日本新干线的制动系统

2024-07-15

日本新干线的制动系统（精选七篇）

日本新干线的制动系统篇1

2.1设备概要

车辆在运行途中或在日常、定期检查时, 也能发生和发现装置的故障和异常, 有必要设立临时维修设备。

临时维修的种类很多, 这里就车顶装置 (空调装置、受电弓等超高压装置) 、地板下的装置、转向架等维修设备进行说明。

临时维修设备, 不是使车辆停运, 而是在车辆运用间隔时能进行高效率作业的设备, 必须确保车辆的正常运行。以仙台综合车辆所的主要设备为例 (表7) 。

仙台综合车辆所的临时维修线引入了接触网, 可自动入线和出线。但是, 在进行车顶上装置的维修时, 因和接触网作业互相干扰, 所以设置了受电弓导向开关装置, 在进行接触网作业时, 断开接触网部分, 使用单轨行车在车顶上进行装置的拆卸、安装和搬运。

另外, 更换转向架时, 要使用支撑车体的装置支撑车体。卸下转向架进行维修和更换是很大的作业工程, 所以转向架组装装置和天车应设置在其附近, 从而可有效地进行转向架的分解及组装。为了便于不需要进行维修的转向架搬运, 设置了地下运输通路, 确保了转向架检修场道路的畅通。

其他小规模的临时维修线 (山形和南秋田运行所) , 在平地上 (地面=水平面) 进行, 没有接触网。转向架更换和地板下装置的更换都使用架车机设备, 顶起车体进行。这种方式在作业时, 必需将车辆的编组分解, 再由车辆移动机进行转线, 效率不高。从他们所承担的车辆数目、临时维修的发生频度、与仙台综合车辆所所处的位置关系等来看, 他们采用的是一种起重式的方式。

表8是南秋田运行所临时维修库设备一览表, 图18为设备配置图。

2.2转向架更换装置 (地坑式)

该设备是在车辆编组的状态下进行转向架的更换, 没有必要将列车编组分离、隔开等作业, 是一种有效的作业设备。该装置由车体支承部、搬运台、台式起重设备 (千斤顶) 、丝杠式架车机2组及控制部分组成。搬运台通常由车辆行走的道轨组成。由于台面下部被固定 (锁住) , 车辆可以通过。

表9是仙台综合车辆所设置的转向架更换装置的主要规格, 图19是概要图。

2.3地板下设备的安装、拆卸装置

该装置是为了更换车辆地板下的设备而设置的。仙台综合车辆所地坑式临时维修线的这种装置, 包括备有车辆行走轨道的升降式起重台及可以进行横向搬运的台车。

在地面上进行临时维修也和转向架更换作业相同, 先用架车机设备将车体顶起, 再使用具有油压升降的搬运台车进行装置的拆卸和安装。但是, 架车机顶起车体后, 装置下面与轨道面之间不能确保充分的作业空间 (200系新干线车辆约为200 mm) 。

表10是仙台综合车辆所地板下设备的安装拆卸装置的规格。图20为该装置。

2.4车顶设备的安装、拆卸装置

所谓车顶设备的安装、拆卸装置, 是为了将已经安装在车顶上的空调装置和受电弓进行更换而使用的单轨吊车等吊装设备及其搬运装置 (图21) 。

在临时维修线已经引入接触网的地方, 由于设置了受电弓导向开关装置, 可以使装置进入车顶的正上方, 就能有效地进行车顶设备的安装、拆卸作业, 因此, 应备有受电弓升降确认装置、车顶检查作业台及出入口锁扣装置。

表11为车顶设备的安装、拆卸装置功能表。2.5车头维修装置

该装置是为了更换车头驾驶台窗玻璃及更换维修雨刷时的一种可动式作业脚手架 (图22、图23) 。

为减少空气阻力, 新干线车辆的车头设计为流线型, 驾驶台较高, 车辆前端较长。在进行更换、维修驾驶台窗玻璃和雨刷时, 必须备有安全及提高作业效率的脚手架。

该装置有可在路面和轨道上行走的路轨型、在地坑内行走的收纳型、可跨越地坑行走型等多种形式, 且都应备有升降机构的作业脚手架和防止跌落的防护栏。另外, 有的区所还使用简易的、带有滚轮的组装式脚手架。

随着列车的高速化和设计构思的新颖, 车窗玻璃面积的扩大及质量的增加、安装角度的锐角化, 使得前窗玻璃更换难度增大, 要求维修装置的使用条件也更为严格。主要车辆的驾驶台前窗玻璃的位置见图24。2.6受电弓导向开关装置

在检修线设置了接触网的区所, 如对车辆的检修或对其下方的设备进行保养, 使用提升机等搬运设备时, 接触网设置成在一定的区间移动, 以保证不妨碍提升机作业。因此, 车辆应在编组的状态下自行入线, 为此设置了车顶设备的安装、拆卸装置 (见图21) 及现车 (状态) 车轮磨床。

在接触网的可移动方式中, 采用在接触网方向进行滑动, 以支柱为中心, 使接触网支撑臂旋转90°, 把接触网在水平方向取出 (图25) 。这个受电弓导向开关应该无电压且绝缘。

现车车轮磨床的天车, 用于研磨砂轮的更换等维修和车轮直径测定装置的校正及标准车轮的安装、拆卸和搬运。

可以自动行驶的日本新干线列车篇2

新干线在经历了约半个世纪以后, 迎来首辆具有“自动行驶”功能的新型列车, 其内部安装了日本独立开发的被称为“定速运行装置”的计算机系统。如果将新大阪—东京约552km路程中所有的弯道和坡道等路况信息输入计算机系统, 那么列车在运行过程中, 可以根据各区间路况自动加减速, 并在各种复杂情况下保持最高速度行驶。

通常, 新干线由驾驶员通过不间断地操作档位保持规定速度。在弯道或下坡时放缓加速, 使列车速度回到规定值, 而在上坡时, 则加速操作以保持速度。尽管列车的驾驶员可以通过不断根据时刻表和线路的坡道等路况, 来保持列车的行驶速度, 但由于像东海道地区那样弯道和坡道非常多的路段, 驾驶员要想在整个运行过程中完全准确地加减速操作是非常困难的。而且, 仅靠人工操作加减速也难免出现偏差。

而N700A的“定速运行装置”可以根据前方弯道或坡道的数据, 计算出要向电机输入多大电力, 如何准确控制加减速, 使列车在各种路况中都能保持最高速度。驾驶员只需在驾驶室控制按钮即可进行操作。在列车进站停车时, 驾驶员也要像原来一样控制加减速。

N700A中的“A”是“Advanced”的缩写, 意为进步。在新型列车的侧面有一个蓝色的“A”字样。尽管其外观与N700并无变化, 但由于安装了自动运行功能, 以及在紧急状态下可以将制动距离缩短10%的制动装置, 因此一些看不见的部分却有了很大进步。

车内座椅仍以普通的蓝色和绿色为主, 但色彩较N700列车的浅, 给乘客以更清新明亮的感觉。而且, 座椅所使用的材料可以全部回收利用。另外, 卫生间和洗手间使用LED照明, 使列车内部照明节省两成电力。同时, 由于列车不容易产生离心力且噪声小, 因此, 列车转弯时乘客在车内没有明显的感觉。

印度高铁将敲定日本新干线技术篇3

据日本《朝日新闻》11月9日报道, 日本政府相关人士证实了上述消息。2018年开工兴建的将是印度西部连接孟买和艾哈迈达巴德之间全长约500公里的路段。去年12月的日印首脑会谈已经确认将采用日本的新干线技术。

报道称, 作为在建设之外同时提供运营经验的一揽子出口模式, 日本将在印度国内或日本对印度国有铁路的约4000名员工提供培训以确保充足的运营技术人员。双方还将正式确定, 在总计约1.8万亿日元的项目经费中, 最多将有81%以低息日元贷款的形式提供。

日本新干线高速转向架概述篇4

自1964年日本新干线投入运营以来, 40多年过去了, 日本共研制出了10多种系列的高速列车和近40种转向架。与欧洲国家不同, 日本一直致力于发展动力分散模式的高速列车。日本在高速转向架的发展方面, 可分为3个阶段:第1阶段是开发出第1代DT200型高速转向架, 其最高运行速度为220 km/h。该转向架一系悬挂采用双圆簧及双侧板簧式定位, 其中央悬挂由空气弹簧、横向液压减振器、垂向液压减振器、抗侧滚扭杆及摇枕等组成。第2阶段成功开发出300系DT203型新干线高速转向架, 其最高运营速度为270 km/h。该转向架一系悬挂为双圆簧加橡胶导柱定位, 为减轻簧下质量, 采用了铝合金轴箱和空心车轴。中央悬挂为无摇枕结构, 由空气弹簧、横向液压减振器、垂向液压减振器、低位单牵引拉杆及中心销等组成。近年来, 日本又开发出第3代高速转向架, 其目标运营速度为300~350 km/h;还研制出了独立旋转车轮转向架和带主动悬挂的转向架。

西日本铁路客运公司开发的山阳新干线500系“希望”号高速列车采用了WDT系列转向架, 其最高运营速度为300km/h。与300系DT203型高速转向架相比, 该转向架的一系悬挂分别为转臂式定位, 双圆簧加橡胶定位以及双圆簧单拉板定位。与此同时, 日本铁路东海客运公司开发了300X高速车。300X采用了DT205型转向架, 其结构与300系相似, 最高运营速度为350 km/h。随后, 又开发出700系高速车, 700系转向架以500系为基础, 并加装了变阻尼孔的非线性空气弹簧。用于新干线客车车辆转向架的主要类型如表1所示。

1 DT200型转向架

该转向架的设计要点是:避免轮对和转向架产生蛇形运动, 防止转向架构架、轮对、车轴、轴承及弹簧等主要部件出现故障。该转向架具有一个枕梁, 在其上面装配有空气弹簧, 这些弹簧直接支撑车辆的车体。DT200型转向架的主要技术特性如表2所示。

1.1 轴箱悬挂装置

经试验比较后, DT200型转向架选用IS型轴箱悬挂系统。该轴箱前后方都连有一块拉板簧, 拉板簧的两端均装有橡胶衬垫, 以确保轮对与轴箱的刚性定位。该悬挂系统的优点是:轴箱弹簧的垂向运动不受阻碍;各零件不会窜动擦伤与磨耗。其不足之处是:因拉簧板为依次串联安装, 转向架长度稍超出标准长度。

1.2 摇枕系统

该系统的主要部件有:摇枕、空气弹簧、横向减振器、旁承、摇枕拉杆及中心销等。摇枕采用9 mm钢板压制并焊接成箱形;转向架上安装有特殊的约束式空气弹簧, 这种弹簧具有良好的横向刚性。

1.3 转向架构架

DT200型转向架构架由左右侧梁、中央一根横梁及两端梁组成。这些梁由9 mm SS400轧制钢板压制而成, 并焊接成箱形。

1.4 轮对和驱动齿轮

DT200型转向架车轴采用高频淬火热处理后的S38C钢制作。该工艺可使车轴表面为淬硬马氏体, 并产生残余挤压应力, 从而有效地提高了材料的表面疲劳强度。转向架用车轮为整体碾轧车轮, 其材料为STY-80钢。驱动系统采用了并行的万向轴系统。

2 无摇枕转向架

为了满足列车270~300 km/h以上的运行速度要求, 在DT200型转向架的基础上, 又进行了改进, 开发了新干线无摇枕转向架。与老式转向架不同的是, 其空气弹簧不是由摇枕来支撑的, 而是直接安装在转向架构架的上平面。其基本技术参数如下:转向架轴距为2 500 mm;轮径为860 mm; 转向架质量6 600 kg (簧下质量3 500 kg) ; 交流牵引电机功率为300 kW。

2.1 垂向弹簧和轴箱定位

该转向架的轴箱垂向弹簧采用翼形布置的螺旋弹簧和圆柱形层叠橡胶簧结构。其垂向弹簧上的垂直负荷由螺旋弹簧承载, 而纵向与横向负荷由圆柱形层叠橡胶簧承载, 同时还起支承和制导轴箱的作用。因圆柱形层叠橡胶簧在纵向与横向支承刚度上的优化配置, 在列车通过弯道时可降低横向作用力;加之轴箱垂向减振器在两个方向都起作用, 使阻尼力增大, 可降低转向架上的垂直振动, 从而保证了列车高速平稳地运行。

2.2 车体支承系统

车体支承系统没有摇枕, 靠空气弹簧直接支撑, 因此有较大的位移量。当通过弯道时, 转向架出现相对于车体的转动, 角位移可通过空气弹簧的横向变形而被抵消。转向架相对于车体的转动由抗蛇形减振器来抑制。该减振器安装在车体和转向架之间, 位于转向架构架的外侧, 并与侧梁平行。抗蛇形减振器的阻尼力和其两端的橡胶衬垫的阻尼, 均有效改善了转向架高速运行的稳定性。

2.3 转向架构架

该转向架构架为“H”形, 两根侧梁为8 mm轧制钢板, 并被焊接到由12 mm厚的无缝钢管制作的横梁上。横梁是真空的, 它成为空气弹簧的一个辅助气缸。该构架取消了端梁, 采用了新开发的制动夹钳, 并安装在转向架中央的横梁上。对比DT200型转向架, 该转向架缩短了80 cm, 质量减轻了约3.3 t, 而轴距不变。

2.4 轮对及驱动齿轮

无摇枕转向架的车轮直径从原来的910 mm减小到850 mm, 车轴中镗有一个ϕ60 mm的纵向直孔, 以尽量减轻簧下质量。在制作与装配中, 还将轮对的动态不平衡质量的矢量总和控制在5 kgf·cm以下, 以确保车轮在高速运转时, 不会引起车体的高频振动而影响乘坐的舒适性。

无摇枕转向架车轴轴箱的设计与DT200型转向架的相比, 也有所不同。它采用的是带有止推环的滚柱轴承, 这种轴承可同时承受推压负荷, 且能最大限度地限制横向窜动。DT200型转向架的轴箱和齿轮箱是铸钢件, 而无摇枕转向架的轴箱和齿轮箱是由铝合金制作而成的, 因而有效地降低了转向架的簧下质量。

无摇枕转向架现已广泛应用于长野和东北新干线300系、500系、700系、E2系等列车。

3 结束语

日本新干线的制动系统篇5

东洋电机制造公司与东日本铁路客运公司 (以下称JR东日本公司) 联手进行了E5系、E6系新干线电动车组受电弓的研究开发。

本文将介绍E5系新干线车辆PS208型受电弓、E6系新干线车辆PS209型受电弓的技术规格、相关研究开发项目的概况。

1 概述

开发E5系、E6系新干线车辆受电弓时, 从东北新干线的商业运行速度来看, E2系、E3系新干线列车为275km/h。东北新干线已延伸至青森, 而且, 北海道新干线也在规划建设中, 尤其是要与航空业开展竞争、共存, 提高新干线的商业运行速度显然是必不可少的措施。

在超过300km/h的速度范围开展商业运行, 理所当然要提高列车的安全、快捷和舒适性, 且必须满足1975年日本环境厅规定的车辆噪声 (沿线环境噪声) 方面的环保要求。

集电系统的空气动力噪声是构成车辆噪声源的主要因素之一, 为进一步降低受电弓的噪声, 东洋电机制造公司与JR东日本公司进行了新型受电弓的研究开发。

2 新型受电弓的开发理念

新型受电弓的开发以有应用实绩的E2 系1000型车辆PS207型受电弓为基础 (图1) , 为实现E5系、E6系受电弓所要求的性能, 针对相关要素进行了开发。

其中, JR东日本公司对受电弓要求进一步降低其空气动力噪声, 作为开发理念, 提出了一些项目, 例如开发“能用1台受电弓取电运行的受电弓”。

所谓1台受电弓取电运行, 是指一个编组列车中只用1台受电弓取电运行, 而以往的受电弓标准装备是一个编组列车上安装2台受电弓取电运行。

安装2台受电弓取电运行, 具备以下优点:利用2台受电弓之间的高压母线连接, 即便1台受电弓离线, 也可由另一台受电弓取电运行, 尤其能大幅度抑制由于离线引起的火花噪声, 但2台受电弓都暴露在运行风中。

假如以1台受电弓取电运行, 确切地说能够减少1台受电弓暴露在运行风中的面积 (部分) , 所以, 对降低空气动力噪声是有效的, 但是, 由于没有上述2台受电弓即便高速运行条件下也能保证不离线的特性, 故单台受电弓要比以往进一步提高其接触导线跟随性能 (图2) 。

3 开发中的课题

在进一步降低受电弓的空气动力噪声时, 首先, 利用基本型受电弓———PS207 型受电弓进行了风洞试验, 测试了噪声源。

通过测试发现, 以受电弓上、下框架为中心, 沿左、右分开的防风罩之间 (受电弓折叠时, 容纳下框架的部分) , 以及2个支承绝缘子之间由于刮起不停的运行风而产生的空气动力噪声很大。

根据该试验结果, 将相对于前进方向沿左右分开布置的防风罩, 整合成一个防风罩, 同时, 设计了“上、下框架悬臂式”结构 (图3) , 并重新评审了支承绝缘子的布置方案。

其次, 为提高受电弓的接触导线跟随性能, 减轻跟随于接触导线的上、下波动部分 (部件) 的质量是有效的措施 (例如, 单臂式受电弓上框架采用碳纤维增强工程塑料制作, 以减轻其质量) 。还决定开发、采用“多段滑板结构的弓头托架”, 这种结构是将作为与接触导线滑动接触、用于取电的零件即滑板划分为10小段左右 (另外, 滑板托的中心部分位于弹簧上, 是活动的, 并且减轻了该活动部件的质量, 以提高接触导线跟随性) (图4) 。

此外, E5系列车受电弓及E6系列车受电弓尽可能地实行了零部件的通用化设计。上述的多段滑板结构弓头托架, 以及悬臂式框架结构均采用了通用设计。

但是, E6系新干线列车因为还要在接触导线垂向位移大的常规线路区间运行, 所以, 必须使受电弓折叠高度 (距轨面距离) 比E5系新干线列车受电弓折叠高度低200mm。

根据以上实际情况进行受电弓的开发, 按照下面所述各项内容解决各项课题。

4 解决课题的对策

下面介绍解决各项开发课题的对策。

4.1 多段滑板结构弓头托架

如图5~图7所示, 多段滑板结构弓头托架实际上是将滑板划分为10段左右 (2段之间嵌入弹簧) , 将滑板置于柔性的滑板托上 (在玻璃纤维增强的硅橡胶上、下设铜板) , 多段滑板形成多自由度连接的弹簧支撑结构。

由于采用多段滑板结构弓头托架, 即便在大幅超过300km/h的速度区域以1 台受电弓取电运行, 也能实现良好的集电运行。

4.2 悬臂式框架

如图8所示, 将以往以框架为中心, 呈左、右对称布置的受电弓底架整合为整体底架并布置在一侧 (构架成为悬臂式结构) , 力求减少暴露在运行风中的面积, 从而降低空气动力噪声。

改进后的受电弓沿前进方向形成长的形状。

4.3 优化支承绝缘子的布置

根据风洞试验的结果, 支撑用绝缘子的布置并不是相对于前进方向前、后、左、右排成一列, 而是相对于前进方向错开一定角度, 沿倾斜方向布置的 (图9) 。

4.4 适应E6系列车在既有线区间运行

如上所述, E6系列车受电弓其折叠高度比E5系列车受电弓折叠高度必须降低200mm, 其中120mm可在车辆上采取措施予以解决, 因此, 如果能再降低80mm, 则受电弓折叠高度即可满足要求。

为此, E6系列车受电弓如图9所示, 使支承绝缘子的间隔沿前后扩展, 使底架落入绝缘子间隔间80mm, 从而使受电弓折叠高度降低了80mm。

5 开发过程

开发中首先制作受电弓样机, 通过反复进行试验台试验、风洞试验, 并反复改进设计, 确认受电弓强度、接触导线跟随性能、空气动力噪声、空气动力特性、可靠性等, 发现问题随时加以改进。

然后, 在开发达到可装车水平的阶段, 安装在JR东日本公司制造的高速试验车辆FASTECH360S及FASTECH360Z上, 利用现车运行试验进行了性能确认。

其间又进行了各种改进, 再进行确认试验, 基于长期运行试验确认其可靠性、耐用性, 经长期运行后进行拆卸检查, 直至最后作为E5 系列车、E6 系列车受电弓正式被采用。

6 PS208型、PS209型受电弓

图10为E5系PS208型受电弓安装在车辆上的情景, 图11为E6系PS209型受电弓安装在车辆上的情景。此外, 表1列出了2个受电弓的技术参数。

由图10、图11可知, 两种类型受电弓都采用悬臂式结构的框架, 框架以上部件为通用部件。

此外, 由于将底架在单侧 (指受电弓下框架的一侧) 统一做成一个整体, 沿前后方向延长, 并且安装了流线型且平滑化的防风罩, 从外观上看, 是一种结构简单、独特的受电弓。

对比PS209型与PS208型受电弓可知, 前者支承绝缘子的安装间隔沿前后扩展 (间隔大) , 可使受电弓底架落入其间隔内。

支承绝缘子的布置即便是形成同样倾斜位置的布置, 由于兼顾EGS (电子制导组) 刀闸, 其倾斜方向也是相反的。

7 今后受电弓的开发

本受电弓的开发从开始研究起历经10年左右时间, 开发周期长。但研究开发人员坚定了一种信念, 即绝对不能因为受电弓设计上的问题引起事故及对稳定运输带来危害, 在长时间进行充分质量确认的前提下进行受电弓的开发。

至于今后的新干线受电弓, 假如以这次开发的受电弓作为基本型受电弓, 在几年后就会开发出来。

今后, 新干线会持续提速, 迫切需要具有更低空气动力噪声、更高接触导线跟随性能的受电弓。东洋电机制造公司将适应客户的需求, 开发新型受电弓。

摘要：介绍了E5系、E6系电动车组新型受电弓的设计理念、研究开发过程、所解决的相关课题及其应用效果。

日本N700A新干线电动车组篇6

2007年面世的N700系0型新干线电动车组 (以下称N700系) , 通过缩短紧急制动距离和配备防脱轨止挡, 进一步提高了地震时列车的安全性能, 并在日本新干线中首次采用车体倾斜系统, 加快了列车通过曲线时的速度。此外, 全列车通过采用半主动有源控制装置, 大幅度提高了乘坐舒适度。N700系新干线是吸收当时最新技术研发成果和丰富经验而开发出的列车, 短短5年间集中投入80列, 使东海道·山阳新干线运输产生了质的飞跃。另一方面, 利用JR东海公司的小牧研究开发设施和N700系量产试制车 (以下称Z0编组) 的技术开发以及持续运行试验, N700系车面世仅仅6年就可以投入运营N700A。N700A完全吸收了JR东海公司的开发成果, 对已实现更安全、更稳定、更环保的高水平N700系车进一步进行改型, 使其成为具有极高性能的列车。

1 概述

JR东海公司于2007年7月开始在新干线运营N700系以后, 以更安全、更可靠、更舒适、更节能以及进一步提高车辆性能为目标, 继续开发新技术。

N700系是东海道·山阳新干线的主力车型, 拥有巨大的发展潜力。采用这些技术研发成果开发出了比N700系更先进的N700A新型列车。N700A是摘取N700系“升级版”的英文意思“Advanced”的头字母组合而成的。N700A作为统称, 该标志和东海道新干线传统蓝色裙带相融合, 体现出东海道新干线始终重视的“安全性”、“可靠性”、“舒适度”、“环保性”的先进理念。

表1为N700A的主要参数, 图1为N700A编组图。

2 制动性能的提升

为了不断提升高速列车安全运行中不可或缺的制动性能, 采用了中央紧固制动盘, 并不断改进自动列车控制装置 (ATC) , 大幅度提高了制动性能。

迄今为止, 制动盘采用的是在车轮径向内圆周侧用螺栓紧固的结构, 闸瓦衬片的摩擦面与螺栓位置是分开的, 因此, 制动时产生的摩擦热量会使制动盘翘曲或变形。但是, 中央紧固制动盘是在闸片压合面的中央用螺栓紧固, 可以抑制因摩擦热量而导致的翘曲或变形, 并能保持更好的稳定性和摩擦力 (图2) 。

通过优良的制动性能和ATC系统具有的接触网停电检测功能相结合, 当地震等灾害发生时, N700A可以进行比普通的紧急制动更强的“地震制动”。过去一旦检测出接触网停电, 就会进行紧急制动。N700A是在检测到接触网停电的同时, 将地震发生的信息传递到制动控制装置, 就会进行比既有紧急制动力高15%的地震制动 (图3) 。地震制动的停车距离比N700系车缩短约10%, 比700系车缩短约20%, 因此, 大幅度提高了灾害发生时的安全性 (图4) 。

3 稳定运输的技术支持和车辆可靠性的提高

为更大幅度地提高运输稳定性, 采用了定速运行控制装置和转向架振动检测系统 (图5、图6) 。

通过定速运行控制装置, 以ATC系统传来的信息 (速度信号、运行位置、线路情况) 为基准, 结合线路坡度和运行阻力等因素, 计算机选择最适合的档位, 实现了按照信号精准运行。由于运用了这种定速运行控制系统, 诸如在大雪造成列车晚点、运行图错乱的情况下, 就会按照ATC信息传递的速度准确运行, 给司机提供支持, 可以更加有效地矫正列车晚点情况。

转向架振动检测系统是由装载在各车地板下方的转向架振动检测装置和振动传感器组成, 其功能是实时监控转向架零部件的振动, 并可检测出转向架的驱动单元 (齿轮装置和轴承等) 的故障前兆, 在确认故障以后, 将故障信息反应在司机控制台上。为了准确找出故障前兆阶段表现的特征, 在小牧研究设施的车辆运行试验装置上, 有目的地在实物转向架上制造出各种故障, 反复试验, 最后通过N700系量产车中的Z0编组 (试验专用) 进行运行试验, 确认其耐久性等, 经过长达10年的研究, 实现了实用化的目标。

为了提高车辆的可靠性, 在头车上安装备用制动。目前的制动装置都采用多系统构建, 虽然不会有安全上的问题, 但是万一当头车车辆上发生如多系统制动无法使用的故障时, 必须与救援列车并联, 这样对列车运行图有较大影响, 因此需要在头车上追加备用系统 (图7) 。

4 舒适度的提高

伴随N700A列车安全稳定性的大幅度提升, 舒适度也进一步提高。首先, 关于通过曲线的乘坐舒适度, N700系是车体在半径2 500 m的曲线倾斜, 而N700A更改了软件, 使车体在5 000m半径以内的曲线也能倾斜。在东京—新大阪之间既有N700系发生车体倾斜的曲线大约有60处, 而N700A发生车体倾斜次数却成倍增加。

在半主动有源控制装置上采用了最新控制逻辑, 不是仅在横向1个共振频率的峰值抑制振动, 而是在更高频率的范围内也能抑制振动, 以保持良好平衡。无论在曲线上还是直线上, 都极大地提高了舒适度。

对于室内设计, 继承了受到旅客好评的N700系理念的同时, 提高了座椅的舒适度。

绿色车为了提供舒畅感强的高品质空间, 座椅用茶色基调的布织成云雾图样, 衬托出稳重的氛围。加长绒毛地毯触感更柔软。而且还设有真皮质感的扶手, 并扩大了阅读灯光的范围, 这些都增强了车厢内的高品质感和便利性。

普通车用蓝色基调的布料织成流动状式样, 营造出明亮、大空间的视觉效果。而且, 头部倚靠部位的两端又加深了30mm, 增强了支撑感。

另外, 为了提供更加安静的车内空间, 绿色车的窗框采用了新型减振板材, 在普通车上采用了新型隔声地板 (图8) 。

两头车及中间车的通过台一共有17个地方安装了紧急报警装置, 如有可疑的人、发生可疑的情况, 或者急症乘客, 可及时通报, 使乘客更加放心地乘坐新干线。

5 环境性能的提高

N700A代替700系, 节省了19%的电力, 更加节能化, 而且在其他方面也在不断打造新干线的优质环境性能, 例如减少电力消耗, 积极采用环保材料等 (图9) 。

在卫生间和盥洗间, 采用了能感应人体或能与锁联动的具有调光功能的LED灯 (发光二极管) , 客室的照度与明亮的座椅设计风格相匹配, 每列车车内照明电量减少了约20% (与N700系相比) (图10、图11) 。

此外, 积极采用环保材料。除了座位的座垫原材料由氨基甲酸乙酯改成聚酯材质外, 转向架裙板也由纤维增强复合塑料 (FRP) 改成采用不锈钢材质, 积极使用可循环材料, 打造新干线的优良环境性能。

关于N700A的无鼓风CI装置 (主变换器) , 是采用N700系部分车辆使用的运行风冷却方式的装置, 只是尺寸更小。为了冷却电气设备工作时产生的热量, 利用车辆运行中产生的风进行冷却, 这种方式称之为运行风冷却方式, 车体下面设有冷却装置。运用这种方式, 可以不需要冷却用的鼓风机, 因此就能降低质量并腾出空间。而且, 由于采用了小型无鼓风CI装置, 与N700系相比, 进一步实现了小型轻量化, 体积减小25%, 质量降低17% (图12、图13) 。

6 结束语

N700A是N700系集大成之作, 通过增加新功能, 实现了安全性、稳定性的提升, 在舒适度上也加入了最新的技术, 实现了安静性和乘坐舒适度的提升。对客室设备精益求精, 使之朝着能够提供高档次服务的列车转变。JR东海公司将N700系80列车维修中出现的问题反馈给制造部门, 在多方面进行了改进, 使N700A在可靠性方面也实现了N700系的升级。

然而, 即使是既有的N700系80列车, 也在3年间实施了改造工程, 加入了与N700A相同的地震制动系统和定速运行控制装置的功能, 通过代替700系车的新型列车和对既有的N700系的改造, 3年间, JR东海公司拥有的众多编组列车将置换成更安全、更稳定的车辆, 我们坚信顾客可以安心舒适地乘坐东海道新干线。