Німеччина

Для поїзда ICE1 (рисунок 2.6)була прийнята локомотивна тяга, при якій 2 локомотиви загальною потужністю 9, 6 МВт повинні тягнути 12 причіпних вагонів. Поїзд ICE2 є половиною поїздаICE1, він має один головний вагон-локомотив та 6 причіпних вагонів, один з яких має кабіну управління. Локомотиви (головні моторні вагони) обладнані системою тягового привода трифазного струму, як на електровозі серії 120 (рисунок 2.5). Електроенергія напругою 15 кВ і частотою 16, 67 Гц поступає на кожен моторний вагон через струмоприймач. Для поїзда ICE1 використовувалась конструкція струмоприймача нового покоління, при розробці якої малось на меті досягнути наступних цілей: зменшити висоту для зниження аеродинамічного опору і аероакустичного шуму, виготовлення основи з багатокомпонетного склопластика із вбудованим в нього струмоведучим мідним проводом., монтаж ізоляторів в нижню частину важільної системи, що виключає струми втрат. Від струмоприймача електроенергія через головний вимикач, роз'єднувач та мережевий фільтр поступає на трансформатор загальною потужністю 5200 кВА та масою 9700 кг. На перетворювальну частину тягового двигуна (4-квадрантний перетворювач, ланка постійного струму, інвертор напруги) покладено дві задачі. Перша – забезпечити реалізацію тяговим двигуном обертового моменту без динамічних товчків і якнайкращого використання коефіцієнта зчеплення пари " колесо-рейка". Це досягається синусоїдальною формою живильного струму.

Рисунок 2.5 Схема електроприводу електропоїздів ICE1, ICE2

Рисунок 2.6 - Високошвидкісні поїзди Німеччини.

Тяговий двигун (рисунок 2.7) має 4-полюсне виконання та обладнаний примусовою вентиляцією. При напрузі живлення 2200 В і фазному струмі 358 А він розвиває потужність 1200 кВт при частоті ротора 3670 об/хв. Корпус статора зварний циліндричний. Довжина пакету сталі статора 475 мм, діаметр отворів 380 мм. Діаметр ротора 376 мм. Обмотка статора має ізоляцію класу F, а обмотка ротора виконана у вигляді білячої клітки з трапецієподібних мідних стрижнів. В результаті того, що конструктивні елементи двигуна інтегровані в загальну конструкцію тягового привода, стало можливим отримати його довжину 975 мм, діаметр 710 мм та масу 1865 кг.

Рисунок 2.7 - Асинхронний тяговий двигун поїздів ICE1 та ICE2

Обертовий момент передається від двигуна через редуктор-шестерню на валу двигуна, проміжне зубчасте колесо, велике зубчасте колесо (передатне відношення 1: 1, 19), порожнистий вал та систему карданних повідків до ведучого колеса. Блок тягового привода зі сторони двигуна підвішується через поперечний гідравлічний амортизатор до кузова вагона, а зі сторони колісної пари опирається на торцеву балку рами візка через маятникову підвіску. Два гальмівних диски розміщені на порожнистому валу тягової передачі.

Моторний візок (рисунок 2.8) має рами із зварної коробчастої конструкції з торцевими балками та низько розміщену штангу для передачі локомотиву тягових та гальмівних сил. Первинне та вторинне підвішування виконане на гвинтових пружинах з паралельно розміщеними гасниками коливань. Тут передбачено три види гальм: електричний, фрикційний (по два гальмівних диска на кожній колісній парі) і по два магніторейкових гальма на візок.

Причіпні вагони мають цільнометалеву конструкцію на базі крупнорозмірних ектрудованих профілей з алюмінієвого сплаву. Для зменьшення аеродинамічного опору на причіпні вагони передбачені аеродинамічні днища. Як показали дослідження, аеродинамічний опір розповсюджується наступним чином: в зоні візків та під підлогою – 39%, на поверхні вагонів – 27%, на струмоприймачі та даховому обладнанні –17%, в голові та хвості поїзда – 12%, міжвагонні переходи – 5%. Такого типу днища не входять в несучу структуру вагона. В середині порожнин розміщується електричне обладнання вагонів.

Головний моторний вагон ICE2 багато в чому відповідає такому ж поїзді ICE1. Встановлений новий струмоприймачDSA 350 SEK, що відрізняється від струмоприймача попередньої конструкції за рахунок застосування пружно центрованого полоза та зменшення маси контактних накладок, а також зміненої кінематики (відстані та кути між шарнірами). Завдяки цьому вдалося забезпечити надійний струмоз'єм без другого струмоприймача на вагоні управління та відмовитися від прокладки високовольтного кабеля між головними вагонами.

Вагони поїзда ICE2 мають масу приблизно на 5 т меншу, ніж ICE1 за рахунок змін в конструкції в конструкції бокових стінок та даху (порожнисті профілі, каркас кузова без шпангоутів). Використані нові сидіння, маса яких в в два рази меньша, ніж ICE1. Застосування нових матеріалів та зниження їх товщини дало можливість знизити масу внутрішнього оздоблення на 40% без зниження механічних властивостей.

Рисунок 2.8 - Моторний візок поїзда ICE1

Для причіпних вагонів використані візки SGP 400 з колісною базою 2500 мм. Тут направляючі колісних пар виконані у вигляді колонок, що в поєднанні з гідравлічними гасниками коливань забезпечує оптимальне самовстановлення колісних пар в кривих. Для первинного підвішування використані виті пружинив комбінації з гумовими елементами. Рама візка складається з двох ввігнутих в вертикальній площині повздовжніх балок і двох поперечних, що знаходяться всередині.На рамі встановлені дві пневморесори вторинного підвішування і аварійні пружини, а також компенсуючий повітряний резервуар. Зв'язок зі шкворнем здійснюється через ламініскатний механізм. Обмежувач бокової качки кузова контактує безпосередньо з повздовжніми балками кузова. Для гасіння коливань виляння передбачені гідравлічні гасники. На кожній колісній парі встановлені 4 гальмівних диски. Накладка виконана з органічного матеріалу. Магніторейкові гальма встановлені тільки на одному з візків кожного вагона. В зв'язку з цим економія маси у порівнянні з вагонами ICE1 складає 580 кг.

Вагон з кабіною управління створений на сонові причіпного з крупнорозмірних ектрудованих алюмінієвих профілей, тільки радіус спряження даху та бокових стінок тут такий самий, як і в моторних вагонів. Це викликано необхідністю збереження лобової частини з аеродинамічною оптимальною формою. До кабіни управління примикає машинне відділення з розміщеними в ньому приладам: мікропроцесорною системою управління, система автоматичного управління рухом і гальмуванням, обчислювальним пристроєм колії та швидкості, діагностики і т.д. Пасажирські приміщення вагона з кабіною управління такі ж як в причіпних вагонах.

Італія

Тут введений в експлуатацію високошвидкісний двосистемний електропоїзд ETR500P (рисунок 2.9) на локомотивній тязі з індивідуальними візками.

Рисунок 2.9 - Поїзд ETR500P

Моторні вагони (локомотиви) мають цільнонесучий кузов. Для каркаса вагона використані прямокутні елементи з високоміцної сталі. Обшивка бокових стінок, даху і передньої частини утворена екструдованими профілями з легкого сплаву і панелями з композитного матеріалу. Кузов витримує удар силою 50 т в області нижче вікна і 30 т в області вище вікна (даху). Лобовий обтікач кабіни виконаний з кевлару. Він витримує удар предмета масою 1 кг при швидкості 350 км/год. Тягове обладнання розташоване як у високовольтних камерах, так і в ящиках під рамою кузова.

Тягові вагони опираються на два двовісних візка масою 11, 4 т з базою 2, 9 м і діаметром коліс 1040 мм. Рама візка опирається на букси з конічними роликами через виті пружини, при чому букси з'єднані з рамою також горизонтальними повідками з гумовими елементами.Вторинне підвішування забезпечує 4 гвинтові пружини для підвишеної гнучкості, доповнені торсійним гасником коливань.

Два тягових приводи кожного з візків, що виконані як тяговий двигун та редуктор, з’єднані в один блок, закріплений на рамі кузова вагона за допомогою чотирьох повідків з пружними шарнірами. Незрушність в повздовжньому та поперечному напрямах цього блоку забезпечується за допомогою шкворня. В кривих великого радіусу переміщення візка відносно кузова відбувається за рахунок деформації елементів підвіски. а блок тягового приводу залишається нерухомим відносно кузова вагона під дією двох паралельно напружених пружин. В кривих малого радіусу (на стрілочних переводах) рама візка через торсіон передає момент повороту на блок тягового приводу, в результаті чого відбувається його поворот на длок тяговго приводу, в резудьтаті чого відбувається його поворот на шкворні. Таким чином, 88% маси моторного вагона має подвійну підвіску, 6% – одинарну і лише 6% є необресореними.

Обертовий момент від валу тягового двигуна передається колісній парі пристроєм з двох співвісних порожнистих валів і повідкових муфт, які за допомогою двох пар пружніх пальців з’єднані з однієї сторони х редуктором, а з іншої – з колісною парою. Редуктор з трьох циліндричних зубчатих коліс, в свою чергу, з’єднаний з тяговим двигуном в один вузол. Деякі елементи привода виготовлені з титанових сплавів. використовується груновий тяговий еелктропривід на база асинхронних тягових двигунів, приякому два двигуни візка отримують живлення від загального інвертора.

Цікавий факт пов’язаниий з високошвидкісним рухом в Італії. Довгий час основною тенденцією розвитку високошвидкісного залізничного транспорту цієї країнибуло удосконалення рухомого складу. Робилася ставка на старі прижиті колії, системи сигналізації та зв’язку і енергопостачання, використання одних і тих же колій для швидкісного, звичайного пасажирського руху і вантажного руху. Такий варіант на потребував значних капіталовкладень в перебудову колії, прокладеної відповідним чином в плані, задля спрямлення кривих. Використовувався рухомий склад швидкісного руху – поїзди Pendolino. Вони мають засоби примусового нахилу кузова в кривих, що не може не радувати перевізника, який не може з економічних міркувань спрямляти саму колію. Однак згодом італійці дійшли іншого висновку, що високошвидкісний рух має бути окремою колією, елекрифікованою змінним струмом. Це і призвело до появи поїзда ETR500P та стало поштовхом в переході від швидкісного руху до високошвидкісного. Ця історія досить показова для нашої держави, де наразі теденціально спотерігаються ті самі підходи, про що йтиметься далі в присвяченому Україні підпункті.