车辆构造-摆式列车专题.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,TPL,TPL,牵引动力国家重点实验室,专题一,摆式列车,Topic One Tilting Train,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。,2,R,V,F,摆式列车工作原理,3,在既有线上进行提速的有效手段,4,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,5,摆式列车在曲线上的最大速度限为：,取h=125mm，h,d,=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%。,曲线半径 m,R250,R300,R350,R400,R500,R600,R1000,R1500,常规列车,71,77,83,89,100,109,141,172,摆式 列车,3,0,81,89,96,103,115,126,162,199,6.5,0,93,101,110,117,131,143,185,226,6,在既有线上进行提速,7,倾摆机构的类型和特点,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,9,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。,10,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。,11,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。,12,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,13,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。,14,ETR460的液压系统,电机,冷却,泵,油箱,蓄能器,大！,15,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,16,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,17,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,18,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,19,机电作动器和控制器,20,控制系统,21,国外摆式列车,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,3.5,o,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,8,o,10,o,23,一、西班牙的Talgo被动摆,24,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。,25,二、意大利ETR450,26,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。,27,三、意大利ETR460（液压倾摆）,28,ETR460,29,四、瑞士ICN（机电）,30,五、德国ICT,31,六、德国 ICT-VT605,SIEMENS,32,七、德国VT611,采用自导向转向架,33,八、法国TGV摆式列车,34,九、日本的摆式列车,滚子式倾摆机构,35,十、瑞典的X2000,36,人字型橡胶堆定位,柔性定位转向架,37,我国研制摆式列车情况,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,39,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,40,摆式列车自导向转向架,41,转向架设计,倾摆机构运动学分析,倾摆机构动力学分析,倾摆机构和作动器的参数优选,关键部件（构架、轴箱、吊杆、摆枕等）强度分析,整车动力学和倾摆效果研究,径向转向架曲线通过性能分析,42,