RU104901U1

RU104901U1 - MOTOR WAGON OF HIGH-SPEED RAILWAY VEHICLE

Info

Publication number: RU104901U1
Application number: RU2009137247/11U
Authority: RU
Inventors: Валентин Александрович Гапанович; Виталий Петрович Шилкин; Виктор Васильевич Кочергин; Рюдигер МАНГЛЕР; Андреас Липп
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"; Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-05-27
Also published as: UA95360C2

Abstract

1. Моторный вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства, содержащий кузов с окнами и дверями с каждой боковой стороны и моторные тележки с тяговыми двигателями, отличающийся тем, что каждая моторная тележка содержит две моторные колесные пары, каждая из которых оснащена одноступенчатым осевым редуктором и тяговым двигателем, расположенным перпендикулярно продольной оси моторной тележки, для связи тягового двигателя с одноступенчатым осевым редуктором предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова, при этом кузов представляет собой алюминиевую монококовую конструкцию, в качестве несущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов предусмотрены алюминиевые профили и алюминиевые листы, пол кузова разделяет моторный вагон на обитаемую и техническую части, последняя из которых предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой, а на крыше размещены воздухозаборник тяговой установки и климатическая установка. ! 2. Вагон по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена его эксплуатация на железных дорогах с шириной колеи 1520 мм. ! 3. Вагон по п.1, отличающийся тем, что тележки оснащены системой активного в поперечном направлении рессорного подвешивания. ! 4. Вагон по п.1, отличающийся тем, что двери выполнены автоматическими, наружными, прислонно-сдвижного типа. ! 5. Вагон по п.1, отличающийся тем, что тяговые двигатели являются асинхронными тяговыми. ! 6. Вагон по п.5, отличающийся тем, что ас� 1. A motor car of a high-speed railway vehicle, containing a body with windows and doors on each side and motor bogies with traction motors, characterized in that each motor carriage contains two motor wheel pairs, each of which is equipped with a single-stage axial gearbox and a traction motor, located perpendicular to the longitudinal axis of the motor trolley, for the connection of the traction motor with a single-stage axial gearbox, a gear clutch with arc teeth is provided, sacrificial zones are provided in each end part of the body in the area of the vestibule, which have a reduced strength compared to the main part of the body, while the body is made of aluminum monocoque structure, as load-bearing structural elements connected to the body, aluminum profiles and aluminum sheets are provided, the floor of the body divides the motor car into an inhabited and technical part, the last of which is designed to accommodate an undercarriage equipment and is closed from the sides by an aerodynamic protective skirt, and on the roof there is an air intake of the traction unit and an air conditioner. ! 2. A car according to claim 1, characterized in that it is intended to be operated on railways with a track gauge of 1520 mm. ! 3. A car according to claim 1, characterized in that the bogies are equipped with a transversely active spring suspension system. ! 4. The car according to claim 1, characterized in that the doors are made of automatic, external, reclining-sliding type. ! 5. A car according to claim 1, characterized in that the traction motors are asynchronous traction motors. ! 6. A car according to claim 5, characterized in that as�

Description

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано для формирования пассажирских составов высокоскоростного железнодорожного транспорта.The invention relates to rail transport and can be used to form passenger trains of high-speed rail.

Вся история развития железнодорожного транспорта связана со стремлением к повышению рабочих скоростей движения поездов, обеспечению минимального времени нахождения в пути, увеличению использования провозной способности магистралей и повышению комфортабельности пассажиров.The whole history of the development of railway transport is connected with the desire to increase the operating speeds of trains, to ensure a minimum travel time, to increase the use of the carrying capacity of highways and to increase passenger comfort.

Высокоскоростной наземный транспорт в современном понятии - это железнодорожный транспорт, обеспечивающий движение поездов со скоростью более 200 км/ч.High-speed ground transport in the modern concept is a railway transport that provides train movement at a speed of more than 200 km / h.

Из уровня техники известен рельсовый моторный вагон для перевозки пассажиров с, по меньшей мере, одним кузовом, боковые стенки которого имеют окна, а также входные участки с дверьми, причем кузов вагона имеет корытообразную форму, в которой к днищу кузова примыкают боковые стенки решетчатой конструкции, образованные из стоек боковых стенок, нижних продольных балок и верхних продольных поясов, причем верхние продольные пояса двусторонне опираются посредством соединительных балок, а стойки боковых стенок соединены с нижними продольными балками и верхними продольными поясами с обеспечением жесткости на изгиб и служат несущими элементами для укрепленных на них окон и элементов боковой облицовки, при этом на входном участке предусмотрены вертикальные дверные стойки, которые также соединены с нижними продольными балками и верхними продольными поясами и, по меньшей мере, охватывают закрываемое дверьми входное отверстие (см. RU 2162804 С2 от 10.02.2001).A rail motor car is known from the prior art for transporting passengers with at least one body, the side walls of which have windows and also entrance areas with doors, the body of the car having a trough shape in which side walls of the lattice structure adjoin the bottom of the body, formed from racks of side walls, lower longitudinal beams and upper longitudinal belts, the upper longitudinal belts being supported bilaterally by means of connecting beams, and the racks of the side walls connected to the lower longitudinal b by alcoves and upper longitudinal belts providing bending stiffness and serve as load-bearing elements for windows and side claddings fastened to them, while vertical door posts are provided at the inlet section, which are also connected to lower longitudinal beams and upper longitudinal belts and at least , cover the inlet closed by doors (see RU 2162804 C2 of 02/10/2001).

Однако конструкция известного устройства не позволяет развивать значительные скорости из-за неэффективной компоновки тягового оборудования, большого аэродинамического сопротивления, большого крена при прохождении кривых и больших удельных нагрузок на каждую ось.However, the design of the known device does not allow to develop significant speeds due to the inefficient layout of traction equipment, high aerodynamic drag, large roll when passing curves and large specific loads on each axis.

Наиболее близкими аналогами можно считать известные из уровня техники моторный вагон высокоскоростного поезда «Сокол.- 250» или моторный вагон высокоскоростного электропоезда ETR-500 железных дорог Италии, каждый из которых содержит кузов с окнами и дверями с каждой боковой стороны, моторные тележки с продольно расположенными тяговыми двигателями, а также установленный на крыше токоприемник.The closest analogues can be considered the motor car of the high-speed train Sokol.-250, known from the prior art, or the motor car of the high-speed electric train ETR-500 of Italian railways, each of which contains a body with windows and doors on each side, motor trolleys with longitudinally located traction engines, as well as a roof mounted current collector.

Недостатком прототипов, как и в предыдущем случае, является неэффективная компоновка тягового оборудования, большое аэродинамическое сопротивление, большой крен при прохождении кривых и большие удельные нагрузки на каждую ось.The disadvantage of the prototypes, as in the previous case, is the inefficient layout of the traction equipment, a large aerodynamic drag, a large roll during the passage of the curves and large specific loads on each axis.

Задачей предлагаемого изобретения является создание моторного вагона, позволяющего использовать его в составе высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средств, способных развивать скорость до 300 км/ч.The objective of the invention is the creation of a motor car, which allows it to be used as part of high-speed passenger railway vehicles capable of speeds up to 300 km / h.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в возможности повышения скоростного режима железнодорожного транспортного средства за счет одновременного снижения массы вагона, снижения аэродинамического сопротивления, более эффективного распределения и размещения подвагонного оборудования, а также за счет повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий.The technical result achieved by the implementation of the present invention consists in the possibility of increasing the speed mode of a railway vehicle by simultaneously reducing the mass of the car, reducing aerodynamic drag, more efficient distribution and placement of car equipment, as well as by increasing the efficiency of perception and transmission of traction and braking forces .

Указанный технический результат достигается за счет того, что моторный вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства содержит кузов с окнами и дверями с каждой боковой стороны и моторные тележки с тяговыми двигателями. Новым является то, что каждая моторная тележка содержит две моторные колесные пары, каждая из которых оснащена одноступенчатым осевым редуктором и тяговым двигателем, расположенным перпендикулярно продольной оси моторной тележки, для связи тягового двигателя с одноступенчатым осевым редуктором предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова, при этом кузов представляет собой алюминиевую монококовую конструкцивэ, в качестве несущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов предусмотрены алюминиевые профили и алюминиевые листы, пол кузова разделяет моторный вагон на обитаемую и техническую части, последняя из которых предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой, а на крыше размещены воздухозаборник тяговой установки и климатическая установка.The specified technical result is achieved due to the fact that the motor car of a high-speed railway vehicle contains a body with windows and doors on each side and motor trolleys with traction engines. New is that each motor carriage contains two motor wheel sets, each of which is equipped with a single-stage axial gear and a traction motor located perpendicular to the longitudinal axis of the motor car, a gear clutch with arc teeth is provided for connecting the traction motor with a single-stage axial gear, in each end gear body parts in the area of the vestibule are provided sacrificial zones having reduced strength compared to the main body part, while the body is aluminum onococcal construction, aluminum profiles and aluminum sheets are provided as supporting and connected to the body of the structural elements, the floor of the body divides the motor car into inhabited and technical parts, the last of which is designed to accommodate the carriage equipment and is closed from the sides by an aerodynamic protective skirt, and on the roof are placed traction air intake and air conditioning.

Предлагаемый вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства предназначен для эксплуатации на железных дорогах с шириной колеи 1520 мм.The proposed wagon of a high-speed railway vehicle is designed for operation on railways with a gauge of 1520 mm.

В качестве тяговых могут быть установлены асинхронные тяговые двигатели, например, четырехполюсные асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, бескорпусным статором и принудительным воздушным охлаждением.As traction motors, asynchronous traction motors can be installed, for example, four-pole three-phase asynchronous motors with a squirrel-cage rotor, a frameless stator and forced air cooling.

Выполнение кузова монококовым позволяет увеличить его жесткость, повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а выбор в качестве основного материала для изготовления вагона алюминия позволяет значительно снизить массу вагона.The execution of the monocoque body allows you to increase its rigidity, increase the efficiency of perception and transmission of traction and braking forces, and the choice of aluminum as the main material for the manufacture of the car allows to significantly reduce the car weight.

Выполнение моторных тележек с двумя моторными колесными парами, каждая из которых оснащена одноступенчатым осевым редуктором и тяговым двигателем, расположенным перпендикулярно продольной оси моторной тележки, а также осуществление связи тягового двигателя с одноступенчатым осевым редуктором посредством зубчатой муфты с дуговыми зубьями, позволяет значительно повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, что, в совокупности с применением асинхронных тяговых двигателей, ведет к повышению скоростного режима, увеличению мощности при сокращении потерь, увеличению К.П.Д. и более эффективному распределению и компоновке тягового оборудования, т.е. снижению нагрузки на оси.The implementation of motor trolleys with two motor wheel sets, each of which is equipped with a single-stage axial gear and a traction motor located perpendicular to the longitudinal axis of the motor car, as well as the coupling of the traction motor with a single-stage axial gear through a gear clutch with arc teeth, can significantly increase the perception efficiency and transmission of traction and braking forces, which, combined with the use of asynchronous traction motors, leads to an increase in speed MA, increase power while reducing losses, increase KPD and more efficient distribution and layout of traction equipment, i.e. reduce axle load.

Наличие защитных аэродинамических юбок позволяет надежно защищать подвагонное оборудование и менять его компоновку наиболее оптимальным образом, а также ведет к уменьшению аэродинамического сопротивления, что ведет к повышению скоростного режима.The presence of protective aerodynamic skirts allows you to reliably protect the carriage equipment and change its layout in the most optimal way, and also leads to a decrease in aerodynamic drag, which leads to an increase in speed.

Наличие жертвенных зон позволяет повысить безопасность вагона и пассажиров в аварийных ситуациях, что диктуется возросшими скоростями движения.The presence of sacrificial zones can improve the safety of the car and passengers in emergency situations, which is dictated by increased speeds.

Далее предлагаемое изобретение будет раскрыто более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых изображена принципиальная схема предлагаемого вагона.Further, the invention will be disclosed in more detail, with reference to graphic materials, which depict a schematic diagram of the proposed car.

Описываемый в рамках данной заявки вагон будет использован в составе высокоскоростного пассажирского железнодорожного транспортного средства с шириной колеи 1520 мм, для удобства использования и обслуживания которого предполагается, что все вагоны будут иметь унифицированное исполнение в соответствии с типом вагона.The car described in the framework of this application will be used as part of a high-speed passenger railway vehicle with a gauge of 1520 mm, for the convenience of use and maintenance of which it is assumed that all cars will have a unified design in accordance with the type of car.

Моторный вагон 1 электропоезда содержит кузов с окнами 2 и дверями 3 с каждой боковой стороны.The motor car 1 of the electric train comprises a body with windows 2 and doors 3 on each side.

В качестве несущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов используются алюминиевые профили по технологии непрерывного литья и алюминиевые листы.As structural and structural elements connected to the body, aluminum profiles using continuous casting technology and aluminum sheets are used.

Кузов представляет собой легкую алюминиевую монококовую конструкцию с применением крупногабаритных прессованных профилей.The body is a lightweight aluminum monocoque construction using large extruded profiles.

Кузов в области боковых стенок, крыши и торцевых стенок в основном представляет собой наружную оболочку полностью оборудованного вагона и полностью защищен от коррозии.The body in the area of the side walls, roof and end walls is basically the outer shell of a fully equipped wagon and is completely protected from corrosion.

Боковые стенки с вертикальными стойками оконных проемов изготавливаются в виде заключенных между слоями наружной и внутренней обшивки сотовых конструкций с усиливающими элементами, крыша - из полых конструкций с встроенными проемами для воздуховодов системы кондиционирования воздуха.The side walls with vertical racks of window openings are made in the form of honeycomb structures with reinforcing elements enclosed between the outer and inner skin layers, and the roof is made of hollow structures with built-in openings for air conditioning ducts.

Монококовая конструкция, помимо простоты изготовления и надежности, позволяет увеличить жесткость кузова, повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий.The monocoque design, in addition to ease of manufacture and reliability, allows you to increase the rigidity of the body, increase the efficiency of perception and transmission of traction and braking forces.

Алюминиевые материалы позволяют значительно облегчить сборочные и ремонтные процессы, уменьшают массу вагона высокоскоростного железнодорожного транспортного средства и полностью исключают его коррозию.Aluminum materials can significantly facilitate assembly and repair processes, reduce the mass of the carriage of a high-speed railway vehicle and completely eliminate its corrosion.

Пол кузова разделяет головной вагон на обитаемую и техническую части. Техническая часть предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой 4.The floor of the body divides the head car into habitable and technical parts. The technical part is designed to accommodate the carriage equipment and is closed from the sides by an aerodynamic protective skirt 4.

Для изготовления настила пола использованы полые экструдированные профили, укладываемые на продольные балки. С нижней стороны настила имеются направляющие, к которым крепятся модульные блоки подкузовного оборудования.For the manufacture of flooring used hollow extruded profiles laid on longitudinal beams. On the underside of the deck there are guides to which modular units of body equipment are attached.

Аэродинамическая юбка 4 защищает подвагонное оборудование и позволяет менять его компоновку наиболее оптимальным образом. Помимо этого, упомянутая юбка 4 способствует значительному уменьшению аэродинамического сопротивления, что ведет к повышению скоростного режима.Aerodynamic skirt 4 protects the carriage equipment and allows you to change its layout in the most optimal way. In addition, the said skirt 4 contributes to a significant reduction in aerodynamic drag, which leads to an increase in speed.

Для повышения способности восприятия ударных нагрузок при столкновении в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова. Эти части при аварийных соударениях вагонов, начиная деформироваться, гасят значительную часть энергии удара, что повышает безопасность пассажиров во время удара.To increase the ability to absorb shock loads in a collision in each end part of the body in the area of the vestibule, sacrificial zones are provided that have reduced strength compared to the main body part. These parts during emergency collisions of cars, starting to deform, absorb a significant part of the impact energy, which increases the safety of passengers during an impact.

Наличие жертвенных зон обусловлено требованиями техники безопасности и технического регламента «О безопасности инфраструктуры и подвижного состава высокоскоростного железнодорожного транспорта».The presence of sacrificial zones is due to safety requirements and technical regulations "On the safety of infrastructure and rolling stock of high-speed rail."

Исходя из вышеперечисленных условий, на предлагаемом вагоне высокоскоростного железнодорожного транспортного средства может быть размещен тяговый преобразователь.Based on the above conditions, a traction converter can be placed on the proposed wagon of a high-speed railway vehicle.

Тележки оснащены системой активного в поперечном направлении рессорного подвешивания. Эта система обеспечивает центрирование положения кузова относительно тележек даже при прохождении кривых с высоким поперечным ускорением, что повышает уровень комфорта для пассажиров. Для этого на каждой тележке установлены два расположенных по диагонали демпфера, перемещающих кузов в поперечном направлении.Carts are equipped with a system of active in the transverse direction of the spring suspension. This system provides centering of the position of the body relative to the trolleys even when passing curves with high lateral acceleration, which increases the level of comfort for passengers. To do this, on each trolley there are two diagonally located dampers that move the body in the transverse direction.

Для уменьшения аэродинамического сопротивления, а также для повышения уровня комфорта двери 3 выполнены автоматическими, наружными, прислонно-сдвижного типа.To reduce aerodynamic drag, as well as to increase the level of comfort, doors 3 are made automatic, external, reclining-sliding type.

На крыше, помимо воздухозаборника 6 тяговой установки, установлена также климатическая установка 7 в аэродинамическом корпусе.On the roof, in addition to the air intake 6 of the traction unit, an air conditioning unit 7 is also installed in the aerodynamic building.

Моторный вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства опирается на две моторные тележки 8.The motor car of a high-speed railway vehicle is supported by two motor trolleys 8.

Каждая моторная тележка 8 содержит две моторные колесные пары.Each motor carriage 8 contains two motor wheelsets.

Каждая моторная колесная пара содержит ось, одноступенчатый осевой редуктор, два напрессованных на ось колеса, каждое из которых имеет на дисковой части два тормозных диска и два буксовых узла, каждый из которых оснащается температурным датчиком.Each motor wheelset contains an axle, a single-stage axial gear, two wheels pressed onto the axle, each of which has two brake discs and two axle boxes on the disk part, each of which is equipped with a temperature sensor.

Каждая моторная колесная пара связана с одноступенчатым осевым редуктором и тяговым двигателем, расположенным перпендикулярно продольной оси моторной тележки. Для связи упомянутого редуктора с тяговым двигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями.Each motor wheelset is associated with a single-stage axial gear and a traction motor located perpendicular to the longitudinal axis of the motor carriage. To connect the aforementioned gearbox with a traction motor, a gear clutch with arc teeth is provided.

Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность передачи крутящего момента за счет повышения К.П.Д. зубчатой передачи и уменьшения потерь на трение.The proposed technical solution allows to increase the efficiency of torque transmission by increasing KPD gear transmission and reduce friction losses.

В качестве тяговых двигателей могут быть использованы асинхронные двигатели, например, четырехполюсные асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, бескорпусным статором и принудительным воздушным охлаждением, что позволит повысить К.П.Д. и мощность тягового привода и снизить его потери.As traction motors, asynchronous motors can be used, for example, four-pole asynchronous three-phase current motors with a squirrel-cage rotor, a frameless stator and forced air cooling, which will increase KPD and the power of the traction drive and reduce its loss.

Таким образом, предлагаемые конструкция и компоновка заявляемого моторного вагона позволяют использовать его в составах высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средств за счет одновременного снижения аэродинамического сопротивления, снижения массы вагона, возможности более эффективного распределения и размещения подвагонного оборудования, а также за счет повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий.Thus, the proposed design and layout of the inventive motor car allow it to be used in high-speed passenger rail vehicles by simultaneously reducing aerodynamic drag, reducing the mass of the car, the possibility of more efficient distribution and placement of car equipment, as well as by increasing the efficiency of perception and transmission of traction and braking efforts.

Claims

1. A motor car of a high-speed railway vehicle, comprising a body with windows and doors on each side and motor trolleys with traction engines, characterized in that each motor trolley contains two motor wheelsets, each of which is equipped with a single-stage axial gearbox and a traction motor, located perpendicular to the longitudinal axis of the motor carriage, for coupling the traction motor with a single-stage axial gear, a gear clutch with arc teeth is provided in each end The body part in the vestibule area is provided with sacrificial zones having reduced strength compared to the main body part, while the body is an aluminum monocoque structure, aluminum profiles and aluminum sheets are provided as supporting and connected to the body structure, the motor car separates the body floor on the inhabited and technical parts, the last of which is designed to accommodate the carriage equipment and is closed from the sides by an aerodynamic protective skirt, and on the roof p The air intake of the traction unit and the air conditioning unit are located.

2. The wagon according to claim 1, characterized in that it is intended for use on railways with a gauge of 1520 mm.

3. The wagon according to claim 1, characterized in that the trolleys are equipped with a spring-active suspension system in the transverse direction.

4. The car according to claim 1, characterized in that the doors are automatic, external, reclining-sliding type.

5. The car according to claim 1, characterized in that the traction motors are asynchronous traction.

6. The car according to claim 5, characterized in that the asynchronous motors are four-pole asynchronous three-phase current motors with a squirrel-cage rotor, a frameless stator and forced air cooling.