2. Самоходные вагоны
Вагоны метрополитена, трамвая, электро- и дизель поездов, автомотрисы, трансферкары, рельсовые автобусы и т.п. имеют внутренний источник передвижения и не нуждаются в локомотивах. Они относятся к широкому классу
Рис. 2.1.Самоходные вагоны (дизель- и электропоезда, автомотриса, трансферкар, рельсовый автобус, железнодорожный самоходный кран).
самоходных передвижных средств. Они используются практически на всех видах транспорта, кроме железнодорожного. На нем их пока не много. Они малочисленны в том числе и по следующим причинам:
- для управления каждым из них требуется высококвалифицированный специалист; от этого перевозки растут в цене;
- каждому вагону необходима силовая установка, которую использовать с другими вагонами и для других целей не удается;
- из-за силовой установки возрастает собственная масса вагона;
- вагон более сложной конструкции; поэтому высока цена его создания и эксплуатации;
- обычные вагоны используют по возможности всю длину станционных путей и блок-участков, а самоходные, - частично; от этого страдает провозная и пропускная способность железных дорог;
- эти вагоны можно использовать только при малых пассажиропотоках.
Положительные стороны самоходных вагонов могут создать:
- снижение емкости пунктов ожидания пассажиров, а за счет равномерности движения не создавать скопление пассажиров на остановках;
- условия для удовлетворения транспортного сообщения при малых пассажиропотоках;
- обстоятельства для использования большей мобильности самоходного транспорта и др.
Классификация самоходных вагонов приведена в табл. 2.1. На рис. 2.2 представлены схематические изображения самоходных вагонов, представленных в табл. 2.1, а на рис. 2.3 – реальные самоходные вагоны.
Самоходные вагоны классифицируются по:
- назначению – пассажирские городские, внегородские пригородные и междугородние, а также грузовые и комбинированные;
- составности – автономные и составные: секции и поезда;
- виду тяги - сосредоточенной в локомотиве и рассредоточенной по всем вагонам или по группам вагонов;
- энергетической передаче – электрическая, механическая, гидравлическая или другая;
- внутреннему источнику движения – электрический, ДВС, газотурбинный, паровой или другой;
- тяговому двигателю – электрический, механический, гидравлический или другой.
Среди самоходных пассажирских вагонов городского транспорта 1 (табл. 2.1, рис. 2.2) выделяются вагоны метрополитена и трамваи.
Вагоны метрополитена (от фр. metropolitain метро, городская подземная или надземная железная дорога для массовых скоростных перевозок пассажиров) – это моторные, самоходные вагоны для перевозок пассажиров. Отечественные вагоны приводятся в движение тяговыми двигателями, установленными на каждую колесную пару по схеме 12, 19 (рис.2.2), которые получают энергию через токоприемники, скользящие по контактному рельсу, расположенному сбоку от ходовых рельсов аналогично схеме 15 (рис. 2.2). На каждом вагоне установлено по четыре токоприемника – по два с каждой стороны. Управление тяговыми двигателями осуществляется дистанционно и из кабины машиниста.
Вагоны метрополитена развивают максимальную скорость до 90 км/ч и имеют 45 мест для пассажиров для сидения при максимальной вместимости 245 пассажиров.
Трамвайные (от имени изобретателя О’Трама – Трам уэй – дорога Трама) вагоны приводятся в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через токоприемник от контактного провода 15 (рис. 2.2), подвешенного на высоте 5,5 – 6 м над рельсами, которые являются также и обратным проводом.
Рис. 2.2. Схематическое изображение классификационных признаков табл. 2.1.
Табл. 2.1. Классификация самоходных вагонов
пп |
Показатель классификации |
В а р и а н т ы |
1
2
3
4
5
6
|
Назначение
Составность
Вид тяги
Энергетическая передача
Внутренний источник движения
Тяговый двигатель |
1) Пассажирские 2) Пассажирские 3) Пассажирские 4) Грузовые 5) Комби городские внегородские внегородские пригородные междугородние
6) Автономные 7) Составные секции 8) Составные поезда
9) Сосредоточенная в локомотиве*) 10) Рассредоточенная 11) Рассредоточенная по всем вагонам по группам вагонов
12) Электрическая 13) Механическая 14) Гидравлическая
15)Электрический 16) ДВС 17) Газотурбинный 18) Паровой
19) Электрический 20) Механический 21) Гидравлический |
Исполнение |
|
|
Примечание:*) Lokomotive – фр. место+движение, самодвижущаяся по рельсам установка; впервые в 1803 году в Уэллсе и Англии изобрел Р. Тривитик. Трамвай – производное от имени изобретателя О,Трама – трам уэй – дорога Трама. Autonomus, гр. – самоуправляющийся. |
||
Современный трамвай имеет 2 ÷ 4 электродвигателя общей мощностью до 900 кВт, максимальную пассажировместимость до 360 чел. и может развивать скорость до 88 км/ч.
К самоходному железнодорожному транспорту для внегородских перевозок пассажиров относятся вагоны электро- и дизель-поездов и автомотрисы (рис.1.6).
Электропоезд получает энергию от внешней электрической сети. Он формируется из моторных (тяговых) и прицепных (немоторных) вагонов. Эти поезда реверсивного движения; для этого передний и задний вагоны имеют кабины машиниста.
Различают пригородные (скорость движения – до 130 км/ч) и междугородние (скорость – до 250 км/ч) поезда.
В вагоне пригородного электропоезда сообщения предусматривается перевозка сидящих и стоящих пассажиров, а в вагонах междугороднего сообщения - только сидящих.
Электропоезда в зависимости от системы электрификации железных дорог питаются постоянным или переменным током. На вагоны электропоездов отечественных железных дорог устанавливают коллекторные тяговые двигатели выпрямленного постоянного тока.
Число и взаимное расположение вагонов в отечественном электропоезде заключается в их буквенной формуле, отражающей композицию и составность поезда (секции). Так, секция из двух крайних моторных вагонов (М) и одного промежуточного вагона (П) имеет композицию (М + П + М), а составность – 2 М/П.
На пригородных железных дорогах наиболее распространены электропоезда постоянного тока ЭР-2 и переменного тока ЭР-9П составностью М и П из 10 и 12 вагонов.
Первый отечественный электропоезд междугороднего сообщения ЭР-200 имеет композицию (П + 12 М + П) и составность 14М/2П.
Дизель-поезд образуется из моторного (оборудованного дизелем) и из нескольких прицепных (немоторных) вагонов. Он используется в пригородном и местном сообщении на не электрифицированных железнодорожных линиях. Дизель-поезд может состоять из одной или нескольких секций, каждая из которых имеет 2 моторных (по концам состава) и 1 – 4 прицепных вагона. В моторном вагоне расположена кабина машиниста, силовая установка с необходимым оборудованием (внутри вагона или под ним) и салон для пассажиров. Ведущей (моторной) является первая тележка. Энергетическая передача от дизеля к ходовым частям – чаще всего гидравлическая или механическая. В прицепном вагоне, кроме пассажирского салона, иногда устраивается дополнительный пост управления поездом.
Автомотриса (фр. automotrice - самодвижущаяся) – это автономный (от гр. autonomus – самоуправляющийся) моторный самоходный вагон с двигателем внутреннего сгорания, предназначенный для пассажирских перевозок на железных дорогах с малыми пассажиропотоками. Как правило, это отдельные (автономные) вагоны с двумя кабинами управления по концам, пассажирским салоном на 60-90 мест и силовой дизельной установкой, расположенной под вагоном. Энергетическая передача от нее на колеса осуществляется, как правило,
через гидравлическую передачу и карданные валы и обеспечивает движение до 120 км/ч.
Грузовые самоходные вагоны имеют небольшое распространение. Они выполняются, как правило, в виде автономных вагонов, подобно автомотрисе, но в грузовом варианте. Наиболее характерный тип этих вагонов – трансферкар (от лат. transfero переношу, перемещаю и англ. car - вагон, тележка) – саморазгружающийся и самодвижущийся вагон, используемый на металлургических предприятиях для подачи сырья к доменным печам. Все колесные пары трансферкара имеют тяговые двигатели, которые питаются от внешней электрической контактной сети. Трансферкар в зависимости от размеров может иметь одну или две кабины управления. Скорость движения такого вагона не превышает 20 км/ч, а грузовой объем – 100 м3.
Грузопассажирские самоходные вагоны имеют, как правило, специальное назначение. Они немногочисленны и используются в основном как обсуживающий вспомогательный транспорт для различного рода ремонтных и восстановительных работ. Конструктивно они выполняются такими, какими требует их предназначение. Это, как правило, разнообразные комбинации пассажирских и грузовых самоходных вагонов, дополнительно оборудованных необходимыми системами для выполнения своего предназначения.
Различают автономные самоходные вагоны, секции и поезда.
Под автономными вагонами понимаются единичные вагоны, выполняющие роль поезда, т.е. они предназначены для самостоятельного движения (без локомотива) по железным дорогам (автомотрисы, трансферкары и им подобные).
Секция – это конструктивно законченная, способная к самостоятельному перемещению группа самоходных (с прицепными и без них) вагонов. Количество вагонов в секции колеблется от 2 до 12 (например, 2-вагонная секция вагонов метро, 4-вагонная (2М + 2П) секция электропоезда ЭР-22, 12-вагонная рефрижераторная секция 12РС и т.д.). Отличительная особенность секций – это чрезвычайно редкое самостоятельное, автономное их использование. Обычно они объединяются в поезда различной составности (рис.2.3).
Поезд из самоходных вагонов – это законченная композиция из самоходных (с прицепными и без них) вагонов, полностью использующая возможности железных дорог (длину станционных путей, пассажирских платформ и др.) с экономически целесообразной составностью по условиям перевозок пассажиров и грузов. Это 5- и 8-вагонные поезда метро, 10- и 20-вагонные пригородные электропоезда и т.д. Они, как правило, не расформировываются при эксплуатации и являются автономным образованием для самостоятельного перемещения по железным дорогам (рис.2.3).
Самоходные вагоны по своей концепции, конструкции и дизайну (от англ. design проектировать, конструировать – деятельность по проектированию внешнего облика различных изделий) выражают, прежде всего, вагонную доминанту (перевозку пассажиров и грузов), а не локомотивную, тяговую, вследствие чего их проектирование и создание осуществляется на вагоностроительных заводах.
Рис. 2.3. Двух- и пятивагонные самоходные секции, грузовые и пассажирские поезда.