Из чего состоит трамвай. Как работает трамвайное депо

Практически каждый житель города хоть раз видел на его улицах проезжающий трамвай или другой подобный электротранспорт. Подобные варианты средств передвижения были специально спроектированы для передвижения по таким условиям. По сути, устройство трамвая сильно напоминает обыкновенный железнодорожный транспорт. Однако их различия как раз и заключаются в приспособленности под разные типы местности.

История появления

Само название с английского переводится как сочетание вагон (вагонетка) и путь. Принято считать, что трамвай — один из наиболее старых видов пассажирского общественного транспорта, который до сих пор применяется во многих странах по всему миру. История появления датируется 19 веком. Стоит отметить, что самый старый трамвай работал на конной тяге, а не на электричестве. Более технологичный прародитель же был изобретен и испытан Федором Пироцким в Санкт-Петербурге в 1880 году. Спустя еще один год немецкая компания Siemens & Halske запустила в пригороде Берлина первое действующее трамвайное сообщение.

Во время двух мировых войн данный транспорт пришел в упадок, тем не менее с 1970-х его популярность вновь значительно возросла. Причинами тому послужили экологические соображения и новые технологии. В основе трамваем лежала электротяга на воздушной В последующем были созданы новые способы приведения вагона в движение.

Эволюция трамваев

Все виды объединяет то, что они работают на электричестве. Исключение составляют только менее популярные кабельные (канатные) и дизельные трамваи. Ранее также создавались и испытывались конные, пневматические, бензомоторные и паровые разновидности. Традиционные электрические трамваи функционируют либо на воздушной контактной сети, либо с питанием от аккумуляторов или контактного рельса.

Эволюция данного вида транспорта привела к его разделению на типы по назначению, включая пассажирские, грузовые, служебные и специальные. В последний тип входит множество подтипов вроде передвижной электростанции, технической летучки, вагона-крана и вагона-компрессора. Для пассажиров устройство трамвая также зависит от системы, по которой он передвигается. Она, в свою очередь, может быть городской, пригородной или междугородной. Кроме того, системы делятся на обычные и скоростные, которые могут включать в себя подземные варианты прокладки с помощью тоннелей.

Электроснабжение трамвая

На заре развития каждая компания, занимающаяся обслуживанием инфраструктуры, подключала собственную электростанцию. Дело в том, что сети тех времен еще не имели достаточной мощности, а потому приходилось обходиться своими средствами. Все трамваи питаются постоянным током с относительно малым напряжением. По этой причине передавать заряд на большие расстояния весьма неэффективно с финансовой точки зрения. Для улучшения инфраструктуры сетей вблизи линий стали располагать тяговые подстанции, преобразующие переменный ток в постоянный.

На сегодняшний день номинальное напряжение на выходе установилось на отметке в 600 В. Подвижный состав трамвая на токоприемнике получает 550 В. В других странах порой применяются повышенные значения вольтажа — 825 или 750 В. Последнее из значений является наиболее актуальным в европейских странах на текущий момент. Как правило, трамвайные сети имеют общее энергохозяйство с троллейбусами, если таковые есть в городе.

Описание тягового двигателя

Именно такой тип применяется чаще всего. Ранее для запитывания использовался только постоянный ток, получаемый от подстанций. Однако современная электроника позволила создать внутри конструкции специальные преобразователи. Таким образом, при ответе на вопрос о том, какой двигатель у трамвая в его современном варианте, следует упомянуть и о возможности использования движка на основе переменного тока. Последние лучше по той причине, что практически не требуют какого-либо ремонта или регулярного обслуживания. Это касается, конечно же, только асинхронных двигателей переменного тока.

Также в конструкцию непременно входит и другой важный узел — система управления. Другое распространенное название звучит как устройство регулирования тока через ТЭД. Наиболее востребованным и простым в исполнении вариантом считается управление посредством мощных сопротивлений, последовательно подключаемых к двигателю. Из разновидностей используются НСУ, косвенная неавтоматическая РКСУ или косвенная автоматическая РКСУ системы. Также существуют отдельные типы вроде ТИСУ или транзисторной СУ.

Количество колес у трамвая

Чрезвычайно распространены сегодня низкопольные вариации этого транспортного средства. Особенности конструкции не дают возможности сделать независимую подвеску для каждого колеса, из-за чего требуется устанавливать специальные колесные пары. Также применяются и альтернативные решения данной проблемы. Количество колес зависит от конкретного варианта исполнения конструкции трамвая и — в большей степени — от числа секций.

Кроме того, различается и компоновка. Большинство многосекционных трамваев оснащается приводными колесными парами (у которых есть мотор) и бесприводными. Для повышения поворотливости обычно увеличивают и число отсеков. Если заинтересоваться тем, сколько колес у трамвая, можно найти следующую информацию:

1. Одна секция. Две или четыре приводные либо две приводные и одна бесприводная пара колес.
2. Две секции. Четыре приводных и две бесприводных или восемь приводных пар колес.
3. Три секции. По четыре приводных и бесприводных пар колес в разных комбинациях.
4. Пять секций. Шесть приводных пар колес. Идут по две штуки через одну секцию начиная с первой.

Особенности вождения трамвая

Считается относительно несложным, потому как транспорт двигается строго по рельсам. Это значит, что как такового ручного управления от водителя трамвая не требуется. При этом вагоновожатый должен уметь грамотно использовать тягу и торможение, что достигается своевременным переключением заднего и переднего хода.

В остальном трамвай подчиняется единым правилам дорожного движения в то время, когда следует по городским улицам. В большинстве случаев данный транспорт имеет приоритет перед автомобилями и другими средствами передвижения, которые не зависят от рельса. Водитель трамвая должен в обязательном порядке получить права на вождение соответствующей категории и сдать теоретический экзамен на знание ПДД.

Общее устройство и конструкция

Кузов современных представителей обычно выполняется из цельного металла, а в качестве отдельных элементов у него выделяют раму, каркас, двери, пол, крышу, а также внутреннюю и внешнюю обшивки. К концам форма, как правило, сужается, благодаря чему трамвай с легкостью преодолевает кривые. Соединение элементов производится посредством сварки, клепки, при помощи винтов и клея.

В былые времена широко применялась также древесина, которая служила как элементом каркаса, так и материалом для отделки. В устройстве трамвая на текущий момент предпочтение отдается пластиковым элементам. Также конструкция включает в себя сигналы поворота, тормозные огни и прочие средства для индикации другим участникам движения.

Координирование и скоростные показатели

Точно так же, как и в случае с поездами, данный транспорт имеет собственную службу отслеживания исполнения трафика и правильности маршрутов. Диспетчеры занимаются оперативным корректированием графика, если случилась любая непредвиденная ситуация на линии. Также данная служба отвечает за выпуск на маршруты резервных трамваев или автобусов для замены.

Правила движения в городских условиях могут отличаться в разных странах. К примеру, в России расчетная скорость трамвая лежит в диапазоне от 45 до 70 км/ч, а для систем с эксплуатационной скоростью от 75 до 120 км/ч строительные нормы предписывают приставку «скоростные».

Пневмооборудование

Вагоны в современном их исполнении нередко оснащаются специальными компрессорами, в основе которых находятся поршни. Сжатый воздух является весьма полезным сразу для нескольких регулярно производимых операций, включая приведение в действие приводов дверей, тормозных систем и прочих вспомогательных механизмов.

При этом наличие пневматического оборудования не является обязательным. По причине того, что устройство трамвая предполагает постоянное обеспечение подачей тока, данные конструкционные элементы могут быть заменены на электрические. Благодаря этому заметно упрощается техническое обслуживание систем, однако в некоторой степени вырастает итоговая стоимость производства одного вагона.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Трамвай (от англ. tram (вагон, вагонетка) и way (путь), название произошло, по одной из версий, от вагонеток для перевозки угля на шахтах Великобритании) -- вид уличного рельсового общественного транспорта для перевозки пассажиров по заданным (фиксированным) маршрутам, обычно на электрической тяге, используемый преимущественно в городах.

Трамваи возникли в первой половине XIX века (первоначально на конной тяге), электрические -- в конце XIX века. После расцвета, эпоха которого пришлась на период между мировыми войнами, начался упадок трамваев, однако уже где-то с 70-х годов XX века вновь наблюдается значительный рост популярности трамвая, в том числе по экологическим причинам.

Большинство трамваев используют электротягу с подачей электроэнергии через воздушную контактную сеть с помощью токоприёмников (пантографов или штанг), однако существуют также трамваи с питанием от контактного третьего рельса или аккумулятора.

Кроме электрических, существуют конные (конки), кабельные или канатные и дизельные трамваи. В прошлом существовали пневматические, паровые и бензомоторные трамваи.

Бывают также пригородные, междугородные, санитарные, служебные и грузовые трамваи.

Терминология

В контексте, не требующем терминологической чёткости, словом «трамвай» могут называть:

· экипаж (поезд) трамвая,

· отдельный вагон трамвая,

· трамвайное хозяйство или трамвайные системы (напр., «петербургский трамвай»),

· совокупность трамвайных хозяйств региона или страны (напр., «российский трамвай»).

Разновидности трамваев

Обычная скорость трамвая находится в пределах от 45 до 70 км/ч. Средняя скорость сообщения колеблется от 10-12 до 30-35 км/ч. В России трамвайные системы со средней эксплуатационной скоростью более 24 км/ч именуются «скоростными«.

Характеристики «среднестатистического» трамвайного вагона, работающего в России 1 (высокопольного моторного четырёхосного 15-метрового):

· Масса: 15-20 тонн.

· Мощность: 4 ? 40-60 кВт.

· Пассажировместимость: 100-200 человек.

· Максимальная скорость: 50-75 км/ч.

Грузовые трамваи

Грузовые трамваи были широко распространены в эпоху расцвета междугородних трамваев, однако они использовались и продолжают использоваться в городах. Грузовое трамвайное депо имелось в Санкт-Петербурге, Москве, Харькове и других городах.

Спецтрамваи

Грузовые вагоны, рельсотранспортер и музейный вагон в Туле

Для обеспечения устойчивой работы в трамвайных хозяйствах помимо пассажирских вагонов имеется обычно некоторое количество вагонов специального назначения.

· Грузовые вагоны

· Вагоны-снегоочистители

· Вагоны-путеизмерители (лаборатории пути)

· Вагоны-рельсотранспортёры

· Поливомоечные вагоны

· Вагоны-лаборатории контактной сети

· Вагоны-рельсошлифовальщики

· Электровозы для нужд трамвайного хозяйства 2

· Вагоны-тягачи

· Вагон-пылесос 3

Трамваи, прежде всего, ассоциируются с городским транспортом, однако в прошлом весьма распространены были также междугородные и пригородные трамваи.

В Европе выделялась сеть междугородных трамваев Бельгии, известных как нидерл. Buurtspoorwegen (в буквальном переводе -- «местные железные дороги») или фр. Le tram vincial. «Общество местных железных дорог» было учреждено 29 мая 1884 года с целью постройки дорог для паровых трамваев там, где строительство обычных железных дорог было невыгодным. Первый участок местных железных дорог (между Остенде и Ниувпортом, ныне является частью линии Берегового трамвая) был открыт в июле 1885 года.

В 1925 году общая длина местных железных дорог составляла 5200 километров. Для сравнения: сейчас общая протяжённость железнодорожной сети Бельгии составляет 3518 км, при этом Бельгия имеет самую высокую плотность железных дорог в мире. После 1925 года длина местных железных дорог постоянно уменьшалась, так как междугородные трамваи заменялись автобусами. Последние линии местных железных дорог были закрыты в семидесятых годах. До наших дней сохранилась только Береговая линия.

Электрифицировано было 1500 км линий местных железных дорог. На не электрифицированных участках использовались паровые трамваи, их, прежде всего, использовали для грузовых перевозок, а для перевозки пассажиров применялись дизельные трамваи. Линии местных железных дорог имели колею в 1000 мм.

Также распространены междугородные трамваи были в Нидерландах. Как и в Бельгии, первоначально они были паровыми, но потом паровые трамваи были заменены электрическими и дизельными. В Нидерландах эпоха междугородных трамваев завершилась 14 февраля 1966 года.

До 1936 года из Вены в Братиславу можно было доехать на городском трамвае.

Довольно старый вагон GT6 на линиях Oberrheinische Eisenbahn

К настоящему времени междугородные трамваи первого поколения сохранились в Бельгии (уже упоминавшийся Береговой трамвай), Австрии (Wiener Lokalbahnen, загородная линия протяжённостью в 30,4 км), Польше (так называемые Силезские интерурбаны, система, связывающая тринадцать городов с центром в Катовицах), Германии (например, Oberrheinische Eisenbahn, эксплуатирующая трамваи между городами Мангейм, Гейдельберг и Вайнхайм).

На многих местных железнодорожных линиях Швейцарии с колеёй в 1000 мм эксплуатируются вагоны, более похожие на трамваи, чем на обычные поезда.

В конце XX века снова стали появляться загородные трамваи. Часто под движение трамваев переоборудовались закрытые линии пригородных железных дорог. Таковы загородные линии манчестерского трамвая.

В последние годы обширная сеть междугородных трамваев была создана в окрестностях немецкого города Карлсруэ. Большинство линий этого трамвая являются переоборудованными железнодорожными линиями.

Новой концепцией является «трамвай-поезд«. В городском центре такие трамваи ничем не отличаются от обыкновенных, но за городом они используют пригородные линии железных дорог, при этом не железнодорожные линии переоборудуются под трамваи, а наоборот. Поэтому такие трамваи оборудуются двойной системой электропитания (750 В постоянного тока для городских линий и 1500 или 3000 В постоянного тока или 15 000 переменного тока для железных дорог) и железнодорожной системой автоблокировки. На самих железнодорожных линиях движение обыкновенных поездов сохраняется, таким образом, поезда и трамваи делят инфраструктуру.

Сейчас по схеме «трамвай-поезд» действуют загородные маршруты саарбрюккенского трамвая и некоторые части системы в Карлсруэ, а также трамваи в Касселе, Нордхаузене, Хемнице, Цвикау и некоторых других городах.

За пределами Германии системы «трамвай-поезд» распространены мало. Интересный пример -- швейцарский город Нёвшатель 4 . Этот город имеет и развивает городские и пригородные трамваи, которые демонстрируют свою выгоду, несмотря на крайне небольшие размеры города -- его население составляет всего 32 тысячи жителей. Создание системы междугородных трамваев, подобной немецкой, сейчас ведётся в Нидерландах.

В нашей стране накануне 1917 года была построена 40-километровая трамвайная линия ОРАНЭЛ, часть которой сохранилась и используется для маршрута № 36. Есть проекты воссоздания пригородной линии до Петергофа. C 1949 по 1976 действовала линия Челябинск -- Копейск.

Международные трамваи

Некоторые трамвайные линии пересекают не только административные, но и государственные границы. По состоянию на 2007 год на трамвае можно попасть из Германии (Саарбрюккен) во Францию по трамвайной линии Saarbahn. На территорию соседней Франции заходит маршрут № 10 базельского трамвая 5 6 (Швейцария).

Возможно, что в будущем международных трамваев в Европе станет больше. В 2006 году были обнародованы планы о продлении линий 3 и 11 базельского трамвая к вокзалу St. Louis во Франции к 2012--2014 году. Также есть планы продления линии 8 к вокзалу Weil am Rhein в Германии. Если эти планы будут претворены в жизнь, то одна трамвайная сеть будет объединять три государства 7 .

В 2013 году планируется возродить регулярную трамвайную линию между Веной и Братиславой, которая существовала в 1914--1945 годах и закрылась из-за повреждений, полученных в результате боевых действий 8 .

Cпециализированные трамваи

Гостиничный трамвай Риффельальп

В прошлом были распространены трамвайные линии, которые строились специально для обслуживания отдельных объектов инфраструктуры. Обычно такие линии связывали данный объект (например, гостиницу, больницу) с железнодорожной станцией. Некоторые примеры:

· В начале XX века свою собственную трамвайную линию имел отель Cruden Bay Hotel (Круден-Бэй, Абердиншир, Шотландия) 9

· Собственную трамвайную линию имела больница Duin en Bosch в Баккуме (Нидерланды). Линия шла от железнодорожной станции в соседнем посёлке Кастрикюм до больницы. Сначала на линии использовалась конная тяга, но в 1920 году трамвай был электрифицирован (единственный вагон был переделан из старого вагона конки из Амстердама). В 1938 году линия была закрыта и заменена автобусом. 10

· В 1911 году линию бензомоторного трамвая построило нидерландское общество авиации. Эта линия соединила станцию Ден Долдер и аэродром Сутсберг. 11

· Одна из немногих гостиничных трамвайных линий, существующих сейчас -- трамвай Риффельальп в Швейцарии. Эта линия действовала с 1899 по 1960 год. В 2001 году она была восстановлена в состоянии, близком к оригинальному.

· В 1989 году собственную трамвайную линию открыл пансионат «Береговой», расположенный в посёлке Молочное (Крым, рядом с Евпаторией).

· Линия Трамвай пещер Ан была построена специально для доставки туристов ко входу в пещеры.

Водный трамвай

Под водным (речным) трамваем в России обычно понимают речной пассажирский транспорт в пределах города (см. речной трамвай). Однако в Англии в XIX веке был построен трамвай, ходивший по рельсам, проложенным вдоль берега по морскому дну (см. Daddy Long Legs).

Преимущества и недостатки

Сравнительная эффективность трамвая, как и других видов транспорта, определяется не только его технологически обусловленными преимуществами и недостатками, но и общим уровнем развития общественного транспорта в конкретной стране, отношением к нему муниципальных властей и жителей, особенностями планировочной структуры городов. Приводимые ниже характеристики относятся к технологически обусловленным и не могут являться универсальными критериями «за» или «против» трамвая в тех или иных городах и странах.

Преимущества

· Первоначальные затраты (при создании трамвайной системы) ниже, чем затраты, необходимые для строительства метро или монорельсвой системы, так как нет необходимости в полном обособлении линий (хотя на отдельных участках и развязках линия может проходить в туннелях и на эстакадах, нет нужды устраивать их на всём протяжении трассы). Однако строительство наземного трамвая обычно сопряжено с переустройством улиц и перекрёстков, что повышает цену и приводит к ухудшению дорожной обстановки во время строительства.

· При достаточно большом пассажиропотоке эксплуатация трамвая обходится значительно дешевле эксплуатации автобуса и троллейбуса источник не указан 163 дня.

· Вместимость вагонов, как правило, выше, чем у автобусов и троллейбусов.

· Трамваи, как и другой электрический транспорт, не загрязняют воздух продуктами сгорания (хотя электростанции, вырабатывающие для них ток, могут загрязнять окружающую среду).

· Единственный вид наземного городского транспорта, который может быть переменной длины за счёт сцепления вагонов в поезда в час пик и расцепления в остальное время (в метрополитене основным фактором является длина платформы).

· Потенциально низкий минимальный интервал (в изолированной системе), например в Кривом Роге он составляет даже 40 секунд при трёх вагонах, по сравнению с пределом в 1:20 на метрополитене.

· Пути видимы, следовательно, потенциальные пассажиры догадываются о трассировке.

· Может использовать железнодорожную инфраструктуру, причём в мировой практике как и одновременно (в небольших городах), так и бывшую (как линия на Стрельну).

· Можно информировать пассажиров о маршруте прибывающего трамвая раньше иного уличного вида транспорта (маршрутные огни).

· В отличие от троллейбусов, трамвай вполне электробезопасен для пассажиров при посадке и высадке, так как его кузов всегда заземлён через колёса и рельсы.

· Трамвай обеспечивают бомльшую провозную способность, чем автобус или троллейбус. Оптимальная загрузка автобусной или троллейбусной линии -- не свыше 3-4 тыс. пассажиров в час 12 , «классического» трамвая -- до 7 тыс. пассажиров в час, но в определённых условиях -- и больше 13 .

· Хотя трамвайный вагон стоит намного дороже автобуса и троллейбуса, трамваи отличаются бомльшим сроком службы. Если автобус редко служит дольше десяти лет, то трамвай может эксплуатироваться 30-40 лет. Так, в Бельгии, наряду с современными низкопольными, успешно эксплуатируются трамваи PCC, выпущенные в 1971--1974 годах. По Варшаве ездит более 200 трамваев Konstal 13N выпуска 1959-1969 годов. В Милане в настоящее время эксплуатируются 163 трамвая серии 1500, выпущенные в 1928-1935 гг.

· Мировая практика показала, что автомобилисты активно пересаживаются только на рельсовый транспорт. Введение скоростных автобусных/троллейбусных систем давало от силы 5 % перетока с личного на общественный транспорт.

Недостатки

«Осторожно, трамвайные рельсы!» -- дорожный знак для велосипедистов.

· Трамвайная линия в сооружении намного дороже троллейбусной и тем более автобусной.

· Провозная способность трамваев ниже, чем у метро: обычно не более 15 000 пассажиров в час у трамвая, и до 80 000 пассажиров в час в каждом направлении у метро «советского типа» (только в Москве и Санкт-Петербурге) 14 .

· Трамвайные рельсы представляют опасность для велосипедистов и мотоциклистов, пытающихся пересечь их под острым углом.

· Неправильно припаркованный автомобиль или дорожно-транспортное происшествие в габарите могут остановить движение на большом участке трамвайной линии. В случае поломки трамвая его, как правило, выталкивает в депо или на резервный путь следующий за ним состав, что, в итоге, приводит к сходу с линии сразу двух единиц подвижного состава. В некоторых городах нет практики как можно более быстрого освобождения трамвайных путей при авариях и поломках, что часто приводит к длительным остановкам движения.

· Трамвайная сеть отличается сравнительно низкой гибкостью (что может быть компенсировано разветвлённостью сети). Напротив, автобусную сеть очень легко изменить в случае необходимости (например, в случае ремонта улицы), а при использовании дуобусов весьма гибкой становится и троллейбусная сеть.

· Трамвайное хозяйство требует хоть и недорогого, но регулярного обслуживания. Неудовлетворительное обслуживание приводит к ухудшению состояния подвижного состава, дискомфорту для пассажиров, снижению скоростей. Восстановление запущенного хозяйства обходится очень дорого (нередко проще и дешевле построить новое трамвайное хозяйство).

· Прокладка трамвайных линий в черте города требует искусного размещения путей и усложняет организацию движения. При плохом проектировании отвод ценной городской земли под трамвайное движение может оказаться неэффективным.

· При неудовлетворительном содержании пути возникает вероятность схода трамвая с рельс, что данной ситуации делает трамвай потенциально более опасным участником дорожного движения.

· Вызываемые трамваем вибрации почвы могут создавать акустический дискомфорт для жителей ближайших зданий и приводить к повреждению их фундаментов. Для снижения вибрации необходимо регулярное обслуживание пути (шлифовка для устранения волнообразного износа) и подвижного состава (обточка колёсных пар). При применении усовершенствованных технологий укладки путей вибрации могут быть сведены к минимуму (нередко и вовсе на нет).

· При плохом содержании пути обратный тяговый ток может уходить в землю, возникающие при этом «блуждающие токи« усиливают коррозию близлежащих подземных металлических сооружений (оболочек кабелей, труб канализации и водопровода, арматуры фундаментов зданий).

История

В XIX веке в результате роста городов и промышленных предприятий, удаления жилищ от мест приложения труда, роста подвижности городских жителей встала проблема городского транспортного сообщения. Появившиеся омнибусы стали вскоре вытесняться уличными железными дорогами на конной тяге (конками). Первая в мире конка открылась в Балтиморе (США, штат Мэриленд) в 1828 году. Были и попытки принести на улицы городов железные дороги на паровой тяге, но опыт был в целом неудачным и не получил распространения. Так как применение лошадей было сопряжено с множеством неудобств, не прекращались попытки внедрения на трамвае какого-либо вида механической тяги. В США очень популярной была канатная тяга, сохранившаяся до наших дней в Сан-Франциско в качестве достопримечательности.

Достижения физики в области электричества, развитие электротехники и изобретательская деятельность Ф. А. Пироцкого в Санкт-Петербурге и В. фон Сименса в Берлине привели к созданию первой пассажирской электрической трамвайной линии между Берлином и Лихтерфельдом в 1881 году, построенной электротехнической компанией Сименса. В 1885 году в результате работы американского изобретателя Л. Дафта независимо от работ Сименса и Пироцкого электрический трамвай появился в США.

Электрический трамвай оказался прибыльным делом, началось его бурное распространение по миру. Способствовало этому и создание практичных систем токосъёма (штанговый токосъёмник Спрейга и бугельный токосъёмник Сименса).

В 1892 году первым в Российской империи электрическим трамваем обзавёлся Киев, а вскоре примеру Киева последовали и другие российские города: в Нижнем Новгороде трамвай появился в 1896 году, в Екатеринославе (ныне г. Днепропетровск, Украина) в 1897 году, в Витебске, Курске и Орле в 1898 году, в Кременчуге, Москве, Казани, Житомире в 1899 году, Ярославле в 1900 году, а в Одессе и в Санкт-Петербурге -- в 1907 году (если не считать трамвая, работавшего зимой на льду Невы с 1894 года).

Вплоть до Первой мировой войны электрический трамвай бурно развивался, вытесняя из городов конку и немногие оставшиеся ещё омнибусы. Наряду с электрическим трамваем в отдельных случаях применялись пневматические, бензомоторные и дизельные. Трамваи применялись и на местных пригородных или междугородних линиях. Часто городские железные дороги использовались и для развозки грузов (в том числе и в вагонах, подававшихся непосредственно с железной дороги).

После паузы, вызванной войной и политическими переменами в Европе, трамвай продолжил развитие, но уже менее высокими темпами. Теперь у него появились сильные конкуренты -- автомобиль и, в частности, автобус. Автомобили становились всё более массовыми и доступными по цене, а автобусы -- всё более скоростными и комфортабельными, а также экономичными за счёт применения двигателя Дизеля. В этот же период времени появился и троллейбус. В возросшем уличном движении классический трамвай с одной стороны стал испытывать помехи от автотранспорта, а с другой -- и сам создавал значительное неудобство. Доходы трамвайных компаний стали падать. В ответ в 1929 году в США президенты трамвайных компаний провели конференцию, на которой приняли решение о производстве серии унифицированных, значительно усовершенствованных вагонов, получивших наименование PCC. Эти вагоны, впервые увидевшие свет в 1934 году, установили новую планку в техническом оснащении, удобстве и внешнем облике трамвая, оказав влияние на всю историю развития трамвая на долгие годы вперёд.

Несмотря на такой прогресс американского трамвая, во многих развитых странах установилось воззрение на трамвай как на отсталый, неудобный вид транспорта, который не приличествует современному городу. Началось сворачивание трамвайных систем. В Париже последняя линия городского трамвая была закрыта в 1937 году. В Лондоне трамвай просуществовал до 1952 года, причиной задержки в его ликвидации стала война. Ликвидации и сокращениям подвергались трамвайные сети и во многих крупных городах мира. Часто трамвай заменялся троллейбусом, однако троллейбусные линии во многих местах тоже вскоре закрывались, не выдерживая конкуренции с прочим автомобильным транспортом.

В предвоенном СССР также установилось воззрение на трамвай как на отсталый транспорт, однако недоступность автомобилей для простых граждан делала трамвай более конкурентоспособным при сравнительно слабом уличном потоке. Кроме того, даже в Москве первые линии метрополитена открылись лишь в 1935 году, и его сеть была ещё невелика и неравномерна по площади города, производство автобусов и троллейбусов также оставалось сравнительно небольшим, поэтому до 1950-х трамваю практически не было альтернатив при пассажирских перевозках. Там, где трамвай убирали с центральных улиц и проспектов, его линии обязательно переносили на соседние параллельные менее оживлённые улицы и переулки. До 1960-х значительной оставалась и перевозка грузов по трамвайным линиям, но особенно большую роль они сыграли во время Великой Отечественной войны в осаждённой Москве и блокадном Ленинграде.

После Второй мировой войны процесс ликвидации трамвая во многих странах продолжился. Многие линии, повреждённые войной, не восстанавливались. На линиях, которые дорабатывали свой ресурс, плохо содержался путь и вагоны, не проводились модернизации, что на фоне растущего технического уровня автомобильного транспорта способствовало формированию отрицательного имиджа трамвая.

Однако сравнительно хорошо трамвай продолжал себя чувствовать в Германии, Бельгии, Нидерландах, Швейцарии и странах советского блока. В первых трёх странах получили большое распространение системы смешанного типа, совмещающие в себе черты трамвая и метро (метротрамы, преметро и т. п.). Однако и в этих странах не обошлось без закрытий линий и даже целых сетей.

Уже в 70-е годы XX века в мире появилось понимание того, что массовая автомобилизация приносит проблемы -- смог, заторы, шум, дефицит места. Экстенсивный путь решения этих проблем требовал большие капиталловложения и имел малую отдачу. Постепенно транспортная политика стала пересматриваться в пользу общественного транспорта.

К тому времени уже имелись новые решения в области организации трамвайного движения и технические решения, которые делали трамвай вполне конкурентоспособным видом транспорта. Началось возрождение трамвая. Новые трамвайные системы были открыты в Канаде -- в Торонто, Эдмонтоне (1978) и Калгари (1981). К 1990-м годам процесс возрождения трамвая в мире набрал полную силу. Вновь открылись трамвайные системы Парижа и Лондона, а также других наиболее развитых городов мира.

На этом фоне в России традиционный (уличный) трамвай по-прежнему де-факто рассматривается как устаревший вид транспорта, и в ряде городов значительная часть систем стагнирует или вообще разрушается. Некоторые трамвайные хозяйства (в городах Архангельск, Астрахань, Воронеж, Иваново, Карпинск, Грозный) прекратили своё существование. Однако, например, в Волгограде большую роль играет так называемый скоростной трамвай или «метротрам» (трамвайные линии, проложенные под землёй), кроме того, он имеется в промышленных районах Старого Оскола и в Усть-Илимске, а в Магнитогорске стабильно развивается традиционный трамвай.

В Уфе, Ярославле и в Харькове в последние годы наблюдается уничтожение трамвайных путей, одно из депо в столице Башкортостана полностью снесено, а в Харькове закрыты сразу два трамвайных депо. В Ярославле демонтировано более 50 % путей, списано более 70 % подвижного состава, закрыто одно трамвайное депо. источник не указан 22 дня

В последние годы продолжала сокращаться система традиционного трамвая и в Москве, но в апреле 2007 года столичные власти официально огласили планы создания в ближайшие 20 лет системы скоростного трамвая из 12 изолированных от уличного потока линий общей эксплуатационной длиной 220 км, которая должна быть развёрнута почти во всех округах города. 15

Скоростной трамвай действует в Киеве, соединяя юго-запад и центр города. В Кривом Роге (Украина, Днепропетровская область) скоростной трамвай дополняет систему обычного наземного трамвая и объединяет в своём хозяйстве 18 км путей, из которых 6,9 км в тоннелях и 11 станций с современной инфраструктурой. На двух маршрутах ежедневно работают 17 составов из 36 вагонов.

Инфраструктура. Депо

Хранение, ремонт и техническое обслуживание подвижного состава производится в трамвайных депо (трамвайных парках).трамваи также обедают в депо. Мелкие трамвайные депо не имеют колец для оборота, а состоят из одного (или нескольких) тупиковых путей, которые имеют выезд на линию. Крупные депо состоят из большого кольца, множества сквозных путей (на которых вагоны отстаиваются в колоннах по несколько штук в линию), крытых цехов ремонта и выездов на линию. Депо стараются размещать близко к конечным многих маршрутов (чтобы сократить «нулевые рейсы»). В случае если это невозможно (например, депо находится на линии), то трамваи следуют укороченными рейсами, что во многих случаях, увеличивает интервалы между «полными» маршрутами (например в Новокузнецке депо № 3 находится на линии, и маршруты 2,6,8,9 следуют в депо укороченными рейсами и со стороны города и со стороны Байдаевки). Если на конечных нет запасных путей, то вагоны уходят в депо и на обед.

Пункты техобслуживания

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9F%D0%A2%D0%9E_%D0%BD%D0%B0_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BC_%D0%B2_%D0%A2%D1%83%D0%BB%D0%B5.jpg

В части трамвайных систем как правило на конечных остановках для обеспечения ремонта и осмотра вагонов используются пункты техобслуживания. Как правило ПТО представляет собой расположенную между путями канаву для осмотра и ремонта подвагонного оборудования, небольшие углубления по бокам от рельс для осмотра колёсных тележек, а также лестницы для осмотра пантографа. Такие системы на территории России существуют, в частности, в Туле (недействующая) и в Санкт-Петербурге в Ростове-на-Дону, Новочеркасске.

Пассажирская инфраструктура

Посадка и высадка пассажиров производится на трамвайных остановках. Устройство остановок зависит от способа размещения полотна. Остановки на собственном или обособленном полотне, как правило, снабжаются мощёными пассажирскими платформами высотой под трамвайную подножку, обустроенными пешеходными переходами через трамвайные пути.

Остановки на совмещённом полотне также могут быть оснащены приподнятыми над проезжей частью и, возможно, огороженными площадками -- рефюжами. В России рефюжи применяются редко, чаще всего остановки физически не выделяются, пассажиры ждут трамвая на тротуаре и при входе/выходе из трамвая пересекают проезжую часть (водители безрельсовых транспортных средств обязаны в этом случае их пропускать).

Остановки обозначаются табличкой с номерами маршрутов трамвая, иногда с расписанием движения или указанием интервалов, часто они также оборудуются павильоном для ожидания и скамейками.

Отдельным случаем являются участки трамвайных линий, прокладываемые под землёй. На таких участках устраиваются подземные станции, устроенные подобно станциям метрополитена.

В прошлом некоторые остановки (прежде всего -- на междугородных и пригородных линиях) имели небольшие вокзальные здания, аналогичные железнодорожным. По аналогии такие остановки также называли трамвайными станциями.

Особое место занимают трамвайно-пешеходные улицы, распространённые в центрах европейских городов. На данном типе улиц движение разрешается только для трамваев, велосипедистов и пешеходов. Такой тип устройства пути способствует повышению транспортной доступности центров городов, без нанесения урона экологии и без расширения транспортных пространств.

Организация движения

Разъезд трамваев в Евпатории (однопутная система). В основном для движения трамвая прокладываются два встречных пути, но встречаются и однопутные участки (например, в Екатеринбурге линия на Зелёный остров имеет однопутный участок с одним разъездом) и даже целые однопутные системы с разъездами (например, в Ногинске, Евпатории, Конотопе, Анталии) или без разъездов (в Волчанске, Черёмушках).

Конечные разворотные пункты линий трамвая бывают как в виде кольца (наиболее распространённый вариант), так и в виде треугольника (когда вагон пятится назад). В некоторых городах, например, в Будапеште используются двусторонние трамваи, способные менять направление следования в любой точке, в том числе и в тупиках линий, где производится оборот поезда по перекрестному съезду между путями. Достоинство этого способа в том, что нет необходимости строить разворотное кольцо, занимающее большую площадь, а также в том, что конечную остановку можно организовать где угодно -- это может применяться при закрытии части пути при необходимости (например, в случае какого-то строительства, требующего закрытия дороги).

Часто конечные пункты линий трамвая, выполненные в виде кольца, имеют по нескольку путей, что делает возможным обгон поездов разных маршрутов (для отправления по расписанию), отстой части вагонов в дневной межпиковый период, хранение резервных поездов (на случаи сбоев в движении и подмен), отстой неисправных поездов до эвакуации в депо, отстой поездов во время обедов бригад. Такие пути могут быть сквозными или тупиковыми. Конечные, имеющие путевое развитие, диспетчерский пункт и столовую для вожатых и кондукторов, в России называются трамвайными станциями.

Путевое хозяйство

Северный трамвайный мост в Воронеже. Он представляет собой двухэтажную трёхъярусную конструкцию. По верхнему ярусу ходили уточнить трамваи, а два нижних яруса -- правый и левый -- служат для проезда автомобилей. Длина моста 1,8 км, спроектирован специально для пуска в Воронеже скоростного трамвая

Устройство и размещение пути на трамвае выполняются исходя из требований совместимости с улицей, с пешим и автомобильным движением, высокой провозной способности и скорости сообщения, экономичности в сооружении и эксплуатации. Эти требования, вообще говоря, вступают в противоречие друг с другом, поэтому в каждом отдельном случае выбирается компромиссное решение, соответствующее местным условиям.

Размещение пути

Существует несколько основных вариантов размещения трамвайного полотна:

· Собственное полотно : трамвайная линия проходит отдельно от дороги, например, по лесу, полю, отдельному мосту или эстакаде, отдельному туннелю.

· Обособленное полотно : полотно трамвая проходит вдоль дороги, но обособленно от проезжей части.

· Совмещённое полотно : полотно не обособлено от проезжей части и может использоваться безрельсовыми транспортными средствами. Иногда полотно, физически являющееся совмещённым, считают обособленным, если на него административным порядком запрещён въезд транспорта кроме общественного. Чаще всего совмещённое полотно размещается по центру улицы, но иногда размещается и по краям, у тротуаров.

Устройство пути

В разных городах трамваи используют разную ширину колеи, чаще всего -- ту же, что и обычные железные дороги (в России -- 1520 мм, в Западной Европе -- 1435 мм). Необычны для своих стран трамвайные пути в Ростове-на-Дону -- 1435 мм, в Дрездене -- 1450 мм, в Лейпциге -- 1458 мм. Бывают и узкоколейные трамвайные линии -- 1000 мм (например, Калининграде, Пятигорске) и 1067 мм (в Таллине).

Для трамвая в разных условиях могут применяться как обычные рельсы электрически железнодорожного типа, так и специальные трамвайные (желобчатые), с жёлобом и губкой, позволяющие утопить рельс в мостовой. В России трамвайные рельсы производятся из более мягкой стали, чтобы можно было изготавливать из них кривые мемньшего радиуса, чем на железной дороге.

Со времени появления трамвая и по сей день на трамвае применяется классическая шпальная технология укладки пути, схожая с укладкой пути на электрической железной дороге. Минимальные технические требования к устройству и содержанию пути менее строги, чем на железной дороге. Это вызвано меньшей массой поездов и нагрузкой на ось. Обычно для укладки трамвайного пути применяются деревянные шпалы. Для уменьшения шума, рельсы на стыках часто сваривают электрически. Существуют также современные способы устройства пути, позволяющие снизить шумность и вибрации, исключить разрушающее воздействие на прилегающую часть мостовой, но их стоимость значительно выше.

Существует проблема волнообразного продольного износа трамвайных рельсов, причины возникновения которого однозначно не установлены. При сильном волнообразном износе движущийся по пути вагон сильно трясёт, он производит грохот, в нём некомфортно находиться. Развитие волнообразного износа пресекается регулярной шлифовкой рельсов. К сожалению, во многих трамвайных хозяйствах России эта процедура не выполняется. Так, в Санкт-Петербурге рельсошлифовальные вагоны не выходят на линии уже несколько лет.

Пересечения и стрелки

Стрелки на трамвае устроены обычно проще, чем железнодорожные, и по менее строгим техническим нормам. Они не всегда оснащены запирающим устройством и часто имеют только одно перо («остряк»).

Стрелки, проходимые трамваем «по шерсти», обычно не управляются: трамвай переводит перо, накатываясь на него колесом. Стрелки, устанавливаемые на разъездах и в разворотных треугольниках, обычно пружинные: перо отжимается пружиной так, чтобы трамвай, приходящий с однопутного участка, уходил на правый (при правостороннем движении) путь разъезда; трамвай, выезжающий с разъезда, отжимает перо колесом.

Стрелки, проходимые трамваем «против шерсти», требуют управления. Изначально стрелки управлялись вручную: на линиях с малой нагрузкой -- вожатыми, на напряжённых -- специальными рабочими-стрелочниками. На некоторых перекрёстках создавались центральные стрелочные посты, где переводом всех стрелок перекрёстка мог заниматься один оператор при помощи механических тяг или электрических цепей. На современном российском трамвае преобладают автоматические стрелки, управляемые электрическим током. Нормальное положение такой стрелки обычно соответствует повороту направо. На контактной подвеске на подходе к стрелке установлен так называемый сериесный контакт (жаргонное название -- «лира», "салазки"). При замыкании цепи «соленоид--контакт--двигатель--рельс» включённым двигателем (или специальным шунтом) соленоид переводит стрелку для поворота налево; при проходе контакта накатом цепь не замыкается и стрелка остаётся в нормальном положении. После прохождения стрелки по левой ветке, трамвай токосъёмником замыкает установленный на контактной подвеске шунт, и соленоид переводит стрелку в нормальное положение.

Проход стрелки или крестовины трамваем требует заметного снижения скорости, вплоть до 1 км/ч (регулируется правилами трамвайных хозяйств). В настоящее время всё большее распространение получают радиоуправляемые стрелки и иные конструкции стрелок, не накладывающие ограничений на режим движения на подъезде к стрелке. 16

Там, где поочерёдное движение трамваев устраивается для преодоления узостей на небольшом протяжении (например, при проезде по узкому и короткому мосту, под аркой или путепроводом, на участке сужения улицы исторического центра города), вместо стрелок могут применяться сплетения путей. Кроме того, иногда сплетения путей устраивают на подъезде к перекрёсткам, где расходятся несколько направлений: противошёрстная стрелка устанавливается «заблаговременно», на выезде с ближайшей остановки, где скорость движения низка сама по себе, и, таким образом, можно избежать специального снижения скорости при прохождении стрелки на самом перекрёстке.

Гейты

Гейты (от англ. gate: ворота) -- места соединения трамвайной и железнодорожной сетей (cам термин «гейт» не является официальным, однако используется весьма широко). Гейты используются в основном для того, чтобы привезённые на железнодорожных платформах трамваи выгрузить на собственно трамвайный путь (при этом железнодорожные рельсы непосредственно переходят в трамвайные). Для перестановки вагонов с платформ на рельсы используются подъёмные краны и различные варианты домкратных постов. Заметим, что для разгрузки трамвайных вагонов с железнодорожных и автомобильных платформ также могут применяться разгрузочные эстакады -- тупики, на которых трамвайный путь поднят относительно железнодорожного пути (или дорожного покрытия) на погрузочную высоту платформы (при этом рельсы на платформе совмещаются с трамвайными рельсами на эстакаде, и вагон своим ходом или на буксире съезжает с платформы).

В системах «трамвай-поезд» (см. ниже) гейты используются для выхода трамваев на железнодорожную сеть. В некоторых трамвайных хозяйствах есть возможность выхода вагонов железной дороги на трамвайную сеть, например, во времена СССР в Харькове целые составы транспортировались на расположенную возле гейта кондитерскую фабрику по участку трамвайной линии.

В Киеве, до постройки собственного гейта, метрополитен пользовался трамвайно-железнодорожным гейтом и трамвайными путями для перегона метровагонов в депо Днепр.

Электроснабжение

В ранний период развития электрического трамвая электрические сети общего пользования еще не имели достаточного развития, поэтому почти каждое новое трамвайное хозяйство включало в себя собственную центральную электростанцию. Сейчас трамвайные хозяйства получают электроэнергию от электрических сетей общего назначения. Так как трамвай питается постоянным током сравнительно невысокого напряжения, передавать его на большие расстояния слишком затратно. Поэтому вдоль линий размещаются тягово-понижающие подстанции, которые получают из сетей переменный ток высокого напряжения и преобразуют его выпрямителем в постоянный ток, пригодный к подаче в контактную сеть.

Номинальное напряжение на выходе тяговой подстанции -- 600 В, номинальным напряжением на токоприёмнике подвижного состава считается 550 В. В некоторых городах мира принято напряжение 825 В (на территории стран бывшего СССР такое напряжение использовалось только для вагонов метро).

В городах, где трамвай сосуществует с троллейбусом, эти виды транспорта, как правило, имеют общее энергохозяйство.

Воздушная контактная сеть

Трамвай питается постоянным электрическим током через расположенный на крыше вагона токоприёмник -- обычно это пантограф, однако в некоторых хозяйствах используются бугельные токоприёмники («дуги») и штанги или полупантографы. Исторически в Европе чаще встречались бугели, а в Северной Америке и Австралии -- штанги (о причинах см. раздел «История«). Подвеска контактного провода на трамвае обычно устроена проще, чем на железной дороге.

При использовании штанг требуется устройство воздушных стрелок, подобных троллейбусным. В некоторых городах, где применяется штанговый токосъём (например, Сан-Франциско), на участках совместного пролегания трамвайных и троллейбусных линий один из контактных проводов используется одновременно и трамваем, и троллейбусом.

Существуют специальные конструкции для пересечения воздушных контактных сетей трамвая и троллейбуса. Пересечение трамвайных линий с электрифицированными железными дорогами не допускается из-за разных напряжений и высоты подвески контактных сетей.

Обычно для отвода обратного тягового тока используются рельсовые цепи. В случае плохого состояния пути обратный тяговый ток уходит через землю. («Блуждающие токи» ускоряют коррозию металлических подземных конструкций водопровода и канализации, телефонных сетей, арматуры фундаментов зданий, металлических и армированных конструкций мостов.)

Для преодоления этого недостатка в некоторых городах (например, в Гаване) использовалась система токосъёма при помощи двух штанг (как на троллейбусе) (собственно это превращает трамвай в рельсовый троллейбус).

Контактные рельсы

На самых первых трамваях использовался третий, контактный рельс, однако от него вскоре отказались: при дожде нередко возникали короткие замыкания. Контакт между третьим рельсом и ползуном-токосъёмником нарушался из-за упавших листьев и прочей грязи. Наконец, такая система была небезопасна при напряжении выше 100--150 В (очень скоро выяснилось, что такое напряжение было недостаточным).

Иногда, прежде всего из эстетических соображений, использовался улучшенный вариант системы с контактными рельсами. В такой системе два контактных рельса (обычные рельсы уже не использовались как часть электрической сети) располагались в специальном жёлобе между ходовыми рельсами, что исключало опасность электрошока для пешеходов (таким образом трамвай уже получется "рельсовым троллейбусом" с нижнем токосьемом). В США контактные рельсы располагались на глубине 45 см от уровня улицы и в 30 см друг от друга. Системы с углублёнными контактными рельсами существовали в Вашингтоне, Лондоне, Нью-Йорке (только на Манхэттене) и Париже. Однако из-за дороговизны прокладки контактных рельсов во всех городах, за исключением Вашингтона и Парижа, применялись гибридная система токосъёма -- в центре города использовался третий рельс, а за его пределами -- контактная сеть.

Хотя классические системы с питанием от контактного рельса (пары контактных рельсов) нигде не сохранились, к подобным системам и сейчас проявляют интерес. Так, при строительстве трамвая в Бордо (открыт в 2003 году) был создан современный, безопасный вариант системы. В историческом центре города трамвай получает электроэнергию от расположенного на уровне улицы третьего рельса. Третий рельс разделён на восьмиметровые секции, изолированные друг от друга. Благодаря электронике под напряжением находится только та секция третьего рельса, над которой в данный момент проезжает трамвай. Однако в ходе эксплуатации у этой системы выявилось много недостатков, прежде всего связанных с действием дождевой воды. В связи с этими проблемами на одном из участков длиной в километр третий рельс заменили контактной сетью (общая протяжённость трамвайной сети Бордо -- 21,3 км, из них 12 км с третьим рельсом). К тому же, система оказалась весьма дорогостоящей. Строительство километра трамвайной линии с третьим рельсом стоит примерно в три раза дороже километра с обычной воздушной контактной линией.

Конструкция трамвайного вагона

Трамвай представляет собой самоходный вагон типа железнодорожного, приспособленный для городских условий (например, крутых поворотов, малого габарита и т. д.). Трамвай может следовать как по выделенной полосе движения, так и по путям, уложенным на улицах. Поэтому трамваи оборудуются сигналами поворота, тормозными огнями и другими средствами сигнализации, характерными для автомобильного транспорта.

Кузов современных трамвайных вагонов представляет собой, как правило, цельнометалличесскую конструкцию, и состоит из рамы, каркаса, крыши, внешней и внутреней обшивок, пола, дверей. В плане кузов обычно имеет суженную к концам форму, что обеспечивает свободное прохождение вагоном кривых. Элементы кузова соединяются между собой путём сварки, клёпки, а также винтовым и клеевым способом. 17:16. В трамваях ранних конструкций широко использовалась древесина, как в элементах каркаса, так и в элементах отделки. В последнее время в отделке широко используется пластик.

Большинство трамвайных вагонов настоящее время имеет двухосные поворотные тележки, применение которых обусловлено необходимостью плавного вписывания вагона в кривые и обеспечения спокойного хода на прямых участках при значительных скоростях движения. Поворот тележек осуществляется с помощью пятника, установленного на шкворневых балках кузова и тележки. По конструкции несущей части тележки подразделяются на рамные и мостовые; в настоящее время применяются главным образом вторые. Расстояние между осями колёсных пар в тележке (база тележки) обычно составляет 1900--1940 мм. 17:39.

Колёсные пары воспринимают и передают нагрузку от веса вагона и пассажиров, при движении осуществляют контакт с рельсами, направляют движение вагона. Каждая колёсная пара состоит из оси и напрессованных на неё двух колёс. По конструкции колёсного центра различают колёсные пары с жёсткими и подрезиненными колёсами; пассажирские вагоны с целью уменьшения шума при движении оборудуются колёсными парами с подрезиненными колёсами. 17:44

Электрооборудование

Двигатели трамвая -- чаще всего тяговые двигатели постоянного тока. В последнее время появилась электроника, позволяющая преобразовывать постоянный ток, которым питается трамвай, в переменный, что позволяет использовать двигатели переменного тока 18 . От двигателей постоянного тока они выгодно отличаются тем, что практически не требуют технического ухода и ремонта (асинхронные двигатели переменного тока не имеют быстроизнашивающихся подводящих ток щёток, а также прочих трущихся деталей).

Для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя к оси колёсной пары на трамвайных вагнонах используется карданно-редукторная передача (механический редуктор и карданный вал). 17:51

Система управления двигателем

Устройство регулирования тока через ТЭД называется системой управления. Системы управления (СУ) подразделяются на следующие виды:

· В простейшем случае регулировка тока через двигатель осуществляется с помощью мощных сопротивлений, которые подключают последовательно с двигателем дискретно. Такая система управления бывает трёх типов:

o Непосредственная система управления (НСУ) -- исторически первый вид СУ на трамваях. Водитель посредством рычага, соединённого с контактами, непосредственно коммутирует сопротивление в электрических цепях ротора и обмоток ТД.

o Косвенная неавтоматическая реостатно-контакторная система управления -- в этой системе водитель с помощью педали или рычага контроллера осуществлял коммутацию низковольтных электрических сигналов, которыми управлялись высоковольтные контакторы.

o Косвенная автоматическая РКСУ -- в ней замыканием и размыканием контакторов управляет специальный серводвигатель. Динамика разгона и торможения определяется заранее заданной временной последовательностью в конструкции РКСУ. Узел коммутации силовой цепи в сборе с устройством-посредником иначе называется контроллером.

· Тиристорно-импульсная система управления (ТИСУ) -- СУ на базе сильноточных тиристоров, в которой необходимый по величине ток создаётся не коммутацией сопротивлений в цепи двигателя, а посредством формирования временной последовательности токовых импульсов заданной частоты и скважности. Изменяя эти параметры, можно изменять средний протекающий через ТЭД ток, а следовательно и управлять его вращающим моментом. Преимуществом перед РКСУ является больший коэффициент полезного действия, так как в ней сведены к минимуму тепловые потери в пусковых сопротивлениях силовой цепи, но торможение эта СУ обеспечивает, как правило, только электродинамическое.

· Электронная система управления (транзисторная СУ) асинхронным ТЭД. Одно из самых экономичных по расходу электроэнергии и современных решений, но достаточно дорогостоящее и в ряде случаев довольно капризное (напр., неустойчиво к внешним воздействиям). Активное применение в таких системах управляющих программируемых микроконтроллеров создаёт опасность воздействия программных ошибок на функционирование всей системы в целом.

· На трамвайных вагонах обычно устанавливаются компрессоры поршневого типа. 17:105 От сжатого воздуха могут приводиться в действие приводы дверей, тормоза и некоторые другие вспомогательные механизмы. Так как трамвайный всегда обеспечен электроэнергией в достаточно большом количестве, возможен также отказ от пневматических приводов с заменой их на электрические. Это позволяет упростить техническое обслуживание трамвая, но при этом стоимость самого вагона возрастает. По такой схеме собраны все вагоны производства УКВЗ, начиная с КТМ-5, Татры Т3 и более современные Татры, все вагоны ПТМЗ, начиная с ЛМ-99КЭ, все вагоны производства уралтрансмаша.

Эволюция компоновки трамвая

Трамваи первого поколения (до 1930-х годов) обычно имели только две оси. У самых первых трамваев (рубеж XIX--XX веков) были открытые площадки спереди и сзади (иногда называемые «балконами») такая компоновка была унаследована у вагона конки и представляла собой пример инерции мышления -- если передняя площадка конки должна была быть открытой (чтобы кучер мог управлять лошадьми), то открытые площадки на трамвае были анахронизмом. Большинство двухосников этого периода имели деревянный корпус (хотя рама трамвая, естественно, была металлической), и всё же к двадцатым годам всё чаще стали использовать металл. Эпоха двухосников в основном закончилась после Второй мировой войны, хотя в некоторых городах мира такие трамваи можно увидеть и поныне (например, в Лиссабоне).

Трамваи с двухосными тележками и сочленённые трамваи

В 1920--1930-х годах на смену двухосным трамваям пришёл новый тип трамвая -- трамвай с двухосными тележками. Трамвай опирался на две тележки, каждая из которых имела по две оси. С конца двадцатых годов трамваи стали строить преимущественно цельнометаллическими, а после Второй мировой войны производство деревянных трамваев было прекращено вовсе. Кроме одновагонных трамваев, появились сочленённые трамваи (трамваи с «гармошкой»). Трамваи на тележках, как одинарные так и сочленённые, до сих пор остаются самыми распространёнными типами трамваев. См. также PCC

Низкопольные трамваи

К третьему поколению трамваев относят так называемые низкопольные трамваи. Как и следует из названия, их отличительной особенностью является малая высота пола. Для достижения этой цели всё электрооборудование выносится на крышу трамвая (на «классических» трамваях электрооборудование может быть расположено под полом). Преимущества низкопольного трамвая -- удобство для инвалидов, пожилых, пассажиров с детскими колясками, более быстрая посадка и высадка.

Разные конструкции трамваев. Чёрными кружками обозначены приводные колёсные пары (с мотором), белыми -- бесприводные.

Низкопольные трамваи как правило являются сочленёнными, так как колёсные арки сильно ограничивают пространство для поворота осей, а это приводит к необходимости «набирать» вагон из коротких опорных и немного более длинных навесных секций. Использующиеся в Бельгии трамваи HermeLijn, например, состоят из пяти секций, соединённых «гармошками». Однако пол низок не на всём протяжении такого трамвая: над тележками приходится делать повышение пола. В наиболее прогрессивных конструкциях трамваев (например, в работающих в Хельсинки трамваях Вариотрам) решают и эту проблему путём отказа от тележек и колёсных пар вообще.

Подобные документы

Характеристика деятельности муниципального унитарного предприятия "Горэлектротранс". Схема трамвайного маршрута. Проектирование транспортной сети, характеристика подвижного состава. Расписание движения трамваев. Диспетчерское руководство перевозками.

дипломная работа , добавлен 25.11.2013


Развитие трамвайного транспорта в России. География размещения производства трамваев. Проблемы трамвайного транспорта и пути их решения. Развитие трамвайного транспорта в городе Салавате. Противоречие между значимостью транспорта и уровнем его развития.

курсовая работа , добавлен 04.08.2010


Городской транспорт. Конный транспорт: извозчики, экипажи. Транспорт на механической тяге - паровики. Транспорт на электротяге: трамвай, троллейбус. Автомобильный транспорт: автобус, такси. Подземный транспорт - метрополитен. Значение транспорта.

реферат , добавлен 24.02.2008


История трамвая как вида общественного транспорта. Внешний вид трамвая с точки зрения дизайна. Конструкция и материально-техническое решение маршрутно-прогулочного трамвая. Художественная концепция трамвая как динамичного элемента городской среды.

курсовая работа , добавлен 27.06.2012


Городская железная дорога, вагоны которой приводились в движение лошадьми. Открытие первого электрического трамвая в Самаре. Суткевич Павел Антонович - создатель самарского трамвая. Преимущества трамвая над другими видами общественного транспорта.

реферат , добавлен 23.11.2014


Ознакомление с понятием городского транспорта; его развитие за рубежом. Метрополитен, трамвай, троллейбус, автобус, такси как основные виды пассажирского транспорта. Поиск более совершенных решений в части организации движения. Примеры решения задач.

контрольная работа , добавлен 09.05.2014


Выполнение расчетов по оценке параметров транспортной сети, размещенной на территории региона или государства. Критерии интеграции вида транспорта в транспортную сеть региона. Грузовые и пассажирские перевозки. Оценка степени использования транспорта.

курсовая работа , добавлен 05.11.2012


Грузовые перевозки: смешанные и интермодальные типы. Основные принципы функционирования интермодальной системы. Распределение между видами транспорта. Грузопотоки и их характеристика. Качество транспортного обслуживания грузовладельцев автопарка.

реферат , добавлен 30.11.2010


Характеристика перевозимого груза. Способы погрузки и разгрузки. Выбор подвижного состава для перевозки грузов. Составление договоров на перевозку грузов по всем маршрутам. Учет рабочего времени водителей. Составление графика движения автомобилей.

курсовая работа , добавлен 19.12.2015


Появление паровой машины и принцип ее работы. Строительство рельсового пути в 1775 году для перевозки породы на рудниках Алтая. Создание первого рельсового паровоза Ричардом Тревитиком. Преимущества железной дороги над остальными видами транспорта.

43 44 45 46 47 48 49 ..

Принципиальная электрическая схема силовых цепей трамвайного вагона ЛМ-68

Агрегаты и элементы оборудования силовых цепей. В силовые цепи (рис. 86, см. рис. 67) входят: токоприемник Т, радиореактор РР, автоматический выключатель АВ-1, грозораз-рядник РВ, линейные индивидуальные контакторы ЛK1- ЛК4, комплекты пуско-тормозных реостатов, шунтирующих резисторов, четыре тяговых электродвигателя 1-4. катушки последовательного возбуждения СИ-С21, С12-С22, С13^ С23 и С14-С24 и независимого возбуждения Ш11-Ш21, 11112-Ш22, Ш13-Ш23, Ш14-Ш24 (начало обмоток катушек последовательного возбуждения двигателя 1 обозначено СИ, конец - С21, двигателя 2 - соответственно С12 и С22 и т. д.; начало обмоток катушек независимого возбуждения двигателя 1 обозначено Ш11, конец - Ш21 и т. д.); групповой реостатный контроллер с кулачковыми элементами РК1-РК22, из которых восемь (РК1-РК8) служат, для выведения ступеней пусковых реостатов, восемь (РК9-РК16) для выведения ступеней тормозных реостатов и шесть (РК17-РК22)

Рис. 86. Схема прохождения тока в силовой цепи в тяговом режиме на 1-й позиция реостатного контроллера

Работа силовых цепей в тяговом режиме . Схема предусматривает одноступенчатый пуск четырех тяговых электродвигателей. На ходовом режиме двигатели соединены постоянно в 2 группы последовательно. Группы двигателей между собой соединены параллельно. В тормозном режиме каждая группа двигателей замыкается на свои реостаты. Последнее исключает возникновение уравнительных токов при отклонениях в характеристиках двигателей и боксовании колесных пар. Независимая обмотка возбуждения при этом получает питание от контактной сети через стабилизирующие резисторы Ш23-С11 и Ш24-С12. При тормозном режиме питание

независимой обмотки от контактной сети приводит к противо-компаундной характеристике двигателя,

В каждой группе двигателей включены для защиты от перегрузок токовые реле РП1-3 и РП2-4. Двигатели ДК-259Г имеют, как уже было сказано, низколежащую характеристику, что позволяет уже при скорости 16 км/ч полностью вывести пусковые реостаты. Последнее очень важно, так как получается экономия электроэнергии за счет уменьшения потерь в пусковых реостатах и более простая схема (одноступенчатый пуск вместо двухступенчатого). Пуск вагона ЛM-68 осуществляется постепенным выведением (уменьшением значения сопротивления) пусковых реостатов. Двигатели выходят на режим работы с полным возбуждением при обеих включенных обмотках возбуждения. Затем скорость увеличивают за счет ослабления возбуждения отключением независимых обмоток возбуждения и дальнейшего ослабления возбуждения на 27, 45 и 57% подключением резистора параллельно последовательной обмотке возбуждения.

Реостатный контроллер ЭКГ-ЗЗБ имеет 17 позиций, из них: 12 пусковых реостатных, 13-я безреостатная при полном возбуждении, 14-я ходовая с ослаблением возбуждения при отключенной независимой обмотке возбуждения и 100% возбуждения от последовательных обмоток возбуждения, 15-я с ослаблением возбуждения за счет включения резистора параллельно последовательным катушкам возбуждения до 73% основного значения, 16-я соответственно до 55% и 17-я ходовая при наибольшем ослаблении возбуждения до 43%. Для электрического торможения контроллер имеет 8 тормозных позиций.

Маневровый режим. В положении М рукоятки контроллера водителя включены (см. рис. 86) токоприемник, радиореактор, автоматический выключатель, линейные контакторы ЛК1, ЛК2, ЛК4 и Л КЗ, пусковые реостаты P2-P11 сопротивлением 3,136 Ом, тяговые электродвигатели, контактор Ш, резистор в цепи независимых обмоток возбуждения двигателей P32-P33 (84 Ом), реле напряжения PH, контакты реверсора, шунтовые и силовые контакты обоих отключа-телей групп двигателей ОМ, кулачковый элемент РК6 группового реостатного контроллера ЭКГ-ЗЗБ, силовые катушки реле ускорения и торможения РУТ, измерительные шунты амперметров А1 и А2, реле перегрузки РП1-3 и РП2-4, реле минимального тока РМТ, стабилизирующие резисторы и заземляющие устройства ЗУ.

При включении линейного контактора ЛК1 автоматически растормаживаются пневматические тормоза, вагон трогается с места и движется со скоростью 10-15 км/ч. Длительная езда на маневровом режиме не рекомендуется.

Токопрохождение в об,мотках последовательного возбужден ия. Силовой ток проходит по следующим цепям: токоприемник Т, радиореактор РР авто-матический выключатель А В-1, контакты контакторов Л КА к ЛК1, Контакт кулачкового контактора реостатного контроллера РК6, пусковые реостаты Р2-Р11, после чего разветвляется на две параллельные цепи.

Первая цепь: силовые контакты отключателя двигателей ОМ - контактор ЛК2 - реле РП1-3 - кулачковый элемент реверсора Л6-Я11 - якоря и катушки дополнительных полюсов двигателей 1 и 3 - кулачковый элемент реверсора Я23-Л7 - катушка РУТ - измерительный шунт амперметра А1 - последовательные обмотки возбуждения двигателей 1 и 3 и заземляющее устройство.

Вторая цепь: силовые контакты отключателя двигателя ОМ - реле перегрузки РЛ2-4 - кулачковый элемент реверсора Л11-Я12 - якоря и катушки дополнительных полюсов двигателей 2 и 4 - кулачковый элемент реверсора Я14- Л12 - катушка РУТ - катушка реле РМТ - измерительный шунт амперметра А2 - обмотки последовательного возбуждения двигателей 2 и 4 - индивидуальный контактор Л КЗ и заземляющее устройство.

Токопрохождение в независимых обмотках. Ток в независимых обмотках (см. рис. 86) проходит по следующим цепям: токоприемник Т - радиореактор РР

Автоматический выключатель А В-1 - предохранитель 1Л - контакт контактора Ш - резистор P32-P33, после чего разветвляется.на две параллельные цепи.

Первая цепь: шунтовые контакты отключателя двигателей ОМ - катушки независимого возбуждения двигателей 1 и 3 -. стабилизирующие резисторы Ш23---C11 - обмотки последовательного возбуждения двигателей 1 и 3 и ЗУ.

Вторая цепь: шунтовые контакты отключателя двигателей ОМ - катушки независимого возбуждения двигателей 2 и 4 - стабилизирующие резисторы Ш24-С12 - обмотки последовательного возбуждения двигателей 2 и 4 - контакт контактора Л КЗ и заземляющее устройство. В положении М ускорение поезд не получает и движется с постоянной скоростью.

Положение XI. В положении XI рукоятки контроллера водителя силовые цепи ©обираются аналогично маневровому. При этом реле РУТ имеет.наименьшую уставку (ток отпадания) около 100 А, что соответствует ускорению при пуске 0,5-0,6 м/с2 и тяговые двигатели.выводятся, на режим работы по автоматической характеристике. Пуск и езда при положении X1 осуществляются при плохом коэффициенте сцепления колесных пар вагона с рельсами. Пусковые реостаты. начинают выводиться (закорачиваться) со 2-й позиции

реостатного контроллера. Из табл. 8 видна последовательность замыкания кулачковых контакторов, реостатного контроллера и индивидуальных контакторов Ш и Р. Сопротивление пускового реостата уменьшается с 3,136 Ом на 1-й позиции контроллера до 0,06 Ом на 12-й позиции. На 13-й позиции реостат (полностью выводится и двигатели переходят на режим работы ло автоматической характеристике с.наибольшим возбуждением, создаваемым последовательными и независимыми обмотками возбуждения. На 13-й позиции включены контакторы реостатного контроллера РК4-РК8 и РК21, а также контакторы ЛK1-ЛK4, Р и Ш. Включаемый контактор Р шунтирует пусковые реостаты, своими блок-контактами выключает катушку контактора Ш и, следовательно, отключаются от контактной сети.независимые обмотки возбуждения тяговых двигателей. 14-я позиция является первой фиксированной ходовой позицией с полным возбуждением последовательных катушек. (Пусковые реостаты и независимые обмотки возбуждения тяговых электродвигателей выведены.) Эта позиция используется для движения па малых скоростях.

Положение Х2. Силовые цепи собираются аналогично положению XI. Пусковые реостаты выводятся замыканием контактов кулачковых контакторов реостатного контроллера под контролем РУТ. Ток отпадания реле увеличивается до 160 А, что соответствует ускорению при пуске 1 м/с2. После выведения пусковых реостатов, тяговые двигатели также работают на автоматической характеристике с полным возбуждением последовательных обмоток и отключенными независимыми обмотками.

Трамвай - это экипаж, приводимый в движение электрически­ми двигателями получающими энергию от контактной сети предназначенный для пассажирских и грузовых перевозок, по рельсовому пути.

Трамвайным поездом называется сформированный из трех, двух или одного трамвайного вагонов имеющий необходимые сигналы и указатели и обслуживаемые поездной бригадой.

По назначению трамваи подразделяют на пассажирские, грузовые­, специальные. Пассажирские вагоны имеют салон для раз­мещения пассажиров.

По конструкции вагоны делятся на моторные, прицепные и сочлененные.

Моторные вагоны оборудованы тяговыми двигателями преобразующими электроэнергию в механическую энергию движени­я вагона (поезда). Трамвайный поезд может быть сформирован из двух или трех моторных вагонов, работающих по системе многих единиц, управление при этом ведется из кабины головного вагона. Использование таких поездов позволяет значительно уве­личить объем перевозок пассажиров при том же,количестве поездов и водителей, сохраняя те же скорости движения, что и при приме­нении одиночных вагонов. В ряде случаев выгодно выпускать на линии вагоны по системе многих единиц только в часы «пик».

Прицепные вагоны не имеют тяговых двигателей и самосто­ятельно перемещаться не могут. Они работают в паре с мотор­ными.

Сочлененные трамвайные вагоны имеют сочлененные головную и прицепную части с общим салоном и переходным мостиком. Эти вагоны обладают большой провозной способностью.

Для городских пассажирских перевозок используются двухосные моторные вагоны чехословацкого производства - вагон Т-3 .

Основные технические данные вагона Т-3.

Длинна вагона по сцепкам- 15 104 мм

Высота вагона 3060 мм

Ширина вагона – 2 500 мм

Масса вагона – 17 т

Скорость вагона – 65 км/ч

Вместимость – 115 чел

Электрическое оборудование трамвайного вагона подразделя­ется на высоковольтное и низковольтное.

В трамвайных вагонах применяют системы непосредственного и косвенного управления.

При непосредственной системе управле­ния водитель с помощью аппарата высокого напряжения (конт­роллера) вручную включает ток, поступающий к тяговым двигате­лям. Такая система проста, но контроллеры, рассчитанные на токи тяговых двигателей, громоздки, неудобны в управлении, небез­опасны для водителя, так как работают под высоким напряжени­ем и не обеспечивают плавного пуска и торможения вагона.

При непосредственной системе управления в силовую цепь вхо­дят токоприемник, грозоразрядник, автоматический выключатель, контроллер, пусковые реостаты, тяговые двигатели.

При косвенной системе управления водитель с помощью конт­роллера управляет аппаратами, включающими тяговые двигатели. Это позволяет автоматизировать процесс пуска или торможения вагона, сделать его плавным, устранить толчки, связанные с ошибками водителя в прием ах управления. Однако эта система сложнее и требует более квалифицированной эксплуатации.

При косвен­ной системе управления силовая цепь включает токоприемник, грозоразрядник, автоматический выключатель или реле макси­мального тока, контакторы и реле, групповой реостатный контрол­лер или ускоритель, реостаты, индуктивные шунты, тяговые двигатели. Вагон имеет автоматическую систему косвенного управления.

Вагон имеет силовые цепи, цепи управления и вспомогатель­ные цепи (высоковольтные и низковольтные). Силовые цепи - это цепи тяговых двигателей. Цепи управления служат для приведения в действие аппаратов силовой цепи, тормозного оборудования и ряда вспомогательных цепей.

Схема цепи управления содержит: контроллер водителя, низковольтные обмотки аппаратов силовой цепи, различные реле, электродвигатель ускорителя, электромагниты приводов барабан­ного тормоза, электромагниты рельсовых тормозов. Источниками тока всех низковольтных цепей являются аккуму­ляторная батарея и низковольтный генератор двигатель-генера­тора.

Кабина водителя. Все аппараты уп­равления вагоном сосредоточены в кабине. На рис. 1 показано расположение аппа­ратуры в кабинах вагонов Т-3.

Рис. 1. Кабина водителя вагона Т-3:

1 - рубильник аккумуляторной батареи на задней стенке кабины, 2 - звукоусялите.1Ь. микрофон. 4 - выключатели и кнопки, 5 - сигнальные лампы. 6 - кнопка «Проезд моечной машины», 7 - воздухопровод для фронтальных стекол, 8 - амперметр, 9 – спидометр, 10-вольтметр, 11 - лампа «Напряжение сети», 12 - лампа «Максимальное реле». 13 - «Разрыв поезда», 14 - выключатель цепи управления, 15 - переключатель освещения салона, 16 - тяга заслонки вентилятора калорифера, 17 - кнопка отключения цепей отопления 18 - рукоятка песочницы. 19 - переключатель калорифера, 20 - рукоятка реверсивного переключателя, 21 - переключатель отопления салона, 22 - рычаг заслонки калорифера, 23-педаль безопасности, 24 - тормозная педаль, 25 - пусковая педаль, 26 - щиток с предохранителями, тепловым реле, реле поворота, зуммером, автоматическим выключателем калорифера, 27 - кресло водителя

Расположение электрооборудования на вагоне Т-3

На рис. 2 представлено расположение электрооборудования на вагоне Т-3

На крыше вагона расположен токоприемник (рис. 18) и грозоразрядник. Внутри вагона на­ходятся: пульт водителя, щитки с предохранителями высокого и низкого напряжения, реле и двигатели дверного механизма, контроллер с педалями - пусковой, тормозной, а также отдельно от контроллера педаль безопасности, отопительные элементы (под сидениями в салоне), тепловые реле стрелки и указателей поворота, реверсивный переключатель, контрольно-измеритель­ные приборы - амперметр, вольтметр и спидометр, выключатели, переключатели и сигнальные лампочки на пульте водителя.

1 – фары; 2 – реле цепи стрелки; 3 – реле сигнала поворота; 4 – ящик с предохранителями; 5 – дополнительный щиток с предохранителями; 6, 12 – привод дверного механизма; 7, 13 – реле дверного механизма; 8 – токоприемник; 9 – грозоразрядник; 10 – шунт амперметра; 11 – печи под сиденьями; 14 – задние сигнальные фонари; 15 – ящик рубильника аккумуляторной батареи; 16 – аккумуляторная батарея; 17 – резисторы стрелки и демпферные реостаты; 18 – электромагнитный привод барабанноготормоза; 19 – рельсовые тормоза; 20, 21 – зажимные коробки; 22 – тяговые двигатели; 23 – ускоритель; 24 – двигатель-генератор; 25 – предохранители стрелки и высоковольтных вспомогательных цепей; 26 – ящик контакторной панели №1; 27 – ящик контакторной панели №2; 28 – ящик контакторной панели №3; 29 – ящик линейного контактора; 30 – боковые сигнальные фонари; 31 – индуктивные шунты; 32 – реверсивный переключатель; 33 – калорифер; 34 – педаль безопасности; 35 – контроллер; 36 – межвагонное штепсельное соединение; 37 – пульт водителя

С наружной стороны кузова расположены: указатели сигналов поворота, габаритные световые сигналы, стоп-сигналы, фары, штепсельные контакты межвагонных соединений.

Под кузовом вагона размещены: ускоритель, двигатель-гене­ратор, пусковые демпферные реостаты и резисторы цепей стрелки, индуктивные шунты, контакторные панели: 1-я, 2-я и 3-я, ли­нейный контактор с реле максимального тока, ящик аккумулятор­ной батареи, разъединитель аккумуляторной батареи и предо­хранители низковольтной цепи (общий и двигателя ускорителя), общий и цепи стрелки (высоковольтных вспомогательных цепей).

На тележках расположены тяговые двигатели, коробки зажи­мов для подключения проводов тяговых двигателей и для подключения проводов приводов колодочных тормозов и электро­магнитов рельсовых тормозов, а также проводов сигнализации работы тормозов. Кроме того, в кабине водителя расположены разъединитель аккумуляторной батареи и предохранители, под­ключенные последовательно с предохранителями, находящимися у разъединителя аккумуляторной батареи под кузовом вагона.

На потолке салона расположено оборудование люминесцент­ного освещения салона, питающегося от напряжения контактной сети, и у дверей салона - кнопка экстренного торможения, за­крытая стеклом от случайного нажатия.

Лекционный материал для проведения занятий с учащимися учебных групп подготовки водителей трамвая.

Тема № 1. ОСНОВЫ МЕХАНИКИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Все тела в природе находятся либо в состоянии покоя, либо в состоянии движения. Тело, находящееся в состоянии покоя, само из этого состояния выйти не может.

Движением называется перемещение тела в пространстве относительно других окружающих его неподвижных тел. Движение может быть поступательным, когда тело перемещается, и вращательным, когда тело, оставаясь на месте, движется вокруг своей оси. Одни и те же тела могут иметь одновременно и поступательное и вращательное движение, наглядным примером может служить движение колесной пары трамвайного вагона.

В зависимости от скорости движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении тело движется с одинаковой скоростью в любой промежуток времени. Скорость равномерного движения вычисляется по формуле: v=s/t , где v – скорость движения;

S – путь, пройденный телом;

t – время.

При неравномерном движении скорость движения тела изменяется, она либо увеличивается, либо уменьшается. Поэтому при неравномерном движении необходимо знать среднюю скорость. Средней скоростью неравномерного движения называется такая скорость, с которой тело могло бы пройти заданное расстояние за тот же промежуток времени, двигаясь равномерно. Формула средней скорости – частное от деления величины пройденного расстояния на время, затраченное для его прохождения:

Vср. = s/t

Ускорением называется приращение скорости за каждую единицу времени. Например, если поезд за первую секунду прошел 1 м, за вторую – 2 метра, а за третью – 3 м, то это означает, что поезд имеет равномерно-ускоренное движение с ускорением, равным 1м/сек. в квадрате. Из сказанного видно, что величину ускорения можно вычислить по формуле:

а = v-vо/t (м/сек. в квадрате).

Если тело увеличивает скорость и ускорение – величина положительная, движение называется равномерно-ускоренным, а если тело уменьшает скорость и ускорение – величина отрицательная (т.е. замедление), движение называется равномерно-замедленным.

Для того, чтобы вывести тело из состояния покоя и заставить его двигаться, необходимо приложить к нему какую-либо внешнюю силу. В частности, для трогания трамвайного поезда с места необходимо иметь силу тяги.

Силой называется всякая причина, вызывающая изменения состояния покоя или движения тела. Сила – величина векторная. Это значит, что она имеет величину и направление. Водитель, управляя трамвайным вагоном, сталкивается с различными силами, действующими на вагон: это сила тяги и сила торможения, сила трения и ударные силы, сила тяжести и центробежная сила.

Силы, действующие на одно и то же тело по одной прямой в одном направлении, алгебраически складываются. Следовательно, равнодействующая будет равна алгебраической сумме всех сил.

Если же силы действуют под углом друг к другу, то равнодействующая всех сил будет равна диагонали параллелограмма.

Движение тела может продолжаться и после прекращения действия силы, вызывающей это движение. Так, трамвайный вагон после выключения тяговых электродвигателей и прекращения действия силы тяги, продолжает движение, пока под влиянием силы сопротивления движению и тормозных усилий не остановится. Такое явление называется инерцией.

Инерцией называется свойство тел сохранять состояние покоя или прямолинейного равномерного движения. Данное определение позволяет понять основной закон инерции: всякое тело стремится сохранять то состояние, в котором оно находится. Явление инерции необходимо обязательно учитывать в повседневной работе на линии:

· если водитель резко затормозит трамвайный вагон, то пассажиры в салоне будут падать вперед, так как они стремятся сохранить состояние движения, и, наоборот, при резком трогании вагона с места стоящие пассажиры могут упасть назад, так как они стремятся сохранить состояние покоя;

· при неумелом управлении трамвайным вагоном и въезде в кривую со скоростью выше допустимой, вагон может сойти с рельсов, так как он стремится сохранить прямолинейное движение;

· неправильное торможение в условиях буксового состояния пути может привести к образованию проката колесных пар;

· максимальное использование возможности двигаться в режиме выбега (по инерции) позволяет экономить электроэнергию;

· разгон трамвайного вагона перед подъемом позволит использовать силу инерции для преодоления подъема.

Но не все тела обладают одинаковой инерцией, инерция тела характеризуется его массой.

Массой тела называется то количество вещества, из которого состоит данное тело. Масса всегда пропорциональна весу тела. Численно масса тела равна отношению силы, действующей на тело к вызываемому этой силой ускорению тела:

На передвижение тела затрачивается РАБОТА, равная произведению приложенной силы на путь. Однако во внимание принимается только та сила (или составляющая силы), которая имеет направление в сторону движения:

За единицу измерения работы принимается килограммометр, т.е. работа, которую необходимо совершить для подъема груза весом в 1 кг на высоту 1 м. Для поднятия груза в 10 кг на высоту 1 м необходимо затратить такую же работу, как для подъема груза в 1 кг на высоту 10 м. В обеих случаях это 10 кгм.

В технике большое значение имеет понятие МОЩНОСТИ. МОЩНОСТЬ – это работа, совершаемая в единицу времени.

В предыдущем примере, если работа по поднятию груза в 10 кг на высоту 1 м была совершена за 5 сек, то мощность подъемной установки равна 2кгм/сек.

На практике в качестве более крупной единицы мощности принято считать 1 лошадиную силу (л.с.), при которой в одну секунду совершается работа по подъему 75 кг груза на высоту 1 метр, т.е. работа 75 кгм.

Между электрической мощностью, измеряемой в киловаттах (кВт) и мощностью, измеряемой в лошадиных силах, существуют следующие зависимости:

1 л.с. = 736 Вт. или 1 кВт. = 1,36 л.с.

Тело, способное совершать работу, обладает энергией. Работа может быть совершена за счет энергии, заключенной в теле, а также за счет энергии, подведенной к нему от постороннего источника. Если притока энергии извне нет или приток энергии меньше расхода, то количество ее уменьшается. Если к телу подводится больше энергии, чем оно расходует, то тело будет накапливать в себе энергию.

Существуют следующие виды энергии: механическая, тепловая, электрическая, химическая, лучистая (световая) и т.д. Остановимся более подробно на механической энергии.

Механическая энергия может быть в виде энергии положения (потенциальной) или энергии движения (кинетической). Поднятый камень обладает потенциальной энергией и может произвести в любой момент некоторую работу. Падающий камень, движущийся трамвайный вагон обладают кинетической энергией, т.е. энергией движения. Кинетическая и потенциальная энергия могут свободно превращаться одна в другую.

Кинетическая энергия прямо пропорциональна массе (весу) движущегося тела и квадрату скорости. Поэтому если скорость движения тела увеличивается в 2 раза, то запас кинетической энергии увеличивается в 4 раза. Потенциальная и кинетическая энергия, как и работа, выражается в килограммометрах.

ТРЕНИЕ И СМАЗКА. Существуют силы сопротивления движению, которые действуют в направлении, противоположном движению и замедляют его. К таким силам, в частности, относится сила трения. При движении одного тела по поверхности другого, вследствие наличия на соприкасающихся поверхностях неровностей, происходит их срезание или стирание, на что и затрачивается часть движущей силы. Чем больше неровности, тем больше трение и тем больше сила, затрачиваемая на его преодоление.

В механике различают два вида трения:

· трение скольжения – например, трение тормозной колодки о барабан механического тормоза;

· трение качения – например, трение катящегося шара о поверхность, или трение колеса при движении трамвайного вагона о головку рельса. Трение качения значительно меньше, чем трение скольжения.

Трение является вредным сопротивлением, но во многих случаях оно полезно и необходимо. Если бы не было трения, то колеса трамвайного вагона вращались бы на одном месте, не приводя его в движение, так как не было бы сцепления колес с рельсами.

Для уменьшения износа от трения применяется СМАЗКА. На практике, в зависимости от смазки, приходится иметь дело с различными видами трения: сухим, полусухим, жидкостным и полужидкостным.

Сухое трение дает наибольший износ, так как при этом полностью отсутствует смазка (трение тормозных колодок о тормозной барабан механического тормоза).

Полусухое трение дает также значительный износ и возникает при неполной смазке трущихся поверхностей.

Жидкостное трение дает наименьший износ и возникает при полной смазке трущихся поверхностей.

Полужидкостное трение дает гораздо меньший износ, чет при полусухом трении. Оно возникает в том случае, когда часть смазки вытесняется и происходит соприкосновение трущихся поверхностей. На трамвайном вагоне этот вид трения встречается при недостаточной смазке зубчатых колес (шестерен) и подшипников.

Применением смазки трущихся частей решаются следующие основные задачи:

· уменьшение трения,

· охлаждение, т.е. отвод тепла и его равномерное распределение во всех деталях,

· уменьшение шумности,

· защита трущихся деталей от коррозии и увеличение срока их службы.

Очень важным моментом является правильный выбор смазочных материалов. Наиболее широкое распространение на трамвайных вагонах получили жидкие минеральные масла и густые консистентные смазки: ЦИАТИМ – 201, автол, нигрол, масло компрессорное, солидол, и др.

Сопротивление движению поезда – это сумма всех внешних сил, а точнее – сумма проекций всех внешних сил на направление движения, действующих против движения поезда. В режиме тяги оно преодолевается силой тяги, создаваемой тяговыми электродвигателями. В режиме торможения сопротивление движению трамвайного поезда складывается с тормозным усилием.

Сопротивление движению поезда делится на ОСНОВНОЕ и ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ. К основному сопротивлению относятся все виды сопротивлений движению поезда, которые возникают на прямом горизонтальном участке пути при движении. К дополнительному сопротивлению относятся все сопротивления, возникающие при преодолении поездом подъема и при прохождении кривых участков пути.

ОСНОВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ складывается из:

· сопротивления пути, вызванного трением качения колес о рельсы и трением реборд о рельсы,

· сопротивления от упругой посадки путей,

· сопротивления от ударов на стыках и неровностях пути,

· внутреннего сопротивления самого подвижного состава, определяемого трением в подшипниках и передаточных механизмах,

· сопротивления от возможных неисправностей на подвижном составе (сильное обжатие тормозных колодок, заедания в осевых подшипниках и т.д.),

· сопротивления воздуха при движении вагона.

Удельным сопротивлением движению называется величина сопротивления, приходящаяся на одну тонну веса поезда. Для одиночного вагона основное удельное сопротивление движению рассчитывается по формуле:

w = 4,3 + 0,0036, умноженное на квадрат скорости вагона.

Удельное сопротивление от уклона в кг/т. равно величине уклона, выраженной в тысячных дистанции. Например, если величина уклона I = + 0,008, то удельное сопротивление будет равно 8 кг/т. Величина удельного сопротивления от кривой рассчитывается по формуле 425/R кривой.

Движение поезда на линии характеризуется тремя основными режимами: тяги, выбега и торможения.

В режиме тяги тяговые электродвигатели трамвайного вагона получают питание от контактной сети и преобразуют электрическую энергию в механическую работу, которая затрачивается на ускорение движения вагона (при повышении его скорости), на преодоление сопротивления движению, на преодоление подъемов, на вписывание в кривые, а также на преодоление силы трения.

В режиме выбега тяговые электродвигатели выключены, скорость движения поезда уменьшается (за исключением движения на спуске, где скорость будет увеличиваться) в связи с тем, что кинетическая энергия поезда затрачивается на преодоление сопротивления движению.

В режиме торможения скорость движения уменьшается при необходимости до нуля за счет применения тормозных средств, создающих усилия, противодействующие движению поезда.

Общие сведения о тележке.

Тележки трамвайного вагона предназначены:

· Для восприятия вертикальных нагрузок от массы кузова и пассажиров и передачи их колесным парам;

· Для распределения нагрузки между осями колесных пар;

· Для восприятия горизонтальной нагрузки, возникающей при движении и передачи ее от кузова на оси колесных пар;

· Для передачи кузову силы тяги и торможения;

· Для направления осей колесных пар и обеспечения вписывания вагона в кривые участки пути.

Вагон «ЛМ-68М» оборудован двумя поворотными двухосными тележками мостового типа с условной рамой. Применение их обеспечивает спокойное движение и плавное вписывание вагона в кривые. При движении вагона разворот тележек относительно кузова до 15 градусов осуществляется при помощи пятника, установленного на шкворневой балке центрального рессорного подвешивания.

Основные параметры тележки:

· Колея - 1524 мм.

· Диаметр новых колес по кругу катания - 700 мм.

· Расстояние между внутренними гранями бандажей колесных пар - 1474 мм (плюс – минус 2 мм).

· Максимальный продольный габарит – 2640 мм.

· Максимальный поперечный габарит – 2200 мм.

· Масса тележки с ТЭД – 4500 кг.

Рама тележки.

Тележка трамвайного вагона по своей конструкции не имеет ярко выраженной рамы. Условную раму тележки образуют две продольные балки с приваренными к ним по концам лапами, которые опираются на шейки длинного и короткого кожухов редуктора в местах расположения осевых подшипников. Между лапами и шейками кожухов редуктора проложена ребристая резиновая прокладка, которая обеспечивает упругую связь с колесной парой и компенсирует диагональную деформацию условной рамы при вписывании тележки в кривые. Резиновая прокладка устраняет также шум и вибрацию.

Продольная балка тележки представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения, изготовленную из стали толщиной 12 мм. По концам балки вварены стальные литые лапы. В лапах имеются выступы прямоугольной формы, в которые входят выступы (клыки) кожуха редуктора с ввернутыми в них пресс-масленками для смазки сферических подшипников. К балке приваривают кронштейн для установки резиновых буферов ЦРП и подвески двигателей, кронштейны для установки резиновых армированных буферов и подвески ТЭД, опорную скобу для установки амортизатора подвески двигателя, упор рельсового тормоза, кронштейн реактивного упора, кронштейны подвески рельсового тормоза и кронштейн шарнирной тяги.

На тележке смонтированы:

· Две колесные пары с подрезиненными колесами;

· Четыре надколесных кожуха;

· Четыре песочных направителя;

· Два двухступенчатых редуктора;

· Два тяговых электродвигателя;

· Две моторноподвесные балки;

· Два карданных вала;

· Два реактивных упора;

· Четыре заземляющих устройства моторов (ЗУМ), по два на каждом редукторе;

· Два центральных барабанных тормоза;

· Два башмака рельсового тормоза (БРТ);

· Центральное рессорное подвешивание;

· Две шарнирные тяги (серьги).

Осевые буксы.

Буксы предназначены для передачи веса кузова, условной рамы тележки вместе с частью веса тяговых электродвигателей на оси колесных пар и для передачи тягового и тормозного усилия от колесной пары на тележку трамвайного вагона.

В зависимости от конструкции тележки ось колесной пары имеет шейки для буксового узла либо снаружи колесной пары (при наружных осевых буксах), либо внутри (при внутренних буксах). Во втором случае по концам оси напрессованы ступицы колес. Современные мостовые тележки имеют внутренние буксовые узлы.

Тема: РЕССОРЫ И АМОРТИЗАТОРЫ.

Рессоры и амортизаторы предназначены для:

· Ослабления динамических ударов и толчков, возникающих при движении подвижного состава по рельсовому пути и передаваемых на его тележки и кузов,

· создания максимальной плавности хода и гашения колебаний кузова, в том числе колебаний звуковой частоты при движении вагона,

· уменьшения износа частей и деталей подвижного состава и трамвайных путей.

На подвижном составе в зависимости от типа вагона применяются:

1. листовые эллиптические многорядные рессоры;

2. винтовые цилиндрические (пружинные) рессоры.

Работа листовых эллиптических многорядных рессор основана на принципе гашения ударов за счёт трения листов рессоры друг о друга.

Винтовые цилиндрические (пружинные) рессоры аккумулируют энергию ударов при сжатии.

На современном как пассажирском, так и специальном подвижном составе применяются только винтовые цилиндрические (пружинные) рессоры в таких элементах механического оборудования как:

1. центральное рессорное подвешивание (ЦРП );

2. подвеска моторно-подвесной балки (МПБ );

3. подвеска башмаков рельсового тормоза (БРТ ).

Неисправности: излом, износ, трещины.

Амортизаторы

На подвижном составе трамвая применяются следующие типы амортизаторов:

· резиновые;

· гидравлические;

Резиновые амортизаторы различных форм применяются в следующих элементах:

· кольцевые конические в ЦРП;

· резиновые упоры между шкворневой балкой ЦРП и кронштейнами продольных балок;

· прокладки между лапами продольных балок и кожухом редуктора;

· резиновые армированные вкладыши в колесных парах;

· бочкообразные резиновые амортизаторы в подвеске МПБ;

· в сцепных приборах;

· в реактивных упорах.

Гидравлические амортизаторы установлены на тележках вагона ЛВС-86К между шкворневой балкой ЦРП и продольной балкой тележки, работают параллельно ЦРП для предотвращения значительного бокового раскачивания вагона.

Фрикционный гаситель колебания установлен на вагонах ЛВС и ЛМ-99 дополнительно к пружинам в подвеске моторно-подвесной балки.

Неисправности: разрушение, просадка, износ.

Реактивный упор.

Реактивный упор обеспечивает горизонтальное положение горловины кожуха редуктора. Он состоит из поводка, шарнирно связанного с горловиной. Поводок упруго опирается через резиновые амортизаторы на продольную балку тележки. Реактивные упоры на тележке расположены по диагонали и установлены со стороны коротких кожухов редуктора.

Горизонтальное положение горловины достигается регулировкой. Отклонение от горизонтали допускается в пределах +/- 10 мм.

Неисправности реактивного упора:

· Излом поводка реактивного упора;

· Просадка или разрушение резиновых амартизаторов;

· Обрыв по сварке площадки продольной балки;

· Излом прилива на горловине.

Гидравлический амортизатор.

Одним из элементов связи кузова с тележкой на вагонах «ЛВС-86К» являются гидравлические амортизаторы. Они позволяют уменьшить вертикальное и боковое раскачивание вагона, что значительно улучшает его ходовые качества.

Принцип работы гидравлического амортизатора заключается в том, что в результате относительного перемещения подрессоренных и неподрессоренных частей трамвайного вагона (кузова и тележки), жидкость из одной полости амортизатора перетекает в другую через калиброванные отверстия, вследствие чего амортизатор оказывает сопротивление колебаниям. В качестве рабочей жидкости в гидравлических амортизаторах на вагоне «ЛВС-86К» используется веретенное масло. Наибольшее усилие создается при работе амортизаторов на растяжение.

Трособлочная система.

Трособлочная система состоит из стального троса диаметром 7,2 мм, натянутого под полом вагона и удерживаемого подвижными и неподвижными блоками. Трос составлен из четырех частей (отрезков), которые заканчиваются цепями (цепи к парным угловым рычагам ЦБТ) и удерживаются четырьмя блоками (три подвижных блока и один - неподвижный). Первый отрезок троса соединяет сектор ручного привода с первым подвижным блоком, второй и третий отрезки соединяют подвижные блоки, а четвертый отрезок соединяет подвижный блок с неподвижным блоком, который является мертвой точкой трособлочной системы.

Неисправности стояночного тормоза:

· износ зубьев храпового колеса;

· изломы пружин;

· износ и перетирание троса;

· соскальзывание троса с сектора или с удерживающего блока;

Песочницы.

Песочницы на трамвайном вагоне предназначены для подачи песка на рельсы в тех случаях, когда необходимо искусственно повысить коэффициент сцепления колеса с рельсами. Для посыпки песка вагоны оборудованы песочницами, в которые засыпается сухой песок, обладающий хорошими абразивными свойствами. Рабочую массу песка должны составлять зерна размером от 0,1 до 2 мм.

На вагоне «ЛМ-68М» перед первой и третьей колесными парами установлены четыре шиберные песочницы с воздушным приводом. Песочницы установлены внутри вагона на пол под пассажирскими креслами. Объем песка одной песочницы равен 13 литрам, масса сухого песка 19,5 кг.

Песочница состоит из ящика-резервуара для песка и привода песочницы. Привод песочницы включает в себя пневматический цилиндр, шток которого механически связан с шибером привода. Ящик-резервуар имеет металлический бункер, одна из стенок которого имеет отверстие, совмещенное с отверстием привода, перекрываемого шибером. Другое отверстие привода песочницы совмещено с фланцем, вмонтированным в пол. Песочный рукав наружным диаметром 58 мм, длиной 1200 мм одним концом соединяется с хвостовиком фланца, а другим заводится в направитель, укрепленный на тележке.

Сжатый воздух высокого давления, попадая в пневмоцилиндр, открывает шибер и песок самотеком по песочному рукаву попадает на рельсы. Норма подачи песка – 400 граммов за 5 сек.

Неисправности песочницы:

· отсутствие песка в бункере;

· загрязнение и заедание шибера;

· высокая влажность песка (сырой песок);

· неправильная установка песочного рукава;

Тема: СЦЕПНЫЕ ПРИБОРЫ.

Сцепные приборы на подвижном составе трамвая предназначены:

· для передачи тягового усилия от моторного вагона к прицепному при буксировке трамвайных вагонов;

· для смягчения толчков и ударов, передаваемых вагонами при замедлении хода;

· для осуществления механической связи двух или трех вагонов при эксплуатации подвижного состава по СМЕ и компенсации разности тяговых усилий.

Сцепной прибор трамвайного вагона «ЛМ-68М» рассчитан на усилие 10 тонн. На раме вагона под передней и задней площадками установлены два сцепных прибора, каждый из которых соединен с развилкой на раме вагона посредством валика и может поворачиваться вокруг него при проходе вагоном кривых участков пути. Сцепной прибор состоит из следующих элементов:

· стержень переменного цилиндрического сечения с резьбой на хвостовике;

· гайка хвостовика со шплинтом;

· буферная рамка с квадратным отверстием;

· направляющая упорная шайба, которая надета на стержень и перемещается в пазах буферной рамки;

· резиновый амортизатор;

· аварийный буфер;

· сцепка;

· штыри (3 штуки);

· съемная сцепная насадка типа «Рукопожатие»;

· съемный сцепной прибор типа «Труба».

Порядок использования сцепных приборов, проведения сцепки вагонов должен осуществляться в строгом соответствии с «Инструкцией по сцепке и буксировке трамвайных вагонов», которая изложена в приложении № 2 к «Должностной инструкции водителя трамвая Санкт-Петербурга».

Неисправности сцепных приборов:

· отсутствие шплинта у гайки хвостовика стержня;

· погнутость стержня, съемных сцепных насадок, штырей;

· износ штыря;

· развальцовка отверстия на стержне;

· разрушение резины амортизатора;

· провисание сцепного прибора;

· съемные насадки не одеваются на стержень.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА «ЛМ-68М».