Основное электрооборудование пассажирских вагонов Аккумуляторные батареи
Аккумуляторная батарея предназначена для питания основных потребителей вагона на стоянках, при аварийных режимах и при малых скоростях движения поезда. Кроме того, аккумуляторная батарея выполняет защитную функцию: она снижает величину коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении потребителей во время работы генератора. Поэтому эксплуатировать электрическое оборудование вагонов с отключенной батареей запрещается.
На пассажирских вагонах применяются кислотные или щелочные батареи.
На вагонах без кондиционирования устанавливают батареи, состоящие из 26 кислотных или 38-40 щелочных аккумуляторов.
На вагонах с установками кондиционирования воздуха батареи состоят из 56 кислотных или 82-86 щелочных аккумуляторов.
Генераторы
В системах электроснабжения пассажирских вагонов применяют генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением мощностью 4,5 и 4,9 кВт производства заводов Германии, Польши, имеющие плоскоременный или редукторно-карданный привод.
В настоящее время на пассажирских вагонах устанавливают генераторы переменного тока, отличающиеся повышенной надежностью ввиду отсутствия у них коллектора и щеток.
Ток, вырабатываемый этими генераторами, преобразуется в постоянный или (селеновыми или кремниевыми) полупроводниковыми выпрямителями.
На вагонах с кондиционированием воздуха при автономной системе электроснабжения устанавливают мотор-генераторы. Они представляют собой агрегаты, состоящие из смонтированных в одном корпусе асинхронного трехфазного двигателя, который может получать питание от внешней сети 220/380 В и генератора постоянного или переменного тока с выходным напряжением 135-150 В.
Генератор выполняет ту же функцию, что и на вагонах без кондиционирования воздуха, а двигатель служит для электрического привода генератора при длительных отстоях в парках формирования и оборота с целью заряда аккумуляторной батареи и проверки работоспособности всего электрооборудования вагона.
В движении мотор-генератор приводится во вращение от средней части оси колесной пары через редуктор, карданный вал и фрикционную муфту сцепления.
В автономных системах энергоснабжения для передачи вращения якорю генератора от оси колесной пары применяют следующие типы механических приводов:
- плоскоременный;
- клиноременный от средней части оси колесной пары;
- клиноременный от торца оси (ременно-редукторно-карданный);
- редукторно-карданный от торца оси;
- редукторно-карданный от средней части оси.
Плоскоременный
привод применяется на вагонах,
оборудованных генераторами мощностью
3,5
3,5кВт.
Ведущий шкив устанавливается на средней
части оси колесной пары, ведомый на оси
генератора. Плоский ремень трехслойный,
изготовлен из прорезиненной ткани.
Генератор подвешивается к раме вагона
шарнирно. Натяжение ремня обеспечивается
пружинным натяжным устройством.
На вагонах зарубежной постройки применяются редукторно-карданные приводы. При этом генератор установлен на раме тележки под углом 6о к горизонтали и соединяется с редуктором карданным валом, имеющим эластичные шарниры. Редуктор привода крепится болтами на торце буксы колесной пары. Вращение на шестерню редуктора от оси колесной пары передается через резиновую муфту оцепления.
Ременно-редукторно-карданный привод применяется у вагонов постройки Калининского вагоностроительного завода. Ведущий шкив клиноременной передачи монтируется на буксе колесной пары, вращение от него через клиновые ремни передается на ведомый шкив, редуктор и через карданный вал на ротор генератора. Генератор подвешен на амортизаторах к раме тележки. Для натяжения клиновых ремней применяется стабилизирующее пружинное натяжное устройство.
Редукторно-карданный привод от средней част оси применяется для вращения мотор-генераторов, питающих установку кондиционирования воздуха. Редуктор с одной парой конических шестерней устанавливается на средней части оси колесной пары, от него вращение через фрикционную муфту сцепления и карданный вал передается ротору мотор-генератора. Мотор-генератор установлен на сварной раме, жестко укрепленной к раме вагона.
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
СПЕЦИАЛЬНЫХ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
К специальным пассажирским вагонам относятся: лаборатории, клубы, служебные вагоны, для перевозки драгоценностей, для спецконтингента.
В вагонах-лабораториях устанавливается различное лабораторное оборудование, аппаратура.
Вагоны-клубы имеют оборудование для демонстрации кинофильмов и видеофильмов.
Служебные вагоны имеют следующие помещения:
- зал заседаний;
- 2 одноместных купе;
- купе-люкс с душем;
- кухню;
- купе проводника;
- туалеты.
Пассажирский вагон для перевозки драгоценностей и денег гарантирует сохранность перевозимого груза за счет рациональной планировки внутренних помещений вагона, наличия решеток на всех окнах и наружных дверях, системы вызывной и специальной сигнализаций с установкой специальных кнопок и блокировкой каждой наружной двери с выводом звукового и светового сигналов на тамбуры и на нумератор в купе начальника караула охраны. Кузов вагона цельнометаллический и защищен, включая окна, пуленепробиваемыми бронированными листами.
Специализированный пассажирский вагон для перевозки драгоценностей и денег модели 61-4159 гарантирует сохранность перевозимого груза за счет рациональной планировки внутренних помещений вагона (рис. 5.5, а), наличия решеток на всех окнах и наружных дверях, системы вызывной и специальной сигнализаций с установкой специальных кнопок и блокировкой каждой наружной двери с выводом звукового и светового сигналов на тамбуры и на нумератор в купе начальника караула охраны. Кузов вагона цельнометаллический и защищен, включая окна, пуленепробиваемыми бронированными листами. Вагон оборудован трансляционной радиосетью с установкой радиоточек в служебном и кухонном отделениях, столовой и во всех купе. Комфортные условия сопровождающему персоналу обеспечивают: система вентиляции; система отопления с водяным котлом, работающим как на твердом топливе, так и с электронагревом; система водоснабжения с баком для воды емкостью 1430 литров; холодильная установка с емкостью для хранения запасов продуктов. Электроснабжение вагона осуществляется от подвагонной аккумуляторной батареи (300 А*ч), обеспечивающей работу потребителей напряжением 50 В при движении, и напряжением 50 В и 220 В от внешнего источника питания на остановке.
В вагоне предусмотрено: водяное отопление с нагревом воды в котле электронагревателями или твердым топливом, освещение естественное и лампами накаливания, механическая приточная вентиляция, системы холодного и горячего (для служебных помещений) водоснабжения. Вагон оборудован автоматическим пневматическим, электропневматическим и ручным тормозом, автосцепкой СА-3, поглощающим аппаратом типа Р-2П, переходными площадками с резиновым ограждением баллонного типа, вызывной и специальной сигнализацией, трансляционной радиосетью (лучевая антенна). В вагоне установлены подвагонный ящик для хранения продуктов в охлажденном виде, а также плита в кухонном отделении, работающая на твердом топливе.
Электроснабжение индивидуальное напряжением 50 В от генератора или аккумуляторной батареи и централизованное от подвагонной магистрали напряжением 3000 В. Год начала производства 1990. Масса вагона (тара) без экипировки 50 т. Количество мест: служебных 10, для спецконтингента 75. Конструкционная скорость 160 км/ч. Вагон спроектирован по габариту 1-ВМ (ГОСТ 9238-83). Плавность хода не более 3,25. Удельный расход электроэнергии не более 10,43 кВт/ч 1000 пассажиро-км. Средний коэффициент теплопередачи ограждений кузова не более 1,11 Вт/м2.К. Максимальная теплопроизводительность отопления не менее 40,6 кВт(ккал/ч). Запас воды в системе водоснабжения 1000 литров, мощность комплектов электрооборудования, длительная, 8 кВт. Энергоемкость вагона 1140750 кВт*ч.
Пассажирские вагоны для спецконтингента обеспечивают размещение спецконтингента и обслуживающего персонала при перевозках в условиях умеренного климата (рис.5.5).
Основные эксплуатационные параметры
пассажирских вагонов
Тип вагона |
Тара,т |
Длина,м |
Число мест |
Мягкий с двухместным купе (СВ) |
62 |
24,537 |
16 |
Мягкий с четырехместным купе |
56,5 |
24,54 |
32 |
Купейный
|
52 |
24,537 |
38 |
Не купейный (плацкартный)
|
54 |
24,537 |
54 |
Межобластного сообщения
|
47 |
24,537 |
68 |
ОСОБЕННОСТИ ВАГОННЫХ ПАРКОВ ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН
Использование подвижного состава зарубежных стран имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при выполнении воинских перевозок.
Вагонный парк отличается большим разнообразием. Большинство вагонов имеют винтовую упряжь, имеют меньшие габариты, что обусловливает меньший вес и длину поездов. Крытые, как правило, не имеют несъемного воинского оборудования и их использование для перевозки личного состава сопряжено с большими трудностями. В последнее время в большинстве стран Европы пополнение парка идет за счет поступления 4-осных и 6-осных вагонов повышенной грузоподъемности:
- крытыми вагонами 50-60 т,
- платформами 80т.
Вагоны выпускаются с улучшенными техническими показателями, требующими незначительных ремонтных расходов. Значительное распространение в несущих конструкциях грузовых вагонов получили новые материалы, особенно алюминиевые сплавы (особенно в конструкциях хопперов и полувагонов). Причем применение легких сплавов позволило повысить грузоподъемность вагонов на 10-15% за счет соответствующего снижения тары.
Большое значение придается снижению аэродинамического сопротивления за счет внесения некоторых изменений в конструкцию вагонов, например, применение внутренних стоек и сложной наружной обшивки в полувагонах и открытых хопперов, скругления угловых стоек кузовов, установки временной крыши на порожних вагонах открытого типа.
Наблюдается тенденция увеличения доли специализированных вагонов (30-60%). В США и Канаде, начиная с 50-х годов, а в Западной Европе несколько позже появились специализированные вагоны:
- полувагоны с глухим полом для сыпучих грузов (Р=92 т);
- полувагоны для угля с алюминиевым кузовом (Р-119т);
- полувагоны для угля с комбинированным кузовом (алюминиево-сталь-ным) Р=100т;
- полувагоны с наклонным кузовом из алюминия с разгрузочным люком в днище для перевозки угля (Р=100т);
- полувагоны с параболическим днищем (Канада);
- полувагоны со стальным кузовом (с напылением алюминия на внутреннюю поверхность);
- полувагоны с центральными боковыми дверями (Китай);
- полувагоны с поворотно-опрокидывающим кузовом;
- хопперы с V-образным кузовом;
- двухсекционные сочлененные хопперы;
- саморазгружающиеся бункерные вагоны (Германия);
- думпкары;
- двухсекционные специальные вагоны для перевозки автомобилей;
- хопперы с седлообразным полом для древесных отходов и вторичного сырья;
- вагоны с раздвигающейся крышей (Германия);
- секционные хопперы с прямоугольным сечением кузова и другие.
Основными направлениями развития тележек грузовых вагонов является радиальная установка колесных пар в кривых и повышение конструкционной скорости. Тележки с радиальной установкой колесных пар (с помощью управления связи, обеспечивающей расхождение колесных пар на внешней стороне кривой и схождение их на внутренней стороне) имеют широкое распространение на участках с большим количеством кривых на железных дорогах США и Канады.
Тенденция повышения скоростей движения на существующих линиях железных дорог для ускоренной доставки грузов наиболее характерна для ряда стран Западной Европы. С этой целью создаются новые и совершенствуются тележки, конструктивное использование и ходовые качества которых все более приближаются к тележкам пассажирских вагонов.
При анализе структуры парка грузовых вагонов прослеживается его принадлежность к трем видам владельцев (непосредственно железным дорогам; компаниям, сдающим вагоны в аренду; частным компаниям). Выявляются следующие тенденции: во-первых, сокращение парка грузовых вагонов, принадлежащих железным дорогам, в том числе из-за их разукрупнения; во-вторых, рост парка компаний, сдающих вагоны в аренду; в-третьих, рост частных компаний.
Вагоны пассажирского парка, в основном, 4-осные. В парке пригородных вагонов в ряде стран имеются 3-осные и 2-осные вагоны. Большинство пассажирских вагонов рассчитано на централизованное отопление. Большое внимание уделяется развитию высокоскоростного пассажирского подвижного состава, в том числе и на магнитном подвесе.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВАГОНОВ ДЛЯ ВОИНСКИХ ПЕРЕВОЗОК
Для перевозки войск и воинских грузов используются, в основном, все типы вагонов.
Крытые вагоны – для перевозок личного состава караулов, сопровождающих воинские транспорты; солдат и сержантов в составе воинских эшелонов; действующих походных кухонь и различных воинских грузов, требующих укрытия от атмосферных осадков.
Платформы для перевозки всех видов военной техники и вооружения, а также строительных конструкций и материалов.
Полувагоны – для перевозки отдельных типов малогабаритной техники, строительной и длинномерных грузов.
Цистерны – для перевозки горючесмазочных материалов и специальных топлив.
Изотермические – для перевозки скоропортящихся продовольственных грузов.
Пассажирские – для перевозок призывников и уволенных в запас военнослужащих, офицерского состава эшелонов.
Вагоны должны соответствовать военно-техническим требованиям, учитываемым при их конструировании (рассмотрены в теме №1).
Военно-техническая оценка вагонов предусматривает уяснение соответствия их конструкций и характеристик этим требованиям:
1. Как габарит и конструкция обеспечивают использование вагонов на рассматриваемом полигоне железных дорог, в том числе и в сопредельных странах?
2. Какой вид военного груза позволяет перевозить данный тип вагона?
3. Как конструкция вагона обеспечивает погрузку и крепление военной техники?
4. Как конструкция вагона позволяет создать условия для перевозки военнослужащих?
5. Как конструкция позволяет использование вагона на зараженных участках?
В результате оценки делается вывод о возможности использования вагонов для воинских перевозок.