Кузов Е2

Поезда - Супер поезда

При проектировании кузова особое внимание уделено максимальному его облегчению без снижения прочности и с обеспечением сопротивляемости изгибным колебаниям, снижающим уровень комфорта для пассажиров. В вагонах опытных поездов применены два варианта конструкции. В одном из них сохранена традиционная для поездов Синкансен конструктивная схема (жесткая рама и собственно кузов из алюминиевого сплава) с некоторыми усовершенствованиями (рис. 1 и 3), в другом цельнонесущий кузов полностью выполнен из крупноразмерных полых экструдированных профилей из алюминиевого сплава в сочетании с обшивкой из листового алюминия (рис. 2 и 4).
Анализ вибраций кузова, выполненного по первому варианту, показал их зависимость от вертикальной жесткости пути. Амплитуда колебаний уменьшалась пропорционально увеличению изгибной жесткости конструкции. Снижение жесткости рессорного подвешивания тележек способствовало гашению колебаний и уменьшало их амплитуду, повышение поперечной жесткости - снижению деформаций изгиба пола кузова и в некоторой степени гашению вибрации боковых стенок и крыши.
Усовершенствования конструкции кузова, предпринятые на основе этих данных для повышения жесткости и сглаживания упругих колебаний, заключались в основном в увеличении толщины панелей наружной обшивки с 2,3 до 4,5 мм, внутренней с 2,3 до 3,0 мм и замене стоек боковых стенок на коробчатые.
При проектировании кузова по второму варианту исходили из необходимости, помимо облегчения, устранить ряд недостатков, присущих ранее применявшимся конструкциям. Разнообразие конструктивных элементов увеличивало трудоемкость сборки и повышало строительную стоимость вагонов. Применение шпатлевки для сглаживания поверхности кузова заметно увеличивало его массу. Существовали многочисленные акустические мостики, через которые шум передавался внутрь пассажирского салона. Собственная частота изгибных колебаний отдельных элементов конструкции в определенных условиях совпадала с частотой вынужденных колебаний, что приводило к возникновению резонанса.
По результатам изучения указанных факторов пришли к выводу, что оптимальным способом решения проблемы является максимально возможное увеличение размеров конструктивных элементов, изготавливаемых в виде полуфабрикатов с высокой степенью готовности к сборке. Это позволило уменьшить их разнообразие и общее число, сократить объем сварочных, монтажных и послесборочных отделочных работ. Применена схема двухслойной оболочки кузова с использованием пола в качестве элемента жесткости. Соединение внутреннего и наружного слоев оболочки выполнено с использованием диагонально установленных промежуточных крепежных элементов и рассчитано так, чтобы повысить изгибную и торсионную жесткость конструкции, особенно в зоне крыши. Двухслойная конструкция кузова придает ему бульшую прочность, кроме того, она обеспечивает оптимальное распределение напряжений от нагрузки и упрощает герметизацию. Вместе с тем в концевых частях кузова (у площадок) сохранена традиционная конструкция боковых стенок, поскольку она лучше приспособлена к установке раздвижных дверей.
В результате указанных мер вагоны поездов, принятых к серийной постройке, приобрели необходимые механические характеристики с повышением плавности хода и уровня комфорта, особенно в центральной части пассажирских салонов. Уровень шума снижен на 2 дБ(А). Следует отметить успешное применение метода имитационного анализа вибраций кузова на стадии проектирования, так как мощности ранее применявшегося расчетного аппарата в силу множественности подлежащих учету факторов было недостаточно.