4.4. Устройство подвижного состава городского транспорта

Различают подвижной состав четырех видов массового городского пассажирского транспорта: трамвая, троллейбуса, автобуса и метрополитена (табл. 4.2). В пределах каждого вида транспорта подвижной состав классифицируется по вместимости (малой средней, большой), наличию двигателя (моторный или прицепной), осности (двух-, трех-, четырехосные и т. д.), этажность (одно-, двухэтажные), типу кузова (сочлененный или нет), расположению управления (одно- или двустороннее) и другими признаками.

Таблица 4.2

Сравнительная характеристика различных видов ГПТ

Наименование показателей	Вид ГПТ
	автобус	троллейбус	трамвай	метрополитен
Расчетная вместимость, пас. (5чел./м2)	40-160	90-160	100-360	680-1360
Пропускная способность, тр. ср. /час	90	80	60	45
Провозная способность, тыс. пас./час	3,6-14,4	7,2-12,8	6-21,6	30-52
Скорость, км/час
-техническая	80-100	60-80	60-80	80-100
-средняя	19-20	18-20	17-20	36-
Возможность изменения маршрута	полная	Ограничена		Нет
Экологичность	низкая	средняя	Средняя	Высокая
Потребность в территории	Движение по существующим улицам города	Полоса отвода 7-7,5		Нет
Потребность в заправке	есть	нет	нет	Нет
Безопасность перевозок	Удовлетворительная		Высокая
Возможность безбилетного проезда	есть	есть	есть	Нет
Индекс затрат на перевозки (автобус принят за единицу)
-капитальных на 1 км пути	1	2,5	8	35
-себестоимость 1 пас. км	1	1,1	1,2	1,21

Вагоностроительные заводы РФ выпускают трамвайные вагоны (табл. 4.3) моторные и прицепные, двух-, четырех- и шестиосные, одноэтажные, а также сочлененные. Основные части трамвайного вагона - это кузов, ходовая часть, электрооборудование и тормозное оборудование. Кузова современных вагонов делают, как правило, цельнометаллическими, несущей конструкции с наружной обшивкой из стального и дюралевого листа толщиной 1,5-2 м и внутренней обшивки из пластика.

Таблица 4.3

Характеристика трамвайных вагонов

Наименование показателей	Тип подвижного состава
	КТМ-2	КТМ-4	КТМ-5	ЛМ-57	ЛВС-56	ЛВС-86
Габариты, м:
-длина	10,25	20,04	15,5	15	20,5	28
-ширина	2,55	2,6	2,6	2,55	2,6	2,6
-высота	3,06	3,06	3,06	3,1	3,1	3,1
Вместимость, чел:
-полная (5 пас./м2)	115	178	164	175	180	230
-сидящих	27	58	37	39	45	68
-стоящих	88	120	127	136	135	162
Число дверей	2	4	3	3	4	4
Число осей	2	6	4	4	6	8
Полная масса, т	11	20	18	18,1	23	30
Мощность двигателя, кВт	50	446	40	46	100	135
Скорость, км/час	50	60	70	65	65	65

Салон современного трамвая имеет преимущественно 3-рядную планировку сидений, что обеспечивает достаточно широкий проход и удобство поездки для стоящих пассажиров. В вагонах новых конструкций снижен уровень пола, уменьшено количество ступеней, установлены 2-3 двойные двери, расширенные накопительные площадки. Все это обеспечивает быструю посадку и высадку пассажиров, сокращение времени остановок и, следовательно, повышает скорость сообщения. По конструкции ходовой части вагоны выпускаются бестележечными на свободных осях, тележечные с двумя одноосными или с одной или двумя двухосевыми поворотными тележками. Применение поворотных тележек облегчает прохождение вагоном кривых участков и уменьшает сопротивление движения на них, что обеспечивает безопасность движения и экономит энергию. Для уменьшения шума колеса и подвеска подрезинены. Основным конструктивным элементом ходовой части трамвая являются колесные пары, состоящие из вагонной оси, на которой с помощью осевых букс с роликовыми подшипниками устанавливаются колесные центры с бандажами, образующими поверхность качения по рельсам. Рама тележки опирается на цилиндрические пружины при помощи балансиров, крепящихся к буксе. Кузов вагона опирается на тележки через систему двойного рессорного подвешивания, которое служит для смягчения толчков при движении поезда. Тормозное оборудование обеспечивает безопасность движения трамвая и пешеходов. Тормозная сила может быть реализована, во-первых, в виде колодочных, клещевых, барабанных или дисковых механических тормозов с пневматическим или механическим приводом, во-вторых, путем замедления вращения якорей тяговых электродвигателей с помощью реостатных или рекуперационных тормозов, в-третьих, путем трения между специальными тормозными башмаками и рельсами.

Электрооборудование трамвайных вагонов состоит из: 1) токоприемника (дугового или типа пантографа) для токосъема с контактного провода; 2) быстроходных тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением и силовой зубчатой передачей, через которую вращающий момент от вала двигателя передается на ось колесной пары; 3) системы управления, которая состоит из пусковых реостатов, автоматических выключателей и контролеров, обеспечивающих включение и защиту двигателей, плавность хода, торможение и изменение направления движения поезда (реверс).

Подвижной состав троллейбусного транспорта на улицах наших городов (табл. 4.4) представлен в основном моделями средней и большой вместимости ЗИУ-5,7 и 9, представляющими собой двух-, трехосные вагоны с цельнометаллическим несущим кузовом. Увеличение вместимости троллейбусных машин может быть достигнуто за счет применения 3-х рядной планировки сидений, применения троллейбусов с прицепом и сочлененных.

Таблица 4.4

Характеристика троллейбусов

Наименование показателей	Тип подвижного состава
	ЗИУ-5	ЗИУ-7	ЗИУ-9
Габариты, м
- длина	10,5	12	18
- ширина	2,65	2,65	2,65
- высота	3,60	3,60	3,60
Вместимость чел:
- полная	74	88	140
- мест для сидения	31	38	55
- мест для стояния	43	50	85
Число дверей	2	2-3	3-4
Число осей	2	2	4
Полная масса, т	8,5	9,0	15
мощность двигателя, кВт	50	50	100
Скорость, км/час	60	55	70

Автомеханическое оборудование троллейбуса состоит из следующих конструктивных элементов: 1) массы с силовой передачей, рессорной подвеской, передним и задним мостами и рулевым управлением с гидравлическим усилением; 2) цельнометаллического кузова, выполненного из стальных гнутых и штампованных профилей и обшитых снаружи стальным листом, а внутри пластиком; 3) тормозного оборудования с механическим, пневматическим или гидравлическим приводом. Электрооборудование состоит из токоприемников, установленных на крыше кузова или полуприцепа, тягового электродвигателя постоянного тока, высоко- и низковольтной аппаратуры управления и защиты. Электрической схемой предусмотрен контроллер управления, который связан с ходовой педалью. Нажимая на ходовую педаль, водитель регулирует работу тягового электродвигателя с помощью реостатного контроллера. Процесс разгона и торможения осуществляется автоматически под контролем реле, включающего схему соединения, соответствующую каждому положению педали. Схемой предусмотрено применение как рекуперативного, так и реостатного торможения.

Подвижной состав автобусного транспорта на улицах наших городов представлен (табл. 4.5) моделями малой (9-40 чел.), средней (20-70 чел.), большой (25-100 чел.) и особо большой вместимости (40-150 чел.). Наличие собственного источника энергии и возможность передвижения по любым дорогам обеспечили широкое распространение автобусов. Кузов современных автобусов вагонного типа, цельнометаллический с наружной металлической и внутренней обшивкой из пластика. Двери двухстворчатые, открываются во внутрь салона, что обеспечивает удобство для посадки пассажиров. Наличие больших накопительных площадок на входе (выходе), и трехрядная планировка мест для сидения способствуют быстрому наполнению салона и увеличение вместимости автобусов.

Таблица 4.5

Характеристика автобусов

Наименование показателей	Тип (марка) подвижного состава
	ПАЗ-672	ЛАЗ-695	ЛАЗ-4202	ЛиАЗ-677	Икарус
					260	280
Габариты, м:
- длина	7,15	9,19	9,70	10,45	11,0	16,5
- ширина	2,44	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50
- высота	2,95	2,95	2,95	3,01	3,04	3,16
Вместимость, чел:
- полная	37	67	69	80	75	115
- мест для сидения	23	34	25	25	22	37
- мест для стояния	14	33	44	55	53	78
- число дверей	1	2	2	2	3	4
- число осей	2	2	2	2	2	3
Полная масса, т	7,83	11,61	13,40	14,05	14,36	20,59
Мощность двигателя, кВт	80,2					132,5
Скорость, км/час	80	80	75	70	67	66

Автобус состоит из следующих конструктивных элементов: 1) кузова и 2) шасси, на котором монтируются двигатель, силовая передача, ходовая часть, включающая передний и задний мост, колеса и тормозные устройства, а также систему рулевого управления.

Цельнометаллический несущий кузов соединяется с шасси через систему рессорного подвешивания. В настоящее время на автобусах применяются в основном, бензиновые карбюраторные и дизельные двигатели внутреннего сгорания. Принцип работы карбюраторного ДВС заключается в том, что смесь бензина и воздуха готовится в карбюраторе, подается в рабочие цилиндры и после сжатия воспламеняется с помощью запальной свечи. В дизельном двигателе рабочая смесь образуется в самом цилиндре, куда топливо поступает через форсунку с помощью топливного насоса. Рабочая смесь топлива и воздуха воспламеняется за счет большой степени сжатия (25-30 атм.), что вызывает повышение температуры смеси до 500С. После воспламенения рабочей смеси образуются рабочие газы под высоким давлением. Эти газы расширяясь, отбрасывают поршень, который перемещаясь проворачивает коленчатый вал двигателя.

Вращающий момент от коленчатого вала двигателя с помощью силовой передачи передается на ведущие колеса машины. Силовая передачи состоит из 1) муфты сцепления, которая служит для разъединения двигателя и силовой передачи, 2) коробки передач, обеспечивающей при постоянном числе оборотов двигателя разное число оборотов ведущих колес, 3) карданного вала, который передает вращающий момент главной передаче, обеспечивающей вращение ведущих колес автомобиля. Направление движения автомобиля изменяется с помощью рулевого управления. Водитель, поворачивая штурвал, перемещает рулевые тяги, которые воздействуют на поворотные тяги колес. В современных автобусах большой вместимости, система рулевого управления дополняется особым сервомеханизмом гидравлического или пневмомеханического действия. Благодаря такому устройству значительно облегчается работа водителей, так как при повороте штурвала жидкость или воздух под давлением поступают в специальные цилиндры и через поршень передают давление поворотным тягам колес.

Торможение автомобиля осуществляется с помощью тормозов колодочно-раздвижного типа, имеющих гидравлический или пневматический привод. При нажатии на педаль тормоза жидкость или воздух под давлением подаются в тормозной цилиндр и через специальный поршень воздействуют на тормозные колодки, которые прижимаются к внутренним стенкам тормозного барабана, скрепленного с колесом. В результате происходит торможение колеса.