Заметили в тексте ошибку? Выделите ошибку мышью и нажмите, пожалуйста, Ctrl+Enter Спасибо!
Электропоезд с колесными парами изменяемой колеи
При поездке между станциями, не связанными прямыми сообщениями, пассажир вынужден
делать пересадку, что сопряжено с потерей времени и разного рода неудобствами.
Тем более неизбежны пересадки, когда станции отправления и назначения находятся
на линиях, имеющих разную колею. Даже если на станции стыкования выполняют замену
тележек вагонов поезда и пассажиру не нужно пересаживаться, большая продолжительность
стоянки вызывает оправданное недовольство.
Эта давно осознанная проблема побудила специалистов железных дорог многих стран
мира к разработке конструкций, которые позволяли бы автоматически изменять расстояние
между колесами колесных пар при движении поезда по специальному переходному
участку между линиями разной колеи с обеспечением надежного закрепления колес
на оси в любом из двух положений.
В Японии к проектированию и изготовлению опытных тележек, колесных пар, тяговых
двигателей и напольных путевых устройств переходного участка для решения указанной
задачи приступили в 1994 г. Основными этапами работ были:
изготовление опытного электропоезда с колесными парами изменяемой колеи
и функциональные испытания его основных узлов и агрегатов, в том числе механизма
изменения колеи, в Научно-исследовательском институте железнодорожной техники
Японии (RTRI)- завершены в середине 1998 г.;
ходовые испытания поезда на линии узкой колеи железных дорог Японии-
в начале 1999 г.;
ходовые скоростные и ресурсные испытания на линии нормальной колеи в
Центре транспортных технологий (ТТС) Ассоциации американских железных дорог
(AAR) в Пуэбло, США,- запланировано завершить в середине 2000 г.;
ходовые испытания на переходном участке в ТТС с изменением колеи- также
в середине 2000г.;
приемочные испытания поезда и напольных устройств переходного участка
в Японии- в конце 2000 г.
Опытный поезд
Опытный электропоезд с колесными парами изменяемой колеи состоит из двух моторных
вагонов, обозначаемых как М'с1 и М'с2. При необходимости между моторными включается
третий промежуточный прицепной вагон, обозначаемый как М1. Схема поезда в трехвагонном
варианте c указанием основных размеров приведена на рисунке:
Схема опытного электропоезда
Масса тары вагонов М'с1 и М'с2 составляет 48 т, вагона М1- 42 т. Исходя из того,
что поезд предназначен для обращения по всем линиям сети железных дорог Японии,
он рассчитан на питание от пяти имеющихся в стране систем тягового электроснабжения:
25 кВ, 50 и 60 Гц; 20 кВ, 50 и 60 Гц переменного тока; 1,5 кВ постоянного.
Механическое оборудование
Кузова вагонов изготовлены из алюминиевого сплава. Ширина кузовов, равная 2945
мм, соответствует принятой на линиях узкой колеи. Салоны кузовов герметизированы
для предотвращения воздействия волн сжатого воздуха при встрече с высокоскоростными
поездами на линиях сети Синкансен нормальной колеи.
Почти вся площадь пола в салонах вагонов опытного поезда занята контрольно-измерительной
и регистрирующей аппаратурой для измерения и записи в ходе испытаний различных
параметров (температуры, скорости, ускорений, напряжений в элементах конструкции,
электрических токов и напряжений и т. п.) почти по 400 каналам сбора и передачи
информации.
В кабинах управления помимо обычного оборудования установлена аппаратура для
управления процессом изменения колеи и выбора системы электропитания. Кроме
того, смонтирована специальная аппаратура, используемая в ходе испытаний. Например,
поскольку при испытаниях в ТТС поезд многократно (до 100 раз в день) проходит
по одному и тому же участку пути, понадобился счетчик проходов и устройство
определения местоположения поезда в любой момент времени, а исходя из жаркого
климата Пуэбло- еще и датчик перегрева аппаратуры.
Основное техническое нововведение заключается в конструкции примененных в поезде
колесных пар изменяемой колеи.
При этом особое внимание уделено конструкции колесно-моторных блоков, так как
здесь впервые изменяется колея моторных колесных пар (различные конструкции
поддерживающих колесных пар изменяемой колеи для пассажирских и грузовых вагонов
разрабатывались и испытывались во многих странах). Новшеством является выполнение
колеса и тягового двигателя в виде единого блока, причем передача крутящего
момента колесу от тягового двигателя осуществляется непосредственно, без каких-либо
передаточных механизмов. Блок смонтирован на втулке, имеющей возможность перемещаться
вдоль оси. Ось и две втулки остаются неподвижными, а колеса колесной пары вращаются
независимо друг от друга. С наружной стороны оси имеется стопорный механизм,
фиксирующий втулки, а вместе с ними колесно-моторные блоки в одном из двух положений
на оси с помощью штифтов, заходящих в соответствующие этим положениям гнезда.
Электрическое оборудование
Для уменьшения размеров и неподрессоренных масс колесно-моторного блока в поезде
применены синхронные тяговые двигатели с наружным ротором, представляющим собой
постоянный магнит из редкоземельных сплавов. Внутренний статор с главной обмоткой
закреплен на втулке, ротор соединен с колесом.
В тяговом приводе применены трехступенчатые преобразователи с широтно-импульсной
модуляцией, элементной базой которых являются биполярные транзисторы с изолированным
затвором (IGBT). Каждый преобразователь питает один тяговый двигатель, так что
в каждом моторном вагоне имеется восемь преобразователей, скомпонованных в общем
корпусе в виде единого модуля.
Испытания
Первые стендовые испытания поезда проходили в испытательном центре RTRI в Кумитати.
После их успешного завершения были проведены ходовые испытания на участке длиной
91 км линии Сан-Ин компании JR West между Ионаго и Ясуги. Испытания подтвердили
работоспособность всех узлов и агрегатов поезда при движении со скоростью до
100 км/ч.
Опытный электропоезд на испытаниях в ТТС
Ввиду отсутствия в Японии должным образом оснащенного испытательного полигона
с путями нормальной колеи и невозможности использовать для испытаний эксплуатируемые
линии сети Синкансен вследствие интенсивного движения графиковых поездов для
дальнейших испытаний поезд в двухвагонном варианте вместе с комплектом напольных
путевых устройств переходного участка был отправлен в ТТС AAR, имеющий кольцевой
испытательный путь длиной около 22 км. Испытания, начатые в апреле 1999г., продолжаются
в настоящее время. В ходе испытаний после каждых 100 тыс. км пробега выполняются
осмотры оборудования поезда, причем для определения надежности и срока службы
некоторые узлы и агрегаты не ремонтируются. Максимальная скорость, достигнутая
на линии нормальной колеи, составила 227 км/ч, и каких-либо технических проблем
пока не было.
Перспективы
Намечено продолжить испытания поезда в ТТС в трехвагонном варианте, в ходе которых
запланировано достичь скорости 250 км/ч. Ресурсные испытания будут вестись до
накопления пробега 450 тыс. км.
По завершении испытаний в США поезд и напольные путевые устройства переходного
участка будут возвращены в Японию, где предусмотрены тщательная ревизия их состояния
и ремонт с внесением признанных целесообразными по результатам испытаний конструктивных
изменений. Затем будут проведены приемочные и эксплуатационные испытания в условиях,
приближенных к реальным, в том числе с переходом между действующими линиями
разной колеи.
Рекомендовать эту статью
Код для вставки на Ваш сайт или блог