Admin

Экипажная часть современных высокоскоростных электропоездов

Железнодорожные пассажирские перевозки являются одним из необходимых факторов развития страны. В современном мире мобильность населения возрастает все более интенсивно. Необходимость сокращения времени на передвижение предъявляет по отношению к средствам выполнения массовых регулярных пассажирских перевозок основное требование — повышение скорости движения.
Согласно действующей на территории Российской Федерации нормативной документации к высокоскоростным относятся поезда, которые осуществляют движение со скоростью более 200 км/ч. Важнейшей частью подвижного состава, обеспечивающей возможность движения с высокими скоростями, является экипажная часть, к которой относятся тележки, кузов и узлы связи кузова с тележкой. Элементы экипажной части являются наиболее ответственными узлами электропоезда, от качества изготовления и диагностики которых зависит безопасность пассажиров и локомотивных бригад.


Кроме безопасности, конструкция экипажной части является важным элементом в обеспечении комфорта, что особенно важно в современных условиях для повышения конкурентоспособности железнодорожных перевозок по сравнению с другими видами транспорта. При проектировании кузовов высокоскоростных электропоездов ключевое влияние на определение формы оказывают требования к аэродинамике, которая должна обеспечивать минимальное сопротивление движению.
В соответствии с требованиями российской нормативной документации для уменьшения аэродинамического сопротивления электропоездов с конструкционной скоростью свыше 200 км/ч должны применяться следующие технические решения:

• □ перекрытие межвагонных пространств гибкими кожухами;
• □ ограждение обтекателями оборудования, расположенного на крыше;
• □ закрытие подвагонного оборудования фальшбортами или размещение оборудования в закрытом подвагонном пространстве;
• □ форма кузова должна предусматривать размещение крэш-элемента, обеспечивающего поглощение механической энергии удара при аварийном столкновении благодаря контролируемой необратимой деформации своей конструкции.

Немаловажным моментом при разработке кузова электропоезда является его дизайн, являющийся дополнительным фактором привлечения пассажиров и определения имиджа компании, предоставляющей услуги по перевозке пассажиров. Современные высокоскоростные электропоезда становятся символом научно-технического прогресса, отражающим стремление к скорости и безопасности. На рис. 1 представлен ряд высокоскоростных электропоездов Японии.
Кузов электропоезда опирается на тележки, которые обеспечивают взаимодействие с верхним строением пути железнодорожного полотна.
В мире существует несколько наиболее распространенных подходов к расположению тележек на электропоездах. В одном
случае вагон опирается на две индивидуальные тележки, размещенные непосредственно под полом вагонов, в другом применяется сочлененная конструкция, когда соседние вагоны опираются на общую тележку, что уменьшает количество тележек на состав и, как следствие, уменьшает общую массу поезда (пример конструкции показан на рис. 2).
Кроме того, конструкция электропоезда с использованием двух вагонов на одной общей тележке повышает жесткость состава, улучшает аэродинамику и уменьшает воздействие на пассажиров шума и вибраций, поскольку тележки размещены между вагонами, а не непосредственно под пассажирскими сидениями. Однако данная конструкция усложняет проведение ремонтных работ в депо, поскольку требует наличия специальных устройств для поддержания расцепленных вагонов, а также теряется преимущество легкого переформирования состава.

На территории России эксплуатируются высокоскоростные электропоезда, кузов которых опирается на две индивидуальные тележки. Высокоскоростное движение представлено электропоездами «Сапсан», эксплуатирующимися на линии Москва — Санкт-Петербург, конструкционная скорость которых составляет 250 км/ч.
Кроме того, на участке Санкт-Петербург — Хельсинки эксплуатируются электропоезда «Allegro», имеющие конструкционную скорость 220 км/ч, однако данной скорости электропоезда достигают лишь на нескольких участках финских железных дорог, по территории России электропоезда «Allegro» эксплуатируются со скоростями до 200 км/ч.
Рассмотрим более подробно конструкцию экипажной части высокоскоростных электропоездов «Сапсан». Они выполнены на платформе электропоездов серии «Velaro» производства немецкой компании «Siemens». Адаптация электропоездов «Velaro» под российские условия потребовала внесения существенных изменений в экипажную часть для обеспечения возможности эксплуатации на железных дорогах колеи 1520 мм. Конструкции тележки и кузова были переработаны под габарит Т.
Кузов вагона представляет собой цельнонесущую сварную облегченную алюминиевую монококовую конструкцию, изготовленную из крупногабаритных прессованных профилей. Головная часть состоит из фасонных профилей и листового алюминия, соединенных между собой сваркой. К каркасу кузова с помощью вспомогательных элементов и профилей крепятся все остальные узлы конструкции.
На каждую колесную пару моторной тележки приходится по одному тяговому двигателю, мощность которого составляет 513 кВт. Передача крутящего момента тягового двигателя на колесную пару осуществляется через одноступенчатый редуктор. Муфта компенсирует движения, возникающие между неподвижным относительно колесной пары редуктором и смонтированным на тележке тяговым двигателем. На рис. 3 и 4 показана конструкция моторной и немоторной тележек электропоезда «Сапсан».
Важной задачей при разработке и изготовлении высокоскоростных электропоездов является выбор профиля колеса.


Например, для электропоездов «Сапсан» был разработан новый профиль, получивший обозначение ВНИИЖТ-РМ-70.
Актуальной проблемой для высокоскоростных электропоездов является повышение скорости прохождения кривых участков железнодорожного пути, при этом должны быть обеспечены безопасность и комфорт пассажиров и локомотивных бригад. Для реализации данной задачи электропоезд «Allegro» был оснащен системой принудительного наклона кузова, которая обеспечивает автоматический наклон кузова до 8 градусов. Гидравлическое оборудование, установленное на тележках, управляется компьютерной системой.
Данная система обеспечивает управление наклоном кузова вагона в кривой, и поэтому она называется «активной». Также существует «пассивная» система наклона, при использовании которой наклон кузова вагона осуществляется при входе в кривую за счет естественного воздействия центробежной силы. «Пассивная» система наклона не предусматривает наличие элементов управления, ее конструкция проще и дешевле, однако позволяет выполнять наклон на существенно меньший угол по сравнению с «активной» системой.
Другой особенностью электропоезда «Allegro» является то, что на моторных вагонах установлено по два асинхронных двигателя (мощность одного двигателя составляет 708 кВт), которые расположены на подрамнике кузова, а передача мощности к осям моторных тележек осуществляется при помощи карданного вала. Таким образом, на моторном вагоне обмоторенными являются по одной колеснойТ1аре каждой тележки (рис. 5).
Для разработки экипажной части современных высокоскоростных электропоездов необходимо наличие действующей и актуальной нормативной документации, содержащей все необходимые требования по безопасности, надежности и комфорту.
Разработка российской нормативной документации, содержащей требования к высокоскоростным электропоездам с конструкционной скоростью более 250 км/ч, особенно актуальна в настоящее время в связи с реализацией проекта строительства высокоскоростной магистрали Москва — Казань, предполагающей эксплуатацию подвижно! и сии latsa со скоростями до 400 км/ч.

Целью организаций, проводящих экспертизу технической документации на современные электропоезда и их компоненты, является проверка учета всех приведенных в нормативной документации требований.
—В части проведения экспертизы проектов технической документации специалисты Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» (ПКБ ЦТ) осуществляют проверку соответствия проектов требованиям Технических регламентов Таможенного союза и поддерживающих их стандартов, что позволяет избежать ошибок на самых ранних этапах жизненного цикла изделия.

О.В. КАЛИНИН, заместитель начальника отдела высокоскоростного моторвагонного подвижного состава ПКБ ЦТ — филиала ОАО «РЖД»

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК