8.1.2. ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ

8.1.2. ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ

Трамвай. Происходит от английского слова Tramway (Tram — вагон и way — путь) — городская наземная электрическая дорога. Трамвай стал развиваться с начала 80-х годов прошлого столетия. Впервые трамвай был пущен в пригороде Берлина в 1881 г.

Трамвайные вагоны того времени имели малую вместимость — всего 24 пассажира, открытые площадки, маломощные двигатели в 4,5 л.с., ручной тормоз. Электрический ток подводился к двигателям по рельсам. Скорость таких вагонов не превышала 19 км/ч.

С применением в 1883 г. верхнего контактного провода и роликовых токоприемников начался период быстрого усовершенствования вагонов и строительства трамвайных предприятий.

В России первый трамвай был построен в Киеве в 1892 г., затем был пущен трамвай в Нижнем Новгороде, Казани, Ташкенте. В Москве трамвайное движение было открыто в 1903 г., в Санкт-Петербурге — в 1907 г.

Московский и Санкт-Петербургский трамваи представляли собой поезда из двухосных моторных и прицепных вагонов значительной вместимости, оборудованных сравнительно мощными электродвигателями. Они имели хорошее освещение, а также отопление в зимнее время.

К началу первой мировой войны в России было уже 35 трамвайных хозяйств, 30 из них полностью или частично принадлежали иностранным концессиям. Подвижной состав, его механическое, пневматическое и электрическое оборудование заказывалось за границей.

В 1925 г. завод «Электросила» выпустил отечественный тяговый двигатель постоянного тока ПТ-30Н, а с 1926 г. завод «Динамо» приступил к производству электродвигателей ДМ-1А повышенной мощности, которые не уступали заграничным. Помимо двухосных вагонов с 1926 г. в России стали строить и эксплуатировать более вместительные четырехосные вагоны.

В 1928 г. Коломенский завод начал выпуск серии четырехосных трамвайных вагонов типа КМ. В 1938 г. были построены первые четырехосные трамвайные вагоны М-38 с двигателями смешанного возбуждения и оригинальной схемой управления, разработанной заводом «Динамо». С 1947–1948 гг., отечественные заводы выпускают цельнометаллические четырехосные трамвайные вагоны типа МТВ-82 (Тушинский машиностроительный завод) и двухосные моторные и прицепные вагоны типа КТМ-1 иКТП-1 (Усть-Катавский вагоностроительный завод).

В дальнейшем к строительству вагонов приступили Ленинградский и Рижский вагоностроительные заводы, выпустив соответственно вагоны ЛМ-49, ЛП-49, ЛМ-57 и РВЗ.

Трамваестроение на этом этапе развивалось в направлении перехода от двухосных моторных и прицепных вагонов к более емким четырехосным вагонам, повышения их вместимости, роста энерговооруженности, повышения динамических показателей.

В 60–70-х годах Усть-Катавский вагоностроительный завод проектирует и переходит к массовому выпуску четырехосных трамвайных вагонов модели КТМ-5М и модели 71–605, которые эксплуатируются в городах России до настоящего времени. Для Санкт-Петербурга Петербургский трамвайно-механический завод изготавливает четырехосные вагоны модели ЛМ-68М.

Прогресс в области трамваестроения сопровождался прогрессом в области тягового электрического оборудования.

Оно включало в себя современные тяговые двигатели типа ДК-259 мощностью 40–45 кВт, управление которыми осуществлялось автоматической контакторно-резисторной системой управления (РКСУ), а электрическая аппаратура характеризовалась большой степенью унификации. Электрооборудование обеспечивало маневровый режим работы, автоматический пуск, электродинамическое торможение, спуск с уклонов с различными установками, работу вагонов по системе многих единиц. Применение нового электрооборудования повысило динамические показатели вагонов (скорость до 65–70 км/ч, ускорение до 1,3 м/с², замедление до 1,2 м/с²) и улучшило комфорт пассажиров.

С 80-х годов трамвай как один из современных и экологически чистых видов транспорта, переживает свое второе рождение. Современный этап его развития характеризуется повышением требований к его провозной способности, удобству пассажиров, снижению эксплуатационных затрат, повышению надежности работы.

Развивается и реализуется концепция строительства шести- и восьмиосных трамвайных вагонов вместимостью 220 и 320 человек с различной комбинацией числа тяговых двигателей.

Другим направлением по созданию подвижного состава повышенной провозной способности является разработка четырехосных активных и пассивных прицепных вагонов вместимостью до 135 человек.

В 1990 г. для перспективных отечественных четырехосных трамвайных вагонов модели 71–608 и шестиосных вагонов модели 71–86 заводом «Динамо» совместно с другими предприятиями начато серийное производство тягового электрооборудования с двигателями типа ДК-263 повышенной мощности (80 кВт) и энергосберегающими тиристорно-импульсными системами управления (ТИСУ).

В настоящее время выпущено 25 000 трамвайных вагонов различных модификаций, которые перевозят пассажиров в 92 городах России и ближнего зарубежья.

Работа по совершенствованию моделей трамвайных вагонов и созданию новых проводится постоянно. Так, появились вагоны нового поколения: модели 71–608 (с ТИСУ), 71–608КМ (с РКСУ), 71–611 (для эксплуатации на скоростных линиях), ЛМ-93 (четырехосный вагон с РКСУ), ЛВС8–1-93 (восьмиосный вагон с двумя моторными и двумя опорными тележками и четырьмя двигателями суммарной мощностью 80 кВт), ЛВС8–2-93 (восьмиосный вагон с четырьмя тележками и восемью двигателями мощностью 60 кВт).

В 1996 г. изготовлены и проходят испытания два четырехосных вагона модели 71–616, созданных в кооперации Усть-Катавским вагоностроительным заводом, заводом «Динамо» и фирмой «Сименс» (Германия).

Этот первый в России вагон нового поколения способствует значительной (до 25%) экономии электроэнергии за счет применения тягового оборудования с ТИСУ и оптимизации режимов движения бортовым компьютером. Привод колес вагонов осуществляется от четырех тяговых двигателей суммарной мощностью 76 кВт.

Троллейбус. Происходит от английского слова «Trolleybus» («Trolley» — контактный привод, роликовый токоприемник и «bus» — автобус) — вид городского безрельсового транспорта.

Этот вид транспорта родился как гибрид трамвая и омнибуса и впоследствии превратился в автобус с электродвигателем.

Первая троллейбусная линия была построена в 1882 г. в Германии в Шпандау. Вслед за Германией опытные маршруты безрельсового электрического транспорта появляются также в ряде других стран.

В наши дни в подавляющем большинстве случаев троллейбусы используются для пассажирских перевозок в крупных городах, для пригородного сообщения, в отдельных случаях для доставки грузов. Преимущества троллейбуса перед автобусом в простоте устройства, меньшей трудоемкости обслуживания, особенно в зимнее время, и главное — троллейбус менее шумен и не загрязняет атмосферу городов.

В 1900 г. открылось троллейбусное движение во Франции (в Лионе), в 1902 г. в Чехословакии, в 1903 г. в Италии, в 1911 г. в Англии, в 1912 г. в Швейцарии.

Однако крупные конструктивные недостатки первых троллейбусов ограничивали область их практического применения, и только после первой мировой войны, когда были решены принципиальные вопросы электротехники, техники автомобилестроения, вопросы усовершенствования дорог, троллейбусное движение становится массовым.

Первые российские троллейбусы типа ЛК, построенные заводом «Динамо», Ярославским и Московским автомобильными заводами и Научным автотракторным институтом (НАТИ), появились в Москве в 1933 г.

В 1936 г. Ярославский автомобильный завод совместно с заводом «Динамо» начал серийный выпуск троллейбусов типа ЯТБ-1. Это был более комфортный для того времени троллейбус, имеющий специальное шасси и полу обтекаемый кузов, надежную тормозную пневматическую систему, а также центральный тормоз, действующий на тяговую передачу.

Высоковольтная аппаратура располагалась в шкафах в салоне троллейбуса. Электрическая схема с двигателем мощностью 60 кВт обеспечивала резисторное и рекуперативное торможение и приемлемые динамические показатели машины.

В течение 1937–1941 гг. были выпущены другие модели: ЯТБ-2, ЯТБ-4, ЯТБ-4А, ЯТБ-5, а также двухэтажный троллейбус ЯТБ-3. Усовершенствование шло по линии доработки кузова, применения колесного тормоза, лучшей защиты электрооборудования, модернизации червячного редуктора. На троллейбусе ЯТБ-4 был применен двигатель мощностью 74 кВт, что позволяло ему развивать большие скорости, ускорения и замедления.

В 1946 г. Тушинским машиностроительным заводом было освоено серийное производство цельнометаллических троллейбусов типа МТБ-82. Они обладали по сравнению с троллейбусами ЯТБ большей вместимостью, легким долговечным кузовом, более комфортным пассажирским салоном. Электрическая схема обеспечивала реостатное и рекуперативное торможение, система управления — неавтоматическая с индивидуальными электромагнитными контакторами, управляемыми с помощью контроллера управления. Троллейбус оборудован двигателем смешанного возбуждения мощностью 78 кВт.

В 1959 г. заводы им. Урицкого и «Динамо» создали троллейбус с цельнометаллическим несущим кузовом типа ЗиУ-5. Длина, ширина и высота троллейбуса соответственно 11830, 2680, 3530 мм, масса тары 9000 кг, общая вместимость 90 пассажиров. Тяговый двигатель типа ДК-207А мощностью 95 кВт обеспечивал троллейбусу конструктивную скорость 60 км/ч и ускорение 1,3–1,4 м/с.

На троллейбусе применена система автоматического пуска тягового двигателя с помощью группового контроллера, приводимого в движение исполнительным двигателем. Режим работы задается с помощью контроллера управления. Панели с аппаратурой расположены в кабине водителя, групповой контроллер находится под кузовом троллейбуса вблизи пускотормозных резисторов. Впервые на этом типе троллейбуса применена пневматическая подвеска кузова.

Представляют интерес троллейбусы ТБ и МТБС, изготовленные Сокольническим вагоноремонтным заводом (СВРЗ) на базе троллейбуса МТБ-82. Отличительной особенностью их является повышенное остекление крыши салона.

В 1959 г. СВРЗ и заводом «Динамо» был создан первый в России шарнирно сочлененный троллейбус типа ТС особо большой вместимости. Одноэтажный четырехосный троллейбус имел одну ведущую ось, состоял из двух секций цельнометаллической конструкции. Длина, ширина троллейбуса соответственно 17 500 и 2700 мм. Максимальная вместимость достигала 200 человек. Масса тары составляла 16 000 кг. Троллейбус приводился в движение двумя тяговыми двигателями последовательного возбуждения мощностью по 100 кВт. При нормальном наполнении салона скорость троллейбуса достигала 60 км/ч, ускорение 1,1 м/с². Электрическая схема троллейбуса обеспечивала автоматический пуск и резисторное торможение с помощью группового контроллера, приводимого в движение испытательным двигателем под контролем реле ускорения и замедления.

Следует отметить, что наряду с пассажирскими троллейбусами отечественной промышленностью в 50–60-х годах были выпущены грузовые троллейбусы, контактные теплоэлектробусы, а также троллейные электромобили.

В 1966 г. троллейбусным заводом им. М.С. Урицкого и заводом «Динамо» была создана модель двухосного троллейбуса большой вместимости ЗиУ-9, обладающая рядом преимуществ по сравнению с предыдущими типами. Это был наиболее массовый троллейбус, его выпуск составил более 42 тыс. единиц. Он имеет цельнометаллический закрытый кузов несущей конструкции вагонной компоновки, предназначен для внутригородских перевозок пассажиров по дорогам с покрытием первой и второй категорий и с предельным уклоном до 80%о. На троллейбусе установлен тяговый двигатель модели ДК-210А мощностью 110 кВт. Система управления троллейбусом косвенная полуавтоматическая с групповым реостатным контроллером. Она позволяет осуществлять различные режимы вождения троллейбуса в эксплуатации: движение с малыми скоростями на маневровой позиции, автоматический разгон, движение с различными скоростями, выбег, электродинамическое (реостатное) торможение, изменение направления движения. Схемой предусмотрены следующие виды защиты электрооборудования: защита тягового двигателя от перегрузок, нулевая защита, защита аппаратуры и отдельных его цепей от токов короткого замыкания, защита от радиопомех.

Троллейбусы оборудованы рабочим пневматическим тормозом, действующим на все колеса машины, ручным стояночным и электродинамическим тормозами. На троллейбусах ведущий задний мост с колесными планетарными передачами и главной центральной гипоидной передачей. Длина и ширина троллейбуса соответственно 11 709 и 2500 мм, масса тары 10 050 кг, масса троллейбуса с номинальной нагрузкой 16 490 кг, число мест для сидения 31, конструктивная скорость 70 км/ч.

С 1988 г. заводы им. М.С. Урицкого и «Динамо» выпускают усовершенствованную модель — троллейбусы типа ЗиУ-682Г и ЗиУ-682П.

Троллейбусы ЗиУ-682Г и ЗиУ-682П двухосные трехдверные, предназначены для городских перевозок. Количество мест для сидения 27, полная вместимость 118 пассажиров, передаточное отношение трансмиссии 1:10,699.

На троллейбусах использована классическая релейно-контакторная система управления РКСУ, как и на троллейбусе ЗиУ-9. Управление приводом косвенное, полуавтоматическое с групповым реостатным контроллером. Режим работы задается контроллером водителя.

Троллейбус ЗиУ-682Г оборудован усовершенствованным двигателем типа ДК-113 смешанного возбуждения мощностью 115 кВт. Максимально преодолеваемый подъем для этой машины 8%о. С целью реализации лучших динамических показателей, больших подъемов на троллейбусе ЗиУ-682Г1 установлены тяговый двигатель типа ДК-211БМ последовательного возбуждения мощностью 170 кВт и аппаратура управления и защиты повышенной энергоемкости. Троллейбус ЗиУ-682П способен преодолевать уклоны до 12‰. Интересно отметить, что этот троллейбус может быть выпущен в исполнении с автономным тяговым приводом, содержащим аккумуляторную батарею емкостью 140 А?ч и обеспечивающим автономное движение до 5 км.

Потенциал отечественной науки позволил в 1985 г. создать опытные образцы двухосных троллейбусов типа ЗиУ-684Б и шарнирно сочлененных троллейбусов ЗиУ-683Б с энергосберегающими тиристорно-импульсными системами управления (ТИСУ). Тем самым была успешно завершена работа ученых МЭИ, завода «Динамо», Запорожского электроаппаратного завода и ряда других.

Создание тягового электрооборудования с ТИСУ впервые в отечественной практике транспортостроения позволило достигнуть мирового технического уровня.

Серийное производство троллейбусов ЗиУ-683Б (в дальнейшем ЗиУ-6205) было начато в 1987 г., серийное производство двухосных машин ЗиУ-684Б (ЗиУ-52642) — с 1995 г.

Комплект электрооборудования с ТИСУ обеспечивает в эксплуатации следующие режимы работы: движение с различными скоростями, плавный автоматический безреостатный пуск и электродинамическое (рекуперативно-реостатное) торможение с широким диапазоном ускорения и замедления, задаваемых водителем, быстродействующее замещение рекуперативного торможения реостатным при отсутствии потребителей электроэнергии в контактной сети и обратный переход, движение в режиме выбега.

Шарнирно сочлененный троллейбус ЗиУ-6205 предназначен для эксплуатации на городских магистралях с большим пассажиропотоком. Управляемая секция прицепа обеспечивает маневренность троллейбуса ЗиУ-6205 на улицах, где эксплуатируются двухосные троллейбусы длиной 12 000 мм.

Троллейбус ЗиУ-52642 может эксплуатироваться на дорогах с уклонами до 15‰ и имеет следующие характеристики: масса снаряженного троллейбуса 11 537 кг, вместимость 116 человек, мест для сидения 30, длина, ширина и высота соответственно 11710, 2514, 3300 мм, максимальная скорость (при номинальной нагрузке) 60 км/ч, время разгона с места до 50 км/ч не более 20 с.

Отличительные особенности применяемого электрооборудования этого троллейбуса от троллейбуса ЗиУ-683Б (ЗиУ-6205) следующие: регулятор РТ 300/700 БМ в двухблочном исполнении, в системе собственных нужд использован двигатель ДК-662 мощностью 14 кВт, тормозные резисторы расположены на крыше.

В 1996 г. создана и проходит испытания новая модель двухосного троллейбуса «Тролза-52643», являющаяся плодом сотрудничества АО «Троллейбусный завод», АЭК «Динамо» и фирмы «Сименс» (Германия). Этот троллейбус оснащен совершенной ТИСУ, выполненной на основе самозапираемых тиристоров, статическим преобразователем напряжения 550/24 В, бортовым компьютером контроля и управления работой тягового привода, люминесцентными лампами освещения пассажирского салона, молниеразрядником, дистанционными автоматическими выключателями.

В настоящее время отечественные троллейбусы эксплуатируются в 200 городах, в том числе в 8 странах дальнего и 11 странах ближнего зарубежья.

Метрополитен. Происходит от французского слова metropol (буквальный перевод — столичный) — вид рельсового пассажирского транспорта, перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением. Линии метрополитена обычно прокладываются под землей (в туннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.

Первая линия метрополитена (3,6 км) построена в Лондоне (1863 г.), с 1868 г. метрополитен действует в Нью-Йорке. Старейшие метрополитены на Европейском континенте — Будапештский (1896 г.), Венский (1898 г.), Парижский (1900 г.). Впоследствии метрополитены были построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Стокгольме, Осло и других городах.

В СССР первая линия метрополитена введена в Москве (1935 г.). Первые комплекты тягового электрооборудования для вагонов метрополитена были изготовлены заводом «Динамо» в конце 1934 г. Действуют метрополитены в Санкт-Петербурге (с 1955 г.), Киеве (с 1960 г.), Тбилиси (с 1966 г.), Баку (с 1967 г.), Харькове (с 1972 г.), Ташкенте (с 1977 г.), Ереване (с 1982 г.), Минске (с 1984 г.), Нижнем Новгороде (с 1985 г.), Новосибирске (с 1985 г.), Самаре (с 1987 г.). С 1988 г. строится метрополитен в Екатеринбурге и Днепропетровске.

В последние годы интенсивность движения на Московском метрополитене значительно увеличилась. Количество перевозимых пассажиров составляет около 10 млн. в день. Это значит, что нагрузка вагонов метрополитена изменяется в основном в диапазоне 15–18 т на вагон с незначительными отклонениями в ту или другую сторону. Для того чтобы при увеличивающихся пассажиропотоках обеспечивалось обслуживание пассажиров на надлежащем уровне, постоянно совершенствовались технические решения комплексно всех устройств: увеличивалась мощность двигателей, улучшалась их коммутационная устойчивость, вводились устройства автоматического управления, новые системы безопасности, совершенствовалась защита, вводились резервные системы управления.

В настоящее время действующий метрополитен представляет собой сложный автоматизированный перевозочный комплекс, в котором все взаимосвязано и выполнено на достаточно высоком уровне при высокой степени безопасности движения. При этом следует учитывать, что при средних эксплуатационных скоростях движения 40–48 км/ч, пропускной способности линий 42–48 пар поездов в час (за рубежом самая высокая пропускная способность у метрополитена в Токио — 40 поездов в час), провозной способности поезда до 60 000 пассажиров/ч в одном направлении должен быть особенно высоким психологический комфорт для пассажиров.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.