Прицепной вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства

(51) 61 1/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ установленные на оси три тормозных диска,размещенных на равных расстояниях друг от друга,при этом в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы,образованные ребрами охлаждения, причем в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова, при этом кузов представляет собой алюминиевую монококовую конструкцию, в качестве несущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов предусмотрены алюминиевые профили и алюминиевые листы, пол кузова разделяет прицепной вагон на обитаемую и техническую части, последняя из которых предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой, а на крыше размещены климатическая установка и тормозное сопротивление. Технический результат - повышение скоростного режима за счет одновременного снижения аэродинамического сопротивления,снижения массы вагона, возможности более эффективного распределения и размещения подвагонного оборудования, а также за счет повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий.(72) Назаров Александр СтаниславовичАндреев Владимир ЕвгеньевичХомяков Борис ИвановичМанглер РюдигерЛипп Андреас(73) ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИСИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна(54) ПРИЦЕПНОЙ ВАГОН ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(57) Полезная модель может быть использована для формирования высокоскоростных пассажирских железнодорожных составов. Новым является то, что в предлагаемом прицепном вагоне каждая немоторная тележка содержит две немоторные колесные пары, каждая из которых содержит ось,два напрессованных на ось колеса, а также Полезная модель относится к рельсовому транспорту и может быть использована для формирования пассажирских составов высокоскоростного железнодорожного транспорта. Вся история развития железнодорожного транспорта связана со стремлением к повышению рабочих скоростей движения поездов, обеспечению минимального времени нахождения в пути,увеличению использования провозной способности магистралей и повышению комфортабельности пассажиров. Высокоскоростной наземный транспорт в современном понятии - это железнодорожный транспорт, обеспечивающий движение поездов со скоростью более 200 км/ч. Из уровня техники известен прицепной пассажирский вагон, содержащий кузов с боковыми и торцовыми стенами, крышей, поперечными разделительными перегородками, отделяющими тамбуры от остальной части кузова, рамой с полом,соединенной с ними и состоящей из средней и консольных частей, включающих в себя хребтовую и шкворневые балки, балки-раскосы и концевые поперечные связи рамы для крепления на них сцепных устройств вагона, рама кузова размещена между поперечными разделительными перегородками, при этом длина рамы равна расстоянию между этими перегородками, а концевые поперечные связи рамы выполнены в виде поперечных опорных плит, объединенных сверху на уровне пола в одно целое горизонтальнопоперечной плитой, и силовых книц, при этом размещенные в плоскостях поперечных разделительных перегородок опорные силовые плиты размещены на расстоянии от продольной плоскости симметрии вагона, обеспечивающем прохождение между ними подвижной части сцепного устройства, и скреплены с балкамираскосами, выполненными сплошными, а силовые кницы размещены в плоскостях вертикальных стенок балок-раскосов и скреплены с опорными плитами и балками-раскосами консольных частей рамы (см.2182871 С 2 от 27.05.2002). Конструкция известного устройства не позволяет развивать значительные скорости из-за большой массы вагона,неэффективной компоновки подвагонного оборудования,большого аэродинамического сопротивления, большого крена при прохождении кривых и больших удельных нагрузок на каждую ось. Наиболее близкими аналогами можно считать известные из уровня техники прицепной вагон высокоскоростного поезда Сокол - 250 или прицепной вагон высокоскоростного электропоезда-500 железных дорог Италии, каждый из которых содержит кузов с окнами и дверями с каждой боковой стороны и немоторные тележки. Недостатками прототипов, как и в предыдущем случае, является неэффективная компоновка подвагонного оборудования,большое аэродинамическое сопротивление, большой крен при прохождении кривых и большие удельные нагрузки на каждую ось. 2 Задачей предлагаемой полезной модели является создание прицепного вагона,позволяющего использовать его в составе высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средств, способных развивать скорость не менее 300 км/ч. Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемой полезной модели,заключается в возможности повышения скоростного режима железнодорожного транспортного средства за счет одновременного снижения массы вагона,снижения аэродинамического сопротивления, более эффективного распределения и размещения подвагонного оборудования, а также за счет повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий. Указанный технический результат достигается за счет того, что прицепной вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства содержит кузов с окнами и дверями с каждой боковой стороны и немоторные тележки. Новым является то, что каждая немоторная тележка содержит две немоторные колесные пары, каждая из которых содержит ось, два напрессованных на ось колеса, а также установленные на оси три тормозных диска, размещенных на равных расстояниях друг от друга, при этом в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы, образованные ребрами охлаждения, причем в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова, при этом кузов представляет собой алюминиевую монококовую конструкцию, в качественесущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов предусмотрены алюминиевые профили и алюминиевые листы, пол кузова разделяет прицепной вагон на обитаемую и техническую части, последняя из которых предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой, а на крыше размещены климатическая установка и тормозное сопротивление. Предлагаемый вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства предназначен для эксплуатации на железных дорогах с шириной колеи 1520 мм, при этом предусмотрена активная система наклона кузова с гидравлическим приводом. Двери выполнены автоматическими,наружными,прислонносдвижного типа. Выполнение кузова монококовым позволяет увеличить его жесткость, повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а выбор в качестве основного материала для изготовления вагона алюминия позволяет значительно снизить массу вагона высокоскоростного железнодорожного транспортного средства. Оснащение немоторной колесной пары тремя вентилируемыми тормозными дисками,расположенными на равном расстоянии друг от друга, позволяет оптимизировать тормозные процессы, повысить эффективность торможения и улучить охлаждение деталей тормозного механизма. Наличие защитных аэродинамических юбок позволяет надежно защищать подвагонное оборудование и менять его компоновку наиболее оптимальным образом, а также ведет к уменьшению аэродинамического сопротивления, что ведет к повышению скоростного режима. Наличие жертвенных зон позволяет повысить безопасность вагона и пассажиров в аварийных ситуациях, что диктуется возросшими скоростями движения. Далее предлагаемая полезная модель будет раскрыта более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых изображена принципиальная схема предлагаемого вагона высокоскоростного железнодорожного транспортного средства. Описываемый в рамках данной заявки вагон будет использован в составе высокоскоростного пассажирского железнодорожного транспортного средства с шириной колеи 1520 мм, для удобства использования и обслуживания которого предполагается, что все вагоны будут иметь унифицированное исполнение в соответствии с типом вагона. Прицепной вагон 1 высокоскоростного железнодорожного транспортного средства содержит кузов с окнами 2 и дверями 3 с каждой боковой стороны. В качестве несущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов используются алюминиевые профили по технологии непрерывного литья и алюминиевые листы. Кузов представляет собой легкую алюминиевую монококовую конструкцию с применением крупногабаритных прессованных профилей. Кузов в области боковых стенок, крыши и торцевых стенок в основном представляет собой наружную оболочку полностью оборудованного вагона и полностью защищен от коррозии. Боковые стенки с вертикальными стойками оконных проемов изготавливаются в виде заключенных между слоями наружной и внутренней обшивки сотовых конструкций с усиливающими элементами, крыша - из полых конструкций с встроенными проемами для воздуховодов системы кондиционирования воздуха. Монококовая конструкция, помимо простоты изготовления и надежности, позволяет увеличить жесткость кузова,повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий. Алюминиевые материалы позволяют значительно облегчить сборочные и ремонтные процессы,уменьшают массу вагона высокоскоростного железнодорожного транспортного средства и полностью исключают его коррозию. Пол кузова разделяет прицепной вагон на обитаемую и техническую части. Техническая часть предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой 4. Для изготовления настила пола использованы полые экструдированные профили, укладываемые на продольные балки. С нижней стороны настила имеются направляющие, к которым крепятся модульные блоки подкузовного оборудования. Аэродинамическая юбка 4 защищает подвагонное оборудование и позволяет менять его компоновку наиболее оптимальным образом. Помимо этого, упомянутая юбка 4 способствует значительному уменьшению аэродинамического сопротивления, что ведет к повышению скоростного режима. Для повышения способности восприятия ударных нагрузок при столкновении в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова. Эти части при аварийных соударениях вагонов, начиная деформироваться,гасят значительную часть энергии удара, что повышает безопасность пассажиров во время удара. Наличие жертвенных зон обусловлено требованиями техники безопасности и технического регламента О безопасности инфраструктуры и подвижного состава высокоскоростного железнодорожного транспорта. С целью компенсации центробежной силы при большой скорости движения в кривых предусмотрено устройство, наклоняющее кузов вагона высокоскоростного железнодорожного транспортного средства внутрь кривой при помощи гидравлической системы. Иными словами, оно действует как дополнительное возвышение наружного рельса. Процесс наклона кузова включается автоматически, при этом максимальный угол отклонения от вертикали составляет 8. Таким образом, за счет активной системы наклона при сохранении прежнего уровня безопасности движения и плавности хода можно значительно увеличить скорость прохождения кривых и,следовательно, повысить маршрутную скорость поездов. Помимо механизма наклона, тележки оснащены системой активного в поперечном направлении рессорного подвешивания. Эта система обеспечивает центрирование положения кузова относительно тележек даже при прохождении кривых с высоким поперечным ускорением, что повышает уровень комфорта для пассажиров. Для этого на каждой тележке установлены два расположенных по диагонали пневматических цилиндра, перемещающих кузов в поперечном направлении. Сжатый воздух подается в цилиндры посредством пневмораспределителей с пропорциональным управлением, контролируемых микропроцессором системы наклона соответствующей тележки. Активное рессорное подвешивание функционирует во всем диапазоне скоростей независимо от системы наклона кузова. Для уменьшения аэродинамического сопротивления, а также для повышения уровня комфорта двери 3 выполнены автоматическими,наружными, прислонно-сдвижного типа. На крыше размещены климатическая установка 5, а также тормозное сопротивление 6. Прицепной вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства опирается на две немоторные тележки 7. Каждая немоторная тележка 7 содержит две немоторные колесные пары. Каждая немоторная колесная пара содержит ось,два напрессованных на ось колеса, а также установленные на оси основной тормозной диск и два дополнительных тормозных диска,размещенных по обе стороны от основного тормозного диска на равных расстояниях от него. Ступицы всех тормозных дисков напрессованы на ось, рабочая часть каждого тормозного диска съемно крепится к ступице при помощи крепежных элементов и в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы,образованные ребрами охлаждения. Вынос тормозных дисков в пространство между колесами и расположение их на равном расстоянии друг от друга позволяет снизить динамические и температурные нагрузки на колеса и элементы тормозной системы и более эффективно распределять и использовать тормозные силы,значительно уменьшая тормозной путь высокоскоростного железнодорожного транспортного средства. Таким образом, предлагаемые конструкция и компоновка заявляемого прицепного вагона позволяют использовать его в составах высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средств за счет одновременного снижения аэродинамического сопротивления,снижения массы вагона, возможности более эффективного распределения и размещения подвагонного оборудования, а также за счет повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Прицепной вагон высокоскоростного железнодорожного транспортного средства,содержащий кузов с окнами и дверями с каждой боковой стороны, и немоторные тележки,отличающийся тем, что каждая немоторная тележка содержит две немоторные колесные пары,каждая из которых содержит ось,два напрессованных на ось колеса, а также установленные на оси три тормозных диска,размещенных на равных расстояниях друг от друга,при этом в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы,образованные ребрами охлаждения, причем в каждой концевой части кузова в районе тамбура предусмотрены жертвенные зоны, имеющие пониженную прочность по сравнению с основной частью кузова, при этом кузов представляет собой алюминиевую монококовую конструкцию, в качестве несущих и соединенных с кузовом конструкционных элементов предусмотрены алюминиевые профили и алюминиевые листы, пол кузова разделяет прицепной вагон на обитаемую и техническую части, последняя из которых предназначена для размещения подвагонного оборудования и закрыта с боков аэродинамической защитной юбкой, а на крыше размещены климатическая установка и тормозное сопротивление. 2. Вагон по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена его эксплуатация на железных дорогах с шириной колеи 1520 мм. 3. Вагон по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена активная система наклона кузова с гидравлическим приводом. 4. Вагон по п.1, отличающийся тем, что двери выполнены автоматическими,наружными,прислонно-сдвижного типа.