Моторний вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу

1. Моторний вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу, що містить кузов з вікнами та дверима з кожної бічної сторони і моторні візки з тяговими двигунами, який відрізняється тим, що кожний моторний візок містить дві моторні колісні пари, кожна з яких оснащена одноступінчастим осьовим редуктором і тяговим двигуном, розташованим перпендикулярно поздовжній осі моторного візка, для зв'язку тягового двигуна з C2 2 (11) 1 3 З рівня техніки відомий рейковий моторний вагон для перевезення пасажирів з, щонайменше, одним кузовом, бокові стінки якого мають вікна, а також вхідні ділянки з дверима, причому кузов вагона має коритоподібну форму, у якій до днища кузова примикають бокові стінки ґратчастої конструкції, утвореній зі стійок бокових стінок, нижніх поздовжніх балок та верхніх поздовжніх поясів, причому верхні поздовжні пояса двосторонньо спираються за допомогою з'єднувальних балок, а стійки бокових стінок з'єднані з нижніми повздовжніми балками та верхніми повздовжніми поясами із забезпеченням жорсткості при згині та слугують несучими елементами для укріплених на них вікон і елементів бічного облицювання, при цьому на вхідній ділянці передбачені вертикальні дверні стійки, які також з'єднані з нижніми поздовжніми балками та верхніми поздовжніми поясами та щонайменше охоплюють вхідний отвір, що закривається дверима (див. RU2162804 С2 от 10.02.2001). Однак конструкція відомого пристрою не дозволяє розвивати значні швидкості через неефективне компонування тягового обладнання, великий аеродинамічний опір, великий крен при проходженні кривих і великих питомих навантажень на кожну вісь. Найбільш близькими аналогами можна вважати відомі з рівня техніки моторний вагон високошвидкісного поїзда "Сокіл - 250" або моторний вагон високошвидкісного електропоїзда ETR-500 залізниць Італії, кожен з яких містить кузов з вікнами та дверима з кожної бічної сторони, моторні візки із поздовжньо розташованими тяговими двигунами, а також встановлений на даху струмоприймач. Недоліком прототипів, як і в попередньому випадку, є неефективне компонування тягового обладнання, великий аеродинамічний опір, великий крен при проходженні кривих і великі питомі навантаження на кожну вісь. Задачею пропонованого винаходу є створення моторного вагона, що дозволяє використовувати його у складі високошвидкісних пасажирських залізничних транспортних засобів, які здатні розвивати швидкість не менше 300 км/годину. Технічний результат, що досягається при реалізації пропонованого винаходу, полягає в можливості підвищення швидкісного режиму залізничного транспортного засобу за рахунок одночасного зниження маси вагона, зниження аеродинамічного опору, більш ефективного розподілу і розміщення підвагонного обладнання, а також за рахунок підвищення ефективності сприйняття і передачі тягових і гальмівних зусиль. Вказаний технічний результат досягається за рахунок того, що моторний вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу містить кузов з вікнами та дверима з кожної бічної сторони і моторні візки з тяговими двигунами. Новим є те, що кожний моторний візок містить дві моторні колісні пари, кожна з яких оснащена одноступінчастим осьовим редуктором і тяговим двигуном, розташованим перпендикулярно поздовжній осі моторного візка, для зв'язку тягового двигуна з одноступінчастим осьовим редуктором передбачена зубчаста муфта з дуговими зубцями, у кожній 95360 4 кінцевій частини кузова в районі тамбура передбачені жертовні зони, що мають знижену міцність у порівнянні з основною частиною кузова, при цьому кузов є алюмінієвою монококовою конструкцією, як несучі і з'єднані з кузовом конструкційні елементи передбачені алюмінієві профілі та алюмінієві листи, підлога кузова розділяє моторний вагон на жилу і технічну частини, остання з яких призначена для розміщення підвагонного обладнання і закрита з боків аеродинамічною захисною юбкою, а на даху розміщені повітрозабірник тягової установки, кліматична установка і струмоприймач для контактної мережі. Запропонований вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу призначений для експлуатації на залізницях з шириною колії 1520 мм, при цьому передбачена активна система нахилу кузова з гідравлічним приводом. Двері виконані автоматичними, зовнішніми, приставнозсувного типу. Як тягові можуть бути встановлені асинхронні тягові двигуни, наприклад, чотириполюсні асинхронні двигуни трифазного струму з короткозамкненим ротором, безкорпуснимстатором і примусовим повітряним охолодженням. Виконання кузова монококовим дозволяє збільшити його жорсткість, підвищити ефективність сприйняття і передачі тягових і гальмівних зусиль, а вибір алюмінію як основного матеріалу для виготовлення вагона дозволяє значно знизити масу вагона. Виконання моторних візків з двома моторними колісними парами, кожна з яких оснащена одноступінчастим осьовим редуктором і тяговим двигуном, розташованим перпендикулярно поздовжній осі моторного візка, а також здійснення зв'язку тягового двигуна з одноступінчастим осьовим редуктором за допомогою зубчастої муфти з дуговими зубцями, дозволяє значно підвищити ефективність сприйняття і передачі тягових і гальмівних зусиль, що, в сукупності з застосуванням асинхронних тягових двигунів, веде до підвищення швидкісного режиму, збільшення потужності при скороченні втрат, збільшення К.К.Д. і більш ефективного розподілу і компонування тягового обладнання, тобто зниження навантаження на осі. Наявність захисних аеродинамічних юбок дозволяє надійно захищати підвагонне обладнання і міняти його компонування найбільш оптимальним чином, а також веде до зменшення аеродинамічного опору, що веде до підвищення швидкісного режиму. Наявність жертовних зон дозволяє підвищити безпеку вагона і пасажирів в аварійних ситуаціях, що диктується збільшеними швидкостями руху. Далі запропонований винахід буде розкрито більш детально, з посиланням на графічні матеріали, на яких зображена принципова схема запропонованого вагона. Описуваний в рамках цієї заявки вагон буде використаний у складі високошвидкісного пасажирського залізничного транспортного засобу з шириною колії 1520 мм, для зручності використання і обслуговування якого передбачається, що всі 5 вагони будуть мати уніфіковане виконання відповідно до типу вагона. Моторний вагон 1 електропоїзда містить кузов з вікнами 2 та дверима 3 з кожної бічної сторони. Як несучі і з'єднані з кузовом конструкційні елементи використовуються алюмінієві профілі за технологією безперервного лиття та алюмінієві листи. Кузов являє собою легку алюмінієву монококовую конструкцію з застосуванням великогабаритних пресованих профілів. Кузов в області бічних стінок, даху і торцевих стінок в основному являє собою зовнішню оболонку повністю обладнаного вагона і повністю захищений від корозії. Бічні стінки з вертикальними стійками віконних прорізів 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. Монококовая 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 вагона високошвидкісного залізничного транспортного засобу і повністю виключають його корозію. Підлога кузова поділяє головний вагон на житлову і технічну частини. Технічна частина призначена для розміщення підвагонного обладнання і закрита з боків аеродинамічною захисною юбкою 4. Для виготовлення настилу підлоги використані порожнинні екструдовані профілі, що укладаються на поздовжні балки. З нижнього боку настилу є напрямні, до яких кріпляться модульні блоки підкузовного обладнання. Аеродинамічна юбка 4 захищає підвагонне обладнання і дозволяє змінювати його компонування найбільш оптимальним чином. Крім цього, згадана юбка 4 сприяє значному зменшенню аеродинамічного опору, що веде до підвищення швидкісного режиму. Для підвищення здатності сприйняття ударних навантажень при зіткненні в кожній кінцевій частині кузова в районі тамбура передбачені жертовні зони, що мають знижену міцність у порівнянні з основною частиною кузова. Ці частини при аварійному зіткненні 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 передбачено пристрій, який нахиляє кузов вагона всередину кривої за допомогою гідравлічної системи. Іншими словами, воно діє як додаткове підвищення зовнішньої рейки. 95360 6 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. Щоб запобігти відривам розташованого на даху струмоприймача 5 від контактного проводу, упирання його виконано так, що нахил кузова не впливає на положення струмоприймача 5. Залежно від умов експлуатації, моделі моторного вагона і типу контактної мережі на пропонованому вагоні високошвидкісного залізничного транспортного засобу може бути встановлений струмоприймач для контактної мережі змінного або постійного струму. Виходячи з перерахованих вище умов на запропонованому вагоні високошвидкісного залізничного транспортного засобу може бути розміщений тяговий трансформатор або тяговий перетворювач. Крім механізму нахилу, візки 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 пасажирів. Для цього на кожному візку встановлені два розташованих по діагоналі пневматичних циліндри, що переміщують кузов в поперечному напрямку. Стиснене повітря подається в циліндри за допомогою пневморозподільників з пропорційним керуванням, контрольованих 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 3 виконані автоматичними, зовнішніми, приставнозсувного типу. На даху, крім струмоприймача 5, розміщені повітрозабірник 6 тягової установки і кліматична установка 7, які встановлені в аеродинамічних корпусах. Моторний вагон високошвидкісного залізничного транспортного засобу упирається на два моторних візки 8. Кожний моторний візок 8 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 зубцями. Запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити ефективність передачі обертального мо 7 95360 менту 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 короткозамкненим ротором, безкорпусним статором і примусовим повітряним охолодженням, що дозволить підвищити К.К.Д. і потужність тягового приводу та знизити його втрати. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 Таким чином, пропонована конструкція і компонування запропонованого моторного вагона дозволяють використовувати його в составах високошвидкісних пасажирських залізничних транспортних засобів за рахунок одночасного зниження аеродинамічного опору, зниження маси вагона, можливості більш ефективного розподілу і розміщення підвагонного обладнання, а також за рахунок підвищення ефективності сприйняття і передачі тягових і гальмівних зусиль. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601