为了较为圆满地解决轨道交通车辆通过曲线轨道产生的振动、噪声，采用径向转向架是一个比较彻底的方案措施。

在一般转向架设计中，为提高转向架横向运动稳定性，保证转向架在高速运行时的蛇行运动的稳定性，要求转向架的轮对与轮对间、轮对与构架间有足够的定位刚度及较小的车轮踏面斜度。这种刚性转向架在通过曲线时，由于两轮对在构架中保持平行配置，从而造成转向架的前位轮对的大冲角，轮对在通过曲线时除纯滚动的前进速度外，还产生横向的滑动速度，轮轨的接触面上要提供足够大的横向力，即所谓蠕滑力，使转向架产生瞬时的回转。当蠕滑力不足时，势必使轮缘贴靠钢轨，产生轮缘力，加剧曲线钢轨磨耗、轮缘垂直磨耗和噪声，造成轨距挤宽等。

为了提高转向架通过曲线的能力，又要求轮对与构架的定位尽量柔软，车轮的踏面有较大的斜率，以使转向架过曲线时其轮对能处于（或接近）纯滚动的径向位置，从而可最大限度地降低过曲线时钢轨和轮缘的磨耗以及噪声。解决转向架横向运动稳定性和曲线通过能力这一对矛盾的最有效措施就是采用径向转向架（Radial Truck）。

径向转向架能保证具有足够的直线运动稳定性的同时减少过曲线时的轮对冲角，使轮对的轴线尽量指向曲线的半径方向，减少轮缘和钢轨的磨耗以及侧向力，降低动力消耗和过曲线时轮轨的摩擦噪声，特别适宜于小半径曲线上车辆运行的要求，具有较大的技术经济意义。径向转向架可分为自导向转向架 （self-steering truck）和迫导向转向架（forced steering truck）。

自导向径向转向架是依靠轮轨间的蠕滑力进行导向的，它利用进入曲线时轮对间产生的蠕滑力，通过转向架自身导向机构的作用，使轮对“自动”进入曲线的径向位置。从转向架曲线运行的动力学分析可知，由于轮对的车轮支点所产生的滑动速度分量W，必将在其反方向产生一个滑动摩擦阻力（见图15 42），即蠕滑力，从而使转向架受到一个与曲线运行方向相反的摩擦力矩MR 的作用。

图15-42　对角斜撑自导向转向架作用原理

式中 Q——车轮支反力，即轮轨接触反力；

μ——车轮支点摩擦系数；

qi——回转中心至车轮支点的距离，即滑动臂。

“卡滞-滑动”效应所引起的该滑动摩擦力矩使后轮对相对曲线中心的角偏移减少，使前轮对相对曲线中心的角偏移增大，从而使后轮对总是比前轮对更接近于曲线的径向位置。(www.daowen.com)

曲线运行时，作用在转向架车轮上的滑动摩擦力可分解为纵向分量和横向分量（见图15-43）。显然，纵向分量所产生的后轮对上的径向回转摩擦力矩M R2 =∑（φx2 S），其值必大于作用于前轮对上的反径向回转力矩M R1 =∑（φx1 S），而横向分量被钢轨对轮缘的力H yi所平衡，后轮对这个正的过剩力矩可由对角斜撑连接元件传递至前轮对，驱使前轮对也向着曲线的中心。这就是自导向径向转向架的作用原理。

图15-43　曲线运行摩擦力矩MR对轮对倾角的影响

对于运行速度较低，横向运动稳定性要求不高的情况，最简单的自导向转向架方案为采用一系柔性悬挂，降低轮对横移及摇头刚度，由于轮对车轮踏面锥度的存在，在过曲线时轮对就能自动趋于径向位置。

图15-44　Scheffel转向架

1—副构架；2—对角斜撑；3—承载鞍与侧架间的夹层橡胶垫

自导向转向架区别于常规转向架的两个根本特点如下：

（1）两轮对间可以直接传递作用力，使轮对蛇行与车体转向架蛇行解耦，有利于车体的横向稳定性，临界速度可因此提高10%～30%。

（2）可以任意加大轮对间的相对剪切刚度而不影响曲线通过性能，这可以降低冲角，减轻轮缘磨耗。

最先取得成功并已得到普遍应用的轮对自导向转向架是南非铁路的对角斜撑转向架，发明者是南非铁路工程师Herbert Scheffel，所以又称为Scheffel转向架（见图15-44）。