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».
Трамвай
Трамва́й
городской наземный рельсовый транспорт с электрической тягой и питанием от контактной сети. Вагоны трамвая приводятся в движение тяговыми электродвигателями. Электрический ток для двигателей трамвай получает по контактному проводу через токоприёмник
, расположенный на крыше вагона. Рельсовый путь трамвая, как на железной дороге, имеет колею 1520 мм, но сами отличаются от железнодорожных наличием на головке рельса узкого жёлоба для реборды трамвайного колеса.
Слово «трамвай» происходит от имени английского инженера О’Трама (буквально: дорога Трама), построившего в 1880 г. первую в Лондоне рельсовую дорогу для электрического вагона. В России прототипом трамвая считается рельсовый экипаж Ф. А. Пироцкого, который построил и испытал его в 1890 г. Первая городская линия трамвая открыта в 1892 г. в Киеве, а к нач. 20 в. трамвайное движение было организовано в Москве, Казани, Нижнем Новгороде, Курске, Орле, Севастополе и др. В 1930-е гг. трамвай был уже во всех крупных городах мира.
Ныне трамвай, как экологически чистый вид транспорта, по-прежнему используется в России, Великобритании, Канаде, Франции, Швеции и других странах.
Энциклопедия «Техника». - М.: Росмэн
.
2006
.
Синонимы
:
Смотреть что такое "трамвай" в других словарях:
ТРАМВАЙ, трамвая, муж. (англ. tramway от tram рельс и way путь). 1. только ед. Электрическая городская железная дорога. Вагон трамвая. Проложить трамвай. Первый трамвай был построен в 80 х гг. 19 века. 2. Поезд этой железной дороги, из одного или … Толковый словарь Ушакова
трамвай
- я, м. tramway <, англ. tram вагон + way дорога. 1. Городской рельсовый транспорт с электрической тягой. БАС 1. Городская наземная электрическая железная дорога. СИС 1985. Во Франции первые уличные железные дороги с конной тягой назывались: des … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Трамвай
- Трамвай. Петербург родина отечественного трамвая. 22 августа 1880 на углу Болотной и Дегтярной улиц русский инженер Ф. А. Пироцкий продемонстрировал своё изобретение передвижение обычного вагона конки, оборудованного… … Энциклопедический справочник «Санкт-Петербург»
- (англ., от tram гладкий рельс, и way дорога,). Конно железная дорога, устроенная на обыкновенной дороге при помощи рельс. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ТРАМВАЙ городская железная дорога, бывает:… … Словарь иностранных слов русского языка
Атака, баланс, банк, батальон, бригада, бухгалтер, вагон, директор, миллион, рельсы, трамвай. Русский язык как один из самых богатых и мощных языков мира заключает в своем составе много заимствованных слов. [...] Есть особые, «странствующие… … История слов
ТРАМВАЙ, я, муж. Городская наземная электрическая железная дорога, а также её вагон или поезд. Сесть в т. (на т.). Ехать на трамвае (в трамвае). Речной трамвай пассажирское судно, совершающее рейсы в черте города, в пригород. | прил. трамвайный … Толковый словарь Ожегова
Петербург родина отечественного Т. 22 августа 1880 на углу Болотной и Дегтярной улиц русский инженер Ф. А. Пироцкий продемонстрировал своё изобретение передвижение обычного вагона конки, оборудованного электродвигателем, с помощью… … Санкт-Петербург (энциклопедия)
Электрическая карета, уличный поезд, трамвайчик, трамка, трам, трали вали Словарь русских синонимов. трамвай сущ., кол во синонимов: 17 вагон (96) … Словарь синонимов
- (англ. tramway от tram вагон и way путь), городская наземная электрическая железная дорога; вагон или несколько вагонов (чаще все моторные). Питание осуществляется постоянным током напряжением 500 700 В обычно через подвесную контактную сеть… … Большой Энциклопедический словарь
ТРАМВАЙ, пассажирский транспорт, передвигающийся по рельсам, проложенным вдоль улицы. Трамваи на конной тяге впервые появились в Нью Йорке в 1832 г. Несколько позже трамваи стали приводиться в движение паровыми локомотивами. Трамваи с… … Научно-технический энциклопедический словарь
- – вид транспорта. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
Книги
- Трамвай "Желание" . Татуированная роза. Ночь игуаны , Теннесси Уильямс. Пьесы Великого Теннесси Уильямса. Их герои - люди, утратившие волю к жизни и уходящие в эскейпистский мир своих почти безумных фантазий. Они живут на грани безумия игибели - и достаточно…
Трамвай - вид городского (в редких случаях пригородного) пассажирского (в некоторых случаях грузового) транспорта с максимальной допустимой нагрузкой на линию до 30.000 пассажиров в час, в котором вагон (состав из вагонов) приводится в движение по рельсам за счет электрической энергии.
В настоящий момент зачастую к современным трамваям применяется так же термин легкорельсовый транспорт (ЛРТ) . Трамваи возникли в конце XIX века. После расцвета, эпоха которого пришлась на период между мировыми войнами, начался упадок трамваев, однако с конца XX века наблюдается значительный рост популярности трамвая. Воронежский трамвай был торжественно открыт 16 мая 1926 года - об этом событии можно подробно прочитать в разделе История, классический трамвай был закрыт 15 апреля 2009 года.Генеральный план города предполагает восстановление трамвайного движения по всем существовавшим до последнего времени направлениям.
Устройство трамвая
Современные трамваи сильно отличаются от своих предшественников по конструкции, однако основные принципы устройства трамвая, порождающие его преимущества перед другими видами транспорта, остались неизменными. Электросхема вагона устроена приблизительно так: токосъёмник (пантограф, бугель, или штанга) - система управления тяговым двигателем - тяговые двигатели (ТЭД) - рельсы.
Система управления тяговым двигателем предназначена для изменения силы тока проходящего через ТЭД - то есть для изменения скорости. На старых вагонах применялась непосредственная система управления: в кабине находился контроллер машиниста - круглая тумба с ручкой наверху. При повороте ручки (было несколько фиксированных положений) на тяговый двигатель подавалась определённая доля силы тока из сети. При этом остальная часть превращалась в тепло. Сейчас таких вагонов не осталось. С 60-х годов начала применяться так называемая реостатно-контакторная система управления (РКСУ). Контроллер разделился на два блока и стал более сложным. Появилась возможность параллельного и последовательного включения тяговых двигателей (в итоге вагон развивает разную скорость), и промежуточные реостатные позиции - таким образом, процесс разгона стал значительно плавнее. Появилась возможность сцеплять вагоны по системе многих единиц - когда управление всеми двигателями и электрическими цепями вагонов осуществляется с одного поста машиниста. С 1970-х и по настоящее время во всём мире внедряются импульсные системы регулирования, выполненные на полупроводниковой элементной базе. На двигатель подаются с частотой несколько десятков раз в секунду импульсы тока. Это позволяет достичь очень высокой плавности хода и высокой экономии электроэнергии. Современные трамваи, оборудованные тиристорно-импульсной системой управления (такие как воронежский КТМ-5РМ или бывшие до 2003 года в Воронеже Татры-Т6В5), дополнительно экономят до 30% электроэнергии за счет ТИСУ.
Принципы торможения трамвая похожи на аналогичные в железнодорожном транспорте. На старых трамваях тормоза были пневматическими. Компрессор вырабатывал сжатый воздух, и с помощью специальной системы приспособлений его энергия прижимала тормозные колодки к колёсам - так же как на железной дороге. Сейчас пневмотормоза используются только на вагонах Петербургского трамвайно-механического завода (ПТМЗ). С 1960-х годов на трамваях применяется в основном электродинамическое торможение. Тяговые двигатели при торможении вырабатывают ток, который на реостатах (много последовательно соединённых резисторов) превращается в тепловую энергию. Для торможения на низких скоростях, когда электроторможение неэффективно (при полной остановке вагона) применяются колодочные тормоза, действующие на колёса.
Низковольтовые цепи (для освещения, сигнализации и всего такого) питаются от электромашинных преобразователей (или мотор-генераторов - того самого, что постоянно гудит на вагонах Татра-Т3 и КТМ-5) или от бесшумных полупроводниковых преобразователей (КТМ-8, Татра-Т6В5, КТМ-19 и так далее).
Управление трамваем
Примерно процесс управления выглядит так: водитель поднимает пантограф (дугу) и включает вагон, постепенно поворачивая ручку контроллера (на вагонах КТМ), или нажимает педаль (на Татрах), автоматически собирается схема на ход, на тяговые двигатели поступает всё больший и больший ток, и вагон ускоряется. По достижении требуемой скорости водитель устанавливает ручку контроллера в нулевое положение, ток выключается, и вагон движется по инерции. Причём в отличие от безрельсового транспорта, так двигаться он может довольно долго (это экономит огромное количество энергии). Для торможения контроллер устанавливается на тормозную позицию, собирается схема на торможение, ТЭДы соединяются с реостатами, и вагон начинает тормозится. При достижении скорости около 3-5 км/ч автоматически включаются механические тормоза.
В ключевых точках трамвайной сети - как правило, в районе оборотных колец или развилок - имеются диспетчерские пункты, контролирующие работу трамвайных вагонов и соответствие ее заранее составленному расписанию. За опоздания и обгоны расписания водители трамвая подвергаются штрафам - эта особенность организации движения значительно повышает предсказуемость для пассажиров. В городах с развитой трамвайной сетью, где трамвай сейчас является основным перевозчиком пассажиров (Самара, Саратов, Екатеринбург, Ижевск и другие) пассажиры, как правило, выходят на остановку с работы и на работу, заранее зная время прихода попутного вагона. За движением трамваев во всей системе следит центральный диспетчер. В случае аварий на линиях диспетчер по централизованной системе связи указывает пути объезда, что выгодно отличает трамвай от его ближайшего родственника - метрополитена.
Путевое и электрическое хозяйство
В разных городах трамваи используют разную ширину колеи, чаще всего - ту же, что и обычные железные дороги, как, например, в Воронеже - 1524 мм. Для трамвая в разных условиях могут применяться как обычные рельсы железнодорожного типа (только в отсутствие мощения), 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 меньшего радиуса, чем на железной дороге.
На смену традиционной - шпальной - укладке рельс, все чаще применяют новую, при которой рельс укладывается в специальный резиновый желоб, расположенный в монолитной бетонной плите (в России такую технологию называют чешской). Несмотря на то, что такая укладка пути обходится дороже, проложенный так рельсовый путь служит без ремонта гораздо дольше, полностью гасит вибрацию и шум от трамвайной линии, ликвидирует блуждающие токи; переезд уложенной по современной технологии линии не представляет трудности для автомобилистов. Линии по чешской технологии существуют уже сейчас в Ростове-на-Дону, Москве, Самаре, Курске, Екатеринбурге, Уфе и других городах.
Но даже без применения специальных технологий шум и вибрации от трамвайной линии могут быть сведены к минимуму за счет правильной укладки полотна и его своевременного обслуживания. Пути должны укладываться на основу из щебня, на бетонных шпалах, которые затем должны быть засыпаны щебнем, после чего линия асфальтируется или закрывается бетонной плиткой (для поглощения шума). Стыки рельсов свариваются, а сама линия по мере необходимости шлифуется с помощью рельсошлифовального вагона. Такие вагоны выпускались на Воронежском ремонтном трамвано-троллейбусном заводе (ВРТТЗ) и имеются не только в Воронеже, но и в других городах страны. Шум от уложенной таким образом линии не превышает шума от дизельного двигателя автобусов и грузовиков. Шум и вибрации от вагона, идущего по линии, уложенной по чешской технологии, меньше шума, производимого автобусами, на 10-15%.
В ранний период развития трамваев электрические сети 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-понизительные подстанции, которые получают из сетей переменный ток высокого напряжения и преобразуют его в постоянный ток, пригодный к подаче в контактную сеть. Номинальное напряжение на выходе тяговой подстанции — 600 вольт, номинальным напряжением на токоприёмнике подвижного состава считается 550 В.
Моторный высокопольный вагон Х с безмоторным прицепом М на проспекте Революции. Такие трамваи были двухосными, в отличии от четырехосных, применяемых сейчас в Воронеже.
Трамвайный вагон КТМ-5 - четырехосный высокопольный трамвайный вагон отечественного производства (УКВЗ). Трамваи этой модели запустили в серийное производство в 1969 году. С 1992 года такие трамваи не производятся.
Современный четырехосный высокопольный вагон КТМ-19 (УКВЗ). Такие трамваи составляю сейчас основу парка в Москве, их активно закупают другие города, в том числе такие вагоны есть в Ростове-на-Дону, Старом Осколе, Краснодаре...
Современный сочлененный низкопольный трамвай КТМ-30 производства УКВЗ. В ближайшие пять лет такие трамваи должны стать основой создаваемой в Москве сети скоростного трамвая.
Другие особенности организации трамвайного движения
Трамвайное движения отличает большая провозная способность линий. Трамвай - это второй по провозным возможностям транспорт после метрополитена. Так, линия традиционного трамвая способна вывезти пассажиропоток в 15.000 пассажиров в час, линия скоростного трамвая способна вывезти до 30.000 пассажиров в час, а линия метрополитена способна вывезти - до 50.000 пассажиров в час. Автобус и троллейбус в два раза уступают трамваю по провозной способности - для них она составляет всего лишь 7.000 пассажиров в час.
Трамвай, как и всякий рельсовый транспорт, обладает большей интенсивностью оборота подвижного состава (ПС). То есть требуется меньшее число вагонов трамвая, чем автобусов или троллейбусов, чтобы обслужить одинаковые пассажиропотоки. Трамвай обладает наибольшим среди средств наземного городского транспорта коэффициентом эффективности использования городской площади (отношение числа перевозимых пассажиров к площади, занимаемой на проезжей части). Трамвай может использоваться в сцепках из нескольких вагонов или в многометровых сочлененных трамвайных поездах, что позволяет перевозить массу пассажиров силами одного водителя. Это дополнительно снижает себестоимость такой перевозки.
Также следует отметить относительно большой срок службы ПС трамвая. Гарантийный срок службы вагона до капитально-восстановительного ремонта составляет 20 лет (в отличие от троллейбуса или автобуса, где время службы без КВР не превышает 8 лет), причем после проведения КВР срок службы продляется настолько же. Так, например, в Самаре имеются вагоны Татра-Т3 с 40-летней историей. Стоимость КВР вагона трамвая значительно ниже стоимости покупки нового и проводится, как правило, силами ТТУ. Это же позволяет без проблем приобретать б/у вагоны за границей (по ценам в 3-4 раза ниже стоимости нового вагона) и использовать их без проблем порядка 20 лет на линиях. Покупка б/у автобусов сопряжена с большими тратами на ремонт такой техники, и, как правило, после покупки такой автобус не может использоваться дольше 6-7 лет. Фактор значительно большей длительности службы и повышенной ремонтопригодности трамвая полностью компенсирует дороговизну приобретения нового ПС. Приведенная стоимость ПС трамвая оказывается почти на 40% ниже, чем для автобуса.
Достоинства трамвая
- Первоначальные затраты (при создании трамвайной системы) хоть и высоки, но тем не менее они ниже, чем затраты, необходимые для строительства метро, так как нет необходимости в полном обособлении линий (хотя на отдельных участках и развязках линия может проходить в туннелях и на эстакадах, но 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 пассажиропотоке более 5.000 пасс./час эксплуатация трамвая обходится дешевле эксплуатации автобуса и троллейбуса.
- В отличие от автобусов, трамваи не загрязняют воздух продуктами сгорания и резиновой пылью от трения колес об асфальт.
- В отличие от троллейбусов трамваи более электробезопасны и более экономичны.
- Трамвайная линия обосабливается естественным образом путём лишения её дорожного покрытия, что важно в условиях низкой водительской культуры. Но даже в условиях высокой водительской культуры и при наличии дорожного покрытия трамвайная линия заметна лучше, что помогает водителям держать выделенную полосу для общественного транспорта свободной.
- Трамваи хорошо вписываются в городскую среду разных городов, в том числе в среду городов со сложившимся историческим обликом. Различные системы на эстакадах, вроде монорельса и некоторых видов легкорельсового транспорта, с архитектурно-градостроительной точки зрения хорошо подходят только для современных городов.
- Низкая гибкость трамвайной сети (при условии её исправного состояния) психологически благотворно влияет на ценность недвижимости. Владельцы недвижимости исходят из того, что наличие рельсов гарантирует наличие трамвайного сообщения, как следствие, недвижимость будет обеспечена транспортом, что влечёт за собой высокую цену на неё. По данным бюро Hass-Klau & Crampton, стоимость недвижимости в районе трамвайных линий возрастает на 5-15%.
- Трамваи обеспечивают большую провозную способность, чем автобусы и троллейбусы.
- Хотя трамвайный вагон стоит намного дороже автобуса и троллейбуса, однако трамваи отличаются гораздо большим сроком службы. Если автобус редко служит дольше десяти лет, то трамвай может эксплуатироваться 30-40 лет, а при условии регулярных модернизаций даже в таком возрасте трамвай будет удовлетворять требованиям комфорта. Так, в Бельгии наряду с современными низкопольными успешно эксплуатируются трамваи PCC, выпущенные в 1971-1974 годах. Многие из них недавно прошли модернизацию.
- Трамвай может совмещать скоростные и нескорсотные участки в рамках одной системы, а также иметь возможности объезда аварийных участков, в отличие от метрополитена.
- Трамвайные вагоны можно сцеплять в поезда по системе многих единиц, что позволяет экономить на заработной плате.
- Трамвай, оборудованный ТИСУ, экономит до 30% электроэнергии, а трамвайная система, позволяющая использовать рекуперацию (возврат в сеть при торможении, когда электродвигатель работает как электрогенератор) электроэнергии, дополнительно экономит до 20% энергии.
- По статистике трамвай - это самый безопасный вид транспорта в мире.
Недостатки трамвая
- Хотя трамвайная линия в сооружении и дешевле метро, она намного дороже троллейбусной и тем более автобусной.
- Провозная способность трамваев ниже, чем у метро: 15.000 пассажиров в час у трамвая, и до 30.000 пассажиров в час в каждом направлении у легкого метро.
- Трамвайные рельсы представляют опасность для неосторожных велосипедистов и мотоциклистов.
- Неправильно припаркованный автомобиль или дорожно-транспортное происшествие 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. Трамвайная сеть отличается сравнительно низкой гибкостью (что, однако, может быть компенсировано разветвлённостью сети, допускающей объезд препятствий). Автобусную сеть очень легко изменить в случае необходимости (например, в случае ремонта улицы). При использовании дуобусов весьма гибкой становится и троллейбусная сеть. Однако этот недостаток сводится к минимуму при использовании трамвая на обособленном полотне.
- Трамвайное хозяйство требует хоть и недорогого, но постоянного обслуживания и очень чувствительно к его отсутствию. Восстановление запущенного хозяйства обходится очень дорого.
- Прокладка трамвайных линий на улицах и дорогах требует искусного размещения путей и усложняет организацию движения.
- Тормозной путь трамвая заметно больше тормозного пути автомобиля, что делает трамвай более опасным участником дорожного движения на совмещенном полотне. Однако по статистике трамвай - это самый безопасный вид общественного транспорта в мире, в то время как маршрутное такси - самый опасный.
- Вызываемые трамваем вибрации почвы могут создавать акустический дискомфорт для обитателей окрестных зданий и приводить к повреждению их фундаментов. При регулярном обслуживании пути (шлифовка для устранения волнообразного износа) и подвижного состава (обточка колёсных пар) вибрации могут быть сильно уменьшены, а при применении усовершенствованных технологий укладки путей — сведены к минимуму.
- При плохом содержании пути обратный тяговый ток может уходить в землю. «Блуждающие токи» усиливают коррозию близлежащих подземных металлических сооружений (оболочек кабелей, труб канализации и водопровода, арматуры фундаментов зданий). Однако при современной технологии укладки рельсов они сводятся к минимуму.
(Лекционный материал для подготовки по специальности «Водитель трамвая»).
Тема № 1. Свойства сжатого воздуха. Схема пневматического оборудования трамвайного вагона. Лекция – 2 часа.
Воздух, являясь смесью газов, обладает их физическими свойствами: он не имеет своей формы и объема. Воздух занимает весь объем, в котором находится.
Состояние воздуха характеризуется его объемом, давлением и температурой. Подвижной состав трамвая работает при температуре, колебаниями которой, в принципе, можно пренебречь. Поэтому, состояние сжатого воздуха, который находится в пневматической системе трамвайного вагона, можно определять только его объемом и давлением. Если уменьшить объем, занимаемый воздухом, т.е. сжать воздух в несколько раз, то давление воздуха возрастет во столько же раз.
Таким образом, чем сильнее сжат воздух, тем с большей силой он будет давить на стенки резервуара, в котором находится. Это свойство сжатого воздуха описано в знаменитом законе Бойля-Мариотта:
P1V1 = P2V2
где P1 и P2
- давление воздуха до и после сжатия; V1 и V2
- объем воздуха до и после сжатия.
Это свойство воздуха позволяет использовать его для приведения в действие различных механизмов, в том числе и на трамвайных вагонах.
Давление воздуха измеряют манометром.
Тонкая металлическая мембрана манометра под действием сжатого воздуха прогибается, при этом передаточная система поворачивает стрелку, указывающую давление. Вместо мембраны может быть использована тонкая латунная трубка.
Сжатый воздух на подвижном составе трамвая используется для приведения в действие механических тормозных систем, а также различных механических систем и приборов обслуживания, а именно: привода реверсора, дверей, песочниц, подвагонной предохранительной сетки, стеклоочистителя, пневматического привода звонка.
Использование сжатого воздуха на подвижном составе имеет свои преимущества и недостатки.
Преимуществами являются: простота конструкции аппаратов пневматической системы и легкость управления ими, простота технического обслуживания и ремонта, возможность ступенчатого регулирования процессов управления, несложность изготовления оборудования и его малая стоимость. К наиболее важному преимуществу относится также и то, что накопленный в резервуарах сжатый воздух является независимым источником энергии, который может быть использован для приведения в действие тормозной системы в случае исчезновения других видов тормозов.
Одним из существенных недостатков пневматического оборудования является его относительно низкая надежность из-за образования конденсата и замерзания его в трубопроводах и аппаратах в период эксплуатации в условиях низких температур наружного воздуха. Аппараты и приборы пневматической системы соединяют между собой трубами, а также армированными резиновыми шлангами, служащими в качестве воздуховодов. Аппараты и пневматическая система должны иметь как можно меньше отводов от трубопроводов и аппаратов и небольшое аэродинамическое сопротивление распространению волны сжатого воздуха. Поэтому трубопроводы, отводы и аппараты пневматической системы не должны иметь резких переходов в сечении, прогиба и провисания труб, утечки воздуха в местах соединений, механических частиц и пыли внутри трубопроводов и аппаратов. Пренебрежение этими требованиями при техническом обслуживании подвижного состава приводит к скоплению конденсата, утечкам воздуха, что отрицательно сказывается на эксплуатационной надежности оборудования.
Резервуары – цилиндрические, сварные, снабжены резьбовыми фланцами для подсоединения воздухопроводов, а также для подсоединения сливного крана. Резервуары высокого давления (запасные) объемом по 55 литров расположены под задней площадкой вагона, а резервуар низкого давления (рабочий) объемом 25 литров – под кабиной водителя.
По своему назначению вся пневматическая система трамвайного вагона делится на три основные магистрали:
· Напорная магистраль,
в которую входят аппараты, необходимые для получения и хранения запаса сжатого воздуха на трамвайном вагоне. Она включает в себя мотор-компрессор с воздушным фильтром, масловлагоотделитель, обратный клапан, запасные резервуары, предохранительный клапан, манометр высокого давления, электропневморегулятор давления «АК-11Б», концевой и разобщительный краны и редукционный клапан.
· Тормозная магистраль,
в которую входят аппараты, приводящие в действие тормозные устройства. К ним относятся: рабочий резервуар, электропневматические вентили выключающего типа, разобщительные краны, переключающие клапаны¸ тормозные цилиндры, кран машиниста (пневмораспределитель), АВТ.
· Вспомогательная магистраль,
в состав которой входят аппараты, приводящие в действие механизмы обслуживания кузова трамвайного вагона. К ним относятся электропневматические вентили, краны и цилиндры привода дверей, лобовой предохранительной сетки, реверсора, песочниц и стеклоочистителя.
По используемому давлению сжатого воздуха, все аппараты пневматической системы трамвайного вагона делятся на две группы:
· Аппараты высокого давления (параметры воздуха высокого давления от 4 до 6 атм.)
· Аппараты низкого давления (параметры воздуха низкого давления от 2,8 до 3,2 атм.)
Воздух низкого давления
используется в тормозной системе при работе в режиме автоматического дотормаживания механическим тормозом от пневмопривода с использованием электропневматических вентилей. В остальных системах давление воздуха высокое.
