FLEXX机车动力转向架:挑战与发展

机车转向架不仅具有承载和引导车辆的功能，而且能够传递重要的牵引力和制动力。在最新一代庞巴迪FLEXX动力转向架的开发过程中，考虑了不同的技术、经济和操作限制，这取决于操作条件和要求。庞巴迪运输业务部门转向架产品经理Stefan Schrader进一步解释。

铁路运输的特点是与其他运输方式竞争激烈。在投资和生命周期成本(LCC)方面，这导致了强大的成本压力，特别是在由货运主导的机车市场。此外，铁路行业内部的竞争，包括老供应商和新供应商，以及客户和供应商的要求都在不断增加。

增加对机车和转向架的要求

根据观察者的视角，有不同的产品需求。对转向架的要求可分为以下三个方面，各有关键方面:

客户的观点:

• 高牵引力和制动力
• 产品价格低，交货时间短
• 可维护性和低LCC
• 高可靠性和可用性

同系化反应的观点:

• 安全及结构完整性
• 形式的正确性，批准过程的符合性，符合标准
• 跟踪访问需求
• 民族特色

供应商的观点:

• 标准化的接口
• 高重用因子
• 轻量级的设计
• 有竞争力的产品价格

由于有时存在分歧和个别加权的要求，例如，可能会出现以下目标冲突:

• 增大牵引力和制动力会导致较高的动载荷和车轮磨损，这与低重量和低成本相冲突
• 更苛刻的认证要求导致开发和验证工作的增加，从而降低产品价格和交货时间
• 轻量化设计需要广泛的迭代循环或替代材料，这也影响产品价格和交货时间。

要解决这些冲突，需要战略和系统的方法。

一个关键因素:积极的产品管理

面对不同的观点，产品管理在保持一个商业上有吸引力的，高质量的，但精益的产品组合，适合所有相关市场中扮演着重要的角色。产品管理负责整个生命周期的技术性能和成本——从投标和设计阶段，直到产品淘汰。

庞巴迪FLEXX转向架产品组合被划分为不同的产品平台，针对市场细分为“S”(有轨电车)、“M”(多个单位，客车和地铁)和“L”(机车)。产品平台包括一组在需求、功能和技术方面相似的产品。这些分组可以包含各种产品选项和变体。

产品管理是工程的一部分，其职责是维护产品战略，并与其他职能部门合作促进相关的开发行动。为此，应用了不同的数据管理、市场分析和可视化工具，例如生命周期模型、路线图和所谓的主EBOMs(工程材料清单)来计算材料成本。

其目的是开发产品的全面图景，竞争地位，并识别潜在的持续或离散改进，作为战略决策的基础，以确保高水平的客户满意度。

从革命到进化

的基本概念和体系结构FLEXX动力转向架已在二轴和三轴电机转向架上成功应用多年，其主要特点有:

• 低倾斜车身转向架牵引杆
  • 最大限度地减少轮轴之间的负载传递
  • 使缩短轴距，因为没有中心枢轴
• 线圈簧载二次悬架
  • 柔软，无支撑和无磨损的垂直和横向悬挂结果卓越的乘坐质量
• 通过单侧轮对导轨引导轮对
  • 主悬架和横向导向是由螺旋弹簧实现的。轮对导轨的纵向刚度适用于不同的应用场合。

的FLEXX自20世纪70年代以来，动力概念一直在不断发展，与以前复杂的电机转向架设计相比，其显著特点是简单。在亨舍尔的柴油-电力机车原型DE2500上测试的第一个转向架最初在其简单性方面是一场革命。然而，随后的时期以不断改进和适应不同的操作条件和要求为标志。

无数其他试验车辆紧随其后，形成了所谓建立的基础Flexifloat原则，后来被重新命名为FLEXX动力转向架。特别值得注意的应用包括高速功率头ICE²1/2和101级客运机车。这些车辆仍然是德国高速交通的支柱。另一个早期应用的典型例子Flexifloat原理在三轴转向架是一系列柴油-电力可可机车为埃及。

从那时起,FLEXX动力转向架已经在世界各地成功运行，被大量的操作人员使用。简单的概念允许适应不同的边界条件，而不需要重大的变化的概念。

在发展的过程中FLEXX根据设计速度和驱动概念，将动力家族划分为子类。这些都是即:

FLEXX120年电力

该子类别包括所有三轴转向架，也包括瑞典LKAB的铁矿石机车，其每个转向架最高可达350kN的高牵引力给人留下了深刻的印象。目前，庞巴迪公司正在为南非运输网络货运铁路公司的新型23E级机车开发窄轨转向架。

FLEXX140年电力

这些是机头悬挂式驱动的转向架FLEXX动力200转向架采用空心轴驱动庞巴迪¹TRAXX¹机车平台在德国被称为185级和146级。

FLEXX250年电力

这是指时速高达250公里的高速机车，配备了完全悬挂的所谓IGA驱动器，其特点是簧下质量低。最新的例子是ALP级机车转向架¹美国NJT和加拿大AMT的-45 DP。

FLEXX350年电力

这描述了家庭的高速动力头高达350公里/小时。最近的例子是沙特阿拉伯SRO电力主管的新转向架，这是西班牙Talgo不断扩大的第三方业务的一部分。

最新的FLEXX电力的发展

基于服务验证TRAXX平台，庞巴迪运输公司开发了TRAXXAC3是欧洲跨境客运和货运的最新一代机车。对于这些应用，转向架的进一步发展被确定。从产品管理的角度来看，这些要求来自于车辆配置的范围、客户的要求、现行标准和其他要求。车辆重量可达90吨，牵引力大于300 kN，速度可达200公里/小时。

根据由此产生的规范，最新一代的FLEXX电力140和FLEXX动力200转向架(见图2)被开发。由于有一个明确的目标来协调和标准化两个家庭到可能的最高等级，这些妖怪也被命名为FLEXXPower Universal在设计阶段。

首先对现有设计进行了分析，以确定已证明可行的部件以及评价成本最密集的部件，以便进行可能的改进。重点研究了转向架构架。然后研究了两个应用程序变体的协同作用，目的是尽可能增加公共部件的数量。

除了上述的一般特点外，新一代标准量规的进一步特点如下:

• 车架为焊接箱型设计，由两个边架、两个头架和一个横梁组成
• 轮对具有直径1250毫米的整体轮，并配备圆柱滚子轴承
• 经过验证的驱动概念包括一个牵引电机和变速箱。机头悬挂型的齿轮FLEXX动力140直接安装到轮对轴。对于完全悬挂的变种FLEXX动力200时，牵引力矩由空心轴传递
• 每个转向架装有四轮制动盘和四个制动执行器，其中两个配置为弹簧制动驻车制动器
• 液压阻尼器与主悬架和二次悬架平行工作，以稳定主垂直运动和二次垂直、水平和偏航运动
• 轮缘润滑和砂光设备完成了转向架的功能，相应的储液器安装在车内
• 车体与转向架之间的机械接口与前代相比保持不变。

在进一步开发产品家族的同时，重要的开发目标可以并行实现:

高度的共同性

两者之间相同部分的百分比FLEXX电力140和FLEXX与前一代相比，动力200在整个转向架内从47%增加到90%，在转向架框架内从10%增加到92%。其余的差异都与驱动悬挂有关。

使用经过验证的组件

两种转向架的变种已经在欧洲的铁路运营中被证明了许多年。因此，在可能的情况下，这些转向架的已证实成分保持不变。例如;牵引杆，轮对导轨，阻尼器和弹簧。这为备件库存带来了一个有利的优势。

标准化的接口

转向架及其配件之间的接口以及与供应商组件之间的接口也得到了协调。因此，可以更灵活地采购部件，减少单一来源的限制。

优化生产

生产工程师和专家直接参与了转向架的早期开发。因此，可以考虑需求和以往的制造经验，以提高产品的制造性和成本效率。

生命周期成本改进

大修的维护周期延长了25%。

这一新的转向架一代已最初用于TRAXX为德国DB AG公司提供的AC3机车，在框架合同的范围内提供多达450辆机车。第一份订单是110辆187级机车FLEXX动力140转向架和20台147级机车FLEXX200年妖怪。转向架的生产已经开始，第一台转向架已经安装在第一台机车下面。

最新一代的FLEXXPower 140/200，庞巴迪装备精良，为未来几年的挑战做好了准备。

引用:

1. 庞巴迪，TRAXX，高山和FLEXX是庞巴迪公司或其子公司的商标。
2. 第三方商标