UA67377U - Високошвидкісний залізничний пасажирський состав - Google Patents

Abstract

Високошвидкісний залізничний пасажирський состав складається з двох ідентичних тягових секцій, кожна з яких містить комплект тягового електрообладнання. Кожен комплект тягового електрообладнання розподілений по трьох вагонах тягової групи, яка складається з головного моторного вагона, проміжного причіпного вагона, в якому встановлений тяговий трансформатор, і ще одного моторного вагона з тяговим перетворювачем. При цьому головні моторні вагони вільні від струмоприймачів і розміщені по краях состава, який доповнюється щонайменше двома додатковими причіпними вагонами.

Description

Для підвищення безпеки пасажирів кожний головний вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу оснащений креш-системою, яка містить енергопоглинаючі елементи у вигляді циліндричних деталей, що деформуються океровано, з сумарним енергопоглинанням верхнього пояса, бічних креш-елементів і автозчеплення не менше 2 МДж, а в районі тамбура кожного вагона передбачені жертовні зони, що мають знижену міцність у порівнянні з основною частиною кузова.

Далі запропонована корисна модель буде розкрита більш детально, з посиланням на графічні матеріали, на яких: фіг. 1 - зображена принципова схема головного вагона, фіг. 2 - зображена принципова схема моторного вагона, фіг. З - зображена принципова схема додаткового причіпного вагона.

Описуваний в рамках цієї заявки состав буде використовуватися, переважно, на залізницях з шириною колії 1520 мм, для зручності його використання і обслуговування передбачається, що всі вагони будуть мати уніфіковане виконання відповідно до типу вагона. Пропонований состав є, по суті, високошвидкісним електропоїздом з розподіленою тягою, виконаним за технологією моторвагонних електропоїздів.

Основною характерною рисою пропонованої корисної моделі є модульний принцип, що належить як до компонування тягового обладнання, так і до формування состава. Кожний комплект електроустаткування виконаний у вигляді окремих блоків, розподілених по трьох вагонах. Можна гнучко змінювати кількість вагонів у потягу, включаючи до состава причіпні вагони додатково до основних тривагонних груп, а також об'єднувати кілька потягів, для чого головні вагони оснащені автозчепленням зі з'єднанням ланцюгів керування і пневматичних магістралей. Можна, зокрема, формувати "гібридні" поїзди.

В основному варіанті виконання запропонований состав включає не більше десяти вагонів. На кінцях состава розташовані так звані тягові групи з трьох вагонів кожна, між якими можуть бути включені додаткові причіпні вагони.

Кожен комплект тягового електрообладнання розподілено на три вагони тягової групи, яка складається з головного моторного вагона, проміжного причіпного вагона, в якому встановлений тяговий трансформатор, і ще одного моторного вагона з тяговим перетворювачем.

Головний моторний вагон 1 утворює обтічну голову состава і містить кузов з вікнами 2 та дверима З з кожної бічної сторони і лобову частину, в якій розташована кабіна управління.

Для лобової частині головного вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу було необхідно забезпечити поєднання гарних аеродинамічних характеристик, привабливого зовнішнього вигляду і технологічності у виготовленні, для чого лобова частина виконана подовженою, оснащена опуклим лобовим склом 4 і аеродинамічною захисною юбкою 5.

Для підвищення здатності сприйняття ударних навантажень при зіткненні в конструкцію лобових частин включена креш-система, яка містить енергопоглинаючі елементи у вигляді циліндричних деталей, що керовано деформуються, з сумарним енергопоглинанням верхнього пояса, бічних креш-елементів і автозчеплення не менше 2 МДж.

Наявність креш-системи обумовлено вимогами техніки безпеки та технічного регламенту «Про безпеку інфраструктури та рухомого состава високошвидкісного залізничного транспорту», при цьому запропонований спосіб її реалізації та високе енергопоглинання пропонованої креш-системи дозволяють використовувати її на головних вагонах у составах залізничних транспортних засобів, що рухаються зі швидкостями, що значно перевищують 200 км / годину.

Аеродинамічна захисна юбка 5, крім функції зменшення опору потоку набігаючого повітря, виконує також роль рельсоочищувача, для чого її нижня частина має Ш- або М-подібний поперечний переріз.

Оскільки в головному вагоні, не дивлячись на те, що він є моторним, відсутній струмоприймач, на даху розміщені повітрозабірник б тягової установки і кліматична установка 7, які встановлені в аеродинамічних корпусах.

Моторний вагон 8 високошвидкісного залізничного транспортного засобу містить кузов з вікнами 9 і дверима з кожної бічної сторони.

Залежно від умов експлуатації, моделі моторного вагона і типу контактної мережі на пропонованому вагоні може бути встановлений струмоприймач для контактної мережі змінного або постійного струму. Щоб запобігти відривам розташованого на даху струмоприймача 11 від контактного проводу, спирання його виконано так, що нахил кузова не впливає на положення струмоприймача 11.

На даху, крім струмоприймача 11, розміщені повітрозабірник 12 тягової установки і кліматична установка 13, які встановлені в аеродинамічних корпусах.

Всі моторні вагони високошвидкісного залізничного транспортного засобу спираються кожен на два моторних візки 14.

Кожний моторний візок 14 містить дві моторні колісні пари.

Кожна моторна колісна пара містить вісь, одноступінчатий осьовий редуктор, два напресованих на вісь колеса, кожне з яких має на дисковій частині два гальмівних диски і два буксових вузли, кожен з яких оснащується температурним датчиком.

Кожна моторна колісна пара пов'язана з одноступінчастим осьовим редуктором і тяговим двигуном, розташованим перпендикулярно поздовжній осі моторного візка. Для зв'язку згаданого редуктора з тяговим двигуном передбачена зубчаста муфта з дуговими зубами.

Запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити ефективність передачі крутного моменту за рахунок підвищення К.К.Д. зубчастої передачі та зменшення втрат на тертя.

Як тягові двигуни можуть бути використані асинхронні двигуни, наприклад чотириполюсні асинхронні двигуни трифазного струму з короткозамкнутим ротором, безкорпусним статором і примусовим повітряним охолодженням, що дозволить підвищити К.К.Д. і потужність тягового приводу і знизити його втрати.

Додатковий причіпний вагон 15 містить кузов з вікнами 16 та дверима 17 з кожної бічної сторони.

На даху розміщені кліматична установка 18, а також гальмівний опір 19, які встановлені в агродинамічних корпусах.

Кожний причіпний вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу спирається на два немоторних візки 20.

Кожний немоторний візок 20 містить дві немоторні колісні пари.

Кожна немоторна колісна пара містить вісь, два напресованих на вісь колеса, а також встановлені на осі основний гальмівний диск і два додаткові гальмівних диски, розміщених по обидві сторони від основного гальмівного диска на рівних відстанях від нього. Маточини всіх гальмівних дисків напресованих на вісь, робоча частина кожного гальмівного диска знімною кріпиться до маточини за допомогою кріпильних елементів і в робочій частині кожного гальмівного диска передбачені вентиляційні канали, які утворені ребрами охолодження.

Винос гальмівних дисків в простір між колесами і розташування їх на рівній відстані один від одного дозволяє знизити динамічні та температурні навантаження на колеса і елементи гальмівної системи і більш ефективно розподіляти і використовувати гальмівні сили, значно зменшуючи гальмівний шлях рейкового транспортного засобу.

Кузови всіх вагонів виконані за схожим принципом. Як несучі і з'єднані з кузовом конструкційні елементи кожного вагона використовуються алюмінієві профілі за технологією безперервного лиття та алюмінієві листи.

Кузов кожного вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу являє собою легку алюмінієву монококову конструкцію з застосуванням великогабаритних пресованих профілів.

Кузов кожного вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу у зоні бічних стінок, даху і торцевих стінок в основному являє собою зовнішню оболонку повністю обладнаного вагона і повністю захищеного від корозії.

Бічні стінки з вертикальними стійками віконних прорізів кожного вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу виготовляються у вигляді укладених між шарами зовнішньої і внутрішньої обшивки стільникових конструкцій з підсилюючими елементами, дах - з порожніх конструкцій з вбудованими прорізами для повітроводів системи кондиціонування повітря.

Монококова конструкція, крім простоти виготовлення та надійності, дозволяє збільшити жорсткість кузова, підвищити ефективність сприйняття і передачі тягових і гальмівних зусиль.

Алюмінієві матеріали дозволяють значно полегшити складальні і ремонтні процеси, зменшують масу вагонів і повністю виключають їх корозію.

Підлога кузова поділяє кожний вагон на жилу і технічну частини. Технічна частина призначена для розміщення підвагонного обладнання і закрита з боків агродинамічною захисною юбкою 21.

Для виготовлення настилу підлоги використані екструдовані порожнисті профілі, що укладаються на поздовжні балки. З нижнього боку настилу є напрямні, до яких кріпляться модульні блоки підкузовного обладнання.

Аеродинамічна юбка 21 захищає підвагонне обладнання і дозволяє змінювати його компонування найбільш оптимальним чином. Крім цього, згадана юбка 21 сприяє значному зменшенню аеродинамічного опору, що веде до підвищення швидкісного режиму.

Для підвищення здатності сприйняття ударних навантажень при зіткненні в кінцевій частині кузова в районі кожного тамбура кожного вагона передбачені жертовні зони, що мають знижену міцність у порівнянні з основною частиною кузова. Ці частини при аварійних зіткненнях вагонів, починаючи деформуватися, гасять значну частину енергії удару, що підвищує безпеку пасажирів під час удару.

Наявність жертовних зон обумовлено вимогами техніки безпеки та технічного регламенту «Про безпеку інфраструктури та рухомого состава високошвидкісного залізничного транспорту».

З метою компенсації відцентрової сили при великій швидкості руху в кривих у кожному вагоні передбачено пристрій, який нахиляє кузов вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу всередину кривої за допомогою гідравлічної системи. Іншими словами, воно діє як додаткове підвищення зовнішньої рейки.

Процес нахилу кузова включається автоматично, при цьому максимальний кут відхилення від вертикалі складає 8". Таким чином, за рахунок активної системи нахилу при збереженні колишнього рівня безпеки руху та плавності ходу можна значно збільшити швидкість проходження кривих і, отже, підвищити маршрутну швидкість поїздів.

Крім механізму нахилу, візки кожного вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу оснащені системою активного в поперечному напрямку ресорного підвішування. Ця система забезпечує центрування положення кузова щодо візків навіть при проходженні кривих з високим поперечним прискоренням, що підвищує рівень комфорту для пасажирів. Для цього на кожному візку встановлені два розташованих по діагоналі пневматичних циліндри, які переміщують кузов в поперечному напрямку. Стиснене повітря подається в циліндри за допомогою пневморозподілювачів з пропорційним керуванням, які контролюються мікропроцесором системи нахилу відповідного візка. Активне ресорне підвішування функціонує у всьому діапазоні швидкостей незалежно від системи нахилу кузова.

Для зменшення аеродинамічного опору, а також для підвищення рівня комфорту двері всіх вагонів високошвидкісного залізничного транспортного засобу виконані автоматичними, зовнішніми, притульно-зсувного типу.

Таким чином, пропоновані конструкція і компонування заявлюваної корисної моделі дозволяють створити високошвидкісний залізничний пасажирський потяг, здатний розвивати швидкість не менше 300 км/годину за рахунок одночасного зниження маси вагонів, зниження загального аеродинамічного опору, більш ефективного розподілу і розміщення підвагонного обладнання, підвищення К.К.Д. тягового приводу, а також за рахунок підвищення ефективності сприйняття і передачі тягових і гальмівних зусиль.

їх х Ж

Ка в я цк

З Х 2 їй нн В Я

Н я ВУЗИ КОМИ НИ НК УНН АЛ ОА : М ИН

АХ Ка і А ААЗАААААААААМАЛАААААААААЧАМУЧАААААААЛААН АЛ АНА і ММ ти ж

ОК В С КО КО ен НУх злили и Вк М о он С а НВ

У я в їх у їк г х

А

1: шо Не їх реко ЗНИК Пи ВИ ща «ВЖК нн нн в нн в В не во Во СН

НК щ Щі Я вдо МЕ м 15 М х ь

Чні, 2

Ж

Ще їх й І ун КЕНЕ КК ВА

Ід. Ка ОМ

Соком в кк К в в ОХ ху з чі и ща