Анализ работы железнодорожного транспорта, страница 9

В наиболее продвинутой системе управления наклоном кузовов вагонов, применяемой японской железнодорожной компанией JR Central, в компьютер заложена информация о всех линиях, на которых может быть в обращении данный поезд. Перед отправлением машинист выбирает соответствующий маршрут, а одометрический счетчик пройденного пути отслеживает движение поезда. Благодаря этому система заранее, еще до входа в кривую, точно «знает», когда следует привести в действие механизм наклона и какой угол наклона при этом необходим. Информация, заложенная в базу данных, подкрепляется сигналами от напольных индукторов, установленных в соответствующих местах пути.

Есть прогресс и в исполнительном приводе механизмов наклона. Если ранее преобладал пневматический привод, то затем стандартным стал гидравлический как более быстродействующий. Однако эксперименты последнего времени, проведенные, в частности, в Великобритании и Швейцарии, показали достоинства электрического привода. Электрические серводвигатели получают сигнал от полупроводниковой аппаратуры системы управления, а преобразование вращения ротора в поступательное перемещение рабочих органов механизма наклона осуществляется с помощью высокоэффективных редукторов типа винт — роликовая или шариковая гайка. Хотя электрический привод не так компактен и удобен для монтажа, как гидравлический, он обладает существенными преимуществами, которые обусловливают его применение на новейшем подвижном составе с наклоняемыми кузовами.

Изменения в конструкции кузова вагона. На современном уровне развития систем наклона кузова сервопривод размещается в основном или полностью на тележке. Поэтому больше нет необходимости вносить изменения в конструкцию кузова, как это было, например, на ETR401. На электропоездах с наклоном кузова необходимо обеспечить, чтобы при прохождении кривых токоприемник не наклонялся вместе с кузовом. Самым простым способом эта проблема решается путем использования головных моторных вагонов без наклона кузова (поезд Х-2000). Фирма Fiat устанавливает на раме с первичным рессорным подвешиванием опорное ярмо, опираясь на которое токоприемник не зависит от наклона кузова вагона. На ICT это решение усовершенствовано за счет применения направляющих тяг, чтобы обеспечить более широкий проход в вагоне. Фирмы Talbot, DWA, Fiat – SIG и Siemens предлагают боковое смещение для компенсации наклона кузова вагона, которое должно обеспечиваться без вмешательства в конструкцию кузова, но при котором требуются дополнительные устройства управления для токоприемника. Однако это предложение до сих пор еще не было в достаточной мере конкретизировано.

Сервопривод. В активных системах наклона современный технический уровень определяется применением гидравлического сервопривода. Его преимуществом является то, что при высоких рабочих давлениях (150- 200 бар) он может быть выполнен очень компактным и в то же время генерировать большие усилия для приведения в действие исполнительных механизмов. Благодаря использованию электромагнитных клапанов можно обеспечить быстрое и точное управление. Однако при установке гидравлики на подвижном составе должна быть установлена автономная система энергоснабжения для системы наклона кузова. Во избежание этого недостатка в более поздних системах наклона стал использоваться частично электрический привод (AEG, SGP, SIG). Такие преимущества, как малая потребность в уходе, простота настройки и изменение скорости регулирующего воздействия, говорят в пользу привода этого типа.

Уровень оси вращения. Различные исследования и многочисленные испытания показали, что ось вращения для системы наклона кузова относительно продольной оси подвижного состава в идеальном случае должна проходить на уровне поверхности сидений или немного выше (на уровне живота сидящего человека). При таком расположении оси вращения вероятность возникновения неприятного ощущения у пассажиров минимальна. Если ось вращения будет проходить на уровне пола или ниже, то наклон будет восприниматься как боковая качка (опасность возникновения эффекта морской болезни у пассажиров).

Во многих системах наклона ось вращения расположена на высоте от 300 до 700 мм над уровнем пола.

Полезный угол наклона. С помощью устройства смещения кузова вагона можно установить максимальный угол наклона по отношению к вертикали. В соответствии со свойствами первичного и вторичного подвешивания при быстром прохождении криволинейных участков пути кузов вагона из-за возникающих центробежных сил будет наклоняться на внешнюю сторону кривой. Эффективно используемый для уменьшения воздействующего на пассажиров бокового ускорения угол наклона, как правило, на 1- 2,5 град. меньше угла, устанавливаемого с помощью устройства смещения кузова. Обычно в технической литературе и в рекламных проспектах указывается не полезный, а устанавливаемый угол наклона. Однако выводы о полезном угле наклона можно сделать по форме кузова вагона.

Поперечное рессорное подвешивание. Поперечное рессорное подвешивание осуществляется, как и на традиционном подвижном составе, через вторичное подрессоривание. Если устройство для смещения кузова вагона расположено над вторичным подрессориванием, то устанавливается активное поперечное рессорное подвешивание или поперечное центрирование. Эта мера объясняется очень сильной нагрузкой вторичного рессорного подвешивания (в поперечном направлении) и преподносится в качестве дополнительной меры по повышению комфорта для пассажиров. Активное поперечное рессорное подвешивание отвечает также и за поперечное смещение кузова вагона, которое в других случаях контролируется самим сервоприводом или поперечно установленным сервоцилиндром.

4.5 Область применения поездов с наклоном кузова