弹簧（如图5）。其高度低，支承座和橡胶堆为分离式，安装方便，只要更换不同高度橡胶堆即可适应各型转向架。这种空气弹簧在长客厂的各型客车上得到大量使用。

随着高速公路和航空业的飞跃发展，铁路又面临巨大的竞争。为提高在交通运输业的有力竞争地位，铁路客车不得不进一步提速，这样就需要性能更为先进的空气弹簧，因此三厂一所联合研制开发了适用于高速客车转向架的SYS600F、SYS600G等型的空气弹簧。其结构基本相同，只是因为各厂设计的转向架不同故有不同的刚度要求，使得上盖外形设计不同。

在后来研制的高速动车组则采用了胶囊直径更大的空气弹簧。这类空气弹簧采用高度更高一些的锥形橡胶，更加显著降低空气弹簧的垂向和横向刚度，使高速动车组能以较高的速度平稳安全运行。

3 结束语

随着“复兴号”高速动车组的全面安全运行，标志着铁路客车350公里/小时的高速化时代的真正到来。同时我国地铁车组也已经进入快速发展阶段。这样就需要性能更好、适合不同车辆使用的多类型空气弹簧，市场需求的扩大为空气弹簧的研制、开发提供了更为广阔的空间。

作者简介：孙志才（1965-），男，辽宁丹东人，本科，教授，研究方向：铁道车辆运用及检修。