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日本低速磁悬浮列车发展

综述q浏辩文章编号:1002—7610(2008)01—0001—03回零低遭磁悬浮刻辜凌震陈贵荣,龙志强(国防科技大学磁悬浮工程研究中心,湖南长沙410073)摘要:介绍了日本低速磁悬浮列车的发展历程,以及研制的8组磁悬浮列车样车。

关键词:磁悬浮列车;发展;日本中图分类号:U271文献标识码:BDevelopmentofLowSpeedMaglevTraininJapanCHENGui—rong,LONGZhi—qiang(MAGLEVEngineeringResearchCenter,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:DescribedisthedevelopmenthistoryofthelowspeedmaglevtraininJapan.aswellthe8maglevsampletrain-sets.Keywords:maglevtrain;development;Japanl概述日本地少人多,历来重视铁路技术的发展,是世界上拥有最长时间发展轮轨高速铁路经验的国家。

早在1972年,日本航空公司(JAL)就将磁悬浮列车HSST(HighSpeedSurfaceTransport)作为新一代陆地快速交通工具,其重要性已日益凸现。

HSST系统是以常温吸引方式实现悬浮导向,以直线感应电机(LIM)为动力的线性机车。

随着理论和技术的日趋成熟,日本、德国等发达国家已具备进入商业化运营的能力,并作为城市轨道及机场交通工具着手进行了开发。

2发展历程2.1开发HSST的动机HSST的开发始于1974年初,当时德国开发的TR-04磁悬浮系统令人注目,且可以减少公害。

考虑到日本的实际情况,必须选择对环境影响小的交通工具,这就是进行开发和研究的动机。

2.2HSST-01磁悬浮列车日本最早采用德国Kruss—Maffei技术开展低速磁悬浮技术的研究。

它们的特点是:(1)倒U型轨道与U型电磁铁构成悬浮系统,具有侧向自稳功能;(2)4个电磁铁直接固定在车厢底板上,4个电磁收稿日期:2007-05—28;修回日期t2007—09—03作者简介:陈贵荣(1965一),男,湖南浏阳人,副教授。

铁之间是一种刚性结构约束,没有相对运动自由度;(3)采用短定子异步电机推进。

日本购买了这个专利,在此基础上开发了HSST一01磁悬浮列车(图1)。

1975年12月,在横滨市新杉田建设的长200m的直线轨道上首次悬浮行驶了重1t、长4m的HSST-01磁悬浮列车。

9个月后,在川崎市东扇岛建设了全长1000m的直线轨道,开始了提速试验。

1978年2月初,试验速度超过了目标速度300km/h,达到307.8km/h。

1979年2月,在国家资助下增加了纵曲线和半径2000m及280m的弯道,并且将轨道线延长到了1600m。

图1HSST-01磁悬浮列车2.3HSST-02磁悬浮列车日本航空公司在HSST一01的试验没有取得预期效果的基础上,于1978年5月制造了HSST-02磁悬浮列车(图2)。

作为载人演示的试验车长约7m,装备了二系减振系统,乘坐非常舒适,在8人乘坐时以1002国外铁道车辆第45卷第1期2008年1月km/h的速度行驶。

1981年3月,在东扇岛试验场完成了全部基础试验。

图2HSST-02磁悬浮列车2.4HSST一03磁悬浮列车1985年,在筑波市举行的世界科技博览会上,HSST一03实用型磁悬浮列车进行了载客运行(图3)。

其车体的大小与实际的车辆相似,采用了独特的模块组件作为车体机械支承装置,其作用相当于常规铁道车辆的转向架。

图3HSST-03磁悬浮列车该车在科学万博及1986年加拿大温哥华交通博览会上进行了搭载大量乘客的演示。

从1987年3月爱知县冈崎市的“葵博”开始,到1990年9月初进行了349天载人运行演示。

2.5HSST-04磁悬浮列车1987年,研制了重24t、长19.4m的HSST一04磁悬浮列车(图4),可容纳乘客约70名,设计速度为200km/h。

它的悬浮、导向和驱动技术与HSST一03一样,不同的是新车结构中,车辆走行机构从外侧包住线路。

1988年5月,HSST一04型车在崎玉国际博览会上展示,展示线路长327In,混凝土高架梁跨距为12in,轨道包括2个半径为150rn、超高为2.3。

的曲线段。

试验速度为43km/h。

图4HSST-04磁悬浮列车2.6HSST-05磁悬浮列车1989年3月一10月,HSST一05磁悬浮列车在横滨国际博览会上展示(图5),展示线路长568m,线路采用单片箱型梁结构,高架梁采用12m和16m2种跨距,净空高4.5rfl,动载荷下梁的挠跨比为1/3800,最高速度达到55km/h。

这次HSST获得了限制时间的铁路运输许可,第一次被授权为可选择的公共运输系统,取得了营业许可。

图5HSST-05磁悬浮列车2.7HSST-100S和HSST-100L磁悬浮列车HSST一100S是继HSST一01~HSST-05之后研制的、适用于低速运行的磁悬浮列车(图6)。

该车由Mcl、Mc2两节车厢组成,全长17.55m,Mcl、Mc2车问距为0.55m,横向宽度为2.6m,车体高度为3。

3ITI,空车重18t,最大负载时重30t,运行速度为100km/h,最高速度为110km/h。

1991年,在名古屋附近的大江建成了一条新的面向应用试验的试验线——大江试验线,试验线总长1530m,最小水平曲线半径为100m(主线)和25m(分支线),最小竖曲线半径为1000m,最大超高8。

,最大坡度70%o。

从1991年开始到1995年,对HSST一100S进行了100多项面向应用要求的运行试验,最高运行速度达到130km/h。

1993年3月,以东京大学技术系正田英介教授为主席,运输省、建设省和其他日本低速磁悬浮列车发展陈贵荣,龙志强3图6HSST-IOOS磁悬浮列车单位的专家学者组成的可行性研究委员会,对试验结果进行了最后论证,考察了其噪声、振动和磁场影响等,得出以下结论:HSST是舒适的低污染系统,能够应付紧急情况,长期的运行试验证明它是可靠的,并且由于其悬浮的优点使得它的维修量降低,作为城市交通系统,HSST已达到实用阶段。

1995年,在HSST一100S的基础上,日本又研制了一辆新的样车,称为HSST一100L(图7)。

与HSST一100S相比,HSST—1001。

模块组件数量由6个增加到10个,车辆长度由8.5m/辆增加到14.4m/辆。

HSST一100L是一列2辆编组的商业运营样车,从1995年开始,在大江的试验线路上进行运行试验。

图7HSST-100L磁悬浮列车2.8Linimo磁悬浮列车在名古屋市郊,从2001年开始,建造了一条长8.9km复线结构的HSST低速磁浮线——东部丘陵线,途经9个车站,其中隧道部分长1.4km,高架部分长7.5km,最小转弯半径75111,竖曲线半径15001TI,最大坡度60%o。

以HSST一100L型列车为基础,增加了中间车,列车全长43.3m(包括连接装置),采取公众招募的形式将其命名为Linimo(图8),于2005年春开始营运。

列车为3辆固定编组,编组形式为101型(Mcl)一102型(M)一103型(Mc2)。

第一列车的车辆编号则为111-112—113。

定员为每列244人(坐席104人),头车80人(坐席34人),中间车84人(坐席36人),单线运行时间15rain,高峰期每6min发一趟车,设计最高速度为100km/h,最大加速度为1.1m/s2。

车辆制动采用电油联合制动,常用制动的最大减速度为1.1m/s2,紧急制动的减速度为1.3m/s2。

车辆的运行形式有2种:一种是通过自动列车控制装置(ATC)和自动列车驾驶装置(ATO)操纵;另一种是通过驾驶台手动进行驾驶。

车体采用铝合金结构,实现了轻量化。

车体宽度与其他新型交通系统车辆相同(2.6m),长度与单轨铁道车辆相同,头车长14.0rn,中间车长13.51TI,车体高度为3.445ITI。

图8Linimo磁悬浮列车3结束语常导吸引型低速磁悬浮列车采用了直线感应电动机驱动方式,具有乘坐舒适、加速性好、安全可靠、设计先进等优点,适合于未来的铁道运输系统,能够安全、快速地运送旅客。

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