摆式列车

术语摆式列车描述了一种技术，在这种技术中，车辆或车辆的一部分在通过弯道时横向倾斜到行进方向。 这减少了乘客感受到的横向加速度，因为发生的向心力/离心力的矢量向地面移动。

在轨道车辆的情况下，摆式列车专门代表轨道曲线相关车体控制，其中铁路列车的车体相对于它们的运行向曲线内侧倾斜齿轮。 摆式列车因此允许更快地通过弯曲轨道，而不会在车体中出现的向心力的水平分量超过特定的公差值。 这也称为“电弧快速驱动”。 如果不提高速度（规定速度、常规速度），该系统可用于通过减少作用在乘客身上的侧向力使转弯更加舒适。 一些摆式列车系统的制造商谈到了“舒适度”。 并非所有带有摆式列车的车辆都有此设置。

摆式列车分为被动式和主动式：

• 在被动摆式列车中，车身悬挂在重心上方的底盘梁的凸起延伸部分上。 由于离心力，它们在下部区域向外摆动，在上部区域向内摆动。 振动由阻尼元件平息。 倾斜角度限制为 3.5°。 因此，通过弯道行驶时的速度增益也明显低于主动系统。 通常，被动摆式列车仅用于提高舒适度。
• 采用主动摆式列车，液压定位缸（液压缸）或电动执行器（带高减速齿轮和主轴驱动的电动机，将电动机的旋转运动转换为直线运动）确保车身偏转。 倾斜角度可达 8.6°。 由于液压缸中的典型泄漏，经典的液压解决方案始终存在潜在的环境危害。
• 定位系统有多种形式，主动启动和消除倾斜的被动倾斜系统。

在主动系统的情况下，控制器和相关传感器的不同系统配置也有所区别：

• 对于惯性系统，至少使用惯性传感器测量横向加速度并相应地调整倾角。 几乎所有当前的开发都使用惯性系统。
• 在完整的系统中，所有六个自由度（三个加速度制动、俯仰、摆动和三个角速度偏航、俯仰、俯仰）都由传感器在三个维度上进行测量，并相应地调整倾斜度。 根据测量和驾驶测试，该解决方案迄今几乎没有被使用，因为从机器技术的角度来看，与所实现的舒适度改善相比，测量工作被认为太高了。 事实上，基于现代 MEMS 传感器的测量技术的努力并没有改变价格。
• 在不完整的系统中，并非所有六个自由度（例如 3 个加速度和两个角速度）都由传感器在三个维度上进行测量，并相应地调整倾斜度。 该系统在测量误差方面不如完整系统，并且在快速切换到开关时会导致无害但令人恼火的不正确转向。
• 借助基于知识的系统，可以根据当前列车位置从数据库中获取所需的必要倾斜度。 完全基于知识的系统在没有传感器的情况下无法抵抗干扰，因此几乎不适合舒适。 车辆中的测量单元有不同的布置：很少在要创造舒适性的车身中进行测量；这种解决方案在遇到干扰时反应迟钝，但很舒适。 测量通常在转向架上进行，道床故障引入的地方，这种解决方案可以快速处理故障。 仅在xxx辆车中进行测量特别经济，这仅允许估计后续车辆中的干扰。

以便有主动摆式列车的列车在配合老路线的间隙规，侧壁通常设置成一定角度。 因此，与刚性列车相比，上部区域的内部空间更窄。

转向架和悬架比传统轨道车更复杂。 此外，车辆倾斜部分的重型部件（变压器或油箱、柴油发动机和发电机）应尽可能靠近倾斜轴安装，以保持惯性矩，从而保持倾斜过程所需的力尽可能低； 因此，它们通常放置在地板下。 如果车辆也具有低地板设计，则这两者一起成为设计问题。

虽然摆式列车原则上可以——在符合允许的轴荷的情况下——也可用于机车牵引列车，但倾斜列车通常设计为轨道车列车。 如果驱动集中在动力车上，只有中级车才需要配备摆式列车，因为这个过程只是提高了乘客的驾驶舒适性（而不是车道引导的安全性）。

对于分布式驱动的电动动车组，安装在各个动车组顶部的受电弓不得倾斜，以保持与接触线的接触。 这可以通过以下方式实现：

• 安装受电弓的车辆不会倾斜。
• 受电弓位于直接位于转向架上的非倾斜框架上
• 受电弓位于车顶的副车架上，由其自身的致动器抵抗车身的倾斜度移动

在操作上，具有舒适倾斜度的旅程与乘坐刚性火车的旅程仅略有不同；它们导致在建造和维护更复杂的火车时付出更多的努力。

引入摆式列车加速轨道交通，对基础设施和机车车辆的相互协调提出了复杂的要求。 在这种情况下，基础设施方面的工作量也会增加。

特别是，信号技术必须针对更高的速度进行设计。除了正常的列车控制（PZB）外，还使用速度监控摆式列车（GNT），如果可以安全行驶，它会释放增加的速度。 必须改变平交道口的安全措施，以便即使是更快的火车也能及时关闭路障。

在速度和质量相同的情况下，汽车是直立行驶还是以一定角度通过弯道，对于上层建筑来说并不重要。 然而，提高转弯速度会导致履带和轮辋磨损加剧。 为了能够使用坡度平滑变化的摆式列车，曲线必须包含缓和曲线。 曲率的突然变化，因为它们首先发生在开关区域，不能高速通过。

摆式列车仅获准以最高 160 公里/小时的速度行驶。 在高速段，只使用舒适坡度，新的高速路线并不是为高速行驶而设计的。 另一方面，可以省略使用摆式列车后旧路线的改道。

通过使用主动摆式列车，您可以以最高 30% 的速度通过弯道。 这缩短了蜿蜒路线上的旅行时间。