Анализ работы железнодорожного транспорта, страница 11

Для распознавания начала и окончания кривой, а также для регулирования системы наклона кузова применены малогабаритные инерциальные сенсорные блоки. Они состоят из электронных схем и датчиков ускорений, с помощью которых постоянно определяют свое абсолютное положение в пространстве. В кузове каждого вагона поезда такой сенсорный блок служит для определения угла наклона кузова по отношению к инерциальной базовой системе. Для распознавания начала кривой и выполнения предварительных функций управления на рамах первой и последней тележек поезда также предусмотрены сенсорные блоки. Они разработаны специально для железнодорожного подвижного состава и впервые испытаны в опытных поездках в 1993г.

Наклоняемый токоприемник

В электропоездах из вагонов с наклоняемыми кузовами обычная установка токоприемника на крыше невозможна, поскольку недопустимо, чтобы он наклонялся вместе с кузовом. В связи с этим во всех применяемых на практике системах наклона токоприемники связаны с тележками, а не с кузовами. Существуют ненаклоняемые токоприемники, опирающиеся на тележку, и современные конструкции, в которых наклон компенсируется специальным механизмом.

В системе фирмы Siemens пришлось полностью отказаться от механической связи с ходовой частью и разработать токоприемник с электронным управлением и активной самоустановкой. Система состоит из платформы, которая по аналогии с системой наклона кузова подвешена на маятниковых рычагах, что позволяет компенсировать угол наклона и поперечное перемещение крыши вагона при сохранении положения по отношению к контактному проводу. Компенсирующие перемещения активно осуществляет электромеханический исполнительный привод, аналогичный приводу наклона кузова. На этой платформе можно смонтировать стандартный токоприемник без внесения изменений в его конструкцию. Платформу с токоприемником можно устанавливать в обычном углублении в крыше вагона. При этом дополнительно углублять его не требуется.

Конструктивное исполнение

Взятый в аренду у Федеральных железных дорог Австрии (ÖBB)пассажирский двухтележечный вагон был использован как функциональный образец для испытаний новой системы наклона кузова и ее сенсорики, электроники и устройств электроснабжения.

Механическая часть

Тележки были сконструированы и изготовлены для оптимальных параметров динамики движения. Конструкция первичного рессорного подвешивания выполнена на базе модульной системы тележки SGP 400. Первая ступень рессорного подвешивания воспринимает вертикальные и горизонтальные перемещения рамы тележки по отношению к колесным парам и тем самым гарантирует их оптимальное направление в колее. Простота конструкции направления колесных пар, высокая точность геометрии рамы тележки, короткая база(2,5м) и малая осевая нагрузка (около 12,5 т) обеспечивают высокую плавность хода вагона даже при повышении на 30 % скорости следования в кривых, в том числе и с малыми радиусами.

Во вторичном рессорном подвешивании применены пневморессоры, установленные между рамой тележки и нижней траверсой (см. рис. 4.2). Воздушный резервуар для подпитки пневморессор удалось встроить в траверсу. На случай выхода из строя одной из пневморессор предусмотрены аварийные резиновые амортизаторы.

Исполнительные механизмы системы наклона полностью интегрированы в конструкцию тележки. Кузов монтируется на верхней маятниковой балке, несущей четыре маятниковые подвески. В исходном положении виртуальный центр поворота маятниковой системы располагается на высоте 1,65 м над УГР. Исполнительный электромеханический механизм установлен между нижней траверсой и верхней маятниковой балкой. Пневмоцилиндры для поперечного центрирования кузова вагона размещены попарно друг против друга в тележке впереди и позади механизма наклона кузова. Против каждого цилиндра поперечного центрирования находится гаситель колебаний, который может быть выполнен полуактивным.

Ходовые испытания

Ходовые испытания опытного поезда с двумя электровозами серии 1114 проходили на сети ÖВВ в четыре этапа в период с 11 мая 1995 г. по 10 мая 1996 г. Целью опытных поездок было изучение поведения ходовой части с системой электронного регулирования на участках с большим числом кривых при высоких значениях некомпенсированного поперечного ускорения на УГР при скорости до 187 км/ч. Испытательные поездки проводились на участке Вена - Хоенау. Для быстрого прохождения кривых с некомпенсированным боковым ускорением до 2 м/с2 использовали два участка Цельтвег- Унцмаркт и Мариахоф - Лаунсдорф южной линии. Измерения и анализ результатов проводила метрологическая группа ÖВВ. Для измерения сил взаимодействия колес и рельсов в одной из тележек опытного вагона и под электровозом использовали измерительные колесные пары ÖВВ.

В ходе испытаний получены положительные результаты. В поездках со скоростью 187км/ч не было отмечено неустойчивых режимов движения. Скоростное прохождение кривых при значениях некомпенсированного бокового ускорения до 2 км/с2 показало, что сумма направляющих сил между колесом и рельсом на всех четырех колесных парах не превышала предельных сил сдвига пути. Например, сумма действующих на рельсы поперечных сил первой и второй колесных пар передней тележки даже при высоких некомпенсированных ускорениях значительно ниже заданного предельного значения 50,8 кН. Колебания динамических сил также были небольшими. Результаты оценки соотношения сил показывают, что критические ситуации в отношении схода с рельсов во время ходовых испытаний не возникали.

Измерявшиеся сигналы, характеризующие боковые ускорения передней и задней тележек, пропускали через фильтр низких частот. Небольшие значения боковых ускорений подтвердили высокую эффективность системы поперечного центрирования кузова. Особенно важно, что с помощью этой системы можно значительно ограничить прогрессивное увеличение значений, вызываемое ростом бокового ускорения. В данном случае исключены удары о боковые упоры благодаря увеличенной жесткости подвешивания в поперечном направлении.