KnigaOmelyanenko

3.7. Испания

Моторный вагон имеет 2 двухосные тележки. Тяговый двигатель крепится на раме тележки через маятниковую подвеску, а редуктор установлен на оси колесной пары. Относительное перемещение двигателя и редуктора компенсируется при помощи муфты с арочными зубьями. Тележки типа Flexifloat имеют колесную базу 2650 мм и диаметр колес 1040 мм. Рама тележки состоит из двух продольных балок коробчатого сечения и трех поперечных — двух концевых и одной средней. Первичное рессорное подвешивание выполнено на винтовых пружинах (по 2 на каждом буксовом подшипнике). Направление колесных пар, а также передача тяговых и тормозных усилий производится с помощью горизонтальных поводков. Вторичное рессорное подвешивание также выполнено на винтовых пружинах, установленных на продольных балках. Величи- на поперечных перемещений тележки ограничивается резиновыми упорами. Одноосные тележки промежуточных вагонов также имеют двухступенчатое рессорное подвешивание. Пружины первой ступени находятся над буксой каждого колеса, а вторая ступень встроена в механизм системы наклона кузовов (ðèñ. 3.28). Здесь кузов вагона опирается на два резиновых пневматических баллона, расположенных высоко (практически под крышей вагона) и прикрепленных к колоннам, опирающимся на раму тележки. В баллонах, пневмати- чески накоротко соединенных между собой, поддерживается избыточное давление. Наклон кузовов вагонов осуществляется при входе в кривую за счет естественного воздействия центробежной силы, при этом внутренний по отношению к центру кривой воздушный баллон сжимается, и воздух из него переходит во внешний баллон. Пассивная система наклона кузова позволяет осуществить наклон всего на 4...5°, но с учетом низкого центра масс и пола вагона этого становится достаточно для значительной компенсации боковых непогашенных ускорений.

На каждой колесной паре моторных вагонов смонтировано по три тормозных диска (1 на оси, по одному на колесах). На колесных парах прицепных вагонов — четыре (2 на оси и по одному на колесах). На каждом моторном вагоне имеется также рекуперативный тормоз мощностью 3200 кВт.

91

Глава 3. Высокоскоростной транспорт Европы

3.8. Скоростной железнодорожный транспорт

Здесь речь пойдет железнодорожном транспорте, где подвижной состав перемещается со скоростями до 160...200 км/ч. Инфраструктура железнодорожного транспорта в Европе создавалась в основном в 19 веке, когда скорости не превышали значения 100 км/ч. Установлено, что при принятых тогда геометрических параметрах пути ( радиус кривой, возвышение рельса, максимально допустимый недостаток возвышения) и использовании обычных вагонов скорость выше 130 км/ч возможна только на ограниченных участках между кривыми. Поэтому в середине 20-го века в Европе начались интенсивные работы по созданию подвижного состава для достижения более высоких скоростей движения на существующих линиях. При этом предусматривался лишь минимальный объем реконструкции существующих путевых сооружений. Решение было найдено в создании вагонов с устройствами наклона кузовов для компенсации поперечного ускорения даже при прохождении кривых с повышенной скоростью. На сегодняшний день поезда с такими вагонами эксплуатируются во многих странах (òàáë. 3.5). Кроме указанных в таблице, это еще и Швейцария, Словения, Португалия [33]. В деле создания таких поездов лидирует Италия — семейство поездов Pendolino.

Из множества технических решений по обеспечению наклона кузовов вагонов в кривых наиболее привлекательными являются активная — Pendolino и пассивная — Pendular.

В поездах типа Pendolino применена маятниковая система принудительного наклона кузовов с помощью гидроцилиндров и микропроцессорной системы управления. Устройства управления включением принудительного наклона установлены только на тележках концевых вагонов. На моторном вагоне измерения ведутся в направлении движения двумя акселерометрами и двумя гироскопами на задней тележке, а также двумя акселерометрами на передней тележке. Гироскопы предназначены для измерения изменения высоты одного рельса по отношению к другому в переходных кривых. Акселерометры определяют изменение центробежной силы на тележке. Сигналы гироскопов и акселерометров, а также данные о

92

3.8. Скоростной железнодорожный транспорт

Таблица 3.5.

Скоростной железнодорожный транспорт Европы

* М – моторный вагон, Т – прицепной, S – с кабиной управления

93

Глава 3. Высокоскоростной транспорт Европы

скорости обрабатываются микропроцессором, и на их основе устанавливается необходимая величина наклона кузова. Угол наклона контролируется обратной связью. Микропроцессор передает данные о наклоне и скорости от головного вагона — к последующим. Таким образом, обеспечивается корректировка величины наклона кузова с учетом удаления отдельных вагонов от головного. В такой системе при угле наклона 6...8° компенсируется до 80% поперечных ускорений.

В соответствии с пассивной системой Pendular кузов вагона во второй ступени подвешивания опирается на два резиновых пневматических баллона, расположенных высоко (практически под крышей вагона) и прикрепленных к колоннам, опирающимся на раму тележки. В баллонах, пневматически накоротко соединенных между собой, поддерживается избыточное давление. Наклон кузовов вагонов осуществляется при входе в кривую за счет естественного воздействия центробежной силы, при этом внутренний по от-

Рис. 3.29. Электропоезд New Pendolino ETR 600

94

3.8. Скоростной железнодорожный транспорт

ношению к центру кривой воздушный баллон сжимается, и воздух из него переходит во внешний баллон. Пассивная система наклона кузова, в отличие от активной позволяет осуществить наклон всего на 4...5° против 6...8°, но с учетом низкого центра масс и пола вагона этого становится достаточно для значительной компенсации боковых непогашенных ускорений.

Остальные узлы и системы поездов с наклоняемыми кузовами мало, чем отличаются от тех, которые используются в высокоскоростных поездах.

Электропоезд New Pendolino представляет собой четвертое поколение поездов из вагонов с наклоном кузовов в кривых [34]. Электропоезда New Pendolino, получившие серийное обозначение ETR 600, в количестве 12 ед. общей стоимостью 240 млн. евро были заказаны компанией Trenitalia в марте 2004г.

Поезда ETR 600 рассчитаны на движение с максимальной скоростью 250 км/час в основном по сети обычных (не высокоскоростных) железных дорог Италии (ðèñ. 3.29).

Использование новых силовых полупроводниковых приборов (IGBT-транзисторов) в тяговом приводе позволило повысить на 37% удельную (по отношению к массе) мощность поезда ETR 600 по сравнению с поездами Pendolino предыдущего поколения, в тяговом приводе которых применены GTO-тиристоры.

В рессорное подвешивание каждой тележки встроен гидравличе- ский цилиндр-активатор, устроенный по классическому «реактивному» типу. Расчет угла наклона кузовов и последовательная передача от одного вагона к другому команды на включение активаторов при движении в кривых осуществляются на основе геометрических параметров пути, измеряемых гироскопами и акселерометрами, установленными на борту поезда. Между тем более прогрессивная система, названная опережающей, которая была недавно показана компанией Alstom на демонстрационном высокоскоростном поезде TGV из вагонов с наклоняемыми кузовами, также присутствует на поезде ETR 600. Она основана на использовании предварительно записанных в запоминающем устройстве бортовой системы управления сведений о маршруте, по которому следует поезд, и, соот-

95

Глава 3. Высокоскоростной транспорт Европы

ветственно, о местоположении и радиусе впередилежащих кривых. Данная система заранее локализует поезд в реальном времени и заблаговременно приводит в действие механизмы наклона кузовов, улучшая тем самым ощущение комфорта у пассажиров за счет наличия большего числа вариантов наклона кузова при входе поезда в каждую кривую. Наконец, на поезде предусмотрена пассивная система безопасности при столкновениях, которая позволяет поглощать 6 МДж энергии соударения в деформируемых зонах лобовых частей концевых вагонов и 1,5 МДж в зонах между вагонами. Каждый электропоезд ETR 600 состоит из двух концевых моторных, двух промежуточных моторных и трех прицепных промежуточных вагонов. Его длина составляет 187,4 м, а осевая нагрузка не превышает 16,5 т. В 7-вагонном поезде имеются 430 мест для сидения.

Тележки моторных вагонов имеют по одной обмоторенной оси, обращенной к середине вагона, с карданным приводом от тягового двигателя, подвешенного под кузовом. Таким образом, поезд имеет восемь приводных осей из 28. Тяжелое электрооборудование, такое, например, как тяговые трансформаторы, установлено под кузовами прицепных вагонов.

Электропоезд ETR 600 рассчитан на питание от двух систем тягового электроснабжения — постоянного тока напряжением 3 кВ, принятой на обычных электрифицированных линиях железных дорог Италии, и переменного тока напряжением 25 кВ и частотой 50 Гц, по которой электрифицированы (и электрифицируются) высокоскоростные линии.

3.9.Следующее поколение высокоскоростных поездов

Âнастоящее время фирма Alstom работает над созданием поезда AGV — первого высокоскоростного поезда сочлененной конструкции с распределенной тягой (ðèñ. 3.30). Состав формируется из модулей, включающих по 3 пассажирских вагона, имеющих 2 оснащенные асинхронными тяговыми двигателями мощностью 600 кВт на каждой оси моторные тележки и одну поддерживающую. Так что 10-

96

3.9. Следующее поколение высокоскоростных поездов

Рис. 3.30. Внешний вид поезда AGV

Рис. 3.31. Дизайнерская проработка поезда Zefiro

97

Глава 3. Высокоскоростной транспорт Европы

вагонный поезд будет иметь 11 тележек вместо 13, как это имеет место в поездах TGV такой же составности и длины (200 м), и на 9% больше пассажировместимость. При массе 363 т, мощности тягового привода 7,2 МВт и 411 пассажирах он сможет развивать скорость 320 км/ч.

Компания Bombardier Transportation работает над созданием высокоскоростных поездов Zefiro (рис. 3.31), основанных на использованиипоследнихдостиженийв областитранспортныхтехнологий. При их создании использован опыт эксплуатации таких поездов, как TGV Duplex, AVE S102, ICE3. Поезда формируются из базовых 4-вагонных секций, куда входят вагоны четырех типов: концевые моторные, промежуточные моторные, прицепные с токоприемником и прицепные без токоприемника. Каждая секция имеет независимый тяговый привод на базе асинхронных двигателей и преобразователей на IGBT-транзисторах. При мощности 6150–8200 кВт 16-вагонные поезда должны развивать скорость 250–350 км/ч.

98

ГЛ А В А

4

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЙ РЫНОК ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

4.1. Россия

Россия занимает четвертое место в мире по пассажирообороту железнодорожного транспорта и не имеет высокоскоростного сообщения. Лидирующее положение по пассажирообороту в высокоскоростном движении занимает Япония (около 75 млрд. пасс-км в год). В странах европейского сообщества (Франции, Германии, Великобритании, Италии, Испании, Швеции) общий пассажирооборот в высокоскоростном движении составляет около 45 млрд. пасс-км в год. Из года в год пассажирооборот в высокоскоростных перевозках увеличивается, т.е. его популярность растет. Всего в эксплуатации на зарубежных железных дорогах по состоянию на нача- ло 2000 г. находилось 13375 вагонов высокоскоростного пассажирского состава, из них около 45% в моторвагонном исполнении.

Скоростное движение на железных дорогах России в настоящее время организовано между Москвой и Санкт-Петербургом с помощью двух электропоездов ÝÐ200 (ðèñ.4.1), изготовленных Рижским машиностроительным заводом, и имеющих максимальную скорость движения 200 км/ч. Первый из них был введен в эксплуатацию в 1983 г., второй - в 1995 г. В разное время эксплуатировались также поезда из вагонов локомотивной тяги и электровозов ЧС200.

В соответствии с Государственной научно-технической программой «Высокоскоростной экологически чистый транспорт» в 1991 г. в России были начаты работы по созданию высокоскоростной специализированной магистрали Санкт-Петербург — Москва. Реализацию проекта поручено осуществлять Российскому открытому акционерному обществу «Высокоскоростные магистрали» (РАО ВСМ).

На магистрали должны эксплуатироваться создаваемые РАО ВСМ высокоскоростные экологически чистые поезда но-

99

Глава 4. Потребительский рынок высокоскоростных технологий

Рис. 4.1. Электропоезд ЭР200

Рис. 4.2. Электропоезд «Сокол»

100