车辆构造-摆式列车专题.ppt

牵引动力国家重点实验室 专题一摆式列车TopicOneTiltingTrain 2 摆式列车的基本原理是列车通过曲线时利用主动 或被动 车体倾摆技术推动车体绕一纵向中心线摆动 使车体向曲线内侧倾斜一定角度 部分或全部抵消列车通过曲线时车体未被平衡的离心加速度 以改善旅客的乘坐舒适度 提高车辆通过曲线时的运行速度 3 摆式列车工作原理 4 在既有线上进行提速的有效手段 5 曲线限速及提速措施常规列车在曲线上的最大速度摆式列车在曲线上的最大速度 6 摆式列车在曲线上的最大速度限为 取h 125mm hd 110mm曲线限速采用摆式列车可提高曲线限速30 40 提高旅行速度15 20 7 在既有线上进行提速 倾摆机构的类型和特点 9 倾摆机构的类型 驱动方式 压缩空气倾摆机构液压倾摆机构机电倾摆机构 10 压缩空气倾摆机构 有压缩空气泵站 或列车压缩空气总管 蓄能器控制阀汽缸气压管路等组成 11 压缩空气倾摆机构的特点 优点 倾摆所用的压缩空气理论上来自于列车总管 能源提供简单 没有环境污染 能量可利用蓄能器来贮存 总的能耗较低 缺点 压缩空气具有可压缩性 故倾摆控制精度不易保证 倾摆系统响应慢 频响差 由于压缩空气的压力低 所以 作动器的直径尺寸较大 系统 压缩泵 汽缸 蓄能器等 体积大 12 压缩空气倾摆机构的应用 滚子式倾摆系统为381系EMU摆式列车采用空气弹簧式倾摆系统为300X试验列车采用西班牙的Talgo也用空气弹簧形式 13 液压倾摆机构 液压泵冷却器蓄能器比例分配阀电液伺服控制阀作动器管路等 作动器 14 液压倾摆机构的特点 优点 作动器推力大 速度高 较高的动态特性 频响快 控制精度高 技术比较成熟 缺点 系统复杂 制造成本高 能源消耗大 由于油液易渗漏 对环境有一定污染 系统 油压泵 冷却器 蓄能器 作动器等 体积大 重量重 15 ETR460的液压系统 电机 冷却 泵 油箱 蓄能器 大 16 液压倾摆机构的应用 瑞典的X2000意大利的ETR450 460 470德国VT610德国VT612芬兰Sm200等 17 机电倾摆机构 交流变频调速的电机作动器变频器控制器 作动器 18 机电倾摆机构的优点 工作效率提高 双向推力 效率高频响特性高 不会有液压弹性效应动力源方便而且节能 电系统轻巧 体积小 结构简单环境污染小 不会有泄露等问题国产化易于实现 小功率变流 19 机电作动器的应用 坦克 德国 日本 俄罗斯 美国仍用液压 摆式列车 德国VT611德国ICT法国ALSTOM意大利FIAT SIG瑞士的ICN 20 机电作动器和控制器 21 控制系统 国外摆式列车 23 按车体倾摆方法和倾摆原理不同分为 被动式摆式车体 无源式或自然倾摆式摆式车体 车体摆心在车体重心的上方 靠车辆在通过曲线时的离心力作用 使车体绕其摆心转动向内侧倾斜 摆动角一般小于3 5o主动式摆式车体 有源式或强制式摆式车体 通过附加作用力的方式使车体倾摆 摆动角一般在8o 10o 24 一 西班牙的Talgo 被动摆 25 TALGO摆式车体采用自然倾摆机构 带两个立柱的U形梁将两个自由轮对装在一起 形成TALGO轮对 空气弹簧固定在这两根立柱的上端 当通过曲线时 高度调整阀自动工作 空气弹簧根据车体的倾斜而变形 直到使离心力平衡 26 二 意大利ETR450 27 主动式摆式车体中 倾摆力的产生可通过三种方式来实现 液压式 机电式和电气式 ETR450型采用液压式的车体倾摆控制装置 车体安装在一个转动的U形摇枕上 通过两组弹簧落在构架上 其倾摆机构包括装在转向架上的两个液压缸 液压缸由微处理机 监控系统控制 闭环控制中的加速度计 测离心力 和陀螺仪 测超高 控制液压倾摆机构 以便准确的确定车体倾摆角度值 28 三 意大利ETR460 液压倾摆 29 ETR460 30 四 瑞士ICN 机电 31 五 德国ICT 32 六 德国ICT VT605SIEMENS 33 七 德国VT611 采用自导向转向架 34 八 法国TGV摆式列车 35 九 日本的摆式列车 滚子式倾摆机构 36 十 瑞典的X2000 37 人字型橡胶堆定位 柔性定位转向架 我国研制摆式列车情况 39 我国研制的摆式列车 采用机电作动器方式采用径向转向架 自导向和迫导向2动6拖 内燃机车牵引头车不摆今年年底完成我校承担3个转向架的设计和倾摆系统的研制 关键技术 40 我国摆式列车转向架 自导向径向转向架 迫导向径向转向架 41 摆式列车自导向转向架 42 转向架设计 倾摆机构运动学分析倾摆机构动力学分析倾摆机