1.Tehnici de pendulare a cutiei n construcia trenurilor de mare vitez pentru transport public periurbanIntroducerea soluiei tehnice a trenurilor cu cutie pendular (nclinabil) mrete considerabil viteza de intrare n curb a acestor vehicule dar nu exclude supranlarea firului exterior de cale.Din punct de vedere tehnic, pendularea cutiei vehiculului se poate realiza in dou moduri : pendulare activ ; cricuri (vinciuri) puse n actiune n functie de traseul liniei care realizeaza nclinarea cutiei vehiculului la un unghi limit. Acest sistem este mai des folosit in special la constructia trenului de conceptie italiana Pendolino (construit de societatea feroviara Fiat, cumparata in iulie 2000 de Alstom). pendulare pasiv : cutia este suspendat in doua puncte nalte legate de rama si care oscileaza in limite sigure sub efectul fortei centrifuge. Ca rezultat centrul de greutate al cutiei este situat sub axa de rotatie a pendularii. Acest tip de pendulare este folosit de sistemul Talgo pendular utilizat de constructorul spaniol Talgo .Avantaje si dezavantajeUtilizarea trenurilor pendulare este adesea folosit ca o alternativ la constructia de noi linii de mare viteza. Cele doua tehnici pendulare prezinta atat avantaje cat si dezavantaje.Pendularea evit constructia de noi linii si o investitie costisitoare dar, punerea sa in lucru pe o linie clasica necesita investitii pentru a pune la acelasi nivel in functie de viteza dorita pasajele de nivel, de asemenea adaptarea semnalizarii si intarirea caii de rulare. Materialul rulant este mai scump in cazul pendularii pentru aceeasi capacitate fa transportul clasic.Cresterea vitezei in curbe induce o crestere corespunzatoare a costurilor de intretinere a caii, eforturile fiind semnificativ crescute.Pendularea compenseaza efectul fortei centifuge la nivelul podelei si nu la nivelul caii.Coexistena traficului lent (pasageri, marf) cu traficul rapid poate uneori diminua capacitatea globala a liniei existente.

Pe de alta parte, crearea de noi linii implica dificultati cum ar fi exproprieri, ntrzieri costuri de creare de noi semnalizari de avertizare etc.Pentru un castig de viteza in curbe ar fi necesara o inclinare mai mare a caii care ar crea un disconfort calatorilor. Pendularea nu necesita o nclinare att de mare si reduce disconfortul calatorilor. In concluzie, nu se poate satisface in acelasi timp confortul pasagerilor si pe trenurile rapide si lente, fapt ce constituie un element suplimentar in alegerea liniilor speciale in locul pendularii pe linii clasice. Vorbind de trenuri pendulare este mai corect sa se foloseasca termenul de sisteme pendulare asociate materialului rulant pe calea pe care circula, deoarece pendularea pune probleme de adaptare a pantografului la instalatiei electrica, de alimentare a caii, adaptarea instalatiilor de semnalizare.

Fig : 1 Fig : 2 Fig : 3

Sub influenta fortei centifuge pasagerii sunt aruncati spre exteriorul curbei diminuand confortulLa o viteza mai mare din cauza inclinarii insuficiente a caii pasagerii sunt inca aruncati spre exteriorul curbei. Aceasta reprezinta notiunea de inclinare insuficienta a caiiCu aceasi inclinare initiala, tehnica pendularii permite marirea vitezei si pasagerii se simt confortabil.

In timp ce ntr-un tren clasic, cnd acesta circula n curba (in fig. 1 si 2), pasagerul simte o parte importanta a fortei centrifuge ( necompensata de inclinarea caii), ntr-un tren pendular (fig. 3) cutia se nclin si aruncarea este mult redusa. Confortul pasagerilor este substantial mbuntit la viteze foarte mari n curbe.

Exemplele constructive urmtoare de nclinare a cutiei vor fi explicate la curs,dar nu se cer pentru examen :

2.Sisteme de transport feroviar cu levitaie magnetic

Aprecieri si comparatii intre sistemul clasic roata-sina si sistemul cu levitatie magnetica. Avantaje i dezavantajeCele dou sisteme de transport, convenional, caracterizat prin contactul roat in i MAGLEV, caracterizat prin sustentaia magnetic, au ca factor distinctiv fundamental modul de realizare al susinerii, ghidrii i traciunii sau propulsiei vehiculelor pe calea de rulare, respectiv pe cea de ghidare.n cadrul sistemului clasic, calea de rulare respectiv roile au rolul de a susine greutatea vehiculului, de a asigura ghidarea acestuia pe cale i nu n ultimul rnd de a prelua forele de traciune, respectiv de frnare. Aceleai sarcini sunt ns, n cazul sistemului de transport de tip MAGLEV, preluate de ctre fore magnetice, fore ce asigur sustentaia, ghidarea i propulsia vehiculului pe calea de ghidare fr frecare, adic caracterul acestui tip de sistem este non-contact. Fiecare din cele dou sisteme de transport analizate prezint avantaje i dezavantaje.Sistemul clasic, caracterizat de contactul roat-in: avantaje: este cel mai rspndit sistem de transport terestru din lume, avnd capaciti de transport (persoane i mrfuri) ridicate; este considerat ca fiind cel mai sigur sistem de transport; fiind i cel mai vechi sistem, a fost intens studiat i n consecin este foarte bine cunoscut i promovat pe scar larg; preurile de cost ale construciei, exploatrii i ntreinerii sunt considerate acceptabile; vitezele trenurilor, n special ale celor de mare vitez (TGV, ICE, AVE, etc.) sunt ridicate; dezavantaje: este considerat un sistem ce se adapteaz unor cerine noi cu suficiente dificulti; inovaiile, noutile tehnice sunt, datorit tradiionalismului, foarte greu introduse i aplicate n sistem; un nivel al zgomotului produs relativ ridicat; confortul pasagerilor este influenat de calitatea cii de rulare.Sistemul MAGLEV, avnd la baz sustentaia magnetic: avantaje: lipsa contactului ntre calea de ghidare i vehicul; viteze de circulaie ridicate; acceleraii mai bune; randament energetic superior confort ridicat; dezavantaje: fiind un sistem relativ nou, care nu este compatibil cu sistemul clasic, nu poate mpri aceeai infrastructur, aadar este necesar proiectarea i construirea acestora ca i sisteme complet independente; preurile de cost ale construciei i exploatrii sistemului sunt considerate prohibitive, cel puin cele ale aplicaiilor de mare vitez; capaciti de transport marf reduse, comparativ cu sistemul clasic. CaracteristicaSistem roat-inSistem cu levitaie magnetic

Viteza uzual de circulaie [km/h]250-300400-500

Timp de accelerare de la 0 la 300 km/h [s]36090

Declivitatea [%o]410

n plus, consumul efectiv de energie pentru o vitez de circulaie de 300 km/h este cu 25-30 % mai redus pentru sistemul cu levitaie magnetic dect pentru cel clasic n sistemul roat-in. Costul introducerii sistemului cu levitaie magnetic, datorat cheltuielilor cu infrastructura este deosebit de ridicat. Acesta este i motivul pentru care SNCF n Frana nu este interesat de introducerea sistemului cu levitaie magnetic n locul trenurilor TGV. Recordul de vitez atins pe sistemul clasic roat-in de 574 km/h nu reprezint o vitez uzual de circulaie, ci doar un experiment pe o linie de testare, dar o vitez medie de 350 km/h se consider suficient pentru transportul cltorilor cu trenuri de mare vitez i poate fi atins i pe sistemul clasic. Ultimele cercetri n domeniul levitaiei magnetice au artat c teoretic este posibil atingerea unei viteze maxime experimentale i de aproximativ 1000 km/h.Principiile de functionare ale sistemelor inteligente de transport feroviar cu levitaie magnetic

Principiul de funcionare al sistemului const n utilizarea forelor de atracie sau respingere dintre polii unor magnei permaneni, pentru transportul unor materiale.Forele de respingere dintre polii magnetici N-N sau S-S determin propulsia, adic deplasarea pe direcia de transport (figura 1 a,b):

Fig.1a

Fig.1.bBobinele (magneii) se execut din material superconductor (aliaj niobiu-titan) a crui rezisten se anuleaz la temperaturi de -269 C (domeniul criogenic).Pentru a menine o astfel de temperatur se utilizeaz ca agent de rcire heliul, care este deosebit de scump.La deplasarea pe vertical, cmpul magnetic variabil determin inducerea unui curent electric n bobinele (magneii) din cale care vor aciona ca suspensie vertical (figura 2):

Fig.2

Electromagneii din cale sunt conectai ntr-un circuit electric. Astfel, la o deplasare lateral ,cmpul magnetic variabil induce n circuit un curent electric rezultnd fore atractive sau repulsive laterale care vor ghida unitatea de transport pe axa central a cii (figura 3 ):

Fig.3

Principalul avantaj al acestui sistem de transport este viteza mare de transport care poate ajunge chiar la 500 km/h.n schimb,exist i dezavantaje determinate de preul deosebit de ridicat i de restricionarea posibilitii de deplasare numai la direcia rectilinie. O alt tehnologie care se bazeaz pe electromagnei adaptabili (suspensie electromagnetic sau EMS).Anumite sisteme convenionale folosesc electromagnei cu stabilizare electronic: se msoar continuu distana pn la tren i se ajusteaz curentul din electromagnet n consecin.Greutatea electromagneilor de mari dimensiuni este o problem major. Este nevoie de un cmp magnetic foarte puternic pentru a levita un tren de mari dimensiuni, de aceea se folosesc de obicei materiale supraconductoare pentru electromagnei eficieni.Profilul i performanele liniei de testare sunt urmtoarele : Confirmarea posibilitii de circulaie n siguran, n deplin confort i stabilitate structural la o vitez de 500 km/h Confirmarea repetabilitii testelor, a durabilitii vehiculului testat Confirmarea standardelor structurale i a nscrierii geometrice a vehiculului n curbe cu raze foarte mari (aproximativ palier) Determinarea strii de tensiune i deformaie n elementele vehiculului la viteze mari de circulaie Determinarea performanelor aerodinamice ale vehiculului i a fluctuaiilor de presiune a aerului n tunel Analize ecologice; Testarea operaiilor sistemului de control Determinarea performaelor dinamice i a indicilor de confort Teste de frnare de la viteze mari Stabilirea criteriilor de mentenan Avantajele constructive i operaionale ale sistemului Maglev privind vehiculul si infrastructura

n cazul vehiculelor clasice, sarcina pe asiu este concentrat n dreptul zonei de contact roat-in. n cazul vehiculelor de transport urban cu levitaie magnetic, aceasta este uniform distribuit, ceea ce conduce la o structur mai uoar a vehiculului. Comparaia dintre diagramele moment ncovoietor pentru cele dou tipuri de ncrcare este ilustrat n figura 5 (rou-ncrcarea cu for concentrat, galben-ncrcarea cu for liniar i uniform distribuit):

Fig.5Se observ c momentul ncovoietor maxim n cazul ncrcrii cu for concentrat este aproximativ dublu fa de cel al ncrcrii cu for liniar i uniform distibuit. Din aceast cauz, vehiculele clasice sunt mai grele, avnd o tar (greutate proprie n stare nencrcat) mai mare dect cele neconvenionale, i anume aproximativ dubl.Acest aspect este prezentat n tabelul urmator :

ParametruUnitate de msurVehicul uor de transport urban pe sistem roat-inVehicul MAGLEV

Limem2,702,70

nlimem3,803,80

Lungimem25,5025,50

Tarkg37.00010.200

Locuri pe scaunenr.5959

Numr total de cltorinr.254254

Mas totalkg54.78027.980

Micorarea dimensiunilor conduce n mod explicit la reducerea gabaritului feroviar, ceea ce reprezint un avantaj esenial, innd cont de constrngerile de gabarit specifice transportului urban.Infrastructura urban specific transportului MAGLEV n ultimii 25 de ani au fost proiectate i construite aproximativ 20 de tipuri de linii pentru trenurile MAGLEV. Ideile de baz ale proiectanilor au avut n vedere urmtoarele aspecte:- realizarea interfeei vehicul-cale- problemele ecologice i de integrare n urbanism n cazul transportului n marile orae- confortul i sigurana cltorilor- utilizarea estacadelor

- integrarea in planul urbanistic al zonei

Normele actuale cer ca infrastructura s fie garantat timp de 80 de ani pentru 100 de transporturi pe zi.