车辆构造摆式列车专题

压缩空气倾摆机构的应用
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❖ 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。
液压倾摆机构
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❖ 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
液压倾摆机构的特点
油箱
冷却
液压倾摆机构的应用
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❖瑞典的X2000 ❖意大利的ETR450、460、470 ❖德国VT610 ❖德国VT612 ❖芬兰Sm200等
机电倾摆机构
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❖ 交流变频调速的电机作动器 ❖ 变频器 ❖ 控制器
作动器
机电倾摆机构的优点
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❖ 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
二、意大利ETR450
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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。
机电作动器的应用
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❖ 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
机电作动器和控制器
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控制系统
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国外摆式列车
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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）
采用摆式列车可提高曲线限速30-40%,提高旅行速 度15-20%。
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在既有线上进行提速
倾摆机构的类型和特点
倾摆机构的类型（驱动方式）
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❖压缩空气倾摆机构 ❖液压倾摆机构 ❖机电倾摆机构
压缩空气倾摆机构
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❖ 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。
三、意大利ETR460（液压倾摆）
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ETR460
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四、瑞士ICN（机电）
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五、德国ICT
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六、德国
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ICT-VT605
SIEMENS
七、德国VT611
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采用自导向转向架
八、法国TGV摆式列车
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九、日本的摆式列车
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滚子式倾摆机构
十、瑞典的X2000
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人柔字性型定橡位胶转堆向定架位
牵引动力国家重点实验室
专题一 摆式列车 Topic One Tilting Train
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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。
压缩空气倾摆机构的特点
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❖ 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。
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 30 81 89 96 103 115 126 162
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列车 6.50 93 101 110 117 131 143 185
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摆式列车工作原理
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R V
F
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在既有线上 进行提速的 有效手段
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曲线限速及提速措施
常规列车在曲线上的最大速度
Vh
(h hd )R 11.8
摆式列车在曲线上的最大速度
Vh
(hhd ht )R 11.8
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摆式列车在曲线上的最大速度限为：
Vh
(hhd ht )R 11.8
取h=125mm，hd=110mm 曲线限速
我国研制摆式列车情况
我国研制的摆式列车
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❖ 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
我国摆式列车转向架
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迫导向径向转向架 自导向径向转向架
摆式列车自导向转向架
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❖ 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。
ETR460的液压系统
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蓄能器
大！Βιβλιοθήκη 电机 泵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
一、西班牙的Talgo—被动摆
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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。
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转向架设计
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❖ 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
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