转向架是车辆最重要的组成部件之一，如图4－1所示，它的结构是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了便于通过曲线道路，在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和振动，为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧减振装置和制动装置。转向架还应保证车辆以最小的阻力在轨道上安全、平稳、高速地运行，顺利地通过道岔及曲线，并应保持摩擦制动作用，保证列车的减速和停车。对于动车，转向架上还装有牵引电动机和减速机构，将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传给轮对，转化为列车前进的牵引力，以驱动车辆运行，这种转向架称为动力转向架。
图4－1 转向架简介
4.1.1 转向架的作用与要求
在铁路运输及城市轨道交通发展的初期，世界各国均采用二轴车辆。车轴直接安装在车体下面，这种二轴车比较短小。为便于车辆通过曲线，前后两轴中心线之间的距离一般不大于10m。二轴车的总质量受到车轴容许轴载质量的限制，载重量较小，一般不大于20t。
随着铁路、有轨交通事业的发展，二轴车已不能满足远行的要求，于是出现了与二轴车结构类似的三轴车或多轴车。三轴车虽然能增加载重质量，但通过小半径曲线时，中间的轮对相对车体要有较大的横向游动量，使得车辆结构复杂，因此这种三轴车没有被推广使用。同样形式的多轴车也没有被采用。
常用的多轴车是采用带转向架的结构形式，把两个或几个轮对用专门的构架组成一个小车，这个小车称为转向架或台车，而车体就架承在前、后两个转向架上。这样将一个车体落在两个转向架上，使车辆的载重质量、长度和容积都可以得到增加，满足了轨道交通发展的需要。目前大多数车辆都采用转向架的结构形式。
转向架的基本作用及要求：
①车辆采用转向架增加了车辆的载重质量、长度和容积，提高了列车运行速度。
②保证在正常运行条件下，车体都能可靠地座落在转向架上。通过轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动。
③转向架能支承车体，承受并传递从车体至轮对之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。
④保证车辆安全运行，并顺利地通过曲线。
⑤采用转向架的结构便于弹簧减振装置的安装。弹簧减振装置使转向架具有良好的减振特性，以缓和车辆与线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行的平稳性和安全性。
⑥转向架能充分利用轮轨之间的黏着力，传递牵引力和制动力。
⑦对地铁车辆的转向架来说还要便于安装牵引电动机及传动装置，以驱动车辆沿着钢轨运行。
4.1.2 转向架的组成
由于车辆的用途、运行条件、制造和检修能力及历史传统等因素，转向架的类型非常多，结构各异。但它们都具有共同特点，即基本作用和基本组成部分是相同的。转向架的基本组成可以分为以下几个部分，如图4－2所示。
1.构架
构架是转向架的安装基础，它把转向架的零部件组成一个整体。它不仅承受和传递各种作用力及载荷，而且它的结构形状、尺寸和大小都应满足各零部件的结构、形状及组装的要求 （如应满足制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位装置的安装要求）。
图4－2 转向架的组成
2.轮对轴箱装置
轮对沿着钢轨滚动，除了传递车辆质量外，还传递轮轨之间的各种作用力，包括牵引力和制动力。轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动。
3.弹性悬挂装置
为了减少线路的不平顺和轮对运动对车体各种动态的影响 （如垂向振动、横向振动和通过曲线等），在轮对与构架之间或者构架与车体之间设有弹性悬挂装置，前者称为轴箱悬挂装置 （又称一系悬挂），后者称为构架 （有的构架还带有摇枕）悬挂装置 （又称二系悬挂）。弹性悬挂装置包括弹性装置、减振装置和定位装置。
4.基础制动装置
为了使车辆在规定的距离内停车，必须安装制动装置，其作用是传递制动缸产生的制动力或单元制动机产生的制动力，使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换成轮轨之间的外摩擦 （即制动力），从而使车辆承受前进方向的阻力，产生制动效果。
5.转向架架承车体的装置
车体与转向架连接部分的结构应能安全可靠地支承车体，并传递各种载荷和作用力，同时车体与转向架之间应能绕一定旋转中心相对转动，使车辆顺利通过曲线。
6.牵引传动装置
牵引传动装置由牵引电动机和齿轮箱组成，是动力转向架所特有的一套装置，非动力转向架没有此装置。动力转向架通过传动装置使牵引电动机的转矩转化为轮对或车轮上的转矩，利用轮轨之间的黏着作用，驱动车辆沿轨道运行。
4.1.3 转向架的结构与类型
由于转向架用途的不同及运行条件的差异，对转向架的性能、结构、参数和采用的材料及工艺等的要求不同，出现了多种形式的转向架。各种转向架的主要不同点在于所用车轴的类型和数目、轴箱定位的方式、弹簧装置的形式、载荷传递的方式等。轨道交通的转向架一般都采用二轴转向架。下面介绍几种轨道交通常见的转向架。
1.按轴箱定位方式分类
1）拉板式轴箱定位转向架
用特种弹簧钢材制成的薄片型定位拉板，其一端与轴箱连接，另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵、横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位。拉板上下弯曲刚度小，对轴箱构架上下方向的相对位移的约束就很小，如图4－3（a）所示。
2）拉杆式轴箱定位转向架
拉杆的两端分别与构架轴箱销接，拉杆两端的橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向的相对位移，实现弹性定位。拉杆允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移，如图4－3（b）所示。
图4－3 拉板式和拉杆式轴箱定位
（a）拉板式轴箱定位；（b）拉杆式轴箱定位
3）转臂式轴箱定位转向架
该转向架又称弹性铰定位，定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。弹性节点允许轴箱与构架在上下方向有较大的位移，其内的橡胶件设计使轴箱在纵向和横向具有适宜的、不同的定位刚度。其结构有如图4－4（a）所示的形式。
图4－4 转臂式轴箱定位和层叠式橡胶弹簧定位
（a）转臂式轴箱定位；（b）层叠式橡胶弹簧定位
4）层叠式橡胶弹簧定位转向架
在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶 ［图4－4（b）］，其垂向刚度较小，使轴箱相对构架有较大的上下方向位移，而它的纵、横向有适宜的刚度，以实现良好的弹性定位。
以上所述的定位方式均为无磨耗的轴箱弹性定位装置，通过对橡胶金属弹性铰或弹性节点的设计，可以实现轴纵、横向不同定位刚度的要求，达到较为理想的定位性能。
2.按弹簧系统分类
1）一系弹簧悬挂
在车体与轮对之间，只设有一系弹簧减振装置，如图4－5（a）所示。它可以设在车体与构架之间，也可以设在构架与轮对之间。
2）二系弹簧悬挂
在车体与轮对之间设有二系弹簧减振装置，即在车体与构架间设弹簧减振装置，在构架与轮对间设轴箱弹簧减振装置，两者相互串联，使车体的振动经历两次弹簧减振的衰减，如图4－5（b）所示。
图4－5 弹簧悬挂装置
（a）一系弹簧悬挂；（b）二系弹簧悬挂
3.按车体与转向架之间载荷传递方式分类
1）心盘集中承载
车体的全部质量通过前后两个上心盘分别传递给前后转向架的两个下心盘，如图4－6（a）所示。
2）非心盘承载
车体上的全部质量通过弹簧悬挂直接传递给转向架构架，或者通过弹簧悬挂装置与构架之间装设的旁承装置传递，如图4－6（b）所示。这种转向架虽还设有心盘回转装置，但它的作用是牵引和转动。
3）心盘部分承载
车体上部质量按一定比例分配，分别传递给心盘和旁承，使它们共同承载，如图4－6（c）所示。
图4－6 车体载荷承载方式
（a）心盘集中承载；（b）非心盘承载；（c）心盘部分承载
4.1.4 转向架检修工艺过程
1.检修工艺概述
工艺是指人们使用工具进行生产时，将材料加工成产品的工作方法及操作技艺。对于机器维修行业，工艺就是人们在维修过程中，为达到维修质量标准所采用的技术、方法和手段。
检修工艺过程，又称工艺流程，是在设备检修过程中，用分解、检査、修复、调整、试验、装配等方法，形成的检修过程。工艺过程一般都由一系列的工序组成，而工序又由工步组成。工序、工步的定义为：
工序：在维修过程中，一组 （或一个）工人，在一个工作地点，对一零件或一部件所施行的、连续进行的工艺过程为一个工序。
工步：在检修过程中，当使用的工具、仪器基本不变时，对一零件或一部件所完成的一部分连续工作称为一个工步。
在检修工作中，由于工作种类十分复杂，工序之间以及工序与工步之间的界限不是绝对的。在实际工作中，一般根据其定义并考虑人员的分布、工作位置和工具设备等因素划分工序、工步。
2.检修工艺过程
城市轨道交通车辆按规定的检修周期在维修基地或车厂进行检修。待修城市轨道交通车辆回至厂、基地直至修竣后的全部过程，称为城市轨道交通车辆某修 （如架修）的检修过程。检修工艺具体流程如图4－7。
上述过程中，从③到⑥是城市轨道交通车辆检修的全部工艺过程。
根据城市轨道交通车辆零部件维修作业方式的不同，可分为现车维修 （即不换件维修）与互换维修两种工艺过程。
图4－7 城市轨道交通车辆检修流程
1）现车维修工艺过程
现车维修是指待修车上的零部件，经过维修消除缺陷后，仍装在原车上而不进行零部件更换的维修方式。
检修前的首道工序是城市轨道交通车辆分解。车辆分解的范围，应根据修程及技术状态来进行。现车维修作业方式中，除报废零件从备品库领取外，其他零件均待修竣后装回原车。这种方式常因待修零件而延长城市轨道交通车辆停修的时间，但其优点是不需储备过多的备用零件，主要用来维修城市轨道交通车辆数量不大的情况。
2）互换维修工艺过程
城市轨道交通车辆定期维修中普遍实行的互换维修，是指从待修车辆上分解下来的零部件，修竣后可组装于同车型的任何检修车上，而并非一定装于原车。这种作业方式能大大缩短检修工时，提高修车效率和效益。
3.检修工艺文件
根据零部件的技术要求，结合厂 （段）的实际情况，并考虑各种因素，将最合理的技术要求、操作方法和程序等，用图、表、文字形式表示出来，并以文件的形式加以规定。这些技术文件就叫工艺文件，通常有如下几种：
1）检修技术标准
检修技术标准是城市轨道交通车辆检修的质量标准，具有法规性。它主要规定城市轨道交通车辆检修的技术要求、检修限度、各修程的备件互换范围等。它一般是按照检修规程编制，如广州地铁 《地铁一号线电动车组架修规程》。
2）检修工艺规程
检修工艺规程是城市轨道交通车辆和零部件维修的作业标准。它规定了使某一维修对象达到该维修技术标准和要求的维修方法和程序。编制工艺规程应依据铁道部颁检修规程、图纸、技术条件以及各级技术标准编制。工艺规程应对质量标准、工艺装备和机具、检测器具、作业环境、重点作业方法和作业要领等做出明确的规定；应广泛采纳新技术、新材料和先进技术装备。检修工艺规程必须得到严格的执行。
3）操作性工艺文件
操作性工艺文件，是具体指导工人进行生产的工艺文件。它针对检修一个具体零部件的全部工艺过程按工作步骤一条一条列出，以具体指导工人操作，如作业手册。
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