摆式电动车组受电弓倾摆系统.研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1。1论文的选题背景第1章绪论20世纪中期，汽车、航空等运输方式相继崛起，世界交通运输工具进入了多元化的发展格局。铁路运输开始面临汽车和航空运输的双重挑战，原来以老大自居的铁路面临客、货运量大量流失的危机。铁路要取得主动局面，在客运方面可采取加快列车运行速度减少旅行时间、增加旅途舒适度等措施。提高列车运行速度，一般有两条途径：一是修建高速铁路，同时采用高速机车车辆；二是在既有线路上开行特种车辆如摆式列车来提高运行速度。修建高速铁路，采用高速机车车辆虽可以从根本上实现高速运输，但是修建高速铁路造价高、周期长，当今世界只有极少数经济发达国家有实力开发和投入运营

2、。我国是一个经济实力相对较弱的发展中国家，幅员辽阔、山区铁路众多，要大规模地修建高速线路，目前无论从技术上还是经济上都是不现实的。在既有线路上提速，可以降低费用，但线路的曲线半径限制了列车速度的进一步提高。我国大部分线路客、货混跑，超高的大小一般以货车作为基准来确定【l】，要提高列车曲线通过速度，补偿由于曲线超高不足而对曲线通过速度的限制，一种有效的途径就是采用摆式列车。摆式列车的工作原理十分简单，在线路实设超高一定的情况下，当列车进入曲线时，让车体向轨道内侧再倾摆一个角度，相当于再增加一定超高，于是车体上的重力加速度横向分量可以平衡更大的离心加速度，故可提高列车通过曲线的速度Izl。意大利

3、Pendolino、西班牙Talgo和瑞典x2000摆式列车在80年代的成功应用，引起了欧美许多国家对摆式列车的极大兴趣。进入90年代，摆式列车技术日趋成熟，实践证明，运用摆式列车投资少，见效快，花少量费用和时间即能提高曲线通过速度30％左右，缩短运行时间约25％左右11J，达到客运提速和提高旅客乘坐舒适性的目的。因此各国开始看好摆式列车的广阔运用前景及其巨大的经济潜力，纷纷以不同的方式来研制和运用摆式列车。目前世界上投入运营的摆式列车基本上为动车组的型式。动力分散的牵引模式可有效减小轴重，降低轮轨横向力和磨耗，更适合于在曲线上高速运行，同时也有利于列车小编组运行，适应客流多变的需要，是当今

4、摆式列车发展的趋势pJ。西南交通大学硕士研究生学位论文第2页截止2001年，电气化铁路已占我国铁路运营里程的18％左右”1。电力机车的运输量大，运营成本低，对环境无污染，在坡道地区更能发挥其爬坡的优点。我国的石油资源较少，随着汽车数量的激增和工农业的迅速发展，对石油的需求量激增，目前我国约三分之一的石油靠进口。电能被称为清洁能源，我国水资源比较丰富，政府正在积极开发水力资源发电，我国的能源结构决定了铁路电气化的发展方向。目前，世界各国对环境保护的呼声越来越高，我国也越来越重视对自然的保护和环境污染的治理。因此摆式电动车组在我国有着广阔的前景。摆式电动车组运行时，带受电弓的车体也要倾摆，由于车

5、体倾摆引起的受电弓滑板的偏移量较大，超过了滑板的正常工作范围，因此车顶上的受电弓系统必须作出相应的倾摆，才能保证受电弓和接触网的正常接触，从而保证受流的连续性和列车的安全性【71。要进行摆式电动车组的开发，必须对受电弓倾摆系统进行深入研究，目前国内对摆式电动车组受电弓倾摆系统的研究尚未深入开展，几乎是一项空白，严重制约了摆式电动车组技术的发展。对摆式电动车组受电弓倾摆系统的研究在国内是一项开创性的工作，面临从理论到实践的很多问题需要解决。随着铁路电气化水平提高以及对摆式电动车组的需求日趋增加，对摆式电动车组受电弓倾摆系统进行研究就具有十分重要的理论和现实意义。1．2受电弓倾摆系统分类及其结构

6、特点1．2．1受电弓倾摆控制模式国外对于摆式电动车组受电弓倾摆系统的研究已进行了很多年，研制了多种类型的受电弓倾摆系统。同摆式列车的车体倾摆控制模式一样，按照有无倾摆作动器，受电弓倾摆系统也有两种控制模式：被动摆(又称自然摆或无源摆)和主动摆(又称强迫摆或有源摆)两种。1．2．1．1被动摆被动摆式受电弓系统在其倾摆过程中，系统没有外加动力作用。被动摆式受电弓系统又可分为三种模式。第一种模式是支承台架式。受电弓通过支承台架直接安装在转向架构架上。受电弓、支承台架与转向架构架无相对运动，相当于将受电弓直接安装在转向架上。受电弓在倾摆过程中与普通机车受电弓一样，不受车体倾摆的影响。意大利的ETR4

7、50、ETR460摆式电动车组和日本的351、883系列摆式电动车组采用了该模式【31，其结构如图1—1所示。堕重窒堕查兰堕±堕塞生堂篁堡塞蔓!夏图1—1ETR460摆式电动车组电弓支承装置第二种模式是滑动导轨式。受电弓安装在一个带滑动导轨的支承台上，由连接在转向架上的钢丝绳拉动，使支承台在车体倾摆过程中保持在轨道中心线上的中立位置。受电弓支承台用滑动阻力非常小的轴承导向，能相对车顶作左右滑动。左右两对钢丝绳