chương 6 phương tiện vận tải

Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Chơng Phơng tiện vận tải 6.1 Giới thiệu chung 6.1.1 Đặc trng giao thông đờng sắt đô thị Hệ thống đờng sắt đô thị phân thành ba loại: hệ thống vận tải nhanh khối lợng lớn (Mass Rapid Transit System), hệ thống vận tải trung bình (Medium Capacity Transit System) hệ thống vận tải nhỏ (Small Capacity Transit System) Loại tàu cao tốc sức chở lớn yêu cầu tuyến đờng có tiêu chuẩn kỹ thuật cao nên giá thành xây dựng đắt Đoàn tàu thờng kéo -10 toa, sức kéo điện, sức chở 400 khách/ đoàn tàu, thời gian giãn cách hai chuyến tàu 2-3 phút, lực lớn khoảng 40.000 - 80.000 khách/h hớng Loại tàu có sức chở trung bình gồm Monorail, tàu tự động AGT, LRT Loại Monorail gồm loại nằm ray gọi loại cỡi (kẹp) Mounted Monorail (ALWE) loại treo Suspended Monorail (SAFEGE) - Loại AGT (Automatic Guided Trassit) AGT tên tập hợp hệ thống vận tải không ngời lái chạy đờng dẫn đặc biệt hệ thống bắt đầu hoạt động bang Florida (nớc Mỹ) vào năm 1971, Nhật Bản năm 1972 Pháp năm 1973, Tây Đức năm 1984 Loại nói chung lực chuyên chở nhỏ Monorail - Loại đờng sắt nhanh chi phí thấp - gọi tắt đờng sắt nhẹ LRT (Light Rapid Transit - Dual-rail LRT): Loại LRT đại loại tàu cao tốc tải trọng trục số toa đoàn tàu, lực chuyên chở dới 30.000 khách/h Hệ thống vận tải giống nh loại đờng sắt thông dụng Loại có u điểm cần thiết cần cải tạo không nhiều nâng lên thành hệ thống tàu cao tốc, sức chở lớn (còn gọi hệ thống tàu nặng) Một số loại hình phơng tiện khác nh: Loại đờng sắt cao tốc (High Speed Surface Transit - HSST) Hệ thống tàu động tuyến tính LIM (Linear Motor Train System) Vì tuyến đờng sắt Cát Linh Hà Đông dựa số liệu dự báo với lực chuyên chở dới 30.000 khách/h nên lựa chọn loại hình LRT phù hợp 6.1.2 Chỉ tiêu chủ yếu giao thông đờng sắt đô thị tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t 6.1.2.1 Tham số kỹ thuật chủ yếu giao thông đờng sắt đô thị loại trung bình LRT * Năng lực khách vận Năng lực khách vận giao thông đờng sắt đô thị loại trung bình LRT, thiết kế khoảng 10.000 ữ 30.000 khách/h (một chiều cao điểm), tức nằm đờng sắt đô thị lớn nh đờng sắt ngầm ôtô buýt Tối đa không nên vợt qúa 40.000 khách/ h, nh đầu t mức cao nhiều, hiệu kinh tế giảm thấp * Tuyến đờng Tuyến đờng giao thông đờng sắt đô thị, mặt đất, giá cao ngầm dới đất Khi thiết kế cụ thể, phụ thuộc vào bố cục tổng thể quỹ đất thành phố, hớng di chuyển hành khách yêu cầu bảo vệ môi trờng Tuyến đờng bến đỗ cần phối hợp tốt với toàn mạng giao thông thành phố liên hệ cách hữu khu dân c với khu dịch vụ công tác thơng mại, nhà máy, trờng học, bệnh viện, vui chơi giải trí Bán kính nhỏ nhất: Trên tuyến không nhỏ trơn 100 m, nơi đặc biệt không khó khăn, không nhỏ 50m, bãi xe, không nhỏ 25m Độ dốc lớn nhất: tuyến 60%o, để đảm bảo vận hành bình thuận, đờng cong thiết kế có đờng hoà hoãn đoạn thẳng đờng cong liên tiếp * Đờng ray Đờng ray thờng dùng theo tiêu chuẩn quốc gia, để tu bảo dỡng thuận tiện quản lý thống với hình thức giao thông đờng sắt thành phố khác Trên tuyến dùng ray 50kg/m, trừ đoạn cong ra, dùng ray không mối nối, nhằm nâng cao chất lợng chạy làu, giảm nhỏ tếng ồn * Toa xe Toa xe đờng sắt đô thị phân thành: toa trục, toa trục khớp toa trục hai khớp Mỗi loại chia ra: toa hai buồng lái, toa buồng lái toa không buồng lái Tất loại toa toa động lực: Toa xe đờng sắt đô thị, chạy độc lập, nối kết chạy thành đoàn Trung Quốc thờng dùng toa trục khớp hai buồng lái, mô tơ điện kéo chiều Khi kết nối thành đoàn, nhiều toa * Bến đỗ Căn vị trí tuyến đờng, điều kiện địa hình, yêu cầu tổ chức chạy tàu lu lợng hành khách lên xuống đợc định vị trí, hình thức quy mô bến đỗ Vị trí bến đỗ, trớc hết xét đến điểm có khách lên xuống tơng đối tập trung nh: ga đờng sắt tuyến, sân bay, bến cảng, trung tâm thơng mại, vui chơi tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t giải trí, công sở, nhà máy, trờng học, bệnh viện điểm chuyển đổi phơng tiện giao thông Hình thức kiến trúc bến đỗ phải phù hợp cảnh quan đô thị Không cách bến đỗ trung bình khoảng 1000m tốt nhất, vùng ngoại ô dài hơn, nội thành ngắn * Hệ thống cấp điện Hệ thống cấp điện phải an toàn tin cậy, điều kiện tiên đợc bảo đảm cho hành khách trình tự vận hành bình thờng đoàn tàu Hệ thống cấp điện cho giao thông đờng sắt thành phố nói chung, đờng sắt đô thị nói riêng phải thuộc hệ thống phụ tải cấp I quốc gia, phải hai đờng nguồn cung cấp, đờng phải đờng cấp chuyên dùng, nhằm bảo đảm cấp điện liên tục Chế độ điện áp theo tiêu chuẩn điện áp quốc tế DC 750V dùng phơng thức mạng tiếp xúc ray thứ dùng tiếp điện cao với điện áp 1500V * Hệ thống thông tin tín hiệu Hệ thống thông tin tín hiệu để bảo đảm an toàn chạy tàu nâng cao hiệu suất vận tải; Nói chung, cần thoả mãn nguyên tắc sau: - Phải có lực bảo đảm an toàn hiệu suất chạy tàu, phục vụ an toàn tin cậy thuận tiện hành khách - Cần kết hợp điều kiện thực tế với kỹ thuật tiên tiến, điều kiện kinh tế cho phép, cần lợi dụng tối đa kỹ thuật cao, nâng cao trình độ đại hoá - Phù hợp yêu cầu thể hoá thiết bị, thiết kế có lợng d để thích ứng với phát triển sau * Bảo vệ môi trờng Theo phát triển kinh tế xã hội, yêu cầu c dân đô thị chất lợng sống ngày cao, vậy, vấn đề bảo vệ môi trờng phát triển đờng sắt thành phố nói chung phải đặc biệt coi trọng, bao gồm: cảnh quan, ô nhiễm không khí, tiếng ồn 6.1.2 Toa xe giao thông đờng sắt thành phố 6.1.2.1 Đặc điểm kết cấu tham số kỹ thuật chủ yếu toa xe đờng sắt thành phố Toa xe giao thông thành phố, phải đảm bảo an toàn vận hành, tốc độ nhanh, mà có điều kiện phục vụ tốt cho hành khách, đồng thời phù hợp với cảnh quan đô thị ô nhiễm môi trờng Để thoả mãn yêu cầu trên, thiết kế chế tạo toa xe đờng sắt thành phố, ứng dụng hàng loạt kỹ thuật nh dùng vật liệu kết cấu để giảm đô thị trọng lợng toa xe, thiết kế giá chuyển hớng có tính bình ổn cao, dùng kỹ thuật điều tiết cắt sóng chiều, hãm tái sinh, điều áp xoay chiều biến tần tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Hình thức giao thông đờng sắt khác nhau, toa xe sử dụng có khác biệt lớn Đối với đờng sắt ngầm đoàn tàu thờng có loại toa xe trục: toa kéo A có buồng lái, toa động lực B có cần điện, toa động lực C cần điện Khi kết nối, toa A vị trí hai đầu, toa B, C thay đổi vị trí với nhau, thí dụ đoàn tàu kết nối toa A-B-C-B-C-A A-B-C-C-B-A Nếu toa là: A-B-C-C-B-B-C-A A-B-C-B-C-B-C-A Đối với giao thông đờng sắt đô thị thờng dùng loại toa xe: trục có động lực, đầu có buồng lái, trục khớp trục hai khớp, toa có động lực có buồng lái hai đầu Toa xe đờng sắt đô thị chạy độc lập kết nối chạy thành đoàn 6.1.2.2 Bộ phận chạy toa xe đờng sắt thành phố * Khái quái chung Bộ phận chạy toa xe, gọi giá chuyển hớng Chức giá chuyển hớng là: liên kết thùng xe với trục bánh, truyền lực thẳng đứng dẫn hớng toa xe qua đờng cong Giữa giá chuyển thùng xe quay tơng dối với Để nâng cao tính động lực toa xe vận hành, thùng xe khung giá chuyển, khung giá chuyển bầu dầu trục bánh lắp hệ thống treo đàn hồi thích hợp Để đảm bảo việc điều tiết tốc độ vận hành dừng tàu khoảng cách an toàn quy định, giá chuyền lắp hệ thống hãm sở Đối với giá chuyển động lực, có môtơ điện kéo cấu truyền động, đem mô men quay mô tơ chuyển thành lực kéo đoàn làu Giá chuyển có nhiều dạng kết cấu khác nhau, nhng nguyên lý tác dụng phận cấu thành tơng tự nhau, có: bầu dầu trục bánh, hệ treo lò xo, khung giá kết cấu liên kết với thùng xe Giá chuyển toa xe đờng sắt thành phố, yêu cầu có tính giá chuyển toa xe đờng sắt tuyến ra, phải có tính giảm chấn tốt hơn, tiếng ồn nhỏ, thích ứng đợc trạng thái tải trọng biến đổi lớn, tải trọng trục nhỏ, để giảm giá thành xây dựng Để ngời khuyết tật, ngời cao tuổi, trẻ em lên xuống xe dễ dàng an toàn Có nơi ngời ta thiết kế loại giá chuyển, gọi giá chuyển sàn xe thấp * Hệ thống truyền động giá chuyển động lực Giá chuyển động lực toa xe đờng sắt thành phố (đờng sắt ngầm đờng sắt đô thị), dùng mô tơ chiều hay xoay chiều, phải thông qua hộp giảm tốc chuyển mô men xoắn mô tơ chuyển thành mô men quay trục bánh, lợi đụng lực bám bánh xe ray kéo đoàn tàu chạy đờng Căn đặc trng lắp đặt mô tơ lên giá chuyển thùng xe đặc trng truyền động trục môtơ khung giá chuyển, phân hình thức kết cấu sau đây: Truyền động gối trục vấu: tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Truyền động gối trục vấu hình thức truyền động sớm toa xe đờng sắt thành phố (Tàu điện truyền thống), cần lắp cặp bánh truyền trực tiếp mômen mô tơ cho trục bánh xe Trục mô tơ trục bánh song song với nhau; Một phần trọng lợng mô tơ, thông qua hai gối trục vấu tựa trục bánh, phần trọng lợng mô tơ thông qua hệ treo đàn hồi tựa vào khung giá Thông thờng tỉ số truyền cặp bánh lấy 1:4 đến 1:6, xem hình 6.1 Hình 6.1: Truyền động gối trục vấu Mô tơ điện kéo; Hệ treo môtơ đàn hồi; Bánh nhỏ trục môtơ; Bánh nhỏ trục bánh xe; Hộp giảm tốc; Gối trục vấu; Đĩa hãm Do phận trọng lợng hệ thống truyền động tựa trục bánh xe khiến khối lợng dới lò xo tăng lớn, ảnh hởng xấu đến chất lợng động lực giá chuyển, tăng lợng mài mòn chi tiết động, nh: ổ trục, bánh cổ góp Ngoài ra, tính đàn hồi xoắn loại truyền động thấp, nên cổ góp thờng bị tải, chí bị cháy Tuy nhiên, cấu tạo hình thức truyền động đơn giản, chắn, nên tới ngày nay, đợc sử dụng giá chuyển toa xe đờng sắt đô thị đại Truyền động trục rỗng - môtơ ngang Truyền động trục rỗng - mô tơ ngang, treo dầm ngang khung giá chuyển Dùng trục mô tơ rỗng khớp nối đàn hồi cao, dẫn động bánh hộp giảm tốc, với kết cấu khắc phục đợc nhợc điểm hình thức truyền động gối trục vấu nói trên, xem hình 6.2 Giữa bánh nhỏ giảm tốc Rotor trục rỗng, lắp khớp nối trục cao su thép đàn hồi cao, di động đợc Một đầu hộp giảm tốc tựa trục bánh, đầu thông qua gối đỡ điều chỉnh hớng dọc, nối chốt với khung giá chuyển Truyền động trục rỗng, trọng lợng nhỏ, làm việc tin cậy, độ bền cao, đợc dùng rộng rãi toa xe đờng sắt thành phố tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Hình 6.2: Truyền động trục rỗng - mô tơ ngang Môtơ điện kéo; Bánh nhỏ; Trục môtơ; Bánh lớn; Trục rỗng; Khớp nối trục; Hộp giảm tốc; Đĩa hãm Kết cấu yên ngựa, hai trục - dẫn động dọc Mô tơ điện kéo hộp giảm tốc nằm dọc khung giá chuyển, hai trục hánh Trục mô tơ, sau qua bánh giảm tốc, nhờ trục rỗng khớp nối trục cao su liên kết đàn hồi với trục bánh, xem hình 6.3 Ưu điểm dẫn động hai trục dọc là: khoảng cách trục rút ngắn hai hình thức truyền động nói trên; Có thể từ 2m trở xuống Ngoài ra, trục bánh bị trợt cục bộ, trục bánh hoạt động đợc bình thờng, có tác dụng bảo hiểm; Cũng tơng tự, có trục bánh bị giảm tải tăng giảm tốc, trục tăng tải khiến tổng mômen ma sát giá chuyển không đổi Khác với truyền động trục riêng rẽ, trục bánh bị giảm tải gây tợng trợt bánh xe Hình thức truyền động hai trục, khiến cho tốc độ góc hai trục giống nhau, đờng kính bánh xe hai trục khác nhau, tạo thành lực cản vận hành mài mòn tăng lên Ngoài ra, toàn trọng lợng hệ thống truyền động đợc treo hai trục, nên khối lợng dới lò xo tăng lớn, có ảnh hởng xấu đến tính động lực giá chuyển tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Hình 6.3: Kết cấu yên ngựa, hai trục dẫn động dọc Môtơ điện kéo; Khớp nối trục; Bánh nón dẫn động; Trục rỗng; Khớp nối trục cao su; Trục bánh; Hộp giảm tốc; Đĩa hãm Dẫn động dọc - hai trục đàn hồi Hình thức truyền động này, môtơ treo đàn hồi hai dầm ngang khung giá chuyển, Trục môtơ, qua bánh giảm tốc dẫn động trục rỗng đầu nối đăng, qua khớp nối trục biên cao su, truyền mômen xoắn cho trục bánh, xem hình 6.4 Hình thức truyền động có đặc điểm giống nh hình thức truyền động thứ 3, nhng nhợc điểm tăng khối lợng dới lò xo 26 Hình 6.4: Truyền động dọc - hai trục đàn hồi Môtơ điện kéo; Khớp nối trục; Bánh nón dẫn động; Trục rỗng đấu nối đăng; Khớp nối trục; Trục bánh xe; Hộp giảm tốc; Đĩa hãm tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Dẫn động dọc trục lắp chéo góc Hai môtơ điện kéo chéo góc dầm ngang khung giá chuyển hớng Việc truyền mômen xoắn bánh truyền động thông qua trục biên thực hiện, xem hình 6.5 Hình 6.5: Dẫn động dọc - trục chéo góc Mô tơ; Trục biên; Bánh nón dẫn động; Trục bánh; Hộp giảm tốc; Đĩa hãm Một đầu hộp giảm tốc treo đàn hồi dầm khung giá chuyển, đầu treo trục bánh, môtơ kéo riêng rẽ trục bánh Mô tơ điện kéo đặt bệ Trục môtơ điện kéo, thông qua khớp nối đăng, truyền mômen xoắn cho hộp giảm tốc treo giá chuyển hớng dẫn động trục bánh quay, xem hình 6.6 Hình 6.6: Môtơ điện kéo đặt bệ xe Môtơ điện kéo; Hộp giảm tốc; Trục bánh xe; Trục biên; Gối đỡ truyền động; Đĩa hãm; Trang trí hãm tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t 6.1.3 hệ thống hãm giá chuyển ĐầU MáY TOA XE THàNH PHố Cơ cấu chấp hành hệ thống hãm khí nén, thờng gọi hãm sở giá chuyển Căn phơng thức hãm khác chia hai hình thức chủ yếu: hãm guốc mặt lăn bánh xe hãm đĩa 6.1.3.1 Hãm guốc mặt lăn bánh xe Do dới bệ toa xe động lực thờng lắp nhiều thiết bị điện khí nén, nên khó khăn việc sử dụng kết cấu hãm sở giống nh giá chuyền toa xe tuyến, mà thờng sử dụng kết cấu hãm đơn nguyên, xem hình 6.7 Kết cấu bao gồm: nồi hãm, cấu điều chỉnh guốc hãm , cấu thành cụm kết cấu nhỏ gọn, không cấu truyền động nh hãm sở giá chuyền truyền thống, hiệu suất truyền động đợc nâng cao 6.1.3.2 Hãm đĩa Kết cấu hãm guốc mặt lăn bánh xe đơn giản, nhng công suất hãm bị hạn chế lớn dẫn đến làm sát thơng cặp ma sát nh guốc hãm bị nóng chảy, mặt lăn bi tróc bị nứt Khi cần công suất hãm lớn, dùng hãm đĩa Kết cấu hãm đĩa đợc dùng giá chuyển toa xe đờng săt ngầm Berlin a) Cấu tạo tác dụng hãm đĩa Cấu tạo hãm đĩa xem hình 6.7 nồi hãm đơn nguyên, cấu kẹp, guốc hãm đĩa hãm cấu thành Hình 6.7: Trang trí hãm đĩa KNOOR tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Đĩa hãm; Nồi hãm đơn nguyên; Thanh treo; Guốc hãm; Đỡ guốc hãm; Đòn bẩy; Đòn bẩy; Tấm kéo đỡ Trong nồi hãm đơn nguyên gồm có: cấu điều chỉnh guốc hãm, cấu kẹp (3), đỡ guốc hãm (5), đòn bẩy (6) kéo dỡ (8) cấu thành Phơng thức treo cấu kẹp kiểu treo điểm nồi hãm phù động, tức hai treo đỡ guốc hãm điểm treo, điểm thứ kéo đỡ (8) Khi hãm cán pittông đẩy ra, thân nồi hãm cán pittông dẫn động hai đòn bẩy, thông qua cấu kẹp đợc tạo đòn bẩy đỡ (8), khiến cho guốc hãm đồng thời ép vào hai mặt ma sát đĩa hãm b) Đặc điểm hãm đĩa - Ma sát đĩa hãm thay ma sát guốc hãm - bánh xe nên giảm mài mòn ảnh hởng nhiệt mặt lăn bánh xe - Tính toả nhiệt hãm đĩa tơng đối tốt, nên hệ số ma sát ổn định, lực hãm ổn định Lợng dung nhiệt cho phép công suất hãm tơng đối lớn - Dùng hãm đĩa hiệu kinh tế cao - Nói chung diện tích guốc hãm đĩa lớn nhiều so với guốc hãm mặt lăn bánh xe, nên áp lực đơn vị nhỏ, suất mài mòn nhỏ, tuổi thọ sử dụng lớn - Khuyết điểm sử dụng hãm đĩa hệ số bám dính bánh xe - ray bị giảm nhỏ Nguyên nhân chủ yếu mặt lăn bánh xe không đợc nh dùng guốc hãm mặt lăn bánh xe c) Phân loại hãm đĩa Căn hình thức lắp ráp đĩa hãm khác nhau, chia ra: đĩa hãm trục (đĩa hãm lắp trục xe) đĩa hãm bánh xe (đĩa hãm lắp bánh xe) Nói chung, không gian kết cấu cho phép nên dùng hãm đĩa trục xe, xem hình 6.8 Kết cấu bao gồm: bệ lắp hãm đĩa (2), dùng bu lông lắp vào bệ (1) Tuỳ theo yêu cầu công suất hãm lắp số đĩa hãm nhiều một, chí tới đĩa trục xe Khi không gian kết cấu bị hạn chế, chẳng hạn nh giá chuyển động lực có môtơ kéo lắp đĩa hãm trục xe đợc mà dùng đĩa hãm bánh xe, xem hình 6.9 Kết cấu đĩa thép qua độ (1), dùng bu lông lắp bệ bánh xe, đĩa hãm (2) liên kết với đĩa độ tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 10 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t V km/h ip %o 10 15 20 25 30 35 40 15 16 17 18 19 20 16.588 62.284 107.98 153.68 199.37 245.07 290.76 336.46 382.16 17.883 66.625 115.37 164.11 212.85 261.59 310.34 359.08 407.82 19.207 70.995 122.78 174.57 226.36 278.15 329.94 381.73 433.52 20.56 75.396 130.23 185.07 239.9 294.74 349.57 404.41 459.24 21.945 79.827 137.71 195.59 253.47 311.35 369.23 427.12 485 23.362 84.29 145.22 206.15 267.07 328 388.93 449.86 510.79 Lấy tốc độ tính toán Vtt = 15km/h; độ dốc lớn ik = 40%o Vậy Ntt = 382,16 KW Công suất vành bánh khởi động Fkd Vkd 0,7355 [KW] 270 Fkd lực kéo khởi động ứng q0 = 14T/trục, lấy ik = 3%o, Fkd = 970,67 [KG] Vkd Tốc độ khởi động [km/h]; Vkd = 2km/h Nkd = 5,28 KW Công suất chạy tốc độ cấu tạo N kd = Fct Vct 0,7355 [KW] 270 Fct lực kéo tốc độ cấu tạo [KG] Vct = 80km/h [km/h] Nct = 202,37 KW Công suất vành bánh chạy tốc độ tơng lai 120km/h N ct = Ftl Vtl 0,7355 [KW] 270 Ftl lực kéo tốc độ 120km/h [KG] Vtl = 120km/h [km/h] Ntl = 487,67 KW 6.2.6.5 Tính toán công suất động đoàn tàu chạy tốc độ tính toán N tl = Tổng công suất động đoàn tàu chạy tốc độ tính toán Ndtt = Ntt. Với hiệu suất bánh truyền động, = 0,95 Ndtt = 382,16/0,95 = 402 KW Tổng công suất động cần thiết để khởi động đợc đoàn tàu Ndkd = Nkd. Ndkd = 5,28/0.95 = 5,55 KW Tổng công suất động cần thiết chạy tốc độ cấu tạo tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 25 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Ndct = Nct. Ndct = 202,37/0,95 = 213 KW Tổng công suất động cần thiết chạy tốc độ tơng lai 120km/h Ntl = Ntl. Ntl = 487,67/0.95 = 513,3 KW 6.2.6.6 Tính toán công suất cần thiết chọn động Căn vào chế độ sức kéo, công suất tối thiểu động tính chế độ cho bảng 6.9 Bảng 6.9 TT Công suất đoàn tàu chế độ Công suất cho động Tốc độ tính toán 50,2 KW Tốc độ khởi động 0,69 KW Tốc độ cấu tạo 26,6 KW Tốc độ tơng lai 64,1 KW Công suất cho bảng 6.11 công suất tối thiểu tính theo tiêu chuẩn đờng sắt bình thờng đoàn tàu đô thị công suất cho động cần vào khả vợt qua dốc 40%o; đoàn tàu chạy khu gian khoảng cách không đầy 1.000m, cần phải có độ gia giảm tốc lớn, phải đảm bảo khả toa động lực bị cố đoàn tàu đảm bảo chạy với kế hoạch chạy tàu định Vì công suất cho động cần chọn cho phù hợp Tham khảo tiêu chuẩn thiết kế cho đoàn tàu metrô nớc nh : Trung Quốc công suất tính theo đầu ngời 2kw/1 ngời Với đoàn tàu chứa 980 ngời công suất chọn cho động khoảng 230kw nớc Phơng Tây tiêu chuẩn lấy tới 2,5kw/1 ngời, đoàn tàu metrô gồm toa, 980 hành khách công suất cho động khoảng 300kw Dựa tính toán tiêu chuẩn xác định công suất kéo cho đầu ngời, Trung Quốc Phơng Tây, đoàn tàu cần chọn công suất cho động không nhỏ 180kw Công suất chọn lớn đoàn tàu vận hành khoẻ, song tiêu tốn nhiều lợng Vấn đề chọn công suất cụ thể cần đợc xem xét kỹ kiến nghị chọn công suất cho động khoảng 180kw để thoả mãn vận hành bình thờng đoàn tàu 6.2.6.7 Xây dựng đặc tính sức kéo đoàn tàu Đặc tính sức kéo xây dựng vào công suất vành bánh chọn : F.Vk 0,7355 [KW] N k max = 270 Xây dựng đặc tính sức kéo : tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 26 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t F= 270.N k max V.0,7355 [KG] Với Vk = [0, 5, 10, 15, 120 km/h] Hình 6.14: Đờng đặc tính sức kéo doàn tàu Đề nghị thiết kế đầu máy cần chọn phơng thức điều khiển động điện kéo cần thoả mãn đặc tính sức kéo nh hình 6.14 6.2.6.8 Chọn gia tốc đoàn tàu kéo Tốc độ cấu tạo phơng tiện thiết kế 80km/h Gia tốc đoàn tàu từ đến 40km/h khoảng 0,83 ữ 0,9m/s2, từ đến 80km/h lớn 0,85m/s2 Thời gian tăng tốc từ đến V km/h tính theo công thức: V a = 0,278 [m/s2] t Trong đó: V giá trị cuối cần phải tăng tốc [km/h] a gia tốc [m/s2] t thời gian tăng tốc [s] * Kết tính toán: Thời gian cần thiết để tăng tốc từ đến 40km/h là: t = 0,278 40 = 13,4 ữ 12,3s 0,83 ữ 0,9 Thời gian cần thiết để tăng tốc từ 40 đến 80km/h là: tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 27 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông t = 0,278 (80 40) = 13s Dự án đầu t 0,85 Thời gian tăng tốc từ đến 80km/h khoảng 26,4 ữ 25,3s 6.2.6.9 Gia tốc đoàn tàu hãm, thời gian cần thiết để giảm tốc, quãng đờng hãm cần thiết Độ giảm tốc định tới an toàn vận hành đoàn tàu, định tới việc rút ngắn thời gian vận hành khu gian Độ giảm tốc phụ thuộc vào mức đại, lực mạnh, yếu hệ thống hãm Đối với đoàn tàu đô thị độ giảm tốc hãm thờng phải lớn 1m/s2; độ giảm tốc hãm khẩn yêu cầu lớn hớn 1,3 m/s2 Thời gian để hãm thờng giảm tốc từ 80km/h đến 0km/h t = 0,278 80 = 22,24s Quãng đờng hãm hãm thờng 80 S ht = 0,0385 = 246,4m Thời gian cần thiết hãm khẩn từ tốc độ 80km/h đến 0km/h với độ giảm tốc 1,3m/s2 t = 0,278 80 = 17,1s 1,3 Quãng đờng hãm hãm khẩn với độ giảm tốc 1,3m/s2 S ht = 0,0385 80 = 189,5m 1,3 Các chi tiêu gia tốc khởi động hãm, tốc độ lớn đoàn tàu, khối lợng chuyên chở hành khách lớn nhất, chất lợng mặt đờng cần chọn hợp lý Trong phần nêu phơng án chọn động điện kéo loại xoay chiều có khả tải lớn nâng cao tính vận hành đoàn tàu mức quy định Tuy tăng gia tốc khởi động tăng độ giảm tốc hãm làm cho hành khách tàu không thoải mái, đứng không vững, song giảm tốc độ chậm làm cho tốc độ bình hành chậm lại, tiêu hao lợng tăng lên Do cần phải tính toán tốc độ tăng tốc tốc độ giảm tốc cách hợp lý phù hợp với trình vận hành đoàn tàu theo biểu đồ chọn Kết hợp với điều kiện vận hành, phơng thức lập tàu kỹ thuật điều khiển VVVF tuyến đờng sắt Cát Linh - Hà Đông kiến nghị gia tốc bình quân khởi tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 28 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t động 0,83m/s2 (0 ữ 40km/h), độ giảm tốc bình quân hãm 1m/s2 (80 ữ 0km/h) Tốc độ cao đoàn tàu 80km/h 6.2.7 Hệ thống điều hoà không khí thông gió Bộ điều hoà không khí đợc lắp toa xe, yêu cầu điều hoà không khí: - Tất thiết bị phải nằm gọn - Việc thay thiết bị phải nhanh - Nhiệt độ phải ổn định khoang hành khách + Máy điều hoà có yêu cầu cụ thể sau: Mỗi toa xe có hai máy điều hoà móc xe thoả mãn yêu cầu kỹ thuật sau : - Khi nhiệt độ trời 330, nhiệt độ khoang hành khách buồng lái không đợc vợt 270 - Khi độ ẩm trời vợt 90%, độ ẩm tơng đối toa xe khoảng 65% + Hệ thống thông gió Lợng gió bình quân cho ngời : - Lợng cung cấp gió bình quân khoang hành khách tối thiểu 20m3/h/ngời - Lợng gió tơi tối thiểu 10m3/h - Trong buồng lái lợng gió tơi 30m3/h + Thông gió khẩn cấp Trong tình hình nguồn phát điện xoay chiều toa xe gây cố, bình ắc quy phải cung cấp điện qua máy biến dòng ngợc DC/AC, làm việc hệ thống thông gió khẩn cấp phòng khách buồng lái tối thiểu 45 phút 6.2.8 Bộ phận chạy (giá chuyển hớng) Giá chuyển hớng liên kết thùng xe với trục bánh, truyền lực thẳng đứng dẫn hớng toa xe vào đờng cong Giá chuyển hớng thùng xe quay tơng Để nâng cao tính động lực, toa xe đợc thiết kế hai hệ lò xo - Hệ lò xo bầu dầu dùng lò xo cao su thép đợc chế tạo từ phiến cao su - Hệ thống lò xo trung ơng dùng lò xo không khí - Trong giá chuyển hớng chủ động, cần giải tốt kết cấu treo động điện kéo để nâng cao tính động lực tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 29 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t - Khung giá chuyển phải chịu lực thiết bị gây nên nh trục bánh, động điện kéo, phanh hãm, giảm chấn, tải trọng từ thùng xe truyền xuống, yêu cầu khung giá chuyển phải bảo đảm độ bền, độ cứng vững - Kết cấu khung có dạng hình chữ H thép đợc hàn lại Đây loại giá chuyển không xà nhún - Hệ thống treo: hệ thống treo phải có độ cứng theo phơng thẳng đứng phơng nằm ngang thích hợp, kết cấu đơn giản chắn, thuận tiện cho việc sửa chữa Hệ thống treo cấp bao gồm lò xo bầu dầu lò xo trung ơng : + Hệ thống lò xo bầu dầu sử dụng lò xo cao su thép Loại có ma sát lớn nên có tác dụng giảm chấn tốt, có tác dụng địh vị tốt, có khả tiêu ẩm khả dập tắt chấn động theo ba phơng + Hệ thống lò xo trung ơng tác dụng giảm bớt chấn động thùng xe, yêu cầu phải có độ đàn hồi theo hớng dọc ngang Trong kết cấu giá chuyển hớng kiến nghị sử dụng lò xo cao su không khí Lò xo không khí thông qua thiết bị điều chỉnh có tác dụng thay đổi độ cứng theo tải trọng giữ cho chiều cao toa xe bị thay đổi vận hành, có tác dụng ngăn cách chấn động tiếng ồn tần số cao, làm cho hành khách thoải mái Sử dụng lò xo không khí làm cho toa xe có khả phục hồi tốt Việc sử dụng hệ lò xo trung ơng lò xo không khí tạo điều kiện lắp đặt thiết bị điều khiển an toàn theo chiều dọc chiều ngang 6.2.9 Hệ thống điện kéo - Hệ thống điện động lực bao gồm động điện kéo thiết bị điện khí có liên quan đến động điện kéo dây dẫn Tác dụng hệ thống điện động lực đem điện mạch điện chuyển thành lực kéo đoàn tàu, hãm đem động toa xe chuyển thành lực hãm điện Đây mạch điện kín, công suất lớn, dòng điện lớn, cao áp - Đề nghị sử dụng nguồn điện chiều DC 750V, phạm vi thay đổi điện áp chiều đầu tiếp điện 500 900V - Trong giá chuyển hớng chủ động lắp hai động điện kéo xoay chiều AC Các động đợc cấp nguồn biến tần Hệ thống điện kéo phần cốt lõi toa xe động điện, đánh dấu chủ yếu trình độ kỹ thuật toa xe, tính toa xe tốt hay kém, giá thành chi phí vận hành cao hay thấp đảm bảo chắn toa xe tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng, gắn chặt với hệ thống điện kéo Hiện nay, hệ thống điện kéo đợc sử dụng đờng sắt đô thị chia làm hai loại lớn: hệ thống điện kéo điện chiều máy điện xoay chiều 6.2.9.1 Hệ thống kéo động điện chiều tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 30 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Hệ thống kéo chiều hệ thống điện kéo lấy máy điện chiều làm động kéo Hiện nay, hệ thống kéo chiều đợc ứng dụng rộng rãi giới gồm có: phơng thức điều khiển cách biến đổi điện trở máy chặn sóng thay đổi điện Nguyên lý phơng thức điều khiển cách biến đổi điện trở thông qua điều tiết điện trở động máy điện chiều để thay đổi điện máy điện kéo, đạt mục đích điều khiển tốc độ xe Ưu điểm phơng thức điều khiển tốc độ kết cấu đơn giản, kỹ thuật xác, chắn, giá rẻ, khuyết điểm lớn tiêu hao nhiều lợng, đặc biệt tình hình cự ly nhà ga gần, số lần chuyển động hãm phanh nhiều, khiến nhiều lợng điện trở thành nhiệt lợng, làm cho giá thành vận hành nâng cao, dòng điện khởi động lớn, hành khách cảm thấy không thoải mái, đồ điện bị va chạm nhiều, kích thớc lớn, trọng lợng nặng, công việc tu sửa nhiều Hiện ngời ta áp dụng phơng thức dự án xây dựng Điều khiển điện cách chặn sóng chiều tức tận dụng máy chặn sóng liên tiếp để điều tiết điện cuối máy điện, để đạt mục đích điều khiển tốc độ phơng thức mang lại hiệu lớn tiết kiệm lợng nói chung tiết kiệm khoảng 20- 30 % điện so với phơng thức biến điện máy biến đổi điện trở, đặc biệt mang lại hiệu bật giảm nhiều giá thành vận hành cho đờng sắt đô thị đô thị khởi động hãm phanh dồn dập Nhng hệ thống kéo chiều lấy máy điện kéo chiều làm động cơ, máy điện kéo chiều có khuyết điểm nh thể tích lớn, chiếm không gian rộng, việc tu sửa lớn v.v Hiện nay, máy điện xoay chiều chặn sóng thay máy điện chiều 6.2.9.2 Hệ thống máy kéo xoay chiều Hệ thống máy kéo xoay chiều hệ thống kéo lấy máy điện kéo xoay chiều làm động Máy kéo xoay chiều kết cấu đơn giản, công việc tu sửa không nhiều, song việc điều khiển tốc độ khó so với máy điện chiều Cho nên quãng thời gian dài, lĩnh vực máy kéo công suất lớn luôn lấy máy điện chiều Nhng song song với xuất nguyên kiện điện lực điện tử GTO, LGBT LPM nh phát triển kỹ thuật biến dòng điện lực điện tử việc ứng đụng kỹ thuật điều khiển vi tính, khiến hệ thống máy kéo xoay chiều trở thành hệ thống điều khiển tốc độ có tính hẳn hệ thống điều khiển tốc độ cận đại Cụ thể có u điểm nh sau: c Chạy máy điện kéo xoay chiều, máy điện không đồng không cần trang thiết bị chuyển hớng, chổi điện v.v , so sánh với máy điện kéo chiều, thể tích trọng lợng nhỏ công suất máy giống nhau, tơng đối có lợi cho việc xếp thiết bị dới đáy xe giảm trọng lợng thân toa xe, không chịu hạn chế thay đổi hớng, có công suất lớn sức kéo điện tái sinh Đặc tính giới tơng đối có độ cứng, tính tự phòng ngừa vận tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 31 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t chuyển trạng thái không chuyên chở nâng cao việc tận dụng độ bám toa xe; không nhạy cảm với điện dòng điện chạy qua chớp nhoáng, chuyển bánh sản sinh sức khởi động lớn thời gian dài hơn; kết cấu đơn giản, bền chắc, công việc sửa chữa , giảm giá thành vận hành thời gian sau d Kỹ thuật điều khiển VVVF khiển đoàn tàu áp dụng phơng thức điều khiển khác phạm vi tốc độ khác nhau, việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển vi tính khiến điều khiển máy biến đòng điện ngợc trở nên linh động xác hơn, tận dụng công suất máy điện độ bám toa xe, thực điều khiển cách linh động, phòng ngừa bánh xe bị quay trợt, nâng cao tốc độ tăng khởi động giảm tốc độ hãm phanh e Việc thay đổi hớng kéo nh chuyển đổi tình hình làm việc từ kéo sang hãm phanh không cần dùng đến công tắc, cần thay đổi pha mạch xung máy biến dòng điện ngợc tần số phát từ máy biến dòng điện ngợc thực đợc Do giảm bớt nhiều đờng dây điện số lợng công tắc, khối lợng công việc tu sửa ít, giảm thiểu trọng lợng thiết bị điện, nhờ mà giảm bớt trọng lợng toa xe nh giảm bớt tác động đờng ray Qua phân tích so sánh loại hệ thống kéo nói trên, xét tính kỹ thuật công việc tu sửa, áp dụng kỹ thuật chuyển điện xoay chiều VVVF thích hợp Kỹ thuật đợc ứng dụng rộng rãi vào xe điện tuyến đờng sắt đô thị đô thị nớc Đối với mối quan hệ máy biến dòng điện ngợc việc điều khiển máy điện cần phải suy xét nh sau, máy biến dòng điện ngợc điều khiển máy điện kéo (gọi tắt 1C4M) máy biến dòng điện ngợc điều khiển máy điện (1C2M) Hai phơng thức điều khiển có u khuyết điểm Về phơng thức điều khiển 1C4M, yêu cầu dung lợng máy biến dòng điện ngợc khởi động đợc máy điện 180 kw, đẳng cấp chịu đựng nguyên kiện công suất cần phải nâng cao cách tơng ứng Bởi việc chế tạo máy biến dòng điện ngợc IGBT khó Một máy biến dòng điện ngợc điều khiển máy điện, khác đặc tính máy điện với bánh xe, tiến độ bám toa xe nâng cao Do ảnh hởng kích thớc bánh xe làm cho phụ tải máy điện không cân bằng, dẫn tới lợng tiêu hao đồng bô-bin tăng lên công suất máy điện giảm xuống Thời gian vận hành tàu giảm thiểu cách tơng ứng Trong tình hình dùng hai đầu máy kéo hai toa xe, khiến tỷ lệ 1/2 động lực toa xe nâng cao, không lợi cho vận hành Do giảm thiểu máy biến dòng điện ngợc mang lại phần lợi ích kinh tế, giảm bớt số lợng thiết bị, công việc tu sửa giảm thiểu Nếu áp dụng phơng thức điều khiển 1C2M, giảm thiểu 50% dung lợng máy biến dòng điện ngợc so với phơng thức 1C4M, đẳng cấp chịu đựng tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 32 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t dòng điện giảm thểu nửa, nh giảm bớt khó khăn việc chế tạo máy biến dòng điện ngợc IGBT, giá thành máy biến dòng điện ngợc pha giảm xuống Do máy điện điều khiển máy biến dòng điện ngợc bị giảm, nâng cao độ bám xe, lợng tiêu hao đồng bô-bin giảm xuống, công suất máy điện nâng cao Thời gian vận hành tàu đợc tăng lên Hạ thấp tỷ lệ động lực tàu máy biến dòng điện gây nên có lợi cho vận hành Giảm thiểu dung lợng máy biến dòng điện ngợc khiến sóng máy biến dòng điện ngợc tiếp cận sóng dòng chính, giảm bớt tiếng ồn điện tử cách rõ rệt Do tăng thêm số lợng máy biến dòng điện ngợc nâng cao giá thành toa xe mức định, đồng thời tăng thêm công việc sửa chữa Tuy nhiên qua thực tế thấy giá thành đầu máy toa xe nâng không nhiều Nói tóm lại, tình hình giá thành đầu máy toa xe không nhiều, đồng thời để mang tính vận hành tốt cho tàu hạ thấp tỷ lệ động lực đoàn tàu hai đầu máy kéo hai toa xe chớng ngại máy biến dòng điện ngợc gây nên, đề nghị tuyến đờng sắt đô thị Hà nội áp dụng phơng thức điều khiển 1C2M, tức máy biến dòng điện ngợc điều khiển hai máy điện kéo Đờng dây điện sử dụng thiết bị điều khiển dòng điện ngợc nh: IBGT (IPM) VVVF, áp dụng phơng thức điều khiển IC2M, tức máy biến dòng điện ngợc điều khiển hai máy điện kéo Động điện kéo động lồng sóc không đồng ba pha, công suất liên tục máy điện tối thiểu 180kw, đẳng cấp cách điện 200 cấp, tự thông gió Mỗi đầu máy toa xe lắp máy điện xoay chiều pha treo theo hớng ngang khung giá chuyển hớng 6.2.10 Mạch điện phụ Mạch điện phụ có chức bảo đảm cấp điện cho thiết bị phụ cần thiết cho toa xe vận hành nh: Hệ thống thông gió, máy nén gió, hệ thống điều hoà, mạch điện chiếu sáng Hệ thống nguồn phát điện phụ phần quan trọng hệ thống điều khiển, nhiệm vụ chủ yếu hệ thống nguồn phát điện phụ sản xuất đủ nguồn điện thấp điều khiển toa xe, đèn chiếu sáng, điều hoà không khí, tổ máy thông gió nguồn điện thấp loại cần thiết cho thiết bị điện, chất lợng tính đảm bảo việc cung cấp điện ảnh hởng trực tiếp tới vận hành an toàn tàu Hiện phần lớn hệ thống nguồn phát điện phụ áp dụng tổ máy phát điện chiều máy biến dòng điện tĩnh 6.2.10.1 Máy phát điện chiều: tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 33 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Đợc sử dụng tơng đối sớm, dùng vào nguồn điện phụ với dung lợng phụ tải tơng đối nhỏ, thời hạn sử dụng tơng đối bền lâu, song hiệu suất thấp, tiếng ồn chấn động lớn, khối lợng công việc tu sửa lớn v.v 6.2.10.2 Máy biến dòng điện tĩnh Là hệ thống nguồn phát điện phụ đợc phát triển năm gần Máy biến dòng điện ngợc tĩnh dung lợng lớn đợc sử dụng trớc với đặc điểm trọng lợng nặng thể tích lớn, sự phát triển chịu hạn chế mức định Kể từ thập niên 80 kỷ 20 đến nay, với việc xuất vi mạch quy mô, máy biến dòng diện ngợc tĩnh đợc phát triển từ GTO tắt điện đến IGBT cách điện phát triển đến máy biến dòng điện IPM Máy biến dòng điện IGBT máy biến dòng điện IPM có u điểm thể tích nhỏ, đô thị, hiệu suất chuyển đổi cao, tiếng ồn thấp, độ xác tần số điện áp cao, khối lợng công việc tu sửa có chức tự bảo vệ Đồng thời áp dụng biện pháp tự làm lạnh mà không cần thông gió mô tơ điện dung lợng cao, tiết kiệm lợng giảm bớt việc sửu chữa Hệ thống nguồn phát điện phụ thích hợp dùng máy biến dòng điện ngợc tĩnh IGBT IPM hiệu suất cao, tiếng ồn thấp đô thị Nguồn phát điện phụ gồm bình ắc quy thiết bị nguồn điện IGBT IPM Dung lợng bình ắc quy nên thoả mãn nhu cầu thiết bị nh chiếu sáng, thông tin, đèn đầu tàu, thông gió cần cấp 45 phút xẩy bắt trắc Tham số IPM: Điện áp nạp điện: DC750V 1500V Điện áp cung cấp điện: AC220/380V, DC110V Máy biến dòng điện tĩnh nên đáp ứng nhu cầu cần thiết toàn thiết bị dùng điện máy điều hoà không khí, đồng thời có chức tự mở rộng cung cấp điện chức tự cử 6.2.11 Mạch điều khiển Sử dụng hai loại: mạch chiều có tiếp điểm mạch điện tử không tiếp điểm Tác dụng mạch điều khiển điều khiển thiết bị mạch điện mạch điện phụ, hoạt động thông qua việc điều khiển tài xế thao tác điều khiển nút bấm thông qua hệ thống điều khiển tự động 6.3 Toa xe kéo theo 6.3.1 Kích thớc toa xe Kích thớc số loại toa xe giới tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 34 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Bảng 6.10 TT Các thông số Trung Quốc Nhật Bản loại B Trị số [mm] Trị số [mm] Chiều dài kể móc nối 19520 20350 Chiều dài thùng xe 19000 19500 Chiều rộng lớn thùng xe 2800 2800 Chiều cao toa xe từ đỉnh ray đến đỉnh toa xe 3800 3610 với bánh xe không kể cần tiếp điện bao gồm hệ thống gió điều hoà không khí Chiều cao từ sàn xe tới trần toa xe xe Khoảng 2100 Khoảng 2100 Chiều cao từ đỉnh ray tới mặt sàn toa xe 1100 1120 Khoảng cách tâm hai cối chuyển Khoảng 13000 Khoảng 13800 Đờng kính bánh xe 840 mm Đờng kính bánh xe chạy mòn 770 mm 10 Khoảng cách trục giá chuyển hớng 2200 11 Chiều cao từ mặt ray tới tâm móc nối 66010 860mm 2100 6.3.2 Hệ thống hãm 6.3.2.1 Hệ thống hãm phanh điện Do cự ly nhà ga hệ thống đờng sắt đô thị đô thị ngắn, lúc khởi động lúc dừng lại, yêu cầu hãm phanh với tốc độ cao, đờng sắt đô thị đô thị nói chung áp dụng phơng pháp hãm phanh điện tái sinh điện trở Hãm phanh điện tái sinh tiết kiệm lợng, song điều kiện cần thiết cung cấp điện chiều cho đờng sắt đô thị đô thị phải có đoàn tàu khác tàu hãm phanh điện tái sinh dùng điện khu vực cung cấp điện, khoảng cách chạy tàu ngắn tỷ lệ tái sinh điện cao, hiệu tiết kiệm điện rõ rệt, khuyết điểm phơng pháp hãm phanh điện tái sinh điện tái sinh khó mà thu hút sử dụng toàn lần Còn việc thu hút điện phơng pháp hãm phanh điện trở ổn định, nhng tiêu hao điện điện trở, không lợi cho tiết kiệm lợng lớn gây khó khăn phần cho việc bố trí tổng thể thiết bị dới tàu Hiện đầu máy động điện sử dụng song song phơng pháp dừng tàu điện tái sinh điện trở, nh điều kiện cho phép thực việc hãm phanh điện tái sinh, điều kiện cha thu hút điện tái sinh tự tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 35 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t chuyển đổi thành hãm phanh điện trở, vừa bảo đảm đợc tính ổn định phơng pháp hãm phanh điện, lại giảm thiểu cọ sát phận hãm phanh 6.3.2.2 Hệ thống hãm phanh không khí Trong trình vận hành, áp dụng phơng pháp hãm phanh điện cách thờng xuyên dồn dập, song áp dụng biện pháp dừng tàu hệ thống hãm phanh không khí nén thiếu đợc Hệ thống hãm phanh không khí nén độc lập hoàn thành phơng pháp hãm phanh điện, tự hoàn thành việc hãm phanh giới, sản sinh đáp ứng nhu cầu hãm phanh tàu tình hình động lực điện không đủ bị chức năng, biện pháp hãm phanh không khí điều thiếu đợc tàu giảm tốc độ đến mức định mà phải dừng lại cách xác (hãm phanh điện hiệu lực điều kiện tốc độ chậm) Máy hãm phanh sử dụng đờng sắt đô thị đô thị gồm máy hãm phanh kỹ thuật số máy hãm phanh mô Máy hãm phanh kỹ thuật số điều khiển điện khí, việc du nhập hệ thống ghi chép cố phòng trợt hệ thống hãm phanh tơng đối khó Hệ thống hãm phanh mô kết cấu giới đơn giản, việc điều khiển vi tính điều khiển cách liên tục, phần điều khiển vi tính đa vào hệ thống điều khiển điện khí nối với hệ thống tàu, giảm bớt thiết bị điều khiển, đa chức phòng trợt vào vi tính, mà không cần lập hệ thống phòng trợt riêng Cho nên đề nghị tuyến đờng sắt đô thị đô thị Hà nội áp dụng phơng pháp phanh điện tái sinh, điện trở không khí, máy hãm phanh không khí áp dụng máy hãm phanh mô 6.3.2.3 Hệ thống hãm phanh tình hình tàu dừng lại Hệ thống hãm phanh tình hình tàu dừng lại hệ thống hãm phanh giới độc lập, tác dụng hãm phanh tàu dừng lại không cần phải dựa vào điện khí không khí nén, đảm bảo tàu ngừng lại cách chắn tình hình tàu dừng lại Xét đoàn tàu phải dừng lại dốc xảy cố thờng nguyên nhân khác, để thiết thực đảm bảo tàu vận hành an toàn tránh gây nên cố đoàn tàu trợt xuống dốc, đề nghị toa tàu lắp ráp thiết bị hãm phanh dừng tàu lại Hãm phanh áp dụng phanh mặt bám chặt bánh xe Phơng thức hãm: hãm điện tái sinh, phối hợp nhịp nhàng hãm điện trở không khí Ưu điểm lựa chọn phơng thức hãm phanh điện tái sinh thứ hai hãm điện trở, thứ ba không khí, cần bổ sung động lực hãm không khí u tiên hãm phanh xe kéo Hệ thống hãm phanh nên có chức điều chỉnh tàu rỗng tàu nặng, đồng thời lắp hệ thống phòng ngừa chuyển bánh tình hình tàu rỗng bị trợt tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 36 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Lắp đặt thiết bị hãm dừng tàu, động lực hãm tàu ngừng lại nên đáp ứng nhu cầu tình hình tải, dừng tàu dốc 35% tránh đoàn tàu bị trợt Thiết bị hãm phanh không khí nên áp dụng máy nén không khí kiểu pittông, tiếng ồn thấp, điều khiển mô tơ điện xoay chiều Hệ thống nén không khí phải có thiết bị lọc, tách rời dầu xăng với nớc, tải nớc tự động nâng độ khô không khí Hệ thống ép không khí cần phải đáp ứng nhu cầu gió cho thiết bị hãm tàu không khí thiết bị dùng gió khác tàu, tỷ lệ vận hành bình thờng tối đa 50% 6.3.3 Tiện nghi cho hành khách 6.3.3.1 Thân tàu thiết bị tàu Vật liệu thân tàu dùng thép chất lợng cao Độ cứng thân tàu nên suy xét việc lắp máy điều hoà Sắp xếp ghế ngồi xe theo hớng dọc Bên phải bên trái toa xe mở bốn cánh cửa kéo điện, cánh cửa tối đa mở rộng tới 1300mm, cao 185mm Việc mở cửa tài xế điều khiển tập trung, cửa bên trái bên phải toa xe mở theo nhu cầu, nhng lúc mở hai bên, phận điều khiển cánh cửa nên có chức tái mở cửa đóng cửa cha đóng chặt cửa, có thiết bị an toàn khoá cửa giới, có thiết bị bảo vệ không tốc độ khoá đờng dây điện an toàn Hai bên buồng lái mở cửa quay, rộng 600mm Giữa buồng lái với phòng toa xe hành khách có cánh cửa kéo rộng 600mm Để tiện cho hành khách lại, hai đầu phòng hành khách có lối đi, rộng 1200mm, cao 1850mm Các thiết bị lắp đặt buồng lái nh: loại công tắc điện thoại v.v phải tiện cho tài xế thao tác sử dụng, việc lắp đặt loại đồng hồ, hình, đèn tín hiệu phải tiện cho tài xế quan sát Ghế ngồi nên phù hợp với thể ngời tạo cho tài xế t thoả mái làm việc 6.3.3.2 Hệ thống giám sát đo trắc tự động tàu Lắp đặt hệ thống điều khiển giám sát vi tính để theo dõi trạng thái làm việc, chẩn đoán trục trặc nhắc nhở phơng pháp xử lý trang thiết bị chủ yếu tàu, đồng thời thu thập số liệu máy vi tính xách tay 6.3.3.3 Thiết bị chiếu sáng Phòng hành khách sử dụng điện 220V xoay chiều phần điện 110V chiều (qua biến dòng điện ngợc tĩnh) để cung cấp điện chiếu sáng kể chiếu sáng xảy cố tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 37 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Độ sáng phòng hành khách tối thiểu không thấp độ sáng bình quân 200Lx với chiều cao tính từ sàn lên Độ sáng trung ơng sàn buồng lái ữ 5Lx, độ sáng bàn thao tác tài xế ữ 10Lx, cục có thiết bị chiếu sáng ổ cắm điện dùng để kiểm tra sửa chữa Phía trớc buồng lái lắp đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu đỏ, độ sáng đèn phía trớc yêu cầu độ sáng chiếu dọc tối thiểu 2Lx với cự ly hãm phanh bình thờng 180m Đèn chiếu sáng phía trớc buồng lái với điện 110V (qua máy biến dòng điện ngợc tĩnh) 6.3.3.4 Thiết bị an toàn tín hiệu thông tin Trên tàu lắp đặt hệ thống bảo vệ tự động (ATP), hệ thống chạy tàu tự động ATO Trên tàu lắp đặt thiết bị thông tin vô tuyến, đối thoại hai buồng lái đầu tàu đuôi tàu, với nhà ga trung tâm điều độ đoạn toa xe Lắp thiết bị cắt điện khẩn cấp báo động dành cho hành khách Trên tàu lắp thiết bị phát toa xe điều khiển ngời tự động Toa xe sử dụng vật liệu khó cháy, không cháy độc hại Trên tàu lắp đặt thiết bị chữa cháy 6.3.3.5 Thiết bị bảo vệ điện khí Thiết bị bảo vệ điện khí bao gồm: dòng điện qua dây điện, qua điện thế, thiếu điện thế, tải, thiết bị phòng chập mạch, hạn chế nguồn thiếu điện thế, hạn chế nhiệt độ máy biến dòng điện ngợc.v.v Nhữn thiết bị bảo vệ tàu cần phải phối hợp nhịp nhàng với trạm biến thế, đồng thời lắp đặt thiết bị phòng chống nớc cho thiết bị điện khí 6.3.3.6 Tiếng ồn Khi tàu chạy đờng ray thép không viền trải đờng vụn trời với tốc độ vận hành 60km/h, tiếng ồn buồng lái tối đa 75dB (A), tiếng ồn phòng hành khách tối đa 73dB (A); tiếng ồn tàu cách trung tâm đờng ray 7,5m, cách mặt đờng ray 1,5m tối đa không vợt 80dB (A) 6.3.3.7 Tiêu chuẩn Toa xe nên phù hợp với tiêu chuẩn IEC UIC nớc hữu quan quốc tế 6.3.3.8 Giới hạn toa xe Giới hạn toa xe khuôn khổ hạn chế kích thớc cho phép tối đa xe, tàu đô thị hay nặng đỗ mặt bằng, tất phận lòi thiết bị treo tàu phải nằm khung giới hạn Giới hạn toa xe chủ yếu xem xét đến tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 38 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t nhân tố tổng hợp tàu chạy nh: lợng di động chiều ngang chiều dọc nh góc độ vòng, để xác định toạ độ điểm cho giới hạn toa xe Mục đích xác định giới hạn nhằm đề phòng tàu trình vận hành va chạm tới kiến trúc thiết bị loại Về toạ độ điểm giới hạn toa xe tham khảo vẽ khung giới hạn phụ lục 6.3.4 Hệ thống đầu đấm móc nối 6.3.4.1 Trang trí đầu đấm móc nối dùng để liên kết giữ khoảng cách định toa xe, truyền hoà hoãn lực dọc lực xung kích toa xe vận hành, hãm dồn toa 6.3.4.2 Có hai loại đầu đấm móc nối Móc nối áp dụng hai loại nh: móc nối tự động móc nối bán vĩnh cửu Thiết bị giảm va chạm có chức thu hút lợng phục nguyên có tiêu ép nén vị trí di động Tuyến đờng sắt đô thị đô thị Hà nội áp dụng móc nối xe tự động móc nối bán vĩnh cửu Móc nối tự động sử dụng phía buồng lái toa kéo, tình hình hai đoàn tàu nối vào nhau, yêu cầu phận giới, đờng dẫn khí, đờng điện tàu thực việc nối tiếp tự động; móc nối bán vĩnh cửu gắn phía buồng lái không tài xế toa xe hai đầu đầu máy toa xe, việc nối phận giới, đờng dẫn khí, đờng điện cần phải thao tác tay ngời, tiến hành sửa chữa phân xởng tháo rời Móc nối tự động móc nối bán vĩnh cửu thuộc móc nối tự động có độ cứng, hai móc nối gắn với không đợc di động dới phải trái, khe hở hớng dọc nhỏ (khoảng đến 2mm) Số liệu thiết kế : Chiều cao cách mặt ray : 660+10mm Hình thức móc nối : nối bánh bán hình tròn Sức kéo tối đa : 35t Sức va chạm tối đa : 60t Sức va chạm tối đa : 3km/h Bán kính đờng cong tối thiểu đợc phép thông qua : Vận hành bình thờng: 250m Thử tàu chạy chậm : 110m tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang - 39 [...]... Bảng 6. 6: Kết qủa tính lực kéo vành bánh ở các tốc độ tính toán V km/h ip %o 15 16 17 18 19 20 0 4 06. 56 410.91 415.37 419.94 424 .63 429.44 5 15 26. 6 1530.9 1535.4 1539.9 1544 .6 1549.4 10 264 6 .6 265 0.9 265 5.4 265 9.9 266 4 .6 266 9.4 15 3 766 .6 3770.9 3775.4 3779.9 3784 .6 3789.4 20 48 86. 6 4890.9 4895.4 4899.9 4904 .6 4909.4 25 60 06. 6 60 10.9 60 15.4 60 19.9 60 24 .6 6029.4 30 71 26. 6 7130.9 7135.4 7139.9 7144 .6 7149.4... [tấn/trục] 13 13.48 14 0 313 .6 3 06. 25 298 .67 5 1433 .6 14 26. 3 1418.7 10 2553 .6 25 46. 3 2538.7 15 367 3 .6 366 6.3 365 8.7 20 4793 .6 47 86. 3 4778.7 25 5913 .6 59 06. 3 5898.7 30 7033 .6 70 26. 3 7018.7 35 8153 .6 81 46. 3 8138.7 40 9273 .6 9 266 .3 9258.7 ikd %o 3 Lực kéo vành bánh khi chạy ở tốc độ cấu tạo - Công thức ' '' Fkvmax = 0 2Q + 0 2 P [KG] Tính Vct = 80km/h - Kết quả tính Fkvmax = 891. 16 [KG] 4 Lực kéo vành bánh... 58728 59149 5 968 2 60 329 61 089 61 962 62 947 64 0 46 30 69 408 69 715 701 36 7 067 0 713 16 720 76 72949 73934 75033 35 80395 80703 81123 8 165 7 82304 83 063 839 36 84922 860 20 40 91382 9 169 0 92110 9 264 4 93291 94050 94923 95909 97008 tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang 6 - 22 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t Hình 6. 13 : Đồ thị lực cản đoàn tàu theo độ dốc 6. 2 .6. 3 Tính toán lực kéo vành... 30 35 40 15 16 17 18 19 20 16. 588 62 .284 107.98 153 .68 199.37 245.07 290. 76 3 36. 46 382. 16 17.883 66 .62 5 115.37 164 .11 212.85 261 .59 310.34 359.08 407.82 19.207 70.995 122.78 174.57 2 26. 36 278.15 329.94 381.73 433.52 20. 56 75.3 96 130.23 185.07 239.9 294.74 349.57 404.41 459.24 21.945 79.827 137.71 195.59 253.47 311.35 369 .23 427.12 485 23. 362 84.29 145.22 2 06. 15 267 .07 328 388.93 449. 86 510.79 Lấy tốc... bằng 0, 16 * Trờng hợp bố trí 6 ngời/1m2 Bảng 6. 4: Kết qủa tính lực kéo bám khi số định viên 6 ngời/1m2 V [km/h] Fb1 [T] Fb1r150 [T] Fb1r200 [T] Fb1r250 [T] Fb1r300 [T] 0 22.4 36 16. 279 17.45 18.455 19.327 10 21.1 86 15.372 16. 478 17.427 18.251 20 20. 068 14. 561 15 .60 8 16. 508 17.287 30 19. 062 13.831 14.8 26 15 .68 16. 421 40 18.152 13.171 14.118 14.932 15 .63 7 50 17.325 12.57 13.475 14.251 14.925 60 16. 57 12.023... Bảng 6. 5 : Kết qủa tính lực cản đoàn tàu theo độ dốc V ik 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 3484.5 3792.2 4212.8 47 46. 5 5393.1 61 52.8 7025.5 8011.2 9110 5 14472 14779 15200 15734 163 80 17140 18013 18998 20097 10 25459 25 767 261 87 267 21 27 368 28127 29000 299 86 31084 15 364 46 367 54 37174 37708 38355 39114 39987 40973 42072 20 47433 47741 48 162 4 869 5 49342 50102 50974 51 960 53059 25 58421 58728 59149 5 968 2 60 329... 13 .63 14.274 70 15.878 11.521 12.35 13. 061 13 .67 8 80 15.242 11.059 11.855 12.538 13.13 90 14 .65 4 10 .63 3 11.398 12.054 12 .62 4 100 14.111 10.238 10.975 11. 067 12.1 56 110 13 .60 6 9.8719 10.582 11.192 11.721 120 13.1 36 9.5309 10.217 10.805 11.3 16 tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang 6 - 20 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t [T] Hình 6. 11: Đồ thị lực kéo bám khi số định viên 6. .. Bảng 6. 3: Kết qủa tính hệ số bám k, kR V [km/h] k kr150 kr200 kr250 kr300 0 0.2 0.14511 0.155 56 0. 164 52 0.17229 10 0.188 86 0.13703 0.1 468 9 0.15535 0. 162 69 20 0.17889 0.1298 0.13914 0.14715 0.1541 30 0. 169 92 0.12329 0.132 16 0.13978 0.1 463 8 40 0. 161 81 0.11741 0.12585 0.1331 0.13939 50 0.15444 0.112 06 0.12012 0.12704 0.13304 60 0.14771 0.10717 0.11489 0.1215 0.12724 70 0.14154 0.1027 0.11009 0.1 164 3 0.12193... 0.1 164 3 0.12193 80 0.13587 0.098582 0.10 568 0.111 76 0.11704 90 0.13 063 0.094783 0.10 16 0.107 46 0.11253 100 0.12579 0.091 266 0.097834 0.10347 0.108 36 110 0.12129 0.088 0.094333 0.099 767 0.10448 120 0.1171 0.084 961 0.091075 0.0 963 21 0.10087 tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang 6 - 19 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t kR k, kR Hình 6. 10: Đồ thị hệ số bám k, kR Từ kết quả... 7144 .6 7149.4 35 82 46. 6 8250.9 8255.4 8259.9 8 264 .6 8 269 .4 40 9 366 .6 9370.9 9375.4 9379.9 9384 .6 9389.4 2 Lực kéo vành bánh khi khởi động tổng công ty tvtk gtvt (TEDI) Trang 6 - 23 Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến Cát Linh Hà Đông Dự án đầu t - Công thức: 28 28 Fkd = 2P + i kd + 2Q + i kd q0 + 7 q0 + 7 [KG] Tính cho các tải trọng trục qo = 13; 13,48; 14 tấn/1trục Bảng 6. 7: Kết qủa tính