3
Spis treści
Streszczenie ...6
Abstract ...7
1 Wstęp ...8
2 Rola kolei dużych prędkości w rozwoju transportu szynowego. ... 11
2.1 Japonia: „Shinkansen” ... 11
2.2 Francja: „Train à Grande Vitesse” (TGV) ... 14
2.3 Niemcy: „Neubaustrecken”. ... 18
2.4 Hiszpania: „Alta Velocidad Española” (AVE). ... 22
2.5 Włochy: „Rete Alta Velocità/Alta Capacità” (AV/AC). ... 26
2.6 Wnioski płynące z doświadczeń międzynarodowych w dziedzinie KDP ... 30
3 Analiza dostępnych elementów taboru, pod kątem przydatności dla Kolei Dużych Prędkości... 32
3.1 Bezpieczeństwo eksploatacji ... 42
3.2 Konstrukcja ramy wózka ... 43
3.3 Konstrukcja zestawu kołowego ... 44
3.4 Konstrukcja Koła ... 45
3.5 Konstrukcja korpusu maźnicy ... 45
3.6 Konstrukcja zawieszenia (I oraz II stopień) ... 45
3.7 Konstrukcja urządzeń dodatkowych ... 46
3.8 Konstrukcja układu hamulcowego... 46
3.9 Wymagania ze względu warunki środowiskowe ... 48
3.10 Wymagania ze względu na hałas ... 48
3.11 Wybór najważniejszych wymagań dla oceny jakości układów jezdnych KDP . ... 49
3.12 Podsumowanie ... 49
4
4.1 Układ kinematyczny pojazdu ... 51
4.2 Rodzaj konstrukcji wózka ... 52
4.3 Budowa wózka ... 54
4.4 I stopień odsprężynowania ... 55
4.5 II stopień odsprężynowania ... 60
4.6 Rodzaje hamulców stosowanych w KDP... 62
4.7 Przeniesienie napędu i zawieszenie silnika trakcyjnego ... 63
4.8 Analiza cech konstrukcyjno – użytkowych układów jezdnych KDP ... 66
4.9 Opracowanie założeń konstrukcyjno-technicznych układów jezdnych KDP dla warunków polskich. ... 68
4.10 Podsumowanie ... 71
5 Przegląd dostępnych programów symulacji dynamiki pojazdów szynowych. Ocena jakości oprogramowania poprzez porównanie wyników symulacji dala wybranych konstrukcji ... 73
5.1 Modele pojazdów – zastosowane do badań benchmarkowych ... 75
5.2 Przypadki przejazdów ... 75
5.3 Wyniki symulacji ... 76
6 Kryteria oceny jakości oraz bezpieczeństwa układów jezdnych. ... 81
6.1 Układy wieloczłonowe - Multibody System ... 81
6.2 Modelownie układów jezdnych Kolei Dużych Prędkości. ... 82
6.2.1 Podstawowe założenia dla budowy modeli matematycznych ... 84
6.2.2 Model układu mechanicznego pojazd-tor ... 87
6.2.3 Modelowanie pojazdu szynowego ... 89
6.2.4 Modelowanie kontaktu tocznego koło-szyna ... 92
6.2.5 Modelowanie toru ... 94
6.3 Budowa modelu fizycznego. ... 96
6.3.1 Szczegółowe dane techniczne modelowanych pojazdów ... 97
5
6.3.3 Profile kół oraz szyn ... 113
6.4 Budowa modelu symulacyjnego. ... 114
6.5 Badania symulacyjne własności konstrukcji. ... 116
6.5.1 Kształtowanie geometrii toru w funkcji prędkości ... 117
6.5.2 Charakterystyka analizowanych przypadków - warunki brzegowe ... 123
6.6 Wybrane kryteria oceny dynamiki pojazdu... 127
6.6.1 Kryterium Nadala – Y/Q ... 127
6.6.2 Współczynnik zużycia kół ... 134
6.6.3 Spokojność biegu (komfort podróży) ... 140
6.7 Zestawienie i porównanie wyników ... 148
7 Propozycja jednorodnego kryterium jakości rozwiązania układu jezdnego Kolei Dużych Prędkości. ... 172
7.1 Ocena analizowanych konstrukcji pod kątem spełniania opracowanego kryterium ... 175
8 Dobór optymalnego układu jezdnego Kolei Dużych Prędkości dla warunków polskich. ... 177
8.1 Ocena poszczególnych parametrów dynamiki oraz ocena jakości układów jezdnych KDP – dyskusja wyników symulacji. ... 185
8.2 Wnioski ... 189
