Созданию нового токоприемника для высокоскоростного электропоезда предшествовала большая, научно-исследовательская рагворите.

ма^а 1 нового токоприемника должна быть меньше, чем ного вагона пригородного электропоезда с конструкционной скоростью 130 км/ч. Это требование вытекает из того, что при высоких скоростях движения в квадратичной зависимости возрастают как аэродинамическая подъемная сила токоприемника, так и динамическая (инерционная) составляющая нажатия токоприемника па контактную подвеску. Динамическая составляющая зависит от ускорения, получаемого приведенной массой токоприемника в вертикальном направлении, и, в конечном счете, она пропорциональна квадрату скорости движения электропоезда.

Динамическая составляющая контактного нажатия должна быть \<ак можно меньшей не только для уменьшения отжатий контактного провода и износа при высоких скоростях, но и для того, чтобы увеличить скорость движения, при которой могут начаться отрывы полоза от контактного провода из-за изменения знака вертикального ускорения под влиянием внешних воздействий. Учитывая нежелательность большого отжатня контактного провода при суммарном действии аэродинамической подъемной силы и вертикального* ускорения, приходится уменьшать приведенную массу токоприемника. Это сочетается также со снижением вертикальных перемещений полоза токоприемника в пролетах контактной подвески благодаря повышению постоянства эластичности контактной сети для высокоскоростной железной дороги. На участках, оборудованных

1 Приведенная масса токоприемника представляет собой условную массу, сосредоточенную в точке соприкосновения полоза и контактного прохода и оказывающую такое же воздействие на контактную подвеску, как и Токоприемник. Приведенная масса токоприемника зависит от массы всех его •'•цементов (подвижных рам, полоза, кареток и пр.), а также от упругих ка-■ сств карегок и вынужденной частоты колебаний полоза при движении то-опрнемника вдоль контактной подвески.

полукомнснсиропаннон подвеской постоянного тока, где предус^ матрнвается движение электропоездов со скоростями до 200 км/ч, ] применение токоприемников со средней приведенной массой свыше! 26 кг недопустимо. Для участков с компенсировавшими подвеска-1 ми приведенная масса токоприемника высокоскоростного электро-1 поезда не должна превышать 35 кг. Это относится к условиям одно-1 временной работы нескольких токоприемников электропоезда.

С учетом названных требований была создана конструкция нового I авторегулируемого токоприемника пантографного типа с двумя под-1 важными системами верхней 2 и нижней #(рне. 37). Принципиально! новый токоприемник ТСп-1М отличается от обычного тем, что па не-1 большое изменение высоты контактного провода в пролетах контакт-1 ной подвески реагирует не вся масса подвижных частей токоприемника, а только его верхняя подвижная система. На существенные изменения высоты контактного проЕода, например, под искусственными сооружениями, реагируют обе подвижные системы, причем I верхняя управляет работой нижней системы посредством ппевма-1 тнческон связи. Эту связь осуществляет механизм управления золотником 15. Нахождение поршня в средней зоне золотника обеспечивает перекрытие воздухопровода, и при перемещении полоза по | вертикали в пределах ± 300 мм относительно его средней высоты нижняя система остается неподвижной. При первоначальном под-еме токоприемника,-когда рамы верхней системы поднимаются на большую высоту, поршень золотника, перемещаясь вправо, открывает доступ сжатому воздуху в пневматический цилиндр нижней системы, в результате чего подвижное основание начинает подниматься. Поршень золотника при подъеме основания перемещается влево и, достигнув среднего положения, перекрывает капал возду- | хопровода. Подъем нижней системы прекращается. При отжатин полоза вниз и опускании верхней подвижной системы больше, чем на 300 мм относительно средней высоты золотник обеспечивает связь пневматического цилиндра с атмосферой и подвижное основание начинает опускаться. Это продолжается до тех пор, пока поршень золотника, перемещаясь теперь вправо, не перекроет канал воздухопровода. ■ ■

Благодаря использованию принципа авторегулпрования при движении электропоезда с высокой скоростью перемещается только верхняя подвижная система п приведенная масса токоприемника определяется массами полоза и верхней системы..

Так как размеры верхней подвижной системы двухступенчатого авторегулируемого токоприемника ТСп-1М примерно в 2 раза меньше стандартных токоприемников П1 пригородных электропоездов, то и приведенная масса верхней системы также примерно в 2 раза меньше. Приведенная масса верхней подвижной системы равна 9,5 кг. Рамный полоз токоприемника имеет значительную ширину (440 мм) для предотвращения его вывертывания при высокой скоро- . стн движения. Несмотря на это, малые длины стержней подвижных рам верхней системы определили малую аэродинамическую иодъ-

Рнс 37 Схема (а) и общий вид (б) токоприемника: / - полоз: 2 - подвижные рамы верхней «'^^

мы; 4- подвижное осиомше- 5^ рам верхней

7-пневмоцилиндр верхней СИСТСМЫ'-*„Т,..Т% главный вал нижней системы; //-подемную силу рам, вызываемую воздействием встречного воздушного! потока.

Токоприемник ТСп-ЬМ имеет устройство аварийного опускания при его ударе о какое-либо препятствие на неисправной контакт-! ной сети при движении электропоезда. Эго устройство включает Л себя штифт, соединяющий две части телескопической синхронизирующей тяги. При ударе штифт разрушается, тяга складывается и не препятствует повороту главного вала, сопровождающемуся пере-! ходом поршня золотника в левое положение. В результате этого . сжатый воздух из пневматического цилиндра выходит в атмосфер\ и нижняя подвижная система под действием опускающей пружины и силы тяжести подвижных частей складывается.

На неподвижном основании токоприемника поставлены гидравлические демпферы для исключения резонансных колебаний нижней подвижной системы при определенном характере вертикальных колебаний кузова вагона.

Впервые примененный на электропоезде ЭР200 токоприемник ТСп-1М удовлетворяет требованиям ГОСТ 12058—72 и обеспечивает требуемый токосъем при скоростях движения до 200 км/ч как на участках с компенсированной, так и с полу компенсированной одинарной рессорной цепной подвеской с двумя контактными проводами.

Авторегулнр\емый токоприемник ТСп-1М имеет следующие основные технические данные:

Установочные размеры..........., 1980X1450 мм

Высота без изоляторов (в нерабочем положении) . 410 мм

Максимальная высота подъема......... 2104 »

Рабочая высота подъема:

наименьшая............. 100 »

наибольшая......*...... 2000 »

Ширина полоза...... . 449 »

Полная длина полоза ............ 2130 »

Длина горизонтальной (контактной) части полоза . 1270 »

Масса полоза........... 139 кг

Приведенная масса токоприемника....... 24^5 »

Статическое нажатие в диапазоне рабочей высоты:

активное (при подъеме) не менее .... 80 II

пассивное (при опускании) не более 115 » Опускающая сила в диапазоне рабочей высоты не

менее............. . 210 »

Допустимый продолжительный ток при движении . 1550 А Номинальное давление сжатого воздуха дли подъема

токоприемника......... 0,5 МПа

Минимальное давление сжатого воздуха для подъема

токоприемника . . ........ 0 375 »

Время подъема до максимальной высоты 7_12 с

Время опускания с максимальной высоты . . 7—10 »

Полоз токоприемника заправляют сухой графитовой смазкой марки СГС-0.

В процессе опытной эксплуатации токоприемника ТСп-1М было выполнено усовершенствование отдельных его узлов. Это учтено

при разработы- модернизированного токоприемника Сп-ОМ. Посудний отличается габаритами и нерабочем положении (без изоляторов): 2594Х2260У4О0 мм вместо 2754X2260X410 мм. У токоприемника Сп-6М перекрытие воздухопровода поршнем золотника обеспечивается при перемещении полоза по вертикали в пределах ± 250 мм относительно его средней высоты над подвижным основанием (вместо ± 300 мм у токоприемника ТСп-1М).

У токоприемника Сн-бМ гидравлические демпферы поставлены не только на главных валах нижней системы рам, но и на валах верхней системы рам.

Вспомогательные машины | Электропоезд ЭР200 | Тиристорный регулятор и аппараты системы регулирования