Изобретение относится к железнодорожному поезду, состоящему из нескольких вагонов, и железнодорожному составу, образованному такими поездами.
В частности, изобретение относится к поездам и составам с низким полом по всей длине поезда. «Низкий» пол является полностью плоским по всей своей длине или содержащим плоскую часть и часть, содержащую наклоны, в частности, над колесными тележками. Чтобы пол можно было назвать полностью низким, он должен быть сплошным по всей длине поезда и может содержать наклоны не более 8%. Под сплошным следует понимать пол без неровностей типа ступенек. Считается, что наклон, меньший 8%, без труда может преодолеваться людьми с ограниченной подвижностью (пожилой человек, инвалид, человек в инвалидной коляске, человек с тележкой и т.д.), которые могут в этом случае передвигаться по всей длине поезда.
Двухрежимные железнодорожные поезда получают питание двух типов: от внешней по отношению к поезду сети, например, через контактную линию или третий рельс и от бортовой установки, как правило, генераторного агрегата, содержащего дизельный двигатель и генератор, вырабатывающий необходимую для питания электрических тяговых двигателей энергию.
Оборудование, необходимое для обеспечения двухрежимной работы, является тяжелым и громоздким. Недостатком бимодальных железнодорожных поездов является то, что они не имеют полностью низкого пола, в частности, содержат ступеньки над некоторыми колесными тележками. Таким образом, пассажиры с ограниченной подвижностью не могут передвигаться по всей длине поезда, поскольку они не смогут преодолеть ступеньки.
В коротком поезде, т.е. содержащем только три или четыре вагона, пространство для размещения оборудования является ограниченным. Известные двухрежимные поезда из трех вагонов работают только на одном напряжении, а из четырех вагонов - на двух напряжениях. Изобретение относится к двухрежимным поездам, работающим на двух напряжениях в короткой компоновке из трех вагонов, и к двухрежимным поездам, работающих на трех напряжениях в короткой компоновке из четырех вагонов.
Кроме того, чтобы поезд или состав обладал хорошими динамическими характеристиками и не допускал износа путей, необходимо, чтобы значения нагрузки на оси были минимальными и максимально близкими между собой. В любом случае они должны быть меньше максимальной нагрузки на ось, допустимой для железнодорожной сети. Необходимо также, чтобы бортовое оборудование было распределено соответствующим образом, чтобы избежать увеличения габаритов и лишних затрат. Обычно оборудование распределяют вдоль транспортного средства, чаще всего в ящиках, расположенных в подрамном пространстве под секциями, предназначенными для пассажиров. Распределение оборудования не должно влиять на вместимость пассажирского вагона, снижать комфорт пассажиров за счет уменьшения объема, предназначенного для каждого пассажирского места, или затруднять доступ к сидячим местам и к различным удобствам (буфет, туалет, багажный отсек) и не должно мешать передвижению персонала по поезду. Изобретение направлено на решение и этих проблем.
Задачей изобретения является усовершенствование конструкции железнодорожных поездов, в частности устранение недостатков, присущих известным поездам и составам и максимальное удовлетворение вышеупомянутых условий.
Поставленная задача решена в модульном железнодорожном поезде, состоящем из по меньшей мере трех вагонов и содержащем два концевых вагона, каждый из которых опирается одним концом на моторную колесную тележку, а другим - на ось несущей межвагонной колесной тележки с двумя несущими осями, причем по меньшей мере один вагон, расположенный между двумя концевыми вагонами, опирается каждым концом на ось несущей межвагонной тележки, при этом бортовое оборудование содержит по меньшей мере одно устройство соединения с контактной электросетью, по меньшей мере один трансформатор, по меньшей мере один тяговый электронный блок, по меньшей мере одно устройство реостатного торможения, по меньшей мере один генераторный агрегат, по меньшей мере один бак с жидким топливом, по меньшей мере одну аккумуляторную батарею. Согласно изобретению по меньшей мере один топливный бак расположен под рамой концевого вагона, по меньшей мере одна аккумуляторная батарея расположена внутри концевого вагона, по существу, над моторной колесной тележкой, а все остальное бортовое оборудование расположено на крыше и распределено по вагонам поезда.
Преимущественно каждый концевой вагон содержит по меньшей мере один генераторный агрегат, одно устройство реостатного торможения и один тяговый электронный блок, а по меньшей мере один внутренний вагон является промежуточным и содержит по меньшей мере одно устройство соединения с контактной электросетью и по меньшей мере один трансформатор.
Предпочтительно внутренний вагон является промежуточным и содержит два устройства соединения с контактной электросетью, выполненные с возможностью использования двух разных напряжений питания.
Предпочтительно по меньшей мере один внутренний вагон является дополнительным и содержит трансформатор и два мотокомпрессорных агрегата.
Предпочтительно по меньшей мере один внутренний вагон является добавочным и опирается одним концом на двухосную колесную тележку, а другим - на ось несущей межвагонной тележки.
Предпочтительно по меньшей мере один добавочный вагон содержит расположенные на крыше тяговый электронный блок и устройство реостатного торможения.
Предпочтительно по меньшей мере один добавочный вагон содержит по меньшей мере один генераторный агрегат, расположенный на крыше, и топливный бак, расположенный под рамой.
Предпочтительно расположенная на одном из концов добавочного вагона колесная тележка является несущей.
Предпочтительно расположенная на одном из концов добавочного вагона колесная тележка является моторной.
Предпочтительно на одну двухосную тележку опираются концы смежных добавочных вагонов.
Предпочтительно трансформатор выполнен с возможностью использования одного или двух напряжений и связан с двумя моторными колесными тележками.
Предпочтительно трансформатор связан с каждой моторной колесной тележкой и выполнен с возможностью использования одного, двух или трех напряжений питания.
Предпочтительно поезд содержит сплошной пол в центральном коридоре по всей его длине, который может иметь наклоны не более 8%.
Указанная задача решена также в составе, содержащем по меньшей мере два поезда в соответствии с настоящим изобретением, связанные посредством средств соединения.
Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего описания вариантов его осуществления, представленных в качестве неограничивающих примеров со ссылками на чертежи.
На фиг.1 показано размещение бортового оборудования в поезде из трех вагонов в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку;
на фиг.2 - размещение бортового оборудования в поезде из четырех вагонов в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку;
на фиг.3 - размещение бортового оборудования в поезде из шести вагонов в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку.
Показанные на фигурах железнодорожные поезда в соответствии с изобретением являются поездами на электрической тяге, содержащими по меньшей мере одну моторную колесную тележку, имеющую по меньшей мере один электрический тяговый двигатель. В данном случае тяговыми двигателями являются двигатели с постоянными магнитами, получающими питание от трехфазного переменного напряжения, которое может варьироваться примерно от 600 В до 1200 В. Этот выбор предполагает преобразование электрической энергии, получаемой от воздушной контактной электросети и передаваемой через устройство соединения, такое как пантограф, или преобразование вырабатываемой дизель-генераторным агрегатом электроэнергии для получения такого электрического напряжения. Отсюда, как правило, вытекает необходимость в наличии по меньшей мере одного трансформатора и нескольких катушек индуктивности в качестве оборудования для электропитания. Чтобы избежать передачи наведенных или связанных с коммутациями паразитных токов между контактной электросетью и поездом, в оборудовании питания устанавливают по меньшей мере один индукционный фильтр.
Бортовое оборудование, предназначенное для отбора и преобразования электроэнергии и, в целом, для создания тяги содержит относительно тяжелые агрегаты с разной массой. Равномерности нагрузок на колесные тележки и на оси можно добиться только путем правильного распределения этих агрегатов по вагонам поезда.
Это тяжелое оборудование включает в себя устройства соединения с контактной электросетью, такие как пантографы, оборудование питания тяговой энергией, содержащее трансформаторы и катушки индуктивности, тяговые электронные блоки, предназначенные для подачи на тяговые двигатели в соответствующем виде энергии, поступающей от контактной воздушной сети, в случае необходимости через трансформатор, вспомогательные агрегаты питания энергией для подачи питания, в частности на вспомогательные двигатели, и фильтровые конденсаторы. К этой же категории можно отнести, в частности, аккумуляторные батареи для подачи энергии на низковольтные вспомогательные агрегаты вагона, мотокомпрессорные агрегаты и резервуары для текучих сред, используемых в этих агрегатах, а также устройства реостатного торможения.
Поезда в соответствии с настоящим изобретением содержат разные вагоны, некоторые из которых опираются на три оси, а другие опираются на две оси. Неоднородность масс различных агрегатов используют, насколько это возможно, для нагрузки вагонов, опирающихся на три оси, и для разгрузки вагонов, опирающихся на две оси. Для моторной оси или моторной тележки понятие оси или колесной тележки объединяет собственно ось или тележку и их двигатель (двигатели). В дальнейшем «моторной осью» будет называться узел, состоящий собственно из оси и ее тягового двигателя, «моторной колесной тележкой» будет называться узел, образованный двумя моторными осями, «несущей осью» - не моторизованная ось и «несущей колесной тележкой» - не моторизованная колесная тележка.
Другим важным учитываемым элементом является распределение оборудования, которое в большинстве своем можно отнести к одной из трех следующих групп: тяговое оборудование (содержащее тяговые двигатели, тяговые электронные блоки, реостаты торможения, генераторные агрегаты, их резервуары и соответствующие батареи), оборудование подачи электроэнергии на тяговое оборудование (пантографы, трансформаторы, выключатели и т.д.) и оборудование подачи пневматической энергии. При этом следует иметь ввиду, что нежелательно располагать на удалении принадлежащее к одной группе оборудование, чтобы ограничить длину магистралей питания (электрического питания или питания текучей средой) в каждой группе.
Другим учитываемым элементом является то, что число тяжелых агрегатов, в частности агрегатов питания тяговой энергией может меняться в зависимости от местности, в которой предполагается использовать поезд, хотя некоторые из этих агрегатов имеются на всех поездах в обязательном порядке.
В зависимости от напряжения в контактной сети можно дополнительно использовать разное оборудование, например разные трансформаторы. Если поезд должен следовать в зонах с разными напряжениями сети, он должен быть выполнен с возможностью работы на двух и даже на трех напряжениях.
Преобразование электроэнергии сети в энергию, используемую тяговыми двигателями, требует осуществления нескольких этапов, поскольку ни одна сеть не выдает напряжение точно в том виде, в котором его потребляют тяговые двигатели, независимо от того, являются ли они двигателями на постоянных магнитах или асинхронными двигателями. Самое низкое напряжение, обеспечиваемое сетями, рассматриваемыми в рамках настоящего изобретения, является постоянным напряжением 1500 В или 3000 В. В данном случае предусмотрено питание тяговых двигателей каждой моторной колесной тележки на выходе тяговых электронных блоков с инвертором, питаемым постоянным напряжением 1500 В или постоянным напряжением 3000 В, в зависимости от случая. Поскольку вспомогательные агрегаты, такие как вспомогательные двигатели, должны получать трехфазное напряжение 400 В, для них устанавливают вспомогательное оборудование энергопитания, содержащее статический преобразователь, выдающий такое напряжение, а также для аккумуляторных батарей постоянное напряжение 72 В, преобразуемое из постоянного напряжения 1500 В или 3000 В или из другого имеющегося в наличии напряжения. Поезда в компоновке из трех вагонов в соответствии с настоящим изобретением предназначены для работы на одном или двух напряжениях, а если поезд содержит, по меньшей мере, четыре вагона - для работы на одном, двух или трех напряжениях.
Кроме указанного выше оборудования, каждый поезд содержит различные шкафы, которые в одном случае содержат электротехнические компоненты, а в другом случае электронные компоненты, например шкафы низкого напряжения и электронные шкафы. Поскольку они должны быть доступны для машиниста, их для этого располагают в кабинах, предусмотренных для него в поезде. Имеется по меньшей мере один выключатель постоянного тока для отключения питания инверторов в случае превышения тока или напряжения. Вышеупомянутые мотокомпрессорные агрегаты и резервуары для текучей среды обеспечивают питание различными текучими средами под давлением определенного числа приборов, например тормозов, силовых цилиндров открывания и закрывания дверей и т.д.
Устройства реостатного торможения позволяют рассеивать неиспользованную электрическую энергию при невозможности ее отвода в сеть питания во время торможения.
Места и объемы для размещения трансформаторов выбирают по размерам самого тяжелого и самого габаритного трансформатора, т.е. для трансформатора, работающего на трех напряжениях. Кроме того, места для некоторых агрегатов предпочтительно выбирают таким образом, чтобы ограничивать длину магистралей (подачи электрической энергии или текучей среды).
На фиг.1 показан поезд из трех вагонов 1, 2, 3. Поезд содержит два концевых вагона 1 и 3 и внутренний вагон 2. В этом поезде на каждом его конце расположены моторные колесные тележки 10. Каждая тележка содержит два электрических тяговых двигателя, предпочтительно с постоянными магнитами, т.е. каждая тележка содержит две моторные оси. Две другие промежуточные колесные тележки являются несущими тележками 11 типа «Jakobs» или межвагонными тележками. Эти тележки содержат две вспомогательные системы подвески, при этом каждый конец вагона опирается на поперечную балку, установленную на вспомогательной системе подвески. Таким образом, ось несущей тележки 11 расположена под каждым концом двух смежных вагонов. Специалист может также выбрать другие существующие типы межвагонных несущих тележек, в частности тележки, содержащие только одну вспомогательную систему подвески.
Конец поезда предназначен для кабины 12 машиниста, расположенной в вагоне над моторной тележкой 10. Кабина 12 консольно выступает на раме концевого вагона 1 и содержит, в частности, оборудование 13 для кондиционирования кабины, шкаф 14 низкого напряжения и электронный шкаф 15. Над моторной тележкой 10 внутри концевого вагона 1 рядом с кабиной 12 и сразу за ней находятся батареи 16, зарядные устройства 17 батарей и привод статического преобразователя 18, выдающего постоянное напряжение на вспомогательное оборудование, распределенное в шкафах, расположенных по обе стороны от центрального коридора. Длина шкафов не превышает 2 м. Также над колесной тележкой, но в ящике, расположенном на крыше вагона, находится тяговый блок 19, содержащий два однофазных моста принудительного переключения (ОМПП), каждый из которых подает постоянное напряжение на вход инвертора. Каждый инвертор подает соответствующее трехфазное переменное напряжение на двигатель моторной тележки 10. Тоже на крыше, но над пассажирской секцией последовательно расположены устройство 20 реостатного торможения, оборудование 21 для кондиционирования пассажирской секции и генераторный агрегат 22. Как вариант, можно использовать два небольших генераторных агрегата 22, совокупная мощность которых эквивалентна мощности одного агрегата, в частности, из соображений экономии места и надежности. Под пассажирской секцией этого вагона 1 под его рамой расположен топливный бак 23. Таким образом, основная часть компонентов группы «тягового» оборудования расположена вблизи моторной тележки 10.
На своем конце, противоположном кабине 12, и примерно над несущей осью несущей тележки 11 концевой вагон 1 содержит мотокомпрессорный агрегат и его главный резервуар 24, находящиеся на крыше. Центральный коридор, расположенный внутри межвагонного перехода 9, позволяет переходить в смежный внутренний вагон 2.
Этот вагон, называемый в дальнейшем промежуточным, содержит на крыше на своем конце, обращенном к кабине 12 машиниста, первое устройство 25 соединения с контактной сетью (пантограф), выполненное с возможностью отбора первого напряжения питания, как правило, постоянного напряжения 1500 В. Затем последовательно расположены выключатель 26 постоянного напряжения, оборудование 21 для кондиционирования пассажирской секции промежуточного вагона 2, трансформатор 27, выполненный с возможностью использования переменного напряжения 25 кВ/постоянного напряжения 1,5 кВ, и, наконец, второе устройство 28 соединения с контактной сетью, выполненное с возможностью отбора второго напряжения питания, как правило, 25 кВ, 50 Гц, а также соответствующее высоковольтное оборудование (в основном, выключатель, разъединитель).
Трансформатор 27 позволяет эксплуатировать поезд на сетях постоянного напряжения 1500 В или 25 кВ однофазного переменного тока 50 Гц. Он выполнен с возможностью приема этого напряжения 25 кВ на первичной обмотке и содержит четыре вторичных обмотки. Каждая вторичная обмотка питает однофазный мост принудительного переключения тягового блока 19 и затем моторную ось поезда. Как вариант, если требуется использовать поезд при постоянном напряжении 1500 В или при постоянном напряжении 3000 В, трансформатор 27 может содержать камеру с четырьмя катушками индуктивности, по одной на каждую моторную ось, сглаживающими напряжение питания. Тяговый электронный блок 19 и статический преобразователь выполнены с возможностью работы при постоянном напряжении 1500 В. Кроме того, в оборудование добавлен делитель, преобразующий постоянное напряжение 3000 В в постоянное напряжение 1500 В.
Центральный коридор, расположенный внутри межвагонного перехода 9, позволяет проходить в смежный концевой вагон 3. Этот концевой вагон 3 идентичен концевому вагону 1 и содержит такие же элементы, расположенные точно так же на крыше, внутри и под рамой. Он просто перевернут относительно концевого вагона 1 для сцепки с промежуточным вагоном 2. Поэтому его подробное описание опущено.
Сплошной низкий пол получен за счет сочетания соответствующего использования пространства для оборудования и соответствующего чередования вагонов, опирающихся на три и две оси.
Таким образом, расположение всего оборудования, за исключением топливного бака и батарей, на крыше всех вагонов высвобождает пространство под рамой. Это пространство используют для размещения топливного бака соответствующего объема по длине и ширине подрамного пространства, которое, таким образом, не занято никаким другим оборудованием и не влияет на высоту пола. Действительно, форма бака не обусловлена его содержимым в отличие от тяговых блоков, шкафов и других ящиков, форма которых обусловлена размером и формой содержащегося в них оборудования.
Пространство, начинающееся от задней стороны кабины и примерно до ¾ длины моторной тележки, используется для размещения батарей и привода статического преобразователя. Это пространство не используется пассажирами, но вместе с тем оно не мешает их передвижению, поскольку находится в конце пассажирской секции и не сообщается ни с каким другим вагоном. Таким образом, пассажирская секция начинается над моторной тележкой 10 и через опускающийся наклон не более 8% доходит до пола, расположенного на высоте входной двери вагона 2, т.е. примерно на высоте 600 мм от рельсов. Пол остается на этой высоте на большей части длины вагона 1. Поднимающийся наклон не более 8% в центральном коридоре начинается на переходе над межвагонной несущей тележкой 11 и доходит до высоты примерно 840 мм. В межвагонном проходе пол находится по существу на этой высоте, затем опять опускается в центральном коридоре в виде другого наклона не более 8% в сторону пола, находящегося на высоте 600 мм, промежуточного вагона 2. Такие же наклоны используются для перехода над второй межвагонной несущей тележкой 11. Поскольку концевой вагон 3 идентичен концевому вагону 1, в нем тоже используются наклоны не более 8% между полом концевого вагона 3, находящимся на высоте 600 мм, и полом, находящимся над концом моторной тележки 10.
Размещение по меньшей мере одного вагона, опирающегося на две оси, между двумя вагонами, опирающимися на три оси, позволяет распределить массы и соблюдать максимально допустимые нагрузки на ось. Действительно, промежуточный вагон 2, опирающийся на две оси, содержит меньше оборудования, чем вагоны, опирающиеся на три оси. Тем не менее, массу этого оборудования подгоняют так, чтобы достичь предела нагрузки для каждой из осей. Так, корпус концевого вагона 1 или 3, тяговый блок 19, реостат 20 торможения, генераторный агрегат или генераторные агрегаты 22 и топливный бак 23 имеют общую массу, превышающую общую массу корпуса промежуточного вагона 2, двух пантографов 25 и 28, выключателя 26 и трансформатора 27, но их соответствующие отношения к числу осей вагона позволяют соблюдать нагрузку в 17 т на ось при нормальной загрузке. Кроме того, размещение в концевых вагонах 1 и 3 функциональной «тяговой» группы, а в промежуточном вагоне 2 - функциональной «электрической» группы позволяет уменьшить длину кабелей, необходимых для обеспечения соединения между агрегатами одной группы.
На фиг.2 показана компоновка поезда из четырех вагонов, т.е. поезда, который получен путем добавления к описанному выше поезду дополнительного вагона 4, установленного между промежуточным вагоном 2 и одним из концевых вагонов 1 или 3. Этот дополнительный вагон 4 содержит на крыше, начиняя от конца, смежного с промежуточным вагоном 2, трансформатор 27, два мотокомпрессорных агрегата 24 и их главный резервуар, оборудование 21 для кондиционирования пассажирской секции дополнительного вагона 4 и выключатель 26. Дополнительный вагон 4 опирается каждым из своих концов на ось межвагонной несущей тележки 11, которую он делит с одной стороны с промежуточным вагоном 2, а с другой стороны - с концевым вагоном 3. Вагоны 1, 2 и 3 идентичны вагонам описанного выше поезда, но в поездах из четырех вагонов установлены два трансформатора 27 с двумя вторичными обмотками, каждая из которых подает постоянное напряжение на вход каждого однофазного моста принудительного переключения (ОМПП) тягового блока 19. Таким образом, трансформатор 27 связан с тяговым блоком 19, управляющим двумя двигателями моторной тележки 10 поезда. Трансформаторы 27 отличаются от трансформатора поезда из трех вагонов. Их можно выбирать так, чтобы поезд работал либо на одном напряжении (каждый трансформатор содержит камеру с двумя катушками индуктивности, выдающими 1500 В), либо на двух напряжениях (каждый трансформатор является трансформатором переменного напряжения 25 кВ / постоянного напряжения 1,5 кВ или переменного напряжения 25 кВ / переменного напряжения 15 кВ), либо на трех напряжениях (каждый трансформатор является трансформатором переменного напряжения 25 кВ / переменного напряжения 15 кВ / постоянного напряжения 1,5 кВ).
Другим отличием от поезда из трех вагонов является то, что мотокомпрессорные агрегаты 24 перемещены из концевых вагонов 1 и 3 в дополнительный вагон 4 для лучшего распределения масс на ось вдоль поезда.
Промежуточные 2 и дополнительный 4 вагоны имеют одинаковый корпус, который является также идентичным корпусу промежуточного вагона 2 поезда из трех вагонов.
Пол является низким по всей длине поезда и имеет в центральном коридоре между концом промежуточного вагона 2 и концом дополнительного вагона 4 и между концом дополнительного вагона 4 и концом концевого вагона 3 такие же наклоны не более 8%, что и в поезде из трех вагонов.
На фиг.3 показано компоновка поезда из шести вагонов 1, 2, 3, 4, 5 и 6, связанных при помощи средств разъемного соединения, таких как сцепная тяга. Для упрощения чертежа поезд показан разделенным на две части. Этот поезд получен путем введения в описанный выше поезд из четырех вагонов двух добавочных вагонов 5 и 6 между промежуточным вагоном 2 и дополнительным вагоном 4. Концевые вагоны 1 и 3, промежуточные вагоны 2 и дополнительные вагоны 4 этого поезда идентичны соответствующим вагонам предыдущего поезда, и их описание опущено.
Первый добавочный вагон 5 опирается первым концом, обращенным к промежуточному вагону 2, на ось межвагонной моторной тележки 11. Своим другим концом он полностью опирается на классическую моторную тележку 10, которая не является межвагонной. Эта колесная тележка содержит два электрических тяговых двигателя. Симметрично второй добавочный вагон 6 опирается первым концом, направленным к дополнительному вагону 4, на ось межвагонной несущей тележки 11. Своим другим концом он опирается на классическую несущую тележку 11', которая не является межвагонной. Оба добавочных вагона 5 и 6 имеют одинаковые корпуса, и каждый из них опирается на три оси. Центральный коридор, расположенный внутри межвагонного прохода 9, обеспечивает проход из одного добавочного вагона в другой. Часть пассажирских секций этих вагонов, каждый из которых полностью опирается на несущую 11' или моторную 10 тележку, является более длинной, чем часть промежуточного 2 или дополнительного 4 вагона, опирающегося на ось межвагонной несущей тележки 11. По этой причине корпуса добавочных вагонов 5 и 6 длиннее корпусов промежуточного 2 и дополнительного 4 вагонов. Концы добавочных вагонов 5 и 6, опирающиеся на двухосную тележку, являются смежными и образуют раздел. Они классически соединены при помощи сцепной тяги.
Добавочный вагон 5 содержит оборудование, расположенное только на крыше. Так, примерно от середины крыши в направлении раздела расположены выключатель 26, оборудование 21 для кондиционирования пассажирской секции добавочного вагона 5, трансформатор 27, устройство 20 реостатного торможения и тяговый блок 19, расположенный приблизительно над моторной тележкой 10.
Приблизительно над пассажирской секцией, расположенной над несущей тележкой 11', добавочный вагон 6 содержит по меньшей мере один генераторный агрегат 22, затем оборудование 21 для кондиционирования пассажирской секции и резервуар для текучей среды мотокомпрессорного агрегата. Под пассажирской секцией между двумя тележками в подрамном пространстве находится топливный бак 23.
В этой конфигурации тяговый блок 19 и реостат 20 торможения расположены на крыше над моторной тележкой 10 добавочного вагона 5, тогда как остальная часть функциональной «тяговой» группы расположена в добавочном вагоне 6. Поскольку корпуса этих вагонов длиннее корпусов других вагонов, вес этих вагонов, соответственно, увеличен. Перемещение тягового блока 19 и реостата 20 торможения в смежный добавочный вагон 5 как можно ближе к моторной тележке 10 позволяет соблюдать нагрузку на ось и одновременно ограничивать длину необходимых кабелей.
В не показанном на фигурах варианте добавочный вагон 5 опирается первым концом, обращенным к промежуточному вагону 2, на ось межвагонной моторной тележки 11, а другим концом - на несущую тележку 11'. На крыше он содержит оборудование 21 для кондиционирования, устройство 20 реостатного торможения и приблизительно над несущей тележкой 11' - тяговый блок 19. Первым концом, обращенным к дополнительному вагону 4, добавочный вагон 6 опирается на ось межвагонной несущей тележки 11, а своим другим концом полностью опирается на классическую моторную тележку 10, которая не является межвагонной. Приблизительно над пассажирской секцией, расположенной над моторной тележкой 10, добавочный вагон 6 содержит один или два генераторных агрегата 22, затем оборудование 21 для кондиционирования и трансформатор 27. Под пассажирской секцией между двумя тележками под рамой находится топливный бак 23. В этом поезде трансформатор 27 является таким же, как и в поезде из четырех вагонов, и содержит две вторичные обмотки, питающие тяговый блок 19 добавочного вагона 5 или 6, на котором он установлен, связанный с моторной тележкой 10 соответствующего добавочного вагона 5 или 6.
Эти два варианта позволяют соблюдать предписанную нагрузку на ось.
Кроме того, этот поезд может разделяться за счет наличия сцепной тяги. Это является преимуществом для машиниста, поскольку он может подавать разделенный на две части длинный поезд в ангары для технического обслуживания с короткими путями.
Пол тоже является низким по всей длине поезда по вышеупомянутым причинам, так как поезд из шести вагонов основан на конструкции поезда из четырех вагонов, а также за счет увеличения длины корпусов добавочных вагонов 5, 6, в частности, на их концах, опирающихся на классические колесные тележки.
Действительно, это удлинение позволяет сохранять низкий пол на высоте 600 мм на достаточно большой длине вагона, так как классическая моторная тележка немного выше межвагонной тележки. Для соблюдения максимального наклона 8% в центральном коридоре необходимо, следовательно, сместить начало наклона немного вперед в вагоне, т.е. увеличить длину вагона.
Моторная тележка 10 в центральной части поезда обеспечивает необходимую мощность, позволяющую всем поездам развивать скорость в 160 км/ч. При изменении внутренней компоновки (кресла и багажные полки) поезд в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для регионального, пригородного и кольцевого движения вокруг больших мегаполисов. Ускорение при наборе скорости от 0 до 50 км/ч меняется в зависимости от компоновки поезда или от вариантов питания этого поезда. В таблице представлены примеры достигаемых значений ускорения.
Путем сцепления нескольких поездов при помощи автоматического сцепного устройства можно формировать составы. Из двух поездов можно сформировать состав из шести - двенадцати вагонов. Таким образом, можно получать составы большой грузоподъемности при помощи небольшого числа моделей вагонов.
Поскольку поезда и составы всегда содержат число двигателей, приблизительно пропорциональное числу их вагонов, а также их массе, поезд или вагоны не становятся медленными по причине недостаточной моторизации, что может вызвать нарушения в железнодорожном движении на путях, по которым движется такой поезд или такой состав.
Такое решение позволяет перевозчику быстро приспособиться к сложившимся в данный момент обстоятельствам, объединяя два поезда для формирования состава.
Такое решение позволяет получать поезда разной длины с минимальным количеством колесных тележек и с учетом требований нагрузки на ось.
Такое решение обеспечивает также равномерное распределение нагрузок на оси, а также позволяет избежать перегрузки осей и их работы слишком близко к пределу, допускаемому устройством железной дороги, со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается описанными выше и представленным на чертежах вариантами его осуществления, и, не выходя за рамки изобретения, можно предусматривать и другие варианты.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Железнодорожный поезд состоит из по меньшей мере трех вагонов (1, 2, 3, 4, 5, 6) и содержит два концевых вагона (1, 3), каждый из которых опирается своим свободным концом на моторную колесную тележку (10), а своим противоположным концом - на ось несущей межвагонной колесной тележки (11) с двумя несущими осями. По меньшей мере один вагон (2, 4, 5, 6), находящийся между двумя концевыми вагонами (1, 3), опирается каждым концом на ось несущей межвагонной тележки (11). Поезд содержит бортовое оборудование, включающее в себя устройство (25, 28) соединения с контактной электросетью, трансформатор (27), тяговый электронный блок (19), устройство (20) реостатного торможения, генераторный агрегат (22), бак (23) с жидким топливом и аккумуляторную батарею (16). Топливный бак (23) расположен под рамой концевого вагона (1, 3). Аккумуляторная батарея (16) расположена внутри концевого вагона (1, 3), по существу, над моторной колесной тележкой (10), а все остальное бортовое оборудование (10, 20, 22, 25, 27, 28) расположено на крыше и распределено по вагонам (1, 2, 3, 4, 5, 6) поезда. Железнодорожный состав содержит по меньшей мере два железнодорожных поезда. Изобретение улучшает динамические характеристики поезда. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
1. Железнодорожный поезд, состоящий из по меньшей мере трех вагонов (1, 2, 3, 4, 5, 6) и содержащий два концевых вагона (1, 3), каждый из которых опирается своим свободным концом на моторную колесную тележку (10) с по меньшей мере одним электродвигателем, а своим противоположным концом - на ось несущей межвагонной колесной тележки (11) с двумя несущими осями, при этом по меньшей мере один вагон (2, 4, 5, 6), расположенный между двумя концевыми вагонами (1, 3), опирается каждым концом на ось несущей межвагонной тележки (11); и бортовое оборудование, включающее в себя по меньшей мере одно устройство (25, 28) соединения с контактной электросетью, по меньшей мере один трансформатор (27), по меньшей мере один тяговый электронный блок (19), по меньшей мере одно устройство (20) реостатного торможения, по меньшей мере один генераторный агрегат (22), по меньшей мере один бак (23) с жидким топливом и по меньшей мере одну аккумуляторную батарею (16), отличающийся тем, что по меньшей мере один топливный бак (23) расположен под рамой концевого вагона (1, 3), по меньшей мере одна аккумуляторная батарея (16) расположена внутри концевого вагона (1, 3), по существу, над моторной колесной тележкой (10), а все остальное бортовое оборудование (10, 20, 22, 25, 27, 28) расположено на крыше и распределено по вагонам (1, 2, 3, 4, 5, 6) поезда.
2. Железнодорожный поезд по п.1, отличающийся тем, что каждый концевой вагон (1, 3) содержит по меньшей мере один генераторный агрегат (22), одно устройство (20) реостатного торможения и один тяговый электронный блок (19), причем по меньшей мере один внутренний вагон (2) является промежуточным и содержит по меньшей мере одно устройство (25, 28) соединения с контактной электросетью и по меньшей мере один трансформатор (27).
3. Железнодорожный поезд по п.1, отличающийся тем, что промежуточный вагон (2) содержит два устройства (25, 28) соединения с контактной электросетью, выполненные с возможностью использования двух разных напряжений питания.
4. Железнодорожный поезд по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один внутренний вагон (4) является дополнительным и содержит трансформатор (27) и два мотокомпрессорных агрегата (24).
5. Железнодорожный поезд по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один внутренний вагон (5, 6) является добавочным и опирается на двухосную колесную тележку (10, 11'), расположенную на одном из его концов, и на ось несущей межвагонной тележки (11) на другом конце.
6. Железнодорожный поезд по п.5, отличающийся тем, что по меньшей мере один добавочный вагон (5, 6) содержит расположенные на крыше тяговый электронный блок (19) и устройство (20) реостатного торможения.
7. Железнодорожный поезд по любому из пп.5 или 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один добавочный вагон (5, 6) содержит по меньшей мере один генераторный агрегат (22), расположенный на крыше, и топливный бак (23), расположенный под рамой.
8. Железнодорожный поезд по п.5, отличающийся тем, что расположенная на одном из концов добавочного вагона (5, 6) колесная тележка (11') является несущей.
9. Железнодорожный поезд по п.6, отличающийся тем, что расположенная на одном из концов добавочного вагона (5, 6) колесная тележка (10) является моторной.
10. Железнодорожный поезд по п.7, отличающийся тем, что расположенная на одном из концов добавочного вагона (5, 6) колесная тележка (10) является моторной.
11. Железнодорожный поезд по любому из пп.5, 6, 8-10, отличающийся тем, что концы добавочных вагонов (5, 6), опирающиеся на одну двухосную тележку (10, 11'), являются смежными.
12. Железнодорожный поезд по п.7, отличающийся тем, что концы добавочных вагонов (5, 6), опирающиеся на одну двухосную тележку (10, 11'), являются смежными.
13. Железнодорожный поезд по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что трансформатор (27) выполнен с возможностью использования одного или двух напряжений питания и связан с двумя моторными колесными тележками (10).
14. Железнодорожный поезд по любому из пп.4-6, 8-10, отличающийся тем, что трансформатор (27) связан с каждой моторной колесной тележкой (10) и выполнен с возможностью использования одного, двух или трех напряжений питания.
15. Железнодорожный поезд по п.7, отличающийся тем, что трансформатор (27) связан с каждой моторной колесной тележкой (10) и выполнен с возможностью использования одного, двух или трех напряжений питания.
16. Железнодорожный поезд по п.11, отличающийся тем, что трансформатор (27) связан с каждой моторной колесной тележкой (10) и выполнен с возможностью использования одного, двух или трех напряжений питания.
17. Железнодорожный поезд по п.13, отличающийся тем, что трансформатор (27) связан с каждой моторной колесной тележкой (10) и выполнен с возможностью использования одного, двух или трех напряжений питания.
18. Железнодорожный поезд по п.1, отличающийся тем, что в центральном коридоре по всей его длине имеется сплошной пол, который может иметь наклоны не более 8%.
19. Железнодорожный состав, содержащий по меньшей мере два поезда по любому из пп.1-18, связанные посредством средств соединения.
