Полная версия

Главная arrow Логистика arrow Организация пригородных железнодорожных перевозок

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПРИГОРОДНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕВОЗОК

Основные характеристики и конструктивные особенности подвижного состава, используемого для пригородных железнодорожных перевозок

Для пригородных железнодорожных перевозок традиционно используются как поезда моторвагонной (распределенной) тяги, состоящие из моторных (самоходных) и прицепных вагонов, так и поезда локомотивной (сосредоточенной) тяги, состоящие из локомотива и вагонов.

Наибольшее распространение на отечественных и зарубежных железных дорогах получила именно моторвагонная (распределенная) тяга. К моторвагонному подвижному составу относятся электропоезда, эксплуатируемые на электрифицированных линиях, и дизель-поезда и автомотрисы, эксплуатируемые на неэлектрифи- цированных линиях.

Наибольшая доля перевозок в пригородном сообщении осуществляется электропоездами. Электропоезда (как и дизель-поезда), благодаря распределению мощностей по длине состава, в сравнении с поездами локомотивной тяги имеют улучшенные разгонно-тормозные характеристики: благодаря синхронизации движения вагонов, расположенных в разных частях состава, удается увеличить ускорение при разгоне поезда, а также его замедление при использовании электрического торможения. Так, например, отечественные электропоезда (ЭР2Р, ЭД4М, ЭД9М и др.) имеют ускорение 0,6—0,7 м/с2, дизель-поезда РА2 — 0,6 м/с2. Поезда локомотивной тяги обычно развивают ускорение при разгоне ОД- ОД м/с2.

Локомотивная тяга используется, как правило, на малодеятельных линиях или на магистральных линиях с малыми величинами пригородных пассажиропотоков, когда содержание деповской инфраструктуры по обслуживанию специализированного моторвагонного подвижного состава становится неэффективным. Поезда локомотивной тяги состоят из вагонов с местами для сидения и пассажирских или грузовых локомотивов.

Улучшенные разгонно-тормозные характеристики моторвагонного подвижного состава позволяют сократить время на разгон- замедление, что в условиях частых остановок приводит к повышению участковой скорости, а значит — к сокращению времени нахождения пассажиров в пути.

В зависимости от того, на каких линиях эксплуатируются электропоезда, они подразделяются на электропоезда постоянного тока (ЭР2, ЭР2Р, ЭР2Т, ЭД2Т, ЭД4М), переменного тока (ЭР9Т, ЭР9Е, ЭД9Т, ЭД9М) и двухсистемные — ЭС1 («Ласточка»).

Электропоезда состоят из моторных, головных прицепных и прицепных вагонов. Соотношение моторных и прицепных вагонов в схемах формирования составляет примерно 1:1. Состав классического отечественного электропоезда может состоять из 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 вагонов. Схемы формирования электропоездов ЭД4М представлены на рис. 4.1. Возможно формирование электропоездов по принципу работы «по системе многих единиц», т.е. соединенных.

Схемы формирования электропоездов серии ЭД4М

Рис. 4.1. Схемы формирования электропоездов серии ЭД4М:

П — прицепной вагон; Г — головной вагон; М — моторный вагон

Электропоезда ЭС1 («Ласточка») состоят из 5 вагонов и также могут работать по системе многих единиц. Схема формирования электропоездов ЭС1 представлена на рис. 4.2.

Схема формирования электропоездов серии ЭС1

Рис. 4.2. Схема формирования электропоездов серии ЭС1:

П — прицепной вагон; Г — головной вагон; М — моторный вагон

Дизель-поезда также состоят из моторных и прицепных вагонов. В отличие от электропоездов, у дизель-поездов головные вагоны, как правило, одновременно являются моторными.

В 2007 г. на Торжокском машиностроительном заводе был выпушен первый дизель-электропоезд ДТ1 в 4-вагонном исполнении, который может работать как на электрической тяге, так и автономно (при следовании по неэлектрифицированной линии).

Основные характеристики эксплуатируемых в России электропоездов, автомотрис и дизель-поездов представлены в табл. 4.1 и 4.2 соответственно.

В обозначении серий электропоездов приняты следующие правила:

  • — первая буква «Э» в обозначении серий ЭР2, ЭР2Т, ЭД4М, ЭД9М расшифровывается как «электропоезд»;
  • — вторая буква указывает на завод-производитель (кроме серии ЭС1): электропоезда, произведенные на Рижском вагоностроительном заводе (в Латвии), имеют обозначения «ЭР»; электропоезда, построенные на Демиховском машиностроительном заводе, имеют обозначение «ЭД», а электропоезда производства Торжокского машиностроительного заводе — обозначения «ЭТ». Исключение составляет серия «ЭС». Буква «С» в данном случае указывает не на завод-производитель, а на то, что данный электропоезд является скоростным;
  • — цифра указывает на номер серии, причем электропоездам постоянного тока обычно присваиваются четные номера серий (ЭР2, ЭД4 и т.д.), а электропоездам переменного тока — нечетные (ЭР9, ЭД9);
  • — последняя буква в обозначении серии указывает на конструктивные особенности. Например, буква «М» в серии ЭД4М и ЭД9М указывает на то, что конструкция этих электропоездов модернизирована по отношению к базовой серии. Буква «К» в сериях «ЭД4МК» и «ЭД9МК» указывают на то, что соответствующие электропоезда являются комфортабельными, т.е. планировка их салонов позволяет использовать эти поезда на сравнительно дальние расстояния. Буква «А» в серии электропоезда ЭТ4А указывает на то, что на нем используется асинхронный электропривод. Внешний вид электропоездов основных серий показан на рис. 4.3. Компоновка размещения сидений в электропоезде ЭД9М представлена на рис. 4.4.

Характеристика электропоездов, эксплуатируемых в России

Показатель

Серия электропоезда

ЭР2

ЭР2Р,

ЭР2Т/

ЭТ2/

ЭТ2М

ЭД2ТЭД4

ЭД4М

ЭД6

ЭМ4 (городского типа)

ЭД8 (городского типа

ЭР9

ЭР9П

ЭР9Е

ЭР9Т

ЭД9Т,

ЭД9М

энз

ЭС1

«Ласточка»

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Напряжение на токоприемнике, род тока

3 кВ постоянного тока

25 кВ переменного тока, 50 Гц

  • 3 кВ постоянного тока,
  • 25 кВ; переменного тока, 50 Гц (двухсистемные)

Год начала постройки

  • 1957,
  • 1962

1982,1986, 1993, 1999

1992, 1997

  • 2001
  • (опытный

образец)

2003 (изготовлен на основе кузовов ЭР2)

(проект)

  • 1962,
  • 1989

1995

  • 1999
  • (опытный

образец)

2011

Завод-

изготовитель

РВЗ, г. Рига

РВЗ г. Рига / «ТМЗ» г. Торжок

ДМ3,

пос.

Демихово

ДМ3,

пос.

Демихово

Спец-

рсмонт

ДМ3,

пос.

Демихово

РВЗ, г. Рига

ДМ3,

пос.

Демихово

нэвз,

г. Новочеркасск

Крефельд

Страна-

изготовитель

СССР

СССР (Латвия) / Россия

Россия

Россия

Россия

Россия

СССР

(Латвия)

Россия

Россия

Германия (с 2014 г. — локализация в России)

Основная

составность

2Г+5М+

+ЗП

2Г+5М +

+ЗП

2Г+5М+

+ЗП

2Г+5М + +4П

2Г+ЗМ+ + 1П

2Г+4М+

+2П

2Г+5М+

+ЗП

2Г+5М+

+ЗП

2(2Г+2М+

+П)

2ГМ+ЗП

Продолжение табл. 4.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Длина вагона, м

19,6

19,6

21,5

21,5

19,6

21,5

19,6

21,5

21,5

25,29

Ширина вагона, м

3,52

3,52

3,52

3,52

3,52

3,52

3,52

3,52

3,52

3,48

Высота вагона, м

4,25

4,25

4,27

4,27

4,25

4,27

4,25

4,27

4,26

4,1

Длина поезда, м

201,5

201,5

220,7

242,7

122,4

176,5

201,5

220,7

220,7

126,46

Число мест: в головном вагоне

83

84

80

80

60

60

83

80

80

88

в прицепном вагоне

ПО

ПО

116

116

60

60

107

112

109

87

в моторном вагоне

107

107

116

116

60

60

107

116

116

Номинальная вместимость

2047

2058

2402

2651

1328

1770

2042

2387

2314

Удельная вместимость, пасс, на 1 мдлины поезда

10,16

10,21

10,88

10,92

10,84

10,02

10,13

10,82

10,48

Масса тары поезда, т

486

501

500

491

297

486,5

511,5

528

267

Масса тары вагона, т:

Окончание табл. 4. /

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

головного

40

43,5

44,2

38

44,2

39

41

46

53,4

моторного

54,6

57,85

57,8

55

57,8

59,5

63,1

64,3

прицепного

38,3

41,55

41

35

41

37

38

43

53,4

Часовая мощность тяговых двигателей поезда, кВт

4000

4800

4700

8000

2820

3840

3800

4400

5600

2550

Тип тягового двигателя

Коллекторный

Асинхронный

Коллекторный

Коллекторный

Асинхронный

Асинхронный

Система

управления

тяовым

электроприводом

Реостатно-контакторная

Тиристорная

Реостатноконтакторная

Контакторная

Контакторная

Тиристорная

Транзисторная

Ускорение,

м/с2

0,6

0,8

0,67

0,63

0,6

0,85

0,6

0,74

0,72

0,64

Конструкционная

скорость,

км/ч

130

130

130

130

120

130

130

130

130

160

Таблица 4.2

Характеристики автомотрис, дизель-поездов и дизель-электропоездов, эксплуатируемых в России

Характеристика

ДР1А

АЧ2+АПЧ2

ДТ1 (дизель-электропоезд)

РА2

РА1

Год начала постройки

1979

1984

2007

2006

1999

Завод-изготовитель

РВЗ (Рига)

Вагонка-

Студенка

ТМЗ,

Торжок

Мытищи,

Метровагонмаш

Страна-изготовитель

Латвия

Чехословакия

Россия

Россия

Россия

Основная состав- ность

ГМ+4П+ГМ

ГМ+4П+ГМ

Г+М+П+Г

ГМ+П+ГМ

1 вагон

Длина вагона, м**

26,01/25,58

25/25

19,6

~23

23,5

Ширина вагона, м

3,21

3,52

3,14

3,14

Высота вагона, м

4,465

4,25

4,45

3,6

Длина поезда, м

154,34

150

78,4

69,67

23,5

Число мест для сидения:

в поезде

632

626

370

222

78

в головном моторном вагоне

68

67

75

68

в прицепном вагоне

124

123

110

86

Снаряженная масса поезда, т

272

266

283

126,1

42,5

Масса тары вагона, т**

38/60

59/37

44,8*/36,5*

37

Мощность силовой установки, кВт

2x736

736

2х550/4х

х235***

2x315

315

Обозначание двигателя

М756Б

MTU Power Pack

MTU 6R183TD13H

Тип тягового двигателя

Четырехтактный 12-цилинд- ровый дизель с турбонаддувом

Ч етырехтактн ы й 6-цилиндровый дизель с турбонаддувом

Ускорение, м/с2

0,4

0,4

0,45

0,48

0,6

Конструкционная скорость, км/ч

120

120

130

100

100

  • * Снаряженная масса.
  • ** Головного/прицепного.
  • *** В числителе — мощность дизеля, в знаменателе — мощность тяговых электродвигателей.
Внешний вид электропоездов основных серий

Рис. 4.3. Внешний вид электропоездов основных серий

Компоновка размещения сидений в электропоезде ЭД4М

Рис. 4.4. Компоновка размещения сидений в электропоезде ЭД4М

В обозначениях серий автомотрис и дизель-поездов приняты следующие правила:

— буквы «ДР» в серии дизель-поезда «ДР1А» обозначает «дизель-поезд рижский»; буквы «АЧ» в обозначении автомотрис и дизель-поездов семейства АЧ — как «автомотриса чешская»; буквы «РА» в обозначении автомотрисы РА1 и дизель-поезда РА2 — как «рельсовый автобус».

Внешний вид дизель-поездов, дизель-электропоездов и автомотрис представлен на рис. 4.5.

Вагоны электропоездов включают в себя механическую часть: кузов, тележки с колесными парами, редукторные узлы, сцепное и тормозное оборудование. Сцепные приборы установлены на раме кузова. Для обеспечения большей плавности движения тележки имеют двойное рессорное подвешивание с амортизаторами для смягчения толчков. На моторных вагонах электропоездов установлено обычно по четыре тяговых электродвигателя, имеющих рамную подвеску. В отличие от электровозных, тяговые электродвигатели электропоездов имеют вентилятор, расположенный на валу якоря.

Электрическое оборудование электропоездов постоянного и переменного тока различное. В основном, электрическое оборудование электропоездов аналогично оборудованию электровозов; с це-

Внешний вид дизель-поездов, дизель-электропоездов и автомотрис

Рис. 4.5. Внешний вид дизель-поездов, дизель-электропоездов и автомотрис

лью увеличения площади для размещения пассажиров оно размещается под кузовом и частично — на крыше вагонов.

Принципы управления тяговыми электродвигателями на электропоездах те же, что и на электровозах. Электрическое оборудование электропоезда постоянного тока включает в себя тяговые электродвигатели, пусковые резисторы, реле ускорения, индуктивные шунты, вспомогательные машины.

Регулирование скорости движения на электропоездах постоянного тока производится следующими способами:

  • — последовательным выключением пусковых резисторов из цепи, осуществляемым автоматически при помощи специальных реле ускорения;
  • — перегруппировкой тяговых электродвигателей;
  • — ослаблением возбуждения тяговых электродвигателей при помощи индуктивных шунтов.

Схема размещения оборудования на моторном вагоне электропоезда ЭТ2М приведена на рис. 4.6, на прицепном вагоне — на

Расположение шкафов и подвагонного оборудования моторного вагона электропоезда ЭТ2М

Рис. 4.6. Расположение шкафов и подвагонного оборудования моторного вагона электропоезда ЭТ2М:

1 — тяговый электродвигатель; 2 — резинокордовая муфта; 3 — редуктор; 4 — тормозной цилиндр; 5 — быстройдействующий выключатель; 6 — реле давления; 7 — воздушный резервуар объемом 78 л; 8 — воздухораспределитель уел. № 292; 9 — рабочая камера воздухораспределителя; 10 — электровоздухораспределитель уел. № 305; 11 — индуктивный шунт; 12 — ящик с силовыми контакторами; 13 — блок шунтирующих резисторов; 14 — шкаф № 3; 15 — шкафы № 4 и № 5; 16 — ящик с реверсивно-тормозным переключателем; 17 — блок резисторов ослабления возбуждения; 18 — воздушный резервуар объемом 16 л; 19 — ящик с реостатным контроллером; 20 — шкаф № 2; 21 — шкаф № 1; 22 — резервуар объемом 12 л

Расположение шкафов и подвагонного оборудования прицепного вагона электропоезда ЭТ2М

Рис. 4.7. Расположение шкафов и подвагонного оборудования прицепного вагона электропоезда ЭТ2М:

1 — тормозной цилиндр; 2 — воздухораспределитель уел. № 292; 3 — рабочая камера воздухораспределителя; 4 — электровоздухораспределитель уел. № 305; 5— воздушный резервуар объемом 170 л; 6 — воздушный резервуар объемом 170 л; 7— ящик с контакторами вспомогательных цепей высокого напряжения; 8 — фильтр преобразователя; 9 — преобразователь; 10 — розетка электропитания от сети депо; 11 — воздушный резервуар объемом 170 л; 12 — влаго- маслоотделитель; 13 — шкаф № 3; 14 — шкаф № 4; 15 — фильтр компрессора; 16 — компрессор; /7—ящик для инструмента; 18 — ящик с аккумуляторной батареей; 19 — реле давления; 20 — воздушный резервуар объемом 16 л; 21 — шкаф № 2; 22 — шкаф № 1

рис. 4.7. Пусковые резисторы размещаются обычно на крыше моторного вагона (на рис. 4.6 не показаны).

Электрическое оборудование электропоездов переменного тока включает в себя тяговые электродвигатели, тяговые трансформаторы, полупроводниковые выпрямители, индуктивные шунты, вспомогательные машины.

На электропоездах переменного тока регулирование скорости производится двумя основными способами:

  • — переключением выводов на вторичной обмотке трансформатора, осуществляемым автоматически при помощи реле ускорения;
  • — ослаблением возбуждения тяговых электродвигателей.

Управление электропоездами производится при помощи контроллера из кабины машиниста. На электропоездах раздвижные входные двери управляются машинистом (помощником машиниста) при помощи сжатого воздуха. С 2012 г. в конструкцию входных дверей внесены изменения. На вновь выпускаемых электропоездах двери являются не раздвижными, а прислонно-прижимными.

На электропоездах применяется электропневматическая система торможения (как основная), а также системы пневматического и электрического торможения. В процессе электрического торможения тяговые двигатели работают как генераторы и вырабатывают электрический ток, который либо преобразуется на реостатах в тепловую энергию (реостатное торможение), либо возвращается в контактную сеть (рекуперативное торможение). Широкое распространение получила система автоматического ведения пригородного электропоезда (САВПЭ). Система САВПЭ самостоятельно осуществляет разгон, ведение и торможение электропоезда без участия машиниста, обеспечивает информирование пассажиров по внутренней связи. Фактически за машинистом остаются только функция управления автоматическими дверьми и контроля за обеспечением безопасности движения.

Для освещения салонов электропоездов в темное время суток используются люминесцентные лампы или лампы накаливания (на электропоездах более ранних годов выпуска), электрический ток к которым подается по вспомогательным цепям (напряжение однофазное 110 В). Электрический ток для вспомогательных цепей вырабатывается специальными преобразователями.

Для вентилирования воздуха в салонах электропоездов используются специальные вентиляторы и фильтры. В холодные месяцы года подаваемый в салон воздух подогревается калориферами. Кроме того, для отопления используются печки, располагаемые под сидениями (у электропоездов ранних годов выпуска) или вдоль боковых частей кузова вагона (у современных электропоездов). В печном отоплении используется такое же напряжение, как и на тяговых электродвигателях.

В ближайшие годы ожидается переход на производство и эксплуатацию электропоездов нового поколения. Принципиальным отличием от эксплуатируемых в настоящее время электропоездов станет применение асинхронного тягового электропривода вместо коллекторных двигателей постоянного тока. Одновременно будет изменена и система управления тяговыми двигателями: вместо реостатно-контакторной системы управления будет использоваться система, построенная на транзисторно-тиристорной элементной базе.

Принципиальные функциональные схемы преобразования электроэнергии на электропоездах постоянного тока и на электропоездах переменного тока представлены соответственно на рис. 4.8 и 4.9.

Принципиальная функциональная схема преобразования электроэнергии на электропоездах постоянного тока

Рис. 4.8. Принципиальная функциональная схема преобразования электроэнергии на электропоездах постоянного тока

Принципиальная функциональная схема преобразования электроэнергии на электропоездах переменного тока

Рис. 4.9. Принципиальная функциональная схема преобразования электроэнергии на электропоездах переменного тока:

ИП — импульсный преобразователь постоянного напряжения; АИН — автономный инвертор напряжения; АИТ — автономный инвертор тока; ПФ — переключатель фаз; НПЧ — непосредственный преобразователь частоты; АТД — асинхронный тяговый двигатель

Вместе с тем следует заметить, что эксплуатируемые электропоезда в недостаточной степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к пригородно-городским перевозкам в крупных узлах. Для маршрутов, отличающихся сравнительно непродолжительной дальностью поездки (до 40—45 мин) и частыми остановками необходима в целях повышения провозной способности (это наиболее актуально для участков Московского железнодорожного узла) несколько иная компоновка салона и другие технические параметры, в частности:

  • — требуется увеличить реализуемое ускорение с 0,6 м/с2 до примерно 0,9—1,2 м/с2 и повысить конструкционную скорость до 160 км/ч. Это позволит сократить время нахождения пассажиров в пути, а также с учетом реконструкции системы интервального регулирования и изменения технологии работы станций уменьшить интервал движения;
  • — новые электропоезда должны быть безтамбурными, а число входных дверей в вагоны должно быть увеличено, что позволит сократить время посадки-высадки пассажиров. Теплоизоляция в холодные периоды года будет обеспечиваться благодаря использованию технологии «тепловой завес».

Частично названным требованиям удовлетворяют электропоезда серии ЭС1.

Автомотрисы и вагоны дизель-поездов включают в себя механическую часть: кузов, тележки с колесными парами, карданные валы, сцепное оборудование и тормозное оборудование. Сцепные приборы установлены на раме кузова. В качестве первичного двигателя используется дизель. На автомотрисах АЧ2, РА1 и дизель-поездах ДР1А, РА2 применяется гидравлическая передача (вращающий момент передается от дизеля к карданному валу при помощи масляной жидкости). Гидравлическая передача включает в себя гидромуфту и гидронасос. На дизель-электропоездах ДТ1 используется электрическая передача, т.е. вал дизеля соединен с валом генератора, вырабатывающего электрический ток, который подается к тяговым электродвигателям.

Как и на электропоездах, на автомотрисах и дизель-поездах входные двери имеют автоматический привод и управляются машинистом с помощью сжатого воздуха. Также на автомотрисах и дизель- поездах имеется система вентиляции и отопления. На автомотри-

Общий вид, размещение оборудования и планировка салона

Рис. 4.10. Общий вид, размещение оборудования и планировка салона

автомотрисы РА2:

1 — блок преобразователей; 2 — блок управления автоматическим тормозом; 3 — пульты управления; 4 — рама мотрисы; 5 — пассивная тележка; 6 — резервуар; 7 — двигатель; 8 — гидропередача; 9 — карданный вал; 10 — пневморессоры; 11 — активная тележка; 12 — раздвижные двери; 13 — кабина машиниста; 14 — автосцепка; 15 — отсек отопителя; 16 — топливные баки; 17 — распределительный бак; 18 — аккумуляторный отсек; 19 — кузов; 20 — осевые редукторы; 21 — пассажирское сиденье; 22 — шкаф электроборудования

сах и дизель-поездах применяются электропневматическое и пневматическое системы торможения.

Схема размещения оборудования и компоновки салонов автомотрисы РА1 приведена на рис. 4.10.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>