Руководство по эксплуатации сапсан

Как управлять поездом «Сапсан»: инструкция

Ровно год назад между Москвой и Санкт-Петербургом начал курсировать электропоезд «Сапсан». Начальник участка эксплуатации пункта оборота и экипировки ЭВС «Сапсан» Артем Рудюк рассказал «TechInsider» о том, как машинист управляет высокоскоростной машиной Siemens Velaro RUS.

Высокоскоростные поезда «Сапсан» В1 и В2 Под редакцией А.В. Ширяева Рекомендовано Департаментом управления персоналом ОАО «РЖД» и Корпоративным центром развития профессионального обучения персонала ОАО «РЖД» в качестве учебного пособия для использования в образовательном процессе при профессиональной подготовке рабочих кадров ОАО «РЖД»

Москва 2013

ÓÄÊ 629.43 ÁÁÊ 39.29 Â93

Àâòîðû: ãë. 1 — Í.Þ. Áîãîìîëîâ, À.Â. Øèðÿåâ; ãë. 2 — Ì.Þ. Èçâàðèí, À.Â. Øèðÿåâ; ãë. 3 — Å.Ì. Ìèõëèí, À.Þ. Ñëèçîâ, Ä.Ì. Øåðåìåò; ãë. 4 — Å.Ì. Ìèõëèí, À.Â. Øèðÿåâ; ãë. 5 — Í.Â. Ëûñîâ, È.Â. Ðóìÿíöåâ, À.Â. Øèðÿåâ; ãë. 6 — Ê.Â. Åìåëüÿíîâ, Ä.Â. Êðóøèíñêèé, À.Ñ. Ïåãóøèí; ãë. 7 — À.Þ. Ñëèçîâ; ãë. 8 — Ñ.À. Çàáîëîòñêèé, Ñ.À. Ïîíîìàðåíêî, Ð.Í. Øèéêà; ãë. 9 — Å.Ì. Ìèõëèí, Ý.Ì. Ïèðîãîâà, Â.Ñ. Ïóòèíöåâ, À.Þ. Ñëèçîâ; ãë. 10 — Â.Â. Ãóñåâ, À.Â. Øèðÿåâ; çàêëþ÷åíèå — À.Þ. Ñëèçîâ Ð å ö å í ç å í òû: ïåðâûé çàìåñòèòåëü Äåïàðòàìåíòà òåõíè÷åñêîé ïîëèòèêè ÎÀÎ «ÐÆÄ» В.Е. Андреев; ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð Äèðåêöèè ñêîðîñòíîãî ñîîáùåíèÿ — ôèëèàëà ÎÀÎ «ÐÆÄ» Д.В. Пегов; ïðîôåññîð êàôåäðû «Ýëåêòðè÷åñêàÿ òÿãà» Ïåòåðáóðãñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà ïóòåé ñîîáùåíèÿ А.В. Плакс

Â93

Высокоскоростные поезда «Сапсан» В1 и В2: ó÷åá. ïîñîáèå / Í.Þ. Áîãîìîëîâ è äð.; ïîä ðåä. À.Â. Øèðÿåâà. — Ì.: ÎÀÎ «Ðîññèéñêèå æåëåçíûå äîðîãè», 2013. — 522 ñ. ISBN 978-5-89035-737-3

Ýêñïëóàòàöèÿ ÝÂÑ «Ñàïñàí» íà÷àëàñü â äåêàáðå 2009 ã. íà íàïðàâëåíèè Ñàíêò-Ïåòåðáóðã— Ìîñêâà, ÷òî ïîëîæèëî íà÷àëî ðàçâèòèþ âûñîêîñêîðîñòíîãî ñîîáùåíèÿ â Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè.  ó÷åáíîì ïîñîáèè ðàññìîòðåíû îáùèå ñâåäåíèÿ î ïîåçäå, åãî ýêñïëóàòàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè, ìåõàíè÷åñêàÿ è ýëåêòðè÷åñêàÿ ÷àñòü, òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ðàáîòû ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïðèáîðû ñèñòåìû áåçîïàñíîñòè, à òàêæå ñèñòåìû îáåñïå÷åíèÿ êîìôîðòà ïàññàæèðîâ. Ïðèâåäåíû ñõåìû òîðìîçíîãî è ýëåêòðè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, èëëþñòðàöèè, ïîçâîëÿþùèå èçó÷èòü óñòðîéñòâî ýëåêòðîïîåçäà. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî ðàáîòå ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ïîåçäà ñ ïîìîùüþ öèôðîàíàëîãîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ïîäñèñòåì òÿãè è òîðìîæåíèÿ. Ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ òåõíè÷åñêîãî è ýêñïëóàòàöèîííîãî ïåðñîíàëà, à òàêæå ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî â ó÷åáíûõ çàâåäåíèÿõ, îñóùåñòâëÿþùèõ ïîäãîòîâêó êàäðîâ äëÿ âûñîêîñêîðîñòíîãî ñîîáùåíèÿ.

ÓÄÊ 629.43 ÁÁÊ 39.29

ISBN 978-5-89035-737-3

 ÎÀÎ «Ðîññèéñêèå æåëåçíûå äîðîãè», 2013

Введение Развитие скоростного и высокоскоростного движения в РФ — это большое событие в сфере железнодорожного транспорта и жизни страны в целом. Оно представляет собой важный, долгосрочный, стратегический проект. Скоростное движение на участке Санкт-Петербург—Москва открылось 1 марта 1984 г., когда был запущен электропоезд ЭР200, преодолевавший расстояние между городами за 4 ч 59 мин. Начало современному высокоскоростному движению фактически было положено 17  декабря 2009 г., когда в соответствии с указанием Дирекции скоростного сообщения (ДОСС) на направлении Москва—Санкт-Петербург торжественно открылось ежедневное обращение высокоскоростного электропоезда, получившего название «Сапсан». Таким образом, Россия присоединилась к странам, уже имеющим высокоскоростное движение (Германия, Франция, Испания, Италия, Швейцария, Финляндия, Япония, Китай). Разумеется, использовать достижения этих стран в области высокоскоростного подвижного состава представляется весьма разумным решением. В процессе своего развития отечественное локомотивостроение с первых дней существования использовало зарубежный опыт. Достаточно вспомнить, что даже для первой в России железной дороги — Царскосельской — паровозы были закуплены в Англии и Бельгии. Обычно детальное изучение зарубежных конструкций приводило к прогрессу отечественных разработок. Понимая, что в обозримой перспективе такая страна, как Россия, не сможет обойтись без своего высокоскоростного подвижного состава, и выполняя Указ президента РФ № 321 от 16.03.2010 г. «О мерах по организации движения высокоскоростного железнодорожного транспорта в Российской Федерации», в котором выдвинуты требования, касающиеся обучения и подготовки квалифицированных кадров для высокоскоростного железнодорожного транспорта, авторы поставили перед собой задачу ознакомить российских читателей с основными конструктивными и схемотехническими решениями поездов «Velaro RUS», которые эксплуатируются под торговой маркой «Сапсан». Авторы выражают благодарность рецензентам первому заместителю Департамента технической политики ОАО «РЖД» В.Е. Андрееву, генеральному директору Дирекции скоростного сообщения Д.В. Пегову и профессору кафедры «Электрическая тяга» ПГУПСа д-ру техн. наук А.В. Плаксу, доценту кафедры «Электрическая тяга» МИИТа В.В. Литовченко, а также инструктору Северо-Западной дирекции скоростного сообщения А.Г. Белому за ряд ценных замечаний, а также Л.И. Чернышевой, Э.М. Пироговой, К.В. Коневу, Д.В. Алексееву за большую работу по подготовке рукописи к изданию. Все предложения и замечания по содержанию книги просим направлять на электронный адрес Центра подготовки персонала по обслуживанию высокоскоростных поездов [email protected]

3

1. Общие сведения О поезде 1.1. Разработка технологической платформы поезда Высокоскоростной электропоезд «Velaro RUS» был спроектирован и изготовлен немецким концерном «Siemens AG» на платформе проекта «Velaro», разработанной для испанских железных дорог и примененной также при разработке электропоездов для Китая. Электропоезд постоянного тока ЭВС1 и двухсистемный электропоезд постоянного и переменного тока ЭВС2 предназначены для эксплуатации на линиях Моск­ва—Санкт-Петербург и Москва—Нижний Новгород. Электропоезда эксплуатируются под торговой маркой «Сапсан» (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Общий вид поезда «Сапсан»

Для условий России концепция «Velaro» была серьезно доработана, при этом учтены рекомендации российских специалистов, основанные на 20-летнем опыте эксплуа­ тации электропоездов ЭР200 и поездов «Невский экспресс» с электровозами ЧС200, а именно: –– проведены конструкционные изменения тележек для ширины колеи 1520 мм и их адаптация к конструктивным особенностям верхнего строения пути; –– диапазон рабочих температур электропоезда – от –40 до +40 °C — существенно отличается от испанского и китайского проектов и стал самым значимым фактором, который повлиял на общую конфигурацию и компоновку оборудования и систем, а также примененные комплектующие; –– предусмотрено применение специальных марок стали и материалов, отвечающих требованиям прочности для эксплуатации при температуре до –50  °C. Это касается всех компонентов, применяемых снаружи кузова, в частности крепежных элементов, резиновых прокладок и пластмассовых элементов. 4

Кроме того, низкие температуры и особые условия российской зимы потребовали более высокого уровня герметизации подвагонного пространства от проникновения снега, а также установки в подвагонном пространстве дефлекторов для защиты от снега и льда. Для предотвращения попадания снега в подвагонное пространство через систему охлаждения предусмотрен забор воздуха с крыш вагонов. Воздуховоды, занимающие в салонах существенное пространство, выполнены в виде гардероба. На токоприемниках предусмотрены пневматические цилиндры короткого хода, обеспечивающие отрыв примерзшего полоза токоприемника в опущенном состоянии. Дизайн головного вагона электропоезда отличается аэродинамической формой, оптимизированной под высокоскоростное движение, что особенно важно для уменьшения перепада давления в салонах при въезде на большой скорости в тоннели. На немецких и испанских железных дорогах кабина машиниста рассчитана на одного человека, при этом выбор между комфортом пассажиров и машиниста был сделан в пользу пассажиров: для машиниста возможность вставать на рабочем месте не предусматривалась, несмотря на требования стандарта UIC 651. На линии Москва—Санкт-Петербург тоннели отсутствуют, поэтому, с учетом российских нормативов, в кабине машиниста предусмотрено место для помощника, а также возможность управления электропоездом в положении стоя (рис. 1.2). Изменение конструкции головного вагона и формы лобового стекла было достаточно сложной задачей.

Рис. 1.2. Часть головного вагона ICE 3 (а) и часть головного вагона ЭВС «Сапсан» (б)

В отношении динамики и прочности экипажной части проблемы при согласовании параметров возникли в связи с оценкой сопротивления рамы тележки усталости и несущей способности кузова при действии продольных сил, так как имеются существенные различия в нормативных требованиях к показателям оценки прочности. В европейских странах показатель оценки прочности определяется расчетным путем, а в России окончательное заключение о соответствии подвижного состава нормативным требованиям дается по результатам комплекса натурных испытаний. Одним из важнейших моментов стала разработка профиля круга катания колес, поскольку профиль головки российских рельсов существенно отличается от европейского. Для определения границ изменения подуклонки рельса на линии Санкт-Петербург—Mосква были проведены соответствующие измерения и оценена вибронагруженность элементов пути, выполнены стендовые испытания для установления параметров подуклонки при использовании скреплений различных типов. Кроме того, в России применяются отличные от европейских габариты подвижного состава. Очевидно, что российский вариант электропоезда с широким кузовом имеет значительно больше возможностей для оптимизации внутреннего пространства пассажирских салонов и существенного увеличения его производительности. Также сложными задачами при разработке явились обеспечение российских требований к электромагнитной совместимости с устройствами связи и СЦБ, санитарно-гигиенических и противопожарных требований. Таким образом, электропоезда «Сапсан» с технической точки зрения имеют немало отличий от широко распространенных в Германии электропоездов ICE 3, а также от испанского и китайского вариантов «Velaro». 5

Основные параметры высокоскоростных электропоездов производства «Siemens AG» представлены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Параметры высокоскоростных электропоездов производства концерна «Siemens AG» Проект Параметр

ICE 3

«Velaro E»

«Velaro CN»

«Velaro RUS» (ЭВС1, ЭВС2)

Германия

Испания

Китай

Россия

2000

2007

2008

2009

63

16+10

60+100

4+4

Переменный 15 кВ 16,7 Гц

Переменный 25 кВ 50 Гц

Переменный 25 кВ 50 Гц

Постоянный 3 кВ, переменный 3 кВ / 25 кВ 50 Гц

Конструкционная скорость, км/ч

330

350

300

250

Диапазон рабочих температур, °С

–20…+50

–20…+50

–20…+50

–40…+40

1435

1435

1435

1520

Число вагонов в поезде

8

8

8

10

Управление соединенными поездами

2

2

2

Не предусмотрено

Число мест

415

404

601

604

Ширина кузова, мм

2950

2950

3265

3265

Тяговая мощность на ободе колеса, кВт

8000

8800

8800

8000

Длина поезда, м

200

200

200

250

Стандартная высота пассажир­ ской платформы, мм

550

550

600

1300

Страна эксплуатации Начало эксплуатации, г. Число поездов (на начало 2010 г.)

Род тока

Ширина колеи, мм

Итак, в результате ряда доработок на российские магистрали вышел высокоскоростной электропоезд, имеющий следующие отличия по сравнению с зарубежными аналогами: 1) ширина кузова увеличена на 315 мм; 2) пассажировместимость достигла 604 мест; 3) диапазон эксплуатационных температур составляет –40…+40 °С; 4) применены токоприемники с повышенной надежностью работы в зимних условиях; 5) на дроссельных вагонах установлено по два токоприемника постоянного тока; 6) электрооборудование имеет повышенную степень защиты от снега, увеличена степень герметичности; 7) забор охлаждающего воздуха производится с крыши вагона; возможна модернизация тягового привода для увеличения максимальной скорости до 350 км/ч; 9) мощность при следовании по участку постоянного тока — 8000 кВт; 10) сила тяги при трогании с места — 328 кН; 11) на головных вагонах установлена автосцепка СА-3; 6

12) сила света головных прожекторов увеличена до 960 тыс. кд*; 13) установлен дополнительный путеочиститель. Стоит отметить, что линейный вихретоковый тормоз, установленный на высокоскоростном электропоезде IСЕ 3, является дополнением к пневматическому и электродинамическому тормозам. На электропоезде «Сапсан» линейный вихретоковый тормоз отсутствует, так как требуемые тормозные пути обеспечиваются уже имеющимися видами тормозов. Основные сведения о «Сапсане» приведены в табл. 1.2. Таблица 1.2 Основные параметры ЭВС «Сапсан» Общие сведения Изготовитель

«AG Siemens», подразделение в городе Крефельд

Год начала производства

2008

Тип поезда

Высокоскоростной

Торговая марка

«Сапсан»

Конструкционная скорость, км/ч

250 (300 после доработки)

Напряжение тяговой сети, кВ

= 3 (ЭВС1) = 3 / ~25 (ЭВС2)

Основная составность

ГМ + Пт3 + П + М + ПБ + ПББ + М + П + Пт3 + ГМ (ЭВС1) ГМ + Пт3 + Пт25 + М + ПБ+ПББ + М + Пт25 + Пт3 + ГМ (ЭВС2), где ГМ — головной моторный вагон с тяговым преобразователем; Пт3 — прицепной вагон с токоприемниками постоянного тока 3 кВ; П — средний вагон с преобразователем собственных нужд (ПСН); Пт25 — прицепной вагон с токоприемниками переменного тока 25 кВ, трансформатором и преобразователем собственных нужд (ПСН); М — моторный вагон с тяговым преобразователем; ПБ — прицепной вагон с аккумуляторной батареей; ПББ — прицепной вагон-бистро с аккумуляторной батареей

Число вагонов

10

Составность секции (варианты)

Неизменяемая составность

Число мест для сидения в поезде: первоначально

604

в том числе мест бизнескласса (в вагонах ГМ и Пт3)

109

в том числе мест для инвалидов (в вагоне ПБ)

1

Снаряженная масса поезда, т

656 (ЭВС1), 672 (ЭВСВ2)

Снаряженные массы вагонов (ГМ / М / П / Пт3 / / Пт25 / ПБ / ПББ), т

67 / 68 / 60 / 68 / 68 / 65 / 64

Ширина колеи, мм

1520

* Кандела (кд,  cd) — единица силы света. Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540×1012  Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683  Вт/ср.

7

Продолжение табл. 1.2 Кузов Изготовитель

«AG Siemens», подразделение в городе Крефельд

Длина (ГМ / М, ПТ, ПБ, ПББ), м

24,17 / 25,54

База вагона, м

17,37

Ширина, мм

3265

Число входных дверей в вагонах ( ГМ / М, П, Пт / ПБ / / ПББ ) 2 / 4 / 2 / 0 Число мест для сидения по вагонам ( ГМ / М, П, Пт /  / ПБ / ПББ )

52 / 66 / 64 / 40

Материал

Алюминиевый сплав

Конструкция остова

Сварной из длинномерных экструдированных профилей

Энергоемкость пассивной защиты на вагоне ГМ, МДж

2,4 Тележки

Изготовитель

«AG Siemens», подразделение в городе Грац

База тележки, мм

2600

Номинальный диаметр бандажа, мм

920

Число моторных тележек в вагоне М

2

Число ТД в моторной тележке 2 Передаточное число редуктора

3,033 Асинхронный тяговый двигатель

Изготовитель

«AG Siemens», подразделение в городе Нюрнберг

Модель

1TB2019

Максимальная мощность, кВт 513 Длительная мощность, кВт

500

Сила тяги на ободе колеса при пуске, кН

20,5

Система охлаждения

Принудительное воздушное Тяговое электрооборудование

Изготовитель

«AG Siemens», подразделение в городе Нюрнберг

Тяговый преобразователь

4QS + АИН

Размещение преобразователя Подвагонное М Полупроводниковые приборы IGBT-транзисторы Номинальное напряжение в звене постоянного тока, В

3000

Система охлаждения

Жидкостная

Число ТД в моторном вагоне

4

Вид электрического торможения

Рекуперативно-реостатное

8

Окончание табл. 1.2 Мощность реостатного торможения на поезд, кВт

3600 Вспомогательное электрооборудование

Изготовитель

«AG Siemens»

Вид преобразователя

Статический

Система охлаждения

Жидкостная

Мощность, кВА

160

Число преобразователей на поезд

6

Входные напряжения

= 3000 В, 3×380 В 50 Гц

Выходное напряжение

3×440 В 60 Гц (230 В 60 Гц, 220 В 50 Гц, 110 В)

Напряжение цепей управления, В

110 Система управления

Изготовитель

«AG Siemens»

Тип

Многоуровневая микропроцессорная

Модель

Sibas 32

Поездная шина управления

TCN (MVB-WTB)

1.2. Композиция состава и внутреннее оснащение вагонов Композицией состава называется строго установленный порядок расположения вагонов с учетом особенностей обращения и технических правил эксплуатации поезда. Конструктивно поезд состоит из двух тяговых секций, каждая из которых включает в себя пять расположенных по определенной схеме вагонов. Состав тягового оборудования на каждой секции одинаков. Эксплуатируются поезда при 10-вагонной составности. Как уже было отмечено, поезда выпущены в двух вариантах: В1 (ЭВС1) — односистемный поезд, предназначен только для линий, электрифицированных на постоянном токе напряжением 3 кВ; В2 (ЭВС2) — двухсистемный поезд, предназначен для линий, электрифицированных как на постоянном токе напряжением 3 кВ, так и на переменном напряжением 25 кВ; Поезда В2 отличаются наличием дополнительного силового оборудования. Пассажирские салоны вагонов в обоих вариантах имеют одинаковое исполнение и вместимость (604 человека). На рис. 1.3 и 1.4 показаны схемы формирования односистемного (В1) и двухсистемного (В2) поездов соответственно. Рис. 1.3. Схема формирования одно­ системного поезда В1

Рис. 1.4. Схема формирования двухсистемного поезда В2

9

Вагоны обозначаются по следующим правилам: –– первые две или три буквы указывают на функциональное назначение вагона: SR — вагоны с тяговыми преобразователями (моторные, ГМ); DR — дроссельные вагоны (Пт3); MW — средние вагоны (П); TR — вагоны с тяговым трансформатором (Пт25); BAT — вагоны с аккумуляторной батареей (ПБ, ПББ); –– отделенная пробелами буква характеризует пассажирский салон: B — бизнес-класс (1-й класс); T — туристический класс (2-й класс); R — ресторан; –– цифрами обозначен номер вагона. Как видно из рис. 1.3 и 1.4, в поездах В2 средние вагоны (№ 3 и № 8), заменены на трансформаторные, оборудованные токоприемниками переменного тока. Каждый поезд состоит из четырех моторных и шести немоторных вагонов. В табл. 1.3 представлено описание пассажирских зон вагонов поезда. Таблица 1.3 Обзор салонного оборудования Вагон

Класс

Описание

1 и 10

1 — бизнес В головной части вагона — 8, далее в салоне еще 44 сидячих места 10 — туристический

2и9

2 — бизнес 9 — туристический

3и8

Туристический

(2 класс) салон на 66 сидячих мест по 2 стандартных санузла

4и7

Туристический

(2 класс) салон на 66 сидячих мест по 2 стандартных санузла

5

Бар

6

Туристический

Салон на 66 сидячих мест по 2 стандартных санузла

(2 класс) 40 сидячих мест, кухня, зона бистро, служебное купе для начальника поезда и персонала безопасности (2 класс) 64 сидячих места с местом для инвалида-колясочника. Универсальный стандартный санузел и один со спецстоликом для пеленания детей с кнопками для вызова проводника

Примечания. 1. Общее число мест в поезде — 604 (в том числе 40 сидячих мест в баре). 2. На эксплуатируемых в настоящее время поездах места бизнес-класса расположены в вагонах 1 и 2 (головной и дроссельный вагоны со стороны Санкт-Петербурга).

Первые четыре электропоезда серии ЭВС2 имеют номера 01—04, следующие четыре электропоезда серии ЭВС1 имеют порядковые номера 05—08. Нумерация вагонов существенно отличается от стандартной схемы, принятой для электропоездов. Для ЭВС «Сапсан» ОАО «РЖД» впервые приняло решение включить в схему нумерации вагонов код дороги приписки поезда (рис. 1.5). Так, ЭВС2-001002 означает «головной моторный вагон номер 10 электропоезда ЭВС2-02».

Рис. 1.5. Схема нумерации вагонов электропоездов ЭВС1 и ЭВС2

10

1.3. Внутреннее оснащение вагонов Нумерация мест в вагонах произведена следующим образом: •• нечетные места расположены у окна, четные — у прохода; •• места у столиков пронумерованы последовательно; •• нумерация начинается со стороны вагона, противоположной той, где находится туалет.

Салон Все сиденья в салоне (рис. 1.6) имеют регулируемые спинки, откидные столики, подлокотники и опоры для ног. На спинках сидений установлены съемные подголовники. Сиденья бизнес-класса имеют кожаную обивку, сиденья туристического класса — тканевую.

Рис. 1.6. Интерьер салона

В вагоне № 6 имеются места 61 и 62 для инвалидов-колясочников, оснащенные специальными напольными приспособлениями для быстрого и надежного крепления одной инвалидной коляски. Место 62 может быть использовано для проезда сопровождающего или перевозки собаки-поводыря при инвалиде с потерей зрения. У входных дверей вагона № 6 предусмотрена переносная складная рампа для въезда коляски. Внутреннее освещение выполнено непрямым, большая часть лучей направлена на стены и потолок, и пассажирский салон освещается мягким рассеянным светом. Система внутрисалонного освещения подразделяется на основное, местное (лампы для чтения) и аварийное. Управление общим осветительным оборудованием осуществляется начальником поезда из служебного купе. В поезде имеется аудио- и видеосистема, позволяющая пассажиру через аудиомодуль, встроенный в сиденье, подключить стереонаушники с возможностью регулирования громкости звука. Видеоизображение для пассажиров выводится на потолочные мониторы. В вагонах № 1, 4, 7 и 10 имеются трансляторы для обеспечения высокого каче­ства мобильной связи и мобильного интернета. Возле каждой группы сидений установлены кнопки вызова проводника. Боковые окна изготовлены из изолирующего многослойного стекла и оснащены солнцезащитными шторами. В зимнее время для предотвращения запотевания оконные стекла обогреваются циркулирующим теплым воздухом.

11

В центре салонов всех вагонов предусмотрены вешалки и свободные места для крупногабаритного багажа, для размещения ручной клади над сиденьями устроены полки. Плавающая плита пола во внутренней части всех пассажирских салонов снабжена ковровым покрытием и имеет низкие показатели ударного шума. Боковые панели изготовлены из ударопрочного, устойчивого к повреждениям стеклопластика.

Климатическая установка В пассажирском салоне каждого вагона имеются климатические установки, включаю­ щие кондиционеры, позволяющие поддерживать нужную температуру, влажность, обеспечивать приток наружного и удаление вытяжного воздуха, ультрафиолетовую стерилизацию. Управление кондиционером производится через интерфейс «Человек—машина», находящийся в служебном купе вагона № 5. В результате переключения воздушных каналов летом прохладный воздух поступает в вагон со стороны потолка и пола, а зимой нагретый воздух поступает со стороны боковых стен вагона и пола. Система отопления имеет дополнительные нагреватели от напряжения 3  кВ, чтобы в случае выхода из строя бортовой сети поезд мог отапливаться напрямую от контактной сети.

Служебная связь, информирование пассажиров В каждом вагоне находится переговорное устройство, доступ к которому имеет проводник. В головных вагонах дополнительно установлено переговорное устройство для машиниста, а в купе начальника поезда — переговорное устройство, с помощью которого можно делать объявления для всего поезда. Также начальник поезда имеет доступ к системе информирования пассажиров, посредством которой осуществляется управление наружными и внутренними информационными табло, где отображаются необходимые для пассажиров сведения. Система видеонаблюдения позволяет начальнику поезда контролировать ситуацию в вагонах и оперативно реагировать на случаи возгорания, вандализма, хулиганства и т.д., а машинисту следить за перроном со стороны деблокированных дверей. Кроме того, на пульт машиниста (рис. 1.7) передается следующая информация: давление в тормозной системе, допускаемая и фактическая скорость движения, количество впередилежащих свободных блок-участков, показания напольных светофоров, расстояние до цели или места ограничения скорости движения.

Рис. 1.7. Пульт управления в кабине машиниста

12

Система безопасности, технологическая радиосвязь В поезд были интегрированы и соответствующим образом усовершенствованы российская система обеспечения безопасности движения КЛУБ-У и система технологической радиосвязи. Для технологической радиосвязи локомотивной бригады применяется трехдиапазонная система, которая использует традиционные российские частоты 2 МГц, 160 МГц и 460  МГц. В купе начальника поезда установлена двухдиапазонная система радиосвязи, работающая на частотах 160 МГц и 460 MГц.

Снабжение сжатым воздухом Пневматические компрессоры расположены в вагонах с преобразователем. Безмасляные специально доработанные для эксплуатации в российских условиях компрессоры обеспечивают воздухом тормозную и другие системы, такие как система пневмоподвешивания тележек, устройство управления микроклиматом, система управления дверьми, стеклоочистители, токоприемники, тифон.

Тяговое оборудование Тяговые компоненты электропоезда распределены по всем 10 вагонам. В обеих половинах поезда находятся автономно функционирующие тяговые установки, каждая из которых содержит два идентичных тяговых блока. В каждый тяговый блок входят: один тяговый преобразователь, в том числе блок управления приводом (БУП), четыре параллельно подключенных тяговых двигателя, один узел тормозных сопротивлений; также в промежуточном контуре тягового преобразователя смонтирован вывод для преобразователей собственных нужд (ПСН). В случае выхода из строя одного из тяговых блоков он блокируется системой управления и не влияет на работу оставшегося оборудования. Таким образом поезд может продолжать движение на 75 % установленной на нем тяговой и электрической мощности торможения. Четырехполюсные тяговые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором упруго подвешены на раме тележки. Расчетная мощность тягового двигателя — 510 кВт. Оба двигателя, установленные в тележке, охлаждаются с помощью общего вентилятора. С учетом максимально допустимого числа оборотов тягового двигателя для достижения максимальной скорости в 300 км/ч передаточное число редуктора составляет 3,033.

Тормозная система Система функционирует по принципу автоматического пневматического тормоза с электрическим управлением: тормозное усилие нарастает при уменьшении давления в тормозной магистрали. Буксировка поезда возможна только при использовании пневматического тормоза. Для улучшения динамики управления автоматическими пневматическими тормозами в поезде предусмотрена электропневматическая управляющая магистраль и распределительные клапаны с электропневматическим дополнительным устройством. Мощность реостатного тормоза на ободе колеса составляет 3600 кВт. Два блока вентилируемых тормозных сопротивлений смонтированы в корпусе и размещены на крыше вагонов с аккумуляторными батареями. На каждый тяговый преобразователь приходится по одному тормозному сопротивлению.

1.4. Размещение основного оборудования Расположение основного оборудования ЭВС «Сапсан» в вариантах исполнения В1 и В2 представлено в табл. 1.4 и 1.5 соответственно. Более подробно расположение оборудования поезда указано на рис. 1.8—1.14. 13

Таблица 1.4 Расположение оборудования односистемного ЭВС «Сапсан» Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Вспомогательная система подачи воздуха Контейнер быстродействующего выключателя постоянного тока Контейнер сетевого фильтра Контейнер с силовым оборудованием постоянного тока Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод WE2

WE1

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Компрессор климатической установки в кабине машиниста Контейнер электрического и тормозного оборудований WE2

WE1

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Главная установка подачи воздуха Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Преобразователь собственных нужд Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Преобразователь собственных нужд (ПСН) Резервуар для сточных вод Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Главная установка подачи воздуха Контейнер электрического и тормозного оборудования Модуль водоснабжения

Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Вагон WE2

Главные компоненты в подвагонном пространстве

14

Преобразователь собственных нужд (ПСН) Резервуар для сточных вод Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Главная установка подачи воздуха Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Продолжение табл. 1.4 Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Компрессор климатической установки в кабине машиниста Контейнер электрического и тормозного оборудования

Вспомогательная система подачи воздуха Контейнер быстродействующего выключателя постоянного тока Контейнер сетевого фильтра Контейнер с силовым оборудованием постоянного тока Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод Таблица 1.5

Расположение оборудования двухсистемного ЭВС «Сапсан» Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

WE2

WE1

Вспомогательная система подачи воздуха Контейнер быстродействующего выключателя постоянного тока Контейнер сетевого фильтра Контейнер с силовым оборудованием постоянного тока Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Компрессор климатической установки в кабине машиниста Контейнер электрического и тормозного оборудования

WE2

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Главная установка подачи воздуха Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

WE1

Главный трансформатор с системой охлаждения Вспомогательный компрессор Преобразователь собственных нужд Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

15

Окончание табл. 1.5 Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Сдвоенный преобразователь собственных нужд (сдвоенный ПСН) Аккумуляторная батарея Зарядное устройство аккумуляторных батарей Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод Рама пневмосистемы

Сдвоенный преобразователь собственных нужд (сдвоенный ПСН) Аккумуляторная батарея Зарядное устройство аккумуляторных батарей Контейнер электрического и тормозного оборудования Модуль водоснабжения Кухонный трансформатор

Главный трансформатор с системой охлаждения Вспомогательная система подачи воздуха Преобразователь собственных нужд; Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Главная установка подачи воздуха Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Тяговый преобразователь с системой охлаждения Тяговые двигатели и вентиляторы тяговых двигателей Рама пневмосистемы Компрессор климатической установки в кабине машиниста Контейнер электрического и тормозного оборудования

Вспомогательная система подачи воздуха Контейнер быстродействующего выключателя постоянного тока Контейнер сетевого фильтра Контейнер с силовым оборудованием постоянного тока Рама пневмосистемы Контейнер электрического и тормозного оборудования Резервуар для сточных вод

Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

Вагон

Главные компоненты в подвагонном пространстве

16

Рис. 1.8. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагонов SR B 01 и SR B 10: 1 — огнетушитель; 2 — головная часть бизнес-класса; 3 — резервуар стеклоочистителя и стеклоомывателя; 4 — шкаф машиниста электропоезда; 5 — контейнер для мусора; 6 — машина для чистки обуви; 7 — гардероб; 8 — площадка для хранения тележек кухни; 9 — площадка для хранения багажа; 10 — шкаф системы кондиционирования; 11 – электрошкаф системы безопасности движения; 12 — вагонный пульт управления; 13 — шкаф электрооборудования; 14 — вагонный шкаф СИП; 15 — видеомонитор; 16 — носовая сцепка; 17 — устройство внутренней индикации; 18 — указатель цели следования наружный; 19 — стационарный переговорный пункт; 20 — специальная рукоятка зоны перехода; 21 — внутренняя видеокамера; 22 — внешняя видеокамера; 23 — антенна КЛУБ-У; 24 — кабина машиниста; 25 — вентилятор тягового двигателя; 26 — компрессор климатической установки в кабине машиниста; 27 — вытяжной вентилятор; 28 — рама пневмосистемы; 29 — указатель положения тормозов; 30 — панель блокировки пневматики; 31 — тяговый преобразователь с системой охлаждения; 32 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 33 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 34 — контейнер тормозного оборудования; 35 — электрический контейнер обогревательных контакторов; 36 — тяговый двигатель и редуктор; 37 — всасывание воздуха (воздушный канал); 38 — ленточный индикатор уровня жидкости для стеклоомывателей

17

Рис. 1.9. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагонов DR T 02 и DR T 09: 1 — огнетушитель; 2 — контейнер для мусора; 3 — гардероб; 4 — площадка для хранения багажа; 5 — шкаф системы кондиционирования; 6 — вагонный пульт управления; 7 — шкаф электрооборудования; 8 — вагонный шкаф СИП; 9 — видеомонитор; 10 — устройство внутренней индикации; 11 — указатель цели следования наружный; 12 — стационарный переговорный пункт; 13 — внутренняя видеокамера; 14 — стандартный санузел; 15 — резервуар для сточных вод; 16 — вспомогательная система подачи воздуха для токоприемника; 17 — электрический контейнер контакторов систем отопления; 18 — контейнер главного выключателя постоянного тока; 19 — контейнер сетевого фильтра; 20 — контейнер с силовым оборудованием постоянного тока; 21 — панель блокировки пневматики; 22 — вытяжной вентилятор; 23 — рама пневмосистемы; 24 — указатель положения тормозов; 25 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 26 — контейнер тормозного оборудования; 27 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 28 — всасывание воздуха (воздушный канал)

18

Рис. 1.10. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагонов MW T 03 и MW T 08 (электропоезд B1): 1 — огнетушитель; 2 — контейнер для мусора; 3 — гардероб; 4 — площадка для хранения багажа; 5 — шкаф системы; 6 — вагонный пульт управления; 7 — шкаф электрооборудования; 8 — вагонный шкаф СИП; 9 — видеомонитор; 10 – устройство внутренней индикации; 11 — указатель цели следования наружный; 12 — стационарный переговорный пункт; 13 — внутренняя видеокамера; 14 — стандартный санузел; 15 — резервуар для сточных вод; 16 — преобразователь собственных нужд; 17 — панель блокировки пневматики кондиционирования; 18 — контейнер конденсатора электромагнитной совместимости; 19 — электрический контейнер контакторов системы отопления; 20 — вытяжной вентилятор; 21 — рама пневмосистемы; 22 — указатель положения тормозов; 23 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 24 — контейнер тормозного оборудования; 25 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 26 — воздушный канал для забора воздуха

19

Рис. 1.11. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагонов TR T 03 и TR T 08 (электропоезд B2): 1 — огнетушитель; 2 — контейнер для мусора; 3 — гардероб; 4 — площадка для хранения багажа; 5 — шкаф системы кондиционирования; 6 — вагонный пульт управления; 7 — шкаф электрооборудования; 8 — вагонный шкаф СИП; 9 — видеомонитор; 10 — устройство внутренней индикации; 11 — указатель цели следования наружный; 12 — стационарный переговорный пункт; 13 — внутренняя видеокамера; 14 — стандартный санузел; 15 — резервуар для сточных вод; 16 — преобразователь собственных нужд; 17 — главный трансформатор с системой охлаждения; 18 — панель блокировки пневматики; 19 — вспомогательная система подачи воздуха для токоприемника; 20 — корпус конденсатора ЭМС; 21 — электрический контейнер контакторов системы отопления; 22 — вытяжной вентилятор; 23 — рама пневмосистемы; 24 — указатель положения тормозов; 25 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 26 — контейнер тормозного оборудования; 27 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 28 — канал забора воздуха для охлаждения главного трансформатора

20

Рис. 1.12. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагонов SR T 04 и SR T 07: 1 — огнетушитель; 2 — контейнер для мусора; 3 — гардероб; 4 — площадка для хранения багажа; 5 — шкаф системы кондиционирования; 6 — вагонный пульт управления; 7 — шкаф электрооборудования; 8 — вагонный шкаф СИП; 9 — видеомонитор; 10 — устройство внутренней индикации; 11 — указатель цели следования наружный; 12 — стационарный переговорный пункт; 13 — внутренняя видеокамера; 14 — стандартный санузел; 15 — вентилятор тягового двигателя; 16 — панель блокировки пневматики; 17 — резервуар для сточных вод; 18 — главная установка подачи воздуха; 19 — тяговый преобразователь с системой охлаждения; 20 — рама пневмосистемы; 21 — вытяжной вентилятор; 22 — указатель положения тормозов; 23 — контейнер тормозного оборудования; 24 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 25 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 26 — электрический контейнер контакторов системы отопления; 27 — тяговый двигатель и редуктор; 28 — забор воздуха (воздушный канал)

21

Рис. 1.13. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагона BAT R 05: 1 — огнетушитель; 2 — контейнер для мусора; 3 — планка ключей запирания высоковольтного оборудования (заземление); 4 — площадка для хранения багажа; 5 — шкаф системы кондиционирования; 6 — вагонный пульт управления; 7 — шкаф электрооборудования; 8 — центральный шкаф СИП 2; 9 — машина для чистки обуви; 10 — устройство внутренней индикации; 11 — стационарный переговорный пункт; 12 — внутренняя видеокамера; 13 — эвакуационный трап; 14 — кухонный холодильный шкаф для запасов еды; 15 — центральный шкаф СИП; 16 — служебное купе; 17 — контейнер для мусора; 18 — перегородка; 19 — вытяжной вентилятор; 20 — указатель положения тормозов; 21 — рама пневмосистемы; 22 — преобразователь собственных нужд; 23 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/300 А переменного тока; 24 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 25 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 26 — контейнер тормозного оборудования; 27 — зарядное устройство аккумуляторных батарей; 28 — розетка для питания от внешнего источника 110 В/90 А постоянного тока; 29 — аккумуляторная батарея; 30 — панель блокировки пневматики; 31 — кухонный модуль водоснабжения; 32 — контейнер контакторов системы отопления; 33 — кухонный трансформатор

22

Рис. 1.14. Обзор внутреннего (а) и подвагонного (б) пространства вагона BAT Т 06: 1 — огнетушитель; 2 — контейнер для мусора; 3 — шкаф системы кондиционирования; 4 — вагонный пульт управления; 5 — шкаф электрооборудования; 6 — вагонный шкаф СИП; 7 — видеомонитор; 8 — устройство внутренней индикации; 9 — указатель цели следования наружный; 10 — стационарный переговорный пункт; 11 — внутренняя видеокамера; 12 — стандартный санузел; 13 — универсальный санузел; 14 — рампа для инвалидных колясок; 15 — место для инвалида на инвалидной коляске; 16 — резервуар для сточных вод; 17 — панель блокировки пневматики; 18 — электрический контейнер контакторов системы отопления; 19 — резервуар для переходного устройства аварийной сцепки; 20 — аккумуляторная батарея; 21 — розетка для питания от внешнего источника 110 В/90 А постоянного тока; 22 — зарядное устройство аккумуляторных батарей; 23 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/64 А переменного тока; 24 — контейнер тормозного оборудования; 25 — контейнер электрооборудования в подвагонном пространстве; 26 — розетка для питания от внешнего источника 380 В/300 А переменного тока; 27 — преобразователь собственных нужд; 28 — рама пневмо­системы; 29 — вытяжной вентилятор; 30 — указатель положения тормозов

23

2. Эксплуатационные характеристики скоростных электропоездов ЭВС1(2) в режимах тяги и электрического торможения Для установления эксплуатационных возможностей электропоездов, расчета времени хода и тормозного пути, определения нагрузки на питающую сеть, а также для решения ряда других задач принято использовать таблицы или графики, называемые тяговыми и тормозными характеристиками. Тяговой характеристикой называется зависимость силы тяги на ободе колеса, создаваемой всеми двигателями электропоезда, от скорости движения. Тяговая характеристика определяется как свойствами самих тяговых двигателей, так и особенностями конструкции подвижного состава. Кроме того, на тяговую характеристику всегда накладывается ряд ограничений, работа за пределами которых либо невозможна, либо может привести к повреждению подвижного состава или к аварии. Для высокоскоростного подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями справедливы следующие ограничения: •• по сцеплению (в зоне низких скоростей); •• по максимальной мощности тяговых двигателей; •• по максимальной скорости; •• по максимальной величине скольжения ротора. Система автоматического управления электропоездом настроена таким образом, чтобы реализуемая сила тяги при любой скорости не выходила за пределы указанных ограничений, чем обеспечивается эксплуатационная надежность. Тяговые характеристики для положения задатчика тяги 100  %, 75  %, 50  % и 25  % приведены на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Тяговые характеристики скоростных электропоездов ЭВС1(2)

Тяговая характеристика имеет несколько характерных участков, форма которых определяется физическими характеристиками тягового привода и поезда, а также алгоритмом управления системы автоматического регулирования: 24

•• на отрезке а—b при движении с малой скоростью поддерживается постоянная сила тяги; •• на отрезке b—с (до скорости 98 км/ч) осуществляется плавное регулирование со снижением силы тяги. Такая форма кривой определяется физическим процессом — реа­ лизацией силы тяги по сцеплению. Для того чтобы в процессе пуска не возникло боксование колесных пар, сила тяги поддерживается на уровне, меньшем чем ограничение по сцеплению, с необходимым запасом. Так как кривая ограничения по сцеплению имеет тенденцию к снижению по мере увеличения скорости, система автоматического управления снижает и силу тяги с целью поддержания этого запаса. На всем участке а—b—с на зажимах трехфазных асинхронных тяговых электродвигателей (АТЭД) увеличиваются напряжение и частота. Можно сказать, что в этом режиме осуществляется частот­ ное регулирование скорости тяговых двигателей, хотя система управления работает по иному алгоритму — принципу так называемого векторного управления. Напряжение на зажимах двигателей повышается за счет увеличения коэффициента заполнения ШИМ (широтно-импульсной модуляции), а магнитный поток остается примерно постоянным; •• на отрезке c—d при скорости 98 км/ч мощность и напряжение тягового двигателя достигают номинального значения. Дальнейшее регулирование напряжения становится невозможным, и тяговый инвертор (PWR) обеспечивает примерно постоянное выходное напряжение. Для дальнейшего увеличения скорости на отрезке c—d производится увеличение частоты при постоянном напряжении, т.е. режим «постоянства мощности». Так как Р = Fкv, при постоянной мощности сила тяги по мере увеличения скорости снижается обратно пропорционально (отрезок c—d). Так как величина потока асинхронной машины при постоянном напряжении обратно пропорциональна частоте, на скоростях 98—250 км/ч АТЭД работает с ослабленным полем. Скорость 250 км/ч является в настоящее время предельной для электропоездов ЭВС1(2), хотя тяговые свойства позволяют увеличивать скорость и дальше. Чтобы оценить, какую скорость может развить электропоезд в тех или иных условиях, на тяговые характеристики наносят кривые сопротивления движению: для движения на площадке и для движения по подъему крутизной 10  ‰. Так как сила тяги с увеличением скорости падает, а сила сопротивления движению растет (прежде всего, за счет аэродинамической составляющей), в точке, где эти кривые пересекутся, сила тяги будет равна силе сопротивления движению. Это значит, что поезд перестал разгоняться и движется равномерно. Если к основному сопротивлению движению, определяемому силами трения, добавится сопротивление от подъема, результирующая кривая пойдет выше. Из рис. 2.1 видно, что на площадке (участке пути без подъема) точка пересечения кривых 100  % мощности и сопротивления движению соответствует скорости более 300 км/ч. Это говорит о принципиальной возможности достижения поездом такой скорости при снятии ограничений. Если же поезд движется на подъеме крутизной 10  ‰, то точка пересечения соответствует скорости 235  км/ч, выше которой на таком подъеме поезд не разгонится. Тяговые характеристики поезда используются при тяговых расчетах. Цель тягового расчета — построить кривую (траекторию) движения поезда, представляющую собой зависимости v (s) и t (s), где v — скорость, t — время, s — путь. По ним можно определить время хода и в дальнейшем построить график движения поездов. Также, используя приведенные ниже токовые характеристики, можно сделать предварительный расчет расхода электроэнергии на тягу поезда и определить нагрузку на тяговую сеть. Токовой характеристикой называется зависимость величины тока (или силы тока), по­ требляемой поездом из контактной сети, от скорости движения. Токовой характеристикой определяется нагрузка на тяговую сеть, потребление энергии электропоездом, а также условия в зоне контакта полоза токоприемника с контактным проводом. Знать токовую характеристику необходимо, так как величина потребления тока из контактной сети 25

не должна превышать возможностей системы электроснабжения, а значительное выделение тепла в зоне соединения «контактный провод—токоприемник» может привести в ряде описанных ниже случаев к повреждению полоза и пережогу контактного провода. Токовая характеристика электропоезда «Сапсан», как и другого электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями, значительно отличается от подобной зависимости традиционного ЭПС. Во-первых, она бесступенчатая, так как позиции контроллера — условные, а переход между ними осуществляется плавно. Во-вторых, по сравнению с ЭПС постоянного тока с резисторно-контакторной системой (РКС) и перегруппировками двигателя ток в момент начала движения очень мал и определяется потерями энергии в тяговом приводе, а затем постепенно нарастает. Токовая характеристика в режиме питания от контактной сети постоянного тока для режима 100 % тяги приведена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Токовая характеристика поезда «Сапсан» при питании от постоянного тока напряжением 3 кВ

При начале движения (точка А) величина тока, потребляемого из контактной сети, невелика и составляет всего 67 А. Это значительно меньше, чем у традиционного ЭПС постоянного тока. Так, при пуске электропоезда ЭР2 на позиции «М» ток секции почти мгновенно возрастает до значения 140 А, а если контроллер установить в положение «1», то его величина может достичь 220 А. (Ток всего поезда — до 1100 А!) Причина этого – в совершенной системе управления поезда «Сапсан». Если в поезде ЭР2 избыточная энергия тратится на нагрев пусковых сопротивлений, то в системе с асинхронным электроприводом это явление отсутствует: ток при скорости «0» определяется потерями в двигателе и преобразователе, а также потреблением энергии на собственные нужды. Такое малое значение тока, безусловно, может выдержать даже один токоприемник, тогда как на традиционных электропоездах постоянного тока ЭР2, ЭР2Т ЭТ и ЭД каждую секцию необходимо питать от собственного токоприемника из-за опасности пережога контактного провода. Далее ток начинает расти, вначале пропорционально скорости, затем с небольшим уменьшением, определяемым тяговой характеристикой. К точке В (скорость 5 км/ч) он равен 412 А, а к точке С, соответствующей скорости 98 км/ч, его величина составляет 3123  А, т.е. достигает максимального уровня. Однако токоприемники могут выдержать этот ток, так как при большой скорости полоз хорошо охлаждается набегающим потоком, а локальный перегрев контактного провода невозможен. Мощность в этот момент несколько выше паспортной и составляет около 9000 кВт, так как работает не только тяговый привод, но и вспомогательные потребители; потери в преобразователях тоже растут. 26

Следует отметить, что в этот момент система электроснабжения работает наиболее напряженно, особенно если на одной фидерной зоне оказываются два электропоезда, например при скрещении. Из-за этого возможно срабатывание защиты со снятием напряжения. После точки С рост тока прекращается и происходит даже некоторое его снижение из-за изменения режима работы тяговых инверторов и особенностей алгоритма управления. В отличие от ЭПС постоянного тока в точке D, соответствующей максимальной эксплуатационной скорости, «Сапсан» развивает практически номинальную мощность за счет плавного регулирования магнитного потока и скольжения асинхронных тяговых электродвигателей. Токовая характеристика в режиме питания от переменного тока 25 кВ по форме аналогична кривой для питания от постоянного тока, так как четырехквадрантный регулятор 4QS обеспечивает потребление из сети только активной мощности. Разница заключается в величине тока: она меньше в 8,4 раза (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Токовая характеристика поезда «Сапсан» при питании от переменного тока напряжением 25 кВ

Тормозной характеристикой электропоезда называется зависимость тормозной силы на ободе колеса от скорости движения B(v). На электропоездах ЭВС1(2) используются различные виды торможения, и для каждого из них строится отдельная характеристика, но может быть простроена и общая с учетом замещения одних тормозов другими либо их совместного использования. Тормозные характеристики электропоезда «Сапсан» приведены на рис. 2.4 для режимов реостатного и рекуперативного торможения, положение задатчика соответствует максимальной тормозной силе.

Рис. 2.4. Тормозные характеристики

27

Тормозные характеристики в режиме электрического торможения подчиняются тем же законам, что и тяговые. В зоне высоких скоростей поддерживается постоянство мощ­ ности, а в зоне низких — постоянство тормозной силы с некоторым ее повышением по мере снижения скорости. Асинхронный двигатель может осуществлять практически ос­ тановочное торможение. В зоне очень малых скоростей тормозная сила начинает падать и при скорости менее 5 км/ч уменьшается до 0. В режиме реостатного торможения максимальная мощность ограничивается не конст­ рукцией тяговых электродвигателей, а мощностью тормозных резисторов, в результате чего тормозная сила почти в два раза меньше, чем при рекуперации. Электропоезд «Сапсан» может работать в режиме реостатного торможения и без пи­ тания от контактной сети (обеспечивается самовозбуждение двигателей), однако диапа­ зон применения электрического тормоза в этом случае меньше.

3. Механическая часть 3.1. Тележка Конструкция тележки высокоскоростного поезда «Сапсан» (международное обозначение — SF-520) выполнена на основе требований стандарта плавности и обеспечения комфортности поездки. Тележки электропоезда «Сапсан» разработаны и изготовлены на заводе в городе Грац (Австрия), являющемся крупнейшим в Европе производителем многих видов тележек для подвижного состава различных типов. На рис. 3.1 изображены тележки SF-500 электропоезда ICE 3 немецких железных дорог, на базе которого был создан электропоезд «Velaro RUS» «Сапсан».

Рис. 3.1. Моторная и немоторная тележки SF-500 электропоезда ICE 3

29

Моторная тележка и ее характеристики Основные технические характеристики тележки SF-520: Максимальная эксплуатационная скорость ………………………………………………………………300 км/ч База . ………………………………………………………………………………………………………………………. 2600 мм Ширина колеи (российская широкая колея)……………………………………………………………… 1520 мм Диаметр колеса (нового / изношенного) ………………………………………………………………920 / 840 мм Минимальный радиус кривой в составе / отдельном вагоне…………………………………….. 250/150 м Максимальная нагрузка от колесной пары на рельсы………………………………………………………. 19 т Масса тележки со шкворнем и поперечной балкой…………………………………………. около 11,193 т Высота опоры кузова вагона…………………………………………………………………………………….. 1109 мм Вторичное устройство передачи продольного усилия . ………………………………. шкворень тележки Подвешивание тягового двигателя………………………………………………………………….. опорно-рамное …………………………………………………………………………………………. с поперечным подрессориванием Привод ……………………………………………………………………………………второго класса с поперечным ……………………………………………………………………………………подрессориванием тягового двигателя Тормоз………………………………………………………………………………..механический (пневматический), ………………………………………………………………………………..стояночный, рекуперативно-реостатный Расположение тормозных дисков ……………………………..на колесном центре (моторная тележка) …………………………………………………………………………………………………на оси (немоторная тележка) Расположение суппорта тормозного механизма . ………………………………………………….. на тележке

Рис. 3.2. Моторная тележка SF-520 ЭВС «Сапсан» (показана без траверсы): 1 — рама тележки; 2 — клещевой механизм фрикционного тормоза; 3 — цилиндрическая пружина 1-й ступени рессорного подвешивания; 4 — пневморессора; 5 — демпфер успокоения поперечных колебаний кузова; 6 — демпфер виляния тележки; 7 — ТЭД; 8 — торсион поперечной устойчивости кузова; 9 — форсунка песочницы первой колесной пары; 10 — путеочиститель первой колесной пары; 11 — зубчатая муфта; 12 — корпус тягового редуктора; 13 — ось колесной пары; 14 — букса; 15 — демпфер гашения вертикальных колебаний рамы тележки (1-й ступени рессорного подвешивания); 16 — демпфер гашения вертикальных колебаний кузова (2-й ступени рессорного подвешивания); 17 — страховочный трос демпферов виляния; 18 — регулируемая тяга торсиона поперечной устойчивости кузова

30

Конструктивно моторные и немоторные тележки ЭВС «Сапсан» (SF-520) являются максимально унифицированными узлами. Различия между ними обусловливаются только наличием компонентов тягового привода и его расположением в моторной тележке. Далее рассмотрена конструкция моторной тележки и ее компонентов (рис. 3.2, 3.3), затем будет дан обзор отличий конструкции немоторной тележки.

Рис. 3.3. Моторная тележка SF-520 ЭВС «Сапсан» (показана с траверсой): 1 — ось моторной колесной пары; 2 — цилиндрическая пружина рессорного подвешивания 1-й ступени; 3 — шарнирное соединение рычага буксы колесной пары; 4 — устройство передачи продольного усилия (шкворень траверсы тележки); 5 — ограничитель максимальных амплитуд поперечных смещений кузова относительно тележки; 6 — клещевой механизм фрикционного тормоза; 7 — статор тягового двигателя; 8 — патрубок системы принудительной вентиляции ТЭД; 9 — балка торсиона поперечной устойчивости кузова; 10 — система пневматического подрессоривания (2-я ступень рессорного подвешивания); 11 — устройство управления пневморессорами моторной тележки; 12 — резиновый упорный буфер рамы тележки; 13 — демпфер виляния тележки; 14 — рама моторной тележки; 15 — поперечная балка — траверса; 16 — металлическая трубка пневматических соединений; 17 — датчик угловой скорости вращения колесной пары; 18 – датчик поперечного ускорения рамы тележки; 19 — гаситель колебаний (вертикальный демпфер) 2-й ступени рессорного подвешивания; 20 — шильда (табличка); 21 — форсунка песочницы; 22 — центрирующий посадочный штифт траверсы на раму кузова; 23 — гаситель поперечных колебаний кузова — поперечный демпфер 2-й ступени рессорного подвешивания; 24 — гаситель колебаний 1-й ступени; 25 — тяговый поводок рессорного подвешивания 2-й ступени; 26 — корпус лемнискатного механизма — седло шкворня траверсы, имеющее две степени свободы относительно рамы тележки; 27 — соединительная коробка силовых проводов статора ТЭД

31

Траверса (надрессорная балка) — это поперечная пустотелая металлическая балка, конструктивно относящаяся к тележке, которая со стороны тележки опирается на нее через две пневморессоры и шкворневое устройство, а со стороны кузова прикреплена к его раме болтовыми соединениями (см. рис. 3.21). Пневморессоры являются 2-й ступенью рессорного подвешивания, причем воздушные каналы питания пневморессор расположены непосредственно внутри траверсы. Шкворневое устройство является осью поворота рамы тележки относительно кузова и служит для передачи продольных и поперечных усилий от рамы тележки к раме кузова. Демонтаж тележки выполняется вместе с траверсой. Шкворневое устройство траверсы закреплено на ней жестким болтовым соединением, нижняя часть шкворня траверсы посажена в корпус лемнискатного механизма, который дает возможность шкворню проворачиваться в нем вокруг вертикальной оси. Сам корпус лемнискатного механизма шарнирно связан с рамой тележки системой тяговых поводков и поперечных демпферов 2-й ступени рессорного подвешивания.

Кинематические схемы моторной тележки Кинематическая схема помогает более четко представить работу элементов тележки: схему передачи усилий, схему взаимодействия элементов во всех плоскостях и т.д. Все элементы кинематической схемы лишь приближенно соответствуют своим истинным геометрическим (чертежным) размерам. Ниже представлены три кинематические схемы моторной тележки ЭВС «Сапсан» (рис. 3.4—3.6). Кинематические схемы немоторных тележек в части рессорного подвешивания 1-й и 2-й ступеней и соединения тележек с рамой кузова ничем не отличаются от кинематических схем моторных тележек. Различие состоит в том, что в немоторных тележках передача тормозного усилия на каждую ось колесной пары осуществляется не двумя, а тремя клещевыми механизмами, закрепленными вдоль поперечной балки рамы тележки и передающими тормозное усилие через три тормозных диска, закрепленных на средней части оси каждой немоторной колесной пары. Рассмотрим рис. 3.4 — кинематическую схему моторной тележки (рессорное подвешивание 1-й и 2-й ступеней). Моторная тележка ЭВС «Сапсан» включает следующие основные компоненты: две колесные пары 2, сварная рама тележки 3 и траверса тележки 10. Эти основные компоненты тележки связывает между собой двухступенчатое рессорное подвешивание. Буксы колесных пар 4 жестко закреплены болтовым соединением в разъемных буксовых рычагах-балансирах 5, которые одной стороной шарнирно связаны с рамой тележки резинометаллическими сайлент-блоками 6, а с другой стороны соединяются с ней цилиндрической пружиной 7 и демпфером 8. Элементы 4, 5, 6, 7 и 8 образуют 1-ю ступень рессорного подвешивания. Вертикальную нагрузку воспринимает цилиндрическая пружина 7, горизонтальную, продольную и поперечную нагрузки — мощный сайлент-блок 6. 2-ю ступень рессорного подвешивания образуют две пневморессоры 11 с системой поводков и демпферов 18, 21. Пневморессоры 11 связывают траверсу тележки 10 с рамой 3, опираются своими центрами на средние части продольных балок рамы тележки 3 напротив колесных центров и воспринимают на себя вертикальную нагрузку. Траверса тележки как единая металлическая конструкция закреплена болтами 13 к балкам рамы кузова вагона 9, но является компонентом тележки. При повороте тележки относительно траверсы, центром которой является вертикальная ось шкворня траверсы тележки, вставленного в лемнискатный механизм 20, пневморессоры деформируются. Центральный рычаг лемнискатного механизма 20 представляет собой стальную втулку, имеющую свободу в вертикальной и в поперечной к оси пути плоскости относительно рамы тележки, связанную с ней двумя тяговыми поводками 18 и двумя поперечными демпфера32

Рис. 3.4. Кинематическая схема моторной тележки (рессорное подвешивание 1-й и 2-й ступеней) (вид сбоку и сверху): 1 — уровень головок рельсов; 2 – колесная пара; 3 — сварная рама тележки; 4 — букса колесной пары; 5 — разъемный (разрезной) буксовый рычаг (балансир) 1-й ступени рессорного подвешивания; 6 — сайлент-блок буксового рычага 1-й ступени рессорного подвешивания; 7 — цилиндрическая пружина 1-й ступени рессорного подвешивания; 8 — демпфер гашения вертикальных колебаний 1-й ступени рессорного подвешивания; 9 — уровень боковой продольной балки кузова; 10 — траверса тележки; 11 — пневморессора 2-й ступени рессорного подвешивания (на схеме условно изображена в виде пружины); 12 — демпфер виляния тележки; 13 – болт крепления траверсы к раме кузова; 14 — демпфер гашения вертикальных колебаний кузова 2-й ступени рессорного подвешивания; 15 — балка торсиона поперечной устойчивости кузова; 16 — регулируемая тяга балки торсиона поперечной устойчивости кузова; 17 — шарнирное крепление демпфера виляния к траверсе тележки; 18 — тяга передачи продольных усилий; 19 — ограничительно-упорный резиновый буфер; 20 — шкворень траверсы, вставленный в центральный рычаг лемнискатного механизма; 21 — демпфер гашения поперечных колебаний кузова

ми 21. Лемнискатный механизм является седлом шкворня траверсы, позволяющим шкворню вращаться в нем при повороте рамы тележки. В вертикальной плоскости шкворень закреплен в лемнискатном механизме резьбовым соединением. Продольные горизонтальные усилия от рамы тележки к шкворню траверсы передают две металлические тяги 18, шарнирно соединенные с лемнискатным механизмом 20 и с рамой тележки 3. Поперечные усилия между рамой тележки и траверсой воспринимают на себя несколько компонентов: это сами пневморессоры 11, демпферы гашения поперечных колебаний кузова 21 и ограничительно-упорные резиновые буфера 19. Центрирование положения траверсы относительно рамы тележки осуществляется пневморессорами, а успокое­ ние в поперечном направлении — демпферами 21. Из рис. 3.4 видно, что дем­пферы 21 33

развернуты относительно друг друга на 180°. Это позволяет им гасить своим ходом отбоя поперечные колебания в левую и в правую стороны. При сильных возмущениях кузова относительно рамы тележки в поперечном направлении пневморессоры 11 и демпферы 21 могут не справиться с ними, и тогда упорная поверхность шкворня 20 упирается в резиновый буфер 19, который также является ограничителем поперечного перемещения траверсы 10. Сам лемнискатный механизм представляет собой корпус, через который проходит вертикальный стержень — шкворень траверсы, и может на нем свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси. Шкворень траверсы десятью болтами зафиксирован на траверсе, а в лемнискатном механизме уплотнен резиновой втулкой. Вертикальный демпфер 14 гасит вертикальные колебания кузова — траверсы 10 относительно рамы тележки 3. Вертикальные демпферы 14 находятся с обеих сторон тележки симметрично относительно ее центра. Для успокоения поперечных раскачиваний кузова (качки кузова относительно его продольной оси по типу «крен влево — крен вправо») установлен торсион — балка круглого профиля для поперечной устойчивости кузова 15. Торсион представляет собой ровную крепкую круглую балку, выполненную из специальной стали и имеющую высокий момент сопротивления на скручивание. Торцы торсиона закреплены на резиновых шарнирах к траверсе 10, рядом с обеих сторон торсиона на него жестко напрессованы кулачки, к которым шарнирно закреплены регулировочные тяги 16. С противоположной стороны эти тяги 16 шарнирно закреплены к раме тележки 3. Таким образом, торсион не препятствует синхронному вертикальному перемещению кузова — траверсы 10 относительно рамы тележки 3, но, как только эти вертикальные колебания становятся несинхронными, торсион 15 с тягами 16 сразу начинает их гасить и принудительно выравнивает положение кузова — траверсы 10 относительно рамы тележки 3. В отличие от классических боковых скользунов пневморессора 11 может воспринимать поворотные перемещения рамы тележки 3 относительно кузова — траверсы 10, но не способна их успокаивать. Это может привести к тому, что тележка относительно кузова будет вилять. Виляние тележки может оказать весьма негативное влияние на комфортность поездки. Особенно опасен режим, когда частота виляния тележки совпадет с естественной частотой виляния кузова и сможет образоваться резонанс, что недопустимо. Для гашения виляния тележки между траверсой 10 и рамой тележки 3 установлены демпферы виляния тележки 12 (по паре с каждой стороны). На рис. 3.4 (вид сверху) продемонстрировано, что левые и правые демпферы виляния 12 установлены в одну и ту же сторону. Таким образом, виляние рамы тележки 3 вправо гасит левая пара демпферов своим ходом отбоя, а виляние рамы тележки влево — правая пара демп­феров 12. Демпферы 12 стоят парами для резервирования в случае выхода из строя одного из них. Рассмотрим рис. 3.5 — кинематическую схему моторной тележки (подвешивание тяговых двигателей — ТЭД). Для снижения неподрессоренной массы рамы тележки в поперечном направлении, а также для снижения уровня шумопередачи от тягового привода на раму тележки выполнено специальное подвешивание тяговых двигателей 9. Такой способ подвески тяговых двигателей нельзя назвать опорно-рамным, поскольку тяговые двигатели жестко закреплены в поддоне, подрессоренном в поперечном направлении к раме тележки. Оба тяговых двигателя 9 тележки жестко закреплены четырьмя болтами 12 к единому изделию — поддону тяговых двигателей 8. Сам поддон 8 закреплен на четырех цапфах рамы тележки 3 четырьмя листовыми рессорами 7. Это позволяет поддону 8 с тяговыми двигателями 9 перемещаться поперек оси пути. Для дополнительного успокоения этих поперечных перемещений поддона 8 установлены два взаиморазвернутых демпфера 10. Демпферы 10 шарнирно крепятся к поддону и к раме тележки. Поддон 8 явля34

Рис. 3.5. Кинематическая схема моторной тележки (подвешивание ТЭД): 1 — уровень головок рельсов; 2 — колесная пара; 3 — сварная рама тележки; 4 — уровень боковой продольной балки кузова; 5 — траверса тележки; 6 — пневморессора 2-й ступени рессорного подвешивания; 7 — листовая рессора поперечных колебаний поддона тяговых двигателей; 8 — поддон тяговых двигателей; 9 — тяговый двигатель; 10 — демпфер гашения поперечных колебаний тягового двигателя; 11 — предохранительный болт подвески поддона тяговых двигателей; 12 — болт крепления статора тягового двигателя к поддону

ется самой низкой частью тележки и имеет два штифта 11, предохраняющих его от падения в случае разрушения поперечных листовых рессор 7. Рассмотрим рис. 3.6 — кинематическую схему моторной тележки (передача сил тяги и торможения), позволяющую описать процесс передачи сил тяги и торможения при рекуперативно-реостатном торможении. На вал ротора 12 тягового двигателя 4 и на вал малой шестерни 7 напрессован фланец. Оба фланца соединены зубчатой муфтой 14. В отличие от упругой резино-кордовой муфты зубчатая муфта передает момент вращения с очень малым угловым зазором (свободным ходом), но имеет возможность свободного перемещения осей валов ротора и малой шестерни друг относительно друга во всех плоскостях и в поперечном к оси пути направлении. Амплитуда описанных выше перемещений строго ограничена параметрами зубчатой муфты 14. Малая шестерня 7 закреплена в подшипниках 15 в нижней половине корпуса редуктора 5. Большое зубчатое колесо 6 жестко напрессовано на ось колесной пары 1 и находится в постоянном зацеплении с малой шестерней 7 косозубой передачей. Верхняя половина корпуса редуктора 5 соединена с нижней сочленяющими болтами, но усилий практически не несет. С одной стороны корпус редуктора опирается на ось колесной пары 1 через подшипниковый опорный узел корпуса редуктора 13, а с другой стороны закреплен упруго через два резиновых амортизатора подвески редуктора 8 к С-образному кронштейну 9 рамы тележки. С-образный кронштейн 9 закреплен болтами 10 к поперечной балке рамы тележки 2. 35

Рис. 3.6. Кинематическая схема моторной тележки (передача сил тяги и торможения): 1 — колесная пара; 2 — сварная рама тележки; 3 — уровень боковой продольной балки кузова; 4 — ТЭД; 5 — корпус тягового редуктора; 6 — большое зубчатое колесо (далее БЗК); 7 — малая шестерня (далее МШ); 8 — резиновый амортизатор упругой подвески корпуса тягового редуктора; 9 — С-образный кронштейн подвески корпуса тягового редуктора; 10 — болт крепления С-образного кронштейна подвески редуктора к раме; 11 — клещевой механизм механических тормозов; 12 — вал ротора ТЭД; 13 — опорный узел корпуса редуктора; 14 — зубчатая муфта; 15 — подшипник малой шестерни; 16 — тормозной цилиндр клещевого механизма; 17 — тормозные колодки (композиционные накладки) клещевого механизма механических тормозов

Силы фрикционного (механического) торможения активируются клещевыми механизмами механических тормозов 11. Сами клещевые механизмы 11 закреплены болтами к поперечной балке рамы тележки и посредством прижатия тормозных колодок – композиционных накладок 17 к тормозным дискам, закрепленным на колесных центрах, создают тормозное усилие на колесную пару. Детали клещевого механизма 11 приводятся в действие тормозными цилиндрами 16, входящими в состав клещевого механизма.

Обзор компонентов моторной тележки Рама моторной тележки Рама тележки (рис. 3.7) является несущим устройством ходовой части и ее монтажных деталей. От рамы тележки передаются статические и динамические нагрузки от кузова вагона на колесные пары. Таким же образом принимаются усилия, возникающие в режиме тяги (приводящие и тормозные усилия). Рама тележки выполнена в форме буквы «Н» и состоит из двух сваренных продольных балок 1 коробчатого профиля, которые соединены друг с другом двумя поперечными балками коробчатого профиля 2. На продольной балке располагаются кронштейны для монтажа вертикального рессорного

36

Рис. 3.7. Рама моторной тележки: 1 — продольные балки; 2 — центральное соединение (поперечные балки)

подвешивания 1-й ступени, вертикального рессорного подвешивания 2-й ступени, поворотного демпфера, пружины качения, шарнирного соединения колесной пары и петли для подъема рамы краном. На продольной балке моторной тележки дополнительно располагаются кронштейны дисковых тормозов. Центральное соединение 2 служит опорой для всех кронштейнов продольных рычагов подвески, поперечного рессорного подвешивания, а также кронштейнов узла привода на моторной тележке и кронштейнов тормозов на моторной и немоторной тележках. Геометрические данные рамы моторной тележки Длина рамы тележки………………………………………………………………………………………………… 3360 мм Ширина рамы тележки…………………………………………………………………………………………….. 3069 мм Высота рамы тележки…………………………………………………………………………………………………815 мм Вес рамы тележки……………………………………………………………………………………………………… 2250 кг Расстояние между колесными парами в направлении оси Х………………………………………. 2600 мм Расстояние между пружинами первой ступени подвешивания в направлении оси Y………………………………………………………………………….. 2100 мм Расстояние между упругими элементами второй ступени подвешивания в направлении оси Y………………………………………………………………………………………………… 2000 мм

На рис. 3.8 изображена рама моторной тележки с обзором монтажных точек.

37

Рис. 3.8. Рама моторной тележки с обзором монтажных точек: 1 — боковая балка рамы тележки; 2 — поперечная балка рамы тележки; 3 — опорные гнезда цилиндрических пружин 1-й ступени рессорного подвешивания; 4 — приливы рамы для подсоединения вертикальных гасителей 1-й ступени рессорного подвешивания, кронштейнов песочниц и рельсоочистителей; 5 — приливы рамы для подсоединения демпферов виляния тележки; 6 — приливы рамы для прикрепления шарнирного соединения колесной пары; 7 — кронштейны для закрепления к раме клещевых механизмов тормозов; 8 — кронштейны резиновых буферов ограничения поперечных смещений кузова; 9 — кронштейны для присоединения С-образных упоров подвески тягового редуктора; 10 — точки подсоединения к раме гасителей поперечных колебаний кузова; 11 — точки подсоединения к раме тяговых поводков; 12 — кронштейны крепления к раме листовых рессор подвески поддона с ТЭД; 13 — точки подсоединения к раме вертикальных гасителей 2-й ступени рессорного подвешивания; 14 — точки подсоединения к раме регулируемых тяг торсиона поперечной устойчивости кузова

Рессорное подвешивание 1-й ступени 1-я ступень рессорного подвешивания (рис. 3.9) классически устраивается между колесной парой и рамой тележки. Она обеспечивает амортизацию рамы тележки относительно колесной пары с одновременной передачей усилий во всех плоскостях. Колесные центры колесных пар являются цельнокатаными и амортизацию нагрузок не осуществляют. Гнездо в продольной балке рамы тележки 9 через вкладыш 10 опирается на цилиндрические пружины 1 и 2. Пружины опираются на резинометаллический амортизатор 5, лежащий на тарели разъемного буксового балансира 8. Резинометаллический амортизатор 5 первым воспринимает ударные вертикальные нагрузки от буксы колесной пары и обеспечивает электрическую изоляцию буксы от рамы тележки. Все защитное и рабочее заземление на системе постоянного тока выполнено только через четыре заземляющих устройства (ЗУ) на корпусах букс вагонов DR Т 02 и DR Т 09. Листовая рессора 4 несет чисто защитную функцию. В случае внезапного сильного вертикального возмущения на подвешивание со стороны буксы шпинтон 7 упрется в малый внутренний резинометаллический амортизатор 6, опирающийся на листовую рессору 4. В состоянии полной загрузки вагона между шпинтоном 7 и амортизатором 6 имеется зазор в 28 мм, аварийный прогиб листовой рессоры 4 может составлять 7 мм, так как она упрется в центральный выступ тарели буксового балансира. Если и этого в случае экстремального динамического удара будет недостаточно, то еще 22  мм сжатия подвески мо38

жет обеспечить деформация малого амортизатора 6. Дальнейшее сжатие подвешивания может привести к его повреждению и поломке вертикального демпфера. Вертикальный демпфер 3 обеспечивает успокоение вертикальных колебаний во время хода отбоя — хода рамы тележки вверх относительно буксы. Верхнее крепление к раме тележки и нижнее крепление к рычагу буксового балансира 14 вертикального демпфера выполнено шарнирными сайлент-блоками 12. Внутри сайлент-блоков 12 находится резиновая втулка, через которую пропущен стержень, закрепляющийся болтами 11 к раме тележки и к буксовому балансиру 14.

Рис. 3.9. 1-я ступень рессорного подвешивания: 1 — большая наружная цилиндрическая пружина 1-й ступени подвешивания; 2 — малая внутренняя цилиндрическая пружина 1-й ступени подвешивания; 3 — гаситель колебаний 1-й ступени (вертикальный демпфер); 4 — листовая рессора (упругая чаша); 5 — резинометаллический амортизатор; 6 — малый упорный резинометаллический амортизатор; 7 — шпинтон; 8 — тарель разъемного буксового балансира; 9 — гнездо рамы тележки цилиндрической пружины 1-й ступени подвески; 10 — вкладыш для рессорного подвешивания 1-й ступени; 11 — болт крепления вертикального демпфера; 12 — шарнирное соединение (сайлент-блок) вертикального демпфера; 13 — кронштейн разъемного буксового балансира для подсоединения вертикального демпфера; 14 — буксовый балансир

Все усилия в горизонтальной плоскости от буксы колесной пары к раме тележки (тягово-тормозные и поперечные) воспринимает шарнирное соединение буксового балансира 6 к раме тележки в виде сайлент-блока (рис. 3.10). Сайлент-блок вставлен в цилиндрическое отверстие буксового рычага, торцевые части металлического валика сайлент-блока буксового поводка фиксируются к раме тележки крепежным суппортом 3 посредством болтовых соединений крепежными болтами 7 с моментом затяжки 220 Н·м. Конструкция металлического валика сайлент-блока обеспечивает поддержание зазора 7 мм между буксовым балансиром и рамой тележки. Предохранительная планка 4 слу39

жит для недопущения падения буксового балансира 6 вместе с сайлент-блоком 5 при изломе или откручивании крепежных болтов 7.

Рис. 3.10. Связь сайлент-блока, буксового балансира и рамы тележки: 1 — большая наружная цилиндрическая пружина 1-й ступени подвешивания; 2 — вертикальный демпфер; 3 — крепежный суппорт валика сайлент-блока; 4 — предохранительная планка (аварийный улавливатель); 5 — валик сайлент-блока буксового рычага; 6 — буксовый балансир; 7 — крепежный болт с шестигранной головкой

На рис. 3.11 изображен монтаж сопряженного оборудования на ходовой части. Рис. 3.11. Колесная пара с 1-й ступенью рессорного подвешивания и сопряженное оборудование: 1 — датчик поперечного ускорения тележки; 2 — армированный пневмошланг; 3 — металлические трубки подводки сжатого воздуха к пневмоцилиндрам клещевых механизмов тормозов; 4 — кабель к термодатчикам контроля нагрева букс; 5 — кабель к датчику угловой скорости вращения колесной пары; 6 — кабель к датчику поперечного ускорения

На рис. 3.12 и 3.13 изображен буксовой балансир в сборке и поэлементно соответст­ венно.

Рис. 3.12. Разъемный буксовый балансир: 1 — стяжной болт зажима корпуса буксы; 2 – гайка стяжного болта зажима; 3 — нижняя половинка зажима корпуса буксы; 4 — верхняя половинка зажима корпуса буксы (тело самого буксового рычага)

40

Рис. 3.13. Элементы узла разъемного балансира: 1 — рычаг буксового балансира; 2 — стяжные болты; 3 — тарель цилиндрической пружины 1-й ступени рессорного подвешивания; 4 — задняя крышка буксы; 5 — блок TAROL; 6 — съемная нижняя часть буксового балансира; 7 — передняя крышка буксы; 8 — сайлент-блок

Разъемный буксовый балансир является корпусом буксы, одетым вокруг подшипника (блок TAROL). Демонтаж моторной колесной пары заключается в откручивании шарнирного соединения сайлент-блока — отворачивании болтов (позиция 7 на рис. 3.10) буксового балансира от рамы тележки, отсоединении вертикального демпфера первой ступени подвешивания — отворачивании болтов (позиция 11 на рис. 3.9), расстыковке зубчатой муфты тягового привода, откручивании резьбовых соединений С-образного упора подвески редуктора и отключения всех электрических соединений к колесной паре. Далее колесная пара с редуктором и с буксовыми балансирами может опускаться вниз и эвакуироваться. Демонтировать моторную колесную пару можно и другим способом: без разборки 1-й ступени рессорного подвешивания. Необходимо открутить и демонтировать вертикальный демпфер 1-й ступени, установить вместо него специальную резьбовую стяжку 1-й ступени рессорного подвешивания, разобрать буксовый балансир путем отворачивания его стяжных болтов (позиции 1, 2 на рис. 3.12), болтов задней крышки буксы от буксового балансира (рис. 3.9), далее выполнить процедуры, указанные в первом способе, и после этого моторная колесная пара высвобождается вниз с тяговым редуктором, с корпусом буксового подшипника (блок TAROL), но уже без разъемных буксовых балансиров. Резьбовая стяжка 1-й ступени рессорного подвешивания является специальным технологическим вспомогательным элементом, необходимым для процесса монтажа и демонтажа колесной пары с тележки описанным способом. Стяжка устанавливается на место вертикального демпфера (рис. 3.14) и удерживает сжатое положение основных циРис. 3.14. Резьбовая стяжка рессорного линдрических рессор при отсутствии колесной паподвешивания 1-й ступени ры в тележке. 41

На рис. 3.15 изображен принцип действия аварийного улавливателя буксового балансира, заключающийся в зацеплении пластины на болтовом креплении и выступа на раме тележки.

Рис. 3.15. Аварийный улавливатель буксового балансира: 1 — пластина аварийного улавливателя; 2 — выступ аварийного улавливателя; 3 — букса направляющей системы подвески колесной пары

Рессорное подвешивание 1-й ступени немоторной тележки выполнено идентично. На рис. 3.16 показана тележка с собранным рессорным подвешиванием 1-й ступени, но без колесной пары. На рисунке видно, что вместо резьбовой стяжки стоит вертикальный демпфер. Буксовый балансир максимально опущен вниз, что не соответст­ вует его положению под нагрузкой. Наличие специальной резьбовой стяжки дает возможность фиксировать 1-ю ступень в положении нагрузки при выкатке колесной пары, что необходимо при ее оперативной замене под составом на специализированной позиции ремонтного цеха. Демонтаж колесной пары (рис. 3.17) происходит следующим образом: тележка вывешивается специальным домкратом, который передвигается продольно под составом, затем между колесной парой и тележкой расстыковываются все необходимые соединения, выдвижной рельс 1 перемещается во внешнюю часть колеи в продольном направлении, и специальный домкрат выводит в сторону демонтируемую колесную пару.

Рис. 3.16. Вид рессорного подвешивания 1-й ступени с внутренней стороны тележки (колесная пара демонтирована)

Рис. 3.17. Специализированная позиция демонтажа колесных пар под поездом: 1 — выдвижной рельс

Датчик поперечного ускорения тележки (рис. 3.18, 3.19) относится к устройствам безопасности и предназначен для передачи системам управления поезда информации о наличии вибрации рамы тележки в поперечном к оси пути направлении выше критичес42

кого уровня. Подробное описание устройства и алгоритма работы датчиков ускорения и температурных датчиков букс приведены в гл. «Системы безопасности».

Рис. 3.18. Внешний вид датчика поперечного ускорения: 1 — корпус датчика поперечного ускорения

Рис. 3.19. Монтажная позиция датчика поперечного ускорения тележки: 1 — датчик поперечного ускорения; 2 — винт шестигранный; 3 — гайка шестигранная; 4 — предохранительная шайба; 5 — шайба

Рессорное подвешивание 2-й ступени На рис. 3.20 изображено смонтированное на тележке оборудование 2-й ступени рессорного подвешивания.

Рис. 3.20. Тележка в разрезе вдоль центра боковой балки рамы: 1 — траверса с внутренними полостями подачи сжатого воздуха к основным пневморессорам; 2 — основная пневморессора; 3 — аварийная монолитная резиновая рессора; 4 — балка торсиона поперечной устойчивости; 5 — устройство выравнивания уровня полов вагонов; 6 — основная наружная цилиндрическая пружина (относится к 1-й ступени); 7 — дополнительная внутренняя малая цилиндрическая пружина (относится к 1-й ступени); 8 — шпинтон (относится к 1-й ступени); 9 — буксовый балансир (относится к 1-й ступени); 10 — устройство контроля тележки (датчик поперечного ускорения)

43

2-ю ступень рессорного подвешивания устраивают между кузовом и рамой тележки. Основу рессорного подвешивания 2-й ступени составляют пневморессоры, осуществляющие функцию амортизации при передаче основной вертикальной нагрузки от кузова вагона на раму тележки. При этом они могут испытывать некоторую деформацию на скручивание при прохождении поездом кривых участков пути. Верхняя поперечная балка тележки — траверса — закреплена болтовыми соединениями к раме кузова, является центральным соединительным элементом между тележкой и кузовом вагона и служит дополнительным единым резервуаром для двух пневморессор системы пневматического подрессоривания (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Траверса: 1 — траверса; 2, 3 — кронштейны поворотных демпферов (демпферов виляния тележки); 4 — шкворень; 5 – крепежные болтовые соединения шкворня к траверсе с моментом затяжки 447 Н·м; 6 — посадочный штифт; 7 — отверстия под болтовые соединения траверсы к раме кузова вагона (10 шт.); 8 — болтовые соединения траверсы с кронштейном поворотного демпфера; 9 — упорная планка шкворня; 10 — посадочная коническая втулка шкворня в лемнискатный механизм

Кроме того, траверса предназначена для передачи тягового и тормозного усилия на кузов вагона. Она строго центрируется посадочными отверстиями рамы кузова вагона на посадочные штифты 6 и крепится к раме кузова десятью болтами. Один посадочный штифт выполнен цилиндрической формы, другой — квадратной. К самой траверсе подсоединены болтовыми соединениями кронштейны поворотных демпферов 2, 3, шкворень 4, устройство выравнивания полов, вертикальные демпферы 2-й ступени, 44

опора балки торсиона. В траверсе дополнительно имеется соединительная резьба для подключения устройств подачи сжатого воздуха, например клапана устройства управления пневморессорами, спускного клапана. Траверса содержит две точки подключения защитного заземления между ней и кузовом вагона, а также между ней и рамой тележки. Внутренние ограничители поворота тележки действуют между шкворнем и рамой тележки. Внешние ограничители поворота тележки действуют между упорными планками 9 шкворня траверсы и специальными резиновыми буферами рамы тележки. Также в поперечную балку интегрирован кронштейн опор балки торсиона с самим торсионом (показан далее). На рис. 3.22 изображена тележка, демонтированная с состава поезда. Наглядно продемонстрировано подсоединение к траверсе кронштейнов поворотных демпферов 1 (по шесть болтов каждый), подсоединение вертикального демпфера 2-й ступени подвешивания 2, подсоединение опоры торсиона 3, регулировочные тяги торсиона 6, видны 10 болтов крепления шкворня 4, два посадочных цилиндрических штифта 5 и 10 отверстий под болты крепления траверсы к раме кузова вагона. В таком положении траверса обязательно должна быть предохранена от опрокидывания на бок, что обычно достигается посредством деревянных распорок необходимой длины.

Рис. 3.22. Вид сверху моторной тележки с траверсой: 1 — кронштейн траверсы для монтажа поворотных демпферов; 2 — кронштейн вертикального демпфера второй ступени гашения колебаний; 3 — узел крепления торсиона; 4 — крепежные болты шкворня; 5 — посадочные штифты; 6 — регулировочные тяги торсиона

На рис. 3.23 изображена посадочная поверхность кузова вагона на траверсу.

Рис. 3.23. Траверса

45

На рис. 3.24 не изображена траверса, а также поворотные и вертикальные демпферы 2-й ступени, торсиона. В корпус шкворня вставлены все 10 болтов его крепления к траверсе. Траверса является компонентом тележки и демонтируется с поезда вместе с ней.

Рис. 3.24. Общий вид моторной тележки без траверсы (вид сверху): 1 — литой корпус шкворня; 2 — болты крепления корпуса шкворня к траверсе; 3 — успокоитель поперечных колебаний кузова вагона; 4 — тяговый поводок

Рис. 3.25. Специализированная позиция смены тележек

На специализированной позиции смены тележек (рис. 3.25), оборудованной системой поворотных опускающихся рельсов и вертикальных домкратов, замена тележки производится следующим образом: •• указанный вагон устанавливается дефектной тележкой на специальную позицию с домкратом и площадкой поворотными и опускающимися рельсами; •• отворачиваются все 10 болтов, крепящие траверсу к боковым балкам рамы кузова вагона; •• расстыковываются все электрические и пневматические соединения тележки с кузовом; •• кузов вагона поддомкрачивается; •• дефектная тележка опускается вниз до уровня технологических рельсов, поворачивается на 90° и далее эвакуируется в боковом направлении; 46

•• на втором поворотном кругу она вновь поворачивается на 90° и далее эвакуируется с поэтапными поворотами (см. рис. 3.25) в подкрановое поле мостового крана зоны ремонта тележек; •• аналогичным способом в обратном порядке подводится новая тележка; •• траверса новой тележки закрепляется болтами к раме кузова; •• убираются домкраты кузова; •• пристыковываются все электрические и пневматические соединения тележки к вагону. Система пневматического подрессоривания расположена между рамой тележки и поперечной балкой в качестве подвешивания 2-й ступени. Пневморессоры (рис. 3.26) пе-

Рис. 3.26. Пневморессоры: 1 — основная рабочая пневморессора; 2 — аварийная (монолитная) рессора; 3 — основная вставка пневморессоры; 4 — полимерная регулировочная шайба; 5 — каналы сжатого воздуха внутри траверсы; 6 — болты крепления верхней стыковочной шайбы пневморессоры к траверсе; 7 — вертикальный посадочный канал в раме тележки; 8 — верхняя стыковочная шайба (диафрагменная пластина) пневморессоры с траверсой с уплотнителем; 9 — рама тележки; 10 — траверса; 11 — болтовое соединение со стороны рамы тележки; 12 — промежуточная шайба

47

редают вертикальные и частично (в весьма малом соотношении) боковые усилия. При этом пневморессоры одновременно не препятствуют всем относительным смещениям между тележкой и кузовом вагона. При повороте рамы тележки относительно кузова (относительно траверсы) пневморессоры терпят некоторую деформацию. При выходе из строя пневморессоры или системы подачи сжатого воздуха кузов вагона опускается на аварийные рессоры. Между аварийной рессорой и рамой тележки проложены изготовленные из пластмассы вставки 3 и полимерные регулировочные шайбы 4, с помощью которых устанавливается точный уровень кузова вагона. Подача сжатого воздуха в пневморессору из траверсы осуществляется посредством штуцера подключения воздуха на диафрагменной пластине. Уплотнение стыковочного узла «траверса—пневморессора» осуществляется посредством шайбы (диафрагменной пластины) 8 с уплотнительным элементом на штуцере подключения воздуха. Болтовое соединение 6 служит для фиксации диафрагменной пластины на траверсе. Болтовое соединение 11 со стороны рамы тележки предназначено для фиксации основания полимерных регулировочных шайб 4 пневморессоры на раме тележки. Аварийная рессора 2 представляет собой резиновую монолитную структуру, на которую может опираться траверса тележки через промежуточную шайбу 12 в случае выхода из строя рабочей пневморессоры 1. Комфортность поездки в данном вагоне при этом несколько ухудшается. На рис. 3.27 показан узел крепления наружной оболочки основной пневморессоры к стыковочной шайбе траверсы. При сборке этого узла должны соблюдаться условия герметичности. На рис. 3.28, 3.29 изображен узел пневморессоры и аварийной рессоры в сборе. Рис. 3.27. Узел крепления наружной оболочки основной пневморессоры: 1 — траверса; 2 — болт крепления верхней стыковочной шайбы к траверсе; 3 — верхняя стыковочная шайба; 4 — винт крепления верхнего бортового кольца к верхней стыковочной шайбе; 5 — верхнее бортовое кольцо; 6 — наружная оболочка основной пневморессоры

Рис. 3.28. Основная пневморессора (1 ) и аварийная рессора (2 )

48

Рис. 3.29. Основная пневморессора и аварийная рессора с рамой тележки и с траверсой

На рис. 3.30 представлено устройство управления пневморессорами. Поступление сжатого воздуха в основную пневморессору производится через траверсу. На рис. 3.26 (позиция 5) был виден разрез канала воздуха внутри траверсы тележки и его соединение с верхним патрубком — воздуховодом рабочей пневморессоры. Пневморессора получает сжатый воздух из питательной магистрали «НВ» через разобщительные краны L02 по­ средством специального редукционного клапана, открывающего доступ воздуха к системе пневморессоры только когда давление в питательной магист­ рали превысит 6,7 атм. Траверса тележ­ ки имеет два специальных клапана автоматической регулировки давления в пневморессорах, что необходимо для поддержания постоянной высоты кузова. Клапаны находятся с обеих сторон траверсы. Один клапан 3 (см. рис. 3.30) производит основную регулировку давления в обоих пневморессорах одновременно, второй клапан, аналогичный клапану 3, но располагающийсяс наружной стороны тележки, обеспечивает быстрый сброс давления при резком движении кузова вагона — траверсы 2 вверх. Задача устройств — вне зависи- Рис. 3.30. Устройство управления пневморессорами (устройство выравнивания уровня пола вагона): мости от загрузки вагонов поддержи1 — рама тележки; 2 — траверса; 3 — клапан управлевать одинаковый уровень высоты рам ния давлением воздуха в пневморессорах; 4 — рычаг кузовов. Это называется механизмом клапана; 5 — регулировочная муфта рычага выравнивания уровня полов. Клапан имеет специальный регулирующий рычаг 4 (рис. 3.31), установленный между траверсой и рамой тележки (аналогично авторежиму). При уменьшении расстояния

Рис. 3.31. Вид клапана системы выравнивания полов: 1 — рама тележки; 2 — траверса; 3 — сбрасывающий клапан пневморессор; 4 — рычаг клапана; 5 — регулировочная муфта рычага; 6 — трубка подвода сжатого воздуха к клапану

49

между траверсой тележки и рамой тележки клапан увеличивает давление воздуха в пневморессорах тележки и наоборот. Длина рычагов клапана 4 может точно подгоняться под необходимую при регулировке благодаря наличию регулировочной муфты 5. Также траверса имеет дополнительные краны выпуска воздуха из пневморессор (подробнее все указанные пневмоустройства описаны в гл. «Пневмооборудование»). Практика эксплуатации устройств выравнивания полов в зимних условиях показала их уязвимость в условиях обильного налипания снега внутри тележки. Налипший снег существенно осложняет работу указанных устройств. В особо суровых условиях обильные массы налипшего снега могут производить шунтирование пневморессор между рамой тележки и траверсой, что существенно сказывается на комфортности поездки. Для обеспечения надежной работы клапана в зимних условиях конструктивно устанавливается защита, изображенная на рис. 3.32.

Рис. 3.32. Защита регулировочного клапана при его работе в зимних условиях

Рис. 3.33. Кран L16 (1) выпуска воздуха из пневмоканалов траверсы (из обеих пневморессор тележки)

Кран L16 находится под полом вагона рядом с траверсой и предназначен для непо­ средственного аварийного выпуска воздуха из обеих пневморессор тележки (рис. 3.33). Этот кран открывается только после перекрытия крана L02. Успокоение вертикальных колебаний во 2-й ступени На рис. 3.34 изображена схема размещения демпферов 2-й ступени рессорного подвешивания.

Рис. 3.34. Вертикальные демпферы 2-й ступени рессорного подвешивания (показаны цифрой 1)

На каждой тележке с обеих сторон установлено по два вертикальных демпфера. Демпферы успокаивают вертикальные колебания кузова (траверсы) относительно рамы тележки. Присоединение демпферов 1 (рис. 3.35) к раме тележки снизу и к траверсе свер50

Рис. 3.35. Крепление демпфера вертикальных колебаний кузова: 1 — вертикальный демпфер 2-й ступени рессорного подвешивания; 2 — болтовое крепление вертикального демпфера; 3 — резиновая втулка; 4 — крепежный стержень вертикального демпфера

ху конструктивно выполнено одинаково. В монтажное кольцо демпфера впрессована резиновая втулка 3, через которую пропущен крепежный стержень 4, с обеих сторон закрепленный болтовыми соединениями 2 к соответствующим кронштейнам рамы тележки и траверсы. Такая конструкция обеспечивает и надежное крепление вертикального демпфера и возможность в определенных диапазонах не оказывать на шток вертикального демпфера изламывающих усилий при поперечных и поворотных перемещениях траверсы относительно рамы тележки. На рис. 3.36 наглядно проиллюстрирована 2-я ступень рессорного подвешивания, смонтированная на раме тележки.

Рис. 3.36. Компоненты рессорного подвешивания 2-й ступени: 1 — вертикальный демпфер 2-й ступени рессорного подвешивания; 2 — регулируемая тяга торсиона; 3 — кронштейн вертикального демпфера на траверсе; 4 — рама тележки; 5 — поворотный демпфер; 6 — основная пневморессора; 7 — аварийная пневморессора

Успокоение боковой качки кузова во 2-й ступени Тележка оборудована пассивной системой стабилизации наклона кузова, задачей которой является уменьшение наклона кузова в сторону, а также успокоение колебательных процессов наклона кузова при воздействии внешних возмущений: движение в кривой, по стрелочным переводам, сильный боковой ветер. Принцип работы этого устройства абсолютно идентичен принципу работы стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля, который уменьшает наклон кузова в сто51

рону при движении в повороте, что положительно сказывается на безопасности виража и комфортности поездки. Торсион является упругой балкой, работающей на скручивание. Балка торсиона выполнена из соответствующей стали, что позволяет ей иметь большой момент сопротивления на скручивание. Торсион снижает наклон кузова вагона во внешнюю сторону кривой. Таким образом, торсион гарантирует соблюдение габаритов приближения и служит для увеличения плавности хода. Также применение торсиона необходимо, если 2-я ступень рессорного подвешивания выполнена на пневмоподвеске. Пневморессоры являются сообщающимися друг с другом, через внутренние каналы траверсы сосудами и не могут самостоятельно предотвращать крен кузова в одну из сторон. В отличие от пневмо­рессор цилиндрические пружины могут бороться с креном кузова, так как при сжатии той пружины, в сторону которой происходит наклон кузова, в ней возникает реактив-

Рис. 3.37. Торсион: 1 — балка торсиона; 2 — поворотный рычаг балки торсиона; 3 — шарнир вращения балки торсиона в траверсе; 4 — пальцевое крепление регулируемой тяги в рычаге; 5 — шарнирное соединение регулируемой тяги к раме тележки; 6 — регулируемая тяга торсиона

52

ное вертикальное усилие больше аналогичного усилия противоположной пружины. Это и способствует уменьшению крена вагона. Торсион 1 устанавливается на шарнире вращения балки торсиона в траверсе 3 (рис. 3.37). Шарниры вращения балки торсиона крепятся на траверсе посредством болтового соединения (позиции 6, 7 на рис. 3.38). Осевой зазор торсиона ограничивается и может настраиваться регулировочной шайбой 3 и соответствующими вкладышами для системы качения 4. Шарниры вращения балки торсиона плотно закрываются крышкой кронштейна опоры пружины качения 2 и уплотнительным кольцом 5. Соединение торсиона с рамой тележки осуществляется посредством устанавливаемой в длину регулируемой тяги торсиона. К обеим сторонам тележки на торсион в горячем состоянии насажены два рычага 1. Концы рычагов соединены с тягой торсиона подвижным шаровым пальцевым шарниром (позиция 4 на рис. 3.37). Другой конец регулируемой тяги торсиона укреплен на раме тележки посредством болтового соединения (позиции 6, 7 на рис. 3.38). Благодаря такому расположению движение поперечного качания корпуса вагона (крен вагона в сторону) на кривых участках пути передается по продольной оси в торсион тележки, жесткость на скручивание которого снижает наклон кузова.

Рис. 3.38. Крепеж элементов торсиона: 1 — поворотный рычаг балки торсиона; 2 — крышка кронштейна опоры качения; 3 — регулировочная шайба; 4 — вкладыш для системы качения; 5 — уплотнительное кольцо круглого сечения; 6 — предохранительная шайба; 7 — винт с шестигранной головкой; 8 — шайба; 9 — корончатая гайка пальцевого шарнира крепления разъемной тяги к поворотному рычагу торсиона

53

Рис. 3.39. Регулируемая тяга торсиона: 1 — регулируемая длина; 2 — левая резьба; 3 — шарнир с предварительно напряженным упругим элементом; 4 — приваренная шестигранная гайка; 5 — шариковый подшипник; 6 — правая резьба

Рис. 3.40. Балка и поворотный рычаг торсиона: 1 — траверса; 2 — балка торсиона; 3 — пальцевый шарнир рычага торсиона; 4 — рычаг торсиона; 5 — регулируемая тяга торсиона; 6 — рама тележки

В тележке применен вариант, когда регулируемая тяга торсиона расположена снизу (рис. 3.39). Тяга торсиона выполнена регулируемой с целью точной настройки балки торсиона, соблюдения изначального нулевого угла наклона кузова на абсолютно ровном пути при равномерно распределенной нагрузке в кузове. Если на стоящей на пути тележке регулируемая тяга торсиона свободно немного проворачивается в своих шарнирах, то это означает, что торсион не напряжен, участок пути и нагрузка вагона — ровные, балка торсиона в данное время свободна. На рис. 3.40 изображен узел шарнирного соединения балки и рычага торсиона.

54

Передача тягового усилия во 2-й ступени Передача тягового усилия в рессорном подвешивании 2-й ступени (рис. 3.41) осуществляется двумя тяговыми поводками 1 от рамы тележки к центральному рычагу лемни­ скатного механизма, в который вставлен шкворень траверсы, прикрученный болтовыми соединениями к траверсе, которая в свою очередь жестко прикручена к кузову вагона.

Рис. 3.41. Передача тягового усилия в рессорном подвешивании 2-й ступени: 1 — тяговый поводок (направляющая тяга); F — тяговое усилие

Устройство передачи продольного усилия передает рабочее усилие от рамы к шкворню тележки, установленному на поперечной балке, давая возможность осуществлять поворотные и продольные движения, а также подрессоривание кузова вагона относительно тележки. При подъеме кузова вагона тележка также приподнимается посредством вто-

55

ричного ограничителя вертикального перемещения, который состоит из двух кронштейнов, приваренных к центральному соединителю рамы тележки, и двух опорных поверх­ ностей на корпусе центрального рычага лемнискатного механизма. Тяговые и тормозные усилия во 2-й ступени подвески, т.е. от рамы тележки на траверсу (кузов), передаются через два симметрично расположенных тяговых поводка (позиция 1 на рис. 3.41). Поводки крепятся и к раме тележки и к центральному рычагу лемнискатного механизма 1 (рис. 3.42) шарнирно-болтовыми соединениями (8, 10, 11).

Рис. 3.42. Узел лемнискатного механизма: 1 — центральный рычаг лемнискатного механизма; 2 — втулка для устройства передачи продольного усилия; 3 — упорная плита устройства передачи продольного усилия; 4 — призматическая шпонка для устройства передачи продольного усилия; 5 — предохранитель устройства передачи продольного усилия; 6 — манжета; 7 — уплотнительное кольцо круглого сечения; 8—12 — винт с шестигранной головкой; 13 — шайба

56

Болтовое соединение крепления тягового поводка осуществляется болтами M24×160 (8) с моментом затяжки 436 Н·м. Поводки (позиция 1 на рис. 3.41) не позволяют центральному рычагу лемнискатного механизма смещаться в плоскости вдоль оси пути, тем самым фиксируя раму тележки строго под центром траверсы в продольном к оси пути направлении. Однако и в поперечном, и в вертикальном направлениях корпус лемнискатного механизма имеет возможность перемещаться. Именно из-за этого тяговые поводки выполнены с разворотом отверстий на 90° под резиновые втулки 2 (рис. 3.43). В противном случае поперечные смещения лемнискатного механизма оказывали бы негативные изламывающие усилия на шарнирно-болтовые крепления тяговых поводков к лемнискатному механизму. Кроме того, шарнирно-болтовые соединения тяговых поводков к центральному рычагу лемнискатного механизма выполнены с перехлестом, что необходимо для исключения реактивных усилий разворота центрально- Рис. 3.43. Тяговый поводок (направляющая тяга) (1) го рычага лемнискатного механизма и втулка (2) при поперечном смещении траверсы. Центральный рычаг лемнискатного механизма 1 (рис. 3.44) включает подшипник шкворня тележки 2, который с помощью резьбового соединения (позиции 8, 9 на рис. 3.42) и втулки для устройства передачи продольного усилия (позиция 2 на рис. 3.42) запрессовывается на конус шкворня тележки. Болт шкворня — M36×190 с моментом затяжки 1100 Н·м. Упорная плита 3 (см. рис. 3.42) служит в качестве вторичного ограничителя вертикального перемещения и закрепляется с помощью резьбового соединения (8, 10) на цент­ральном рычаге лемнискатного механизма 1. Две призматических шпонки для устрой­ ства передачи продольного уси-

Рис. 3.44. Центральный рычаг лемнискатного механизма (корпус лемнискатного механизма) (1 ) и подшипник шкворня тележки (2 )

57

лия 4 предотвращают проворачивание подшипника шкворня тележки на конусе шкворня тележки. Предохранитель устройства передачи продольного усилия 5 закрепляется с помощью резьбового соединения (8, 10 ) и стопорного элемента 13. Манжета 6 уплотняет шарнирную систему со стороны траверсы. Между втулкой 2 и упорной плитой 3 имеется зазор, который обеспечивает поворотное перемещение шкворня в центральном рычаге лемнискатного механизма, но при подъеме кузова этот зазор выбирается, поскольку винт 8 является устройством ограничителя вертикального перемещения во 2-й ступени рессорного подвешивания. Обе направляющих тяги 1 (см. рис. 3.43), монтируемых между центральным рычагом лемнискатного механизма и рамой тележки, образуют лемнискатное шарнирное соединение. В отверстия, расположенные на обоих концах соединения, впрессовываются буксы штанги или резинометаллические втулки 2 тягового поводка. На рис. 3.45 изображен лемнискатный механизм, смонтированный на раме тележки.

Рис. 3.45. Лемнискатный механизм тележки: 1 — центральный рычаг лемнискатного механизма; 2 — тяговый поводок; 3 — шарнирно-болтовое соединение тягового поводка к раме тележки; 4 — шарнирно-болтовое соединение тягового поводка к центральному рычагу лемнискатного механизма; 5 — упорный резиновый буфер; 6 — упорная планка шкворня; 7 — уплотнительная резиновая манжета шкворня; 8 — поперечный демпфер; 9 — шарнирно-болтовое соединение поперечного демпфера к траверсе; 10 — металлический упор ограничения предельного поперечного смещения траверсы относительно рамы тележки; 11 — траверса; 12 — шкворень

Демпфирование поперечных перемещений кузова во 2-й ступени Как уже было сказано выше, пневморессоры могут свободно передавать, но не могут ограничивать поворотные и поперечные перемещения траверсы относительно рамы тележки. В отличие от ЭВС «Аллегро», где и в части регулирования поперечного положения кузова относительно рамы тележки также применена активная пневматическая система, управляемая компьютером, на ЭВС «Сапсан» использована пассивная система регулировки и ограничения поперечных перемещений траверсы (кузова). Система ограничения поперечных перемещений траверсы (рис. 3.46—3.48) условно имеет три зоны: успокоение поперечных колебаний, ограничение поперечных колебаний, ограничение предельно допустимых поперечных колебаний. 58

Рис. 3.46. Рабочее и предельное ограничение поперечных перемещений кузова: 1 — зона рабочего ограничения поперечных перемещений кузова; 2 — зона предельного ограничения поперечных перемещений кузова; 3 — рама тележки; 4 — шкворень траверсы

Рис. 3.47. Монтаж поперечного демпфера (вид спереди): 1 — поперечный демпфер; 2 — упорный резиновый буфер; 3 — центральный рычаг лемнискатного механизма; 4 — упорная планка шкворня траверсы; 5 — шарнирно-болтовое крепление поперечного демпфера к шкворню траверсы; 6 — шарнирно-болтовое крепление поперечного демпфера к раме тележки

При движении по прямому участку пути кузов вагона подрессоривается преимуще­ ственно благодаря горизонтальной жесткости системы пневматического подрессоривания в поперечном направлении поезда. При движении в кривой возникающие центробежные силы переносятся благодаря буферу, прилегающему к упорной поверхности шкворня тележки. Два симметрично расположенных поперечных демпфера 1 (см. рис. 3.48) успокаивают поперечные перемещения траверсы относительно рамы тележки. Два симметрично расположенных упорных резиновых буфера 2, взаимодействуя с упорными планками 3 шкворня траверсы, выполняют ограничения поперечных перемещений. Зазор между каждой упорной планкой 3 и упорным буфером 2 равен 20 мм. Дальнейшее (более 20 мм в сторону) поперечное смещение траверсы с жестко привинченным к нему шкворнем будет активно гаситься упругим сжатием буфера 2. В случае особо сильного поперечного перемещения, с которым упорный резиновый буфер 2 может уже не справиться, произойдет выбирание зазора в металлическом упоре ограничения предельного поперечного смещения траверсы относительно рамы тележки. Это приведет к жесткому упору металлического элемента шкворня на раму тележки. Шарнирно-болтовые соединения тяговых поводков с рамой тележки 3 (см. рис. 3.45) будут терпеть при этом некоторую изламывающую деформацию, однако конструктивно эти элементы не предназначены для гашения поперечных перемещений траверсы. 59

Рис. 3.48. Устройства ограничения поперечных перемещений кузова (вид сверху): 1 — поперечный демпфер; 2 — упорный резиновый буфер; 3 — упорная планка шкворня траверсы; 4 — шарнирно-болтовое крепление поперечного демпфера к шкворню траверсы; 5 — шарнирно-болтовое крепление поперечного демпфера к раме тележки

На рис. 3.49 и 3.50 изображены ограничители поперечных перемещений кузова (вид снизу) и упорный резиновый буфер соответственно.

Рис. 3.49. Ограничители поперечных перемещений кузова (вид снизу): 1 — поперечный демпфер; 2 — упорный резиновый буфер; 3 — центральный рычаг лемнискатного механизма; 4 — упорная планка шкворня траверсы; 5 — шарнирно-болтовое крепление поперечного демпфера к раме тележки; 6 — тяговый поводок; 7 — шарнирно-болтовое соединение тягового поводка с центральным рычагом лемнискатного механизма; 8 — упорная плита устройства передачи продольного усилия лемнискатного механизма; 9 — нижний (основной) болт шкворня (момент затяжки 1100 Н·м); 10 — болты крепления втулки для устройства передачи продольного усилия к центральному рычагу лемниската; 11 — рама тележки

60

Рис. 3.50. Упорный резиновый буфер: 1 — упорный резиновый буфер; 2 — упорная планка шкворня траверсы; 3 — тяговый поводок; 4 — шарнирно-болтовое соединение тягового поводка с центральным рычагом лемнискатного механизма; 5 — рама тележки; 6 — технологическая распорка (доска), устанавливаемая для недопущения опрокидывания траверсы (случай, когда тележка с траверсой выкачена из-под вагона)

Ограничение поворотных перемещений тележки во 2-й ступени Демпфер виляния тележки (рис. 3.51, 3.52) иногда называют поворотным демпфером. Поворотный демпфер расположен между траверсой и рамой тележки и служит для демп-

Рис. 3.51. Демпферы виляния тележки: 1 — поворотный демпфер; 2 — вкладыш для поворотного демпфера; 3, 4 — винт с шестигранной головкой (М16×70, момент затяжки 135 Н·м); 5 — шестигранная гайка; 6 — стопорная шайба; 7 — предохранитель поворотного демпфера от падения (страховочный тросик); 8 — шайба; 9 — крепежный стержень демпфера виляния

61

фирования виляния тележки по отношению к кузову вагона в горизонтальной плоскости. Так как поворотные демпферы выполняет функции, относящиеся к безопасности, они выполнены с резервированием, т.е. на каждой стороне тележ­ки они расположены в количестве двух штук. Как описывалось выше, рама тележки вращается вокруг шкворня траверсы. Центральный рычаг лемнискатного механизма имеет возможность поворачиваться вокруг шкворня. Момент сопротивления на вращение в указанном устройст­ ве несопоставимо мал по сравнению с аналогичным моментом при классической опоре на боковые скользуны. Кроме того, сами пневморессоры также не имеют достаточного сопротивления в горизонтальной плоскости. Наиболее опасен режим резонансного вращательного раскачивания рамы тележки вокруг оси шкворня траверсы при движении по пути, имеющему неровности в плане (виляние пути). Описанное явление успешно успокаивается системой поворотных демпферов.

Рис. 3.52. Вид демпферов виляния (поворотных демпферов) тележки с одной стороны тележки

Рис. 3.53. Вид демпферов виляния тележки с другой стороны: 1 — поворотный демпфер; 2 — винт с шестигранной головкой (М16×70, момент затяжки 135 Н·м); 3 — болты крепления кронштейна поворотного демпфера к траверсе

62

Крепление поворотного демпфера к кронштейнам рамы тележки и траверсы винтами 2 (рис. 3.53) аналогично по конструкции шарнирно-болтовым креплениям других демпферов. На рис. 3.54 представлено размещение элементов рессорного подвешивания первой и второй ступеней.

Рис. 3.54. Тележка с элементами рессорного подвешивания 1-й (1 ) и 2-й ступеней (2 ) (вид сбоку)

Подвешивание тяговых двигателей Тяговый двигатель (ТЭД) непосредственно не опирается на раму тележки. Оба тяговых двигателя жестко прикручены к металлической балке — поддону, который подвешен к раме тележки четырьмя листовыми рессорами. Подрессоривание поддона осуществляется в поперечном направлении к оси пути. Подвешивание ТЭД (рис. 3.32—3.64) одной моторной тележки состоит из следующих основных элементов: •• рама тележки; •• поддон (рис. 3.56); •• два ТЭД (рис. 3.62); •• четыре листовые рессоры (рис. 3.59); •• четыре шарнирно-болтовых крепления листовых рессор к поддону (рис. 3.61); •• четыре жестких крепления листовых рессор к раме тележки (рис. 3.60); •• восемь болтов крепления обоих ТЭД; •• четыре аварийных улавливателя для ТЭД (рис. 3.67); •• два аварийных улавливателя для поддона (рис. 3.65, 3.66); •• два ограничительных резиновых буфера поддона (рис. 3.57); •• два поперечных демпфера поддона (рис. 3.58). На рис. 3.55 изображено поперечное упругое подвешивание ТЭД. Зазор свободного поперечного перемещения поддона в районе поперечного буфера составляет по 7 мм в каждую сторону. Упорный поперечный буфер находится в поддоне и ограничивает его свободное перемещение в поперечном направлении на 7 мм в каждую из сторон.

63

Рис. 3.55. Поперечное упругое подвешивание ТЭД: 1 — тяговый двигатель; 2 — поддон (стальная несущая рама тяговых двигателей)

Рис. 3.56. Поддон: 1 — поддон (стальная несущая рама тяговых двигателей); 2 — болт; 3 — ограничитель поворота; 4 — угловой сварной шов

64

Рис. 3.57. Упорный поперечный буфер поддона: 1 — буфер; 2 — винт шестигранный; 3 — предохранительная шайба; 4 — вкладыш для несущей рамы тягового двигателя

Поперечный демпфер поддона предназначен для успокоения поперечных колебаний поддона.

Рис. 3.58. Поперечный демпфер поддона: 1 — поперечный демпфер поддона; 2 — винт шестигранный; 3 — шайба; 4 — консоль демпфера; 5 — предохранительная шайба; 6 — шестигранная гайка; 7 — винт шестигранный

Четыре листовые рессоры несут на себе весовую нагрузку поддона и двух ТЭД, рессоры являются амортизирующими элементами поддона в поперечном направлении.

Рис. 3.59. Листовая рессора подвески поддона к раме тележки: 1 — втулка; 2 — листовая рессора

65

Рис. 3.60. Крепление листовой рессоры подвешивания ТЭД к раме тележки: 1 — листовая рессора; 2 — упорная плита; 3 — цилиндрический штифт; 4 — предохранительная шайба; 5 — винт шестигранный (момент затяжки 395 Н·м)

Рис. 3.61. Узел крепления листовой рессоры к поддону: 1 — листовая рессора; 2 — болт подвески; 3 — шайба; 4 — шестигранная гайка

Момент затяжки болта подвески каждой листовой рессоры к поддону 2 составляет 600 Н·м (рис. 3.61). Рис. 3.62. Вид поддона с тяговыми двигателями отдельно от рамы: 1 — ТЭД; 2 — поддон; 3 — поперечный демпфер поддона; 4 — листовая рессора поддона; 5 — узел крепления листовой рессоры поддона к раме тележки; 6 — шарнирно-болтовой узел крепления листовой рессоры к поддону; 7 — предохранительный болт (аварийный улавливатель поддона); 8 — болт крепления ТЭД к поддону (М24×150 верхний и M24×250 нижний, момент затяжки 660 Н·м); 9 — предохранительная планка ТЭД (аварийный улавливатель ТЭД)

Рис. 3.63. Поддон с ТЭД на раме тележки (вид снизу): 1 — кронштейн крепления клещевого механизма тормозов к раме тележки

66

Рис. 3.64. Поддон без ТЭД на раме тележки с клещевыми механизмами (вид снизу)

Момент затяжки гайки 3 предохранительного болта аварийного улавливателя поддона 1 составляет 600 Н·м (см. рис. 3.65). Аварийный улавливатель поддона (рис. 3.66) предназначен для недопущения падения поддона с ТЭД на путь при обрыве подвешивания поддона через листовые рессоры. Аварийный улавливатель поддона с ТЭД жестко прикручен к раме тележки, но проходит с разбегом через отверстия в поддоне. В нормальном состоянии он, соответственно, с поддоном не взаимодействует, но готов удержать его при обрыве листовых рессор подвески поддона.

Рис. 3.65. Аварийный улавливатель поддона: 1 — предохранительный болт; 2, 3 — шестигранная гайка, шайба

Рис. 3.66. Вид аварийного улавливателя поддона: 1 — рама тележки; 2 — предохранительный болт (аварийный улавливатель); 3 — поддон с ТЭД

Тяговый двигатель подвешен к поддону посредством четырех болтов (верхнего — М24×150 и нижнего M24×250) с моментом затяжки 660 Н·м. Предохранительные устройства подвешивания ТЭД к поддону (захват и плита) (рис. 3.67) предназначены для недопущения падения на путь ТЭД в случае разрушения болтовых соединений его подвески к поддону. 67

Рис. 3.67. Предохранительные устройства подвешивания тягового двигателя: 1 — захват аварийного улавливателя; 2 — штифт аварийного улавливателя; 3 — нижний захват двигателя; 4 — резьбовое крепление ТЭД 4 болтами; 5 — плита аварийного улавливателя

На рис. 3.68 изображена 2-я ступень рессорного подвешивания в сборе с системой подвешивания ТЭД.

Рис. 3.68. 2-я ступень рессорного подвешивания и поддон с ТЭД в разрезе: 1 – листовая рессора поперечно-упругого подвешивания поддона; 2 — шарнирно-болтовое крепление листовой рессоры к поддону; 3 — жесткое крепление листовой рессоры к раме тележки; 4 — фланец подсоединения патрубка 6 принудительной воздушной вентиляции ТЭД; 5 — кллеммовая коробка ТЭД; 6 — патрубок принудительной воздушной вентиляции ТЭД; 7 — поперечный демпфер поддона; 8 — предохранительный болт поддона (аварийный улавливатель поддона); 9 — верхняя пара болтов крепления ТЭД к поддону; 10 — ось вращения шкворня во втулке центрального рычага лемнискатного механизма; 11 — шкворень траверсы; 12 — центральный рычаг лемнискатного механизма; 13 — пять из 10 болтов крепления шкворня к траверсе; 14 — траверса; 15 — поддон; 16 — ТЭД; 17 — основная пневморессора; 18 — рама тележки; 19 — поворотные демпферы (демпферы виляния тележки); 20 — поперечный демпфер 2-й ступени рессорного подвешивания; 21 — упорный поперечный резиновый буфер 2-й ступени рессорного подвешивания

Ниже приведены технические характеристики жесткости основных элементов рессорного подвешивания моторной тележки ЭВС «Сапсан».

68

Технические характеристики основных элементов рессорного подвешивания моторной тележки ЭВС «Сапсан» Большая и малая пружины первичной ступени рессорного подвешивания………………. 95 кг/мм Вертикальный упор 1-й ступени рессорного подвешивания…………………………………… 100 кг/мм Максимальный вертикальный ход сжатия подвески от положения при ее статическом нагружении весом вагона в порожнем состоянии …………………………. 45 мм Обратный максимальный вертикальный ход подвески от положения при ее статическом нагружении весом вагона в порожнем состоянии………………………….. 35 мм Общий ход подвески первичной ступени между нижним упором и подъемным стопором………………………………………………………………………………………………. 80 мм Максимальный горизонтальный ход подвески, первичная ступень ………………………………..8 мм Пневморессора (одна) (жесткость при давлении, соответствующем порожнему вагону)………………………………………………………………………………………………… 20 кг/мм Аварийная рессора (одна)…………………………………………………………………………………….. 250 кг/мм Балка торсиона…………………………………………………………………..4800 кг/м на градус скручивания Поперечный резиновый упор, ограничивающий поперечные перемещения кузова………………………………………………………………………….. 240 кг/мм Максимальный вертикальный ход сжатия подвески от положения при ее статическом нагружении весом вагона в порожнем состоянии………………………….. 70 мм Обратный максимальный вертикальный ход подвески, от положения подвески при ее статическом нагружении весом вагона в порожнем состоянии……………………………………………………………………………………………….. 40 мм Общий ход подвески второй ступени между нижним упором и подъемным стопором…………………………………………………………………………………………….. 110 мм Максимальный горизонтальный ход подвески, вторая ступень…………………………………….. 80 мм

Колесная пара Ниже представлены технические характеристики колесных пар ЭВС «Сапсан». Технические характеристики колесных пар ЭВС «Сапсан» Параметр Максимальная нагрузка на колесную пару Диаметр нового колеса Диаметр колеса, предельный ремонтный размер (предельный заводской размер) Диаметр колеса, предельный эксплуатационный размер Максимальная толщина обода колеса Минимальная толщина обода колеса Максимальная скорость Профиль колеса Масса колесной пары в сборе Масса оси колесной пары Масса колеса (моторное – без тормозных дисков) Максимально допустимая разница диаметров колес в одном моторном вагоне Максимально допустимая разница диаметров колес в одном прицепном вагоне Максимально допустимая разница диаметров колес в одной тележке прицепного вагона Разница диаметров колес поезда между двумя различными вагонами (прицепной вагон/прицепной вагон), (прицепной вагон/ моторный вагон) Разница между диаметрами левого и правого колес в колесной паре Ширина обода колеса

Немоторная колесная пара

Моторная колесная пара 19 т 920 мм 864 мм

840 мм 59 мм 30 мм 300 км/ч Профиль ОАО «РЖД» 1785 кг 2102 кг 395 кг 451 кг 365 кг 359 кг — Не более 5 мм Не более 30 мм

—

Не более 15 мм

—

Не более 75 мм Не более 1,2 мм 135±2 мм

69

Канавка (рис. 3.69) должна быть опознаваема при допустимом износе обода колеса.

Рис. 3.69. Канавка предельной обточки обода колеса

Измеряемые параметры профиля круга катания изображены на рис. 3.70, а их допустимые значения приведены ниже.

Рис. 3.70. Измеряемые параметры профиля колеса: 1 — высота гребня; 2 — толщина гребня на высоте 13 мм; 3 — крутизна гребня; 4 — ширина обода колеса; 5 — местное уширение обода; 6 — прокат по кругу катания

Допустимые значения круга катания Высота гребня………………………………………………………………………………………………. от 28 до 35 Толщина гребня на высоте 13 мм от круга катания………………………………………… от 29 до 33 Крутизна гребня…………………………………………………………………………………………….не менее 7 Ширина обода колеса…………………………………………………………………………………………… 135±2 Местное уширение обода……………………………………………………………………………….. не более 3 Прокат по кругу катания……………………………………………………………………………….. не более 5

мм мм мм мм мм мм

Моторная колесная пара Основные элементы моторной колесной пары представлены на рис. 3.71 и 3.72. Габаритные размеры колесной пары с буксовыми балансирами — 2456 × 1078 мм.

Рис. 3.71. Моторная колесная пара с редуктором и буксовыми балансирами: 1 — ось моторной колесной пары; 2 — цельнокатаный колесный центр; 3 — тяговый редуктор; 4 — шарнирное соединение буксового балансира с рамой тележки; 5 — тарель цилиндрической пружины 1-й ступени рессорного подвешивания; 6 — зубчатая муфта; 7 — сочленяющие болты половинок корпуса редуктора; 8, 9 — правая и левая консоли буксового балансира для крепления вертикального демпфера 1-й ступени рессорного подвешивания

70

Рис. 3.72. Моторная колесная пара (основные компоненты): 1 — ось моторной колесной пары; 2 — цельнокатаный колесный центр; 3 — резьбовая заглушка для гидравлического распрессовывания колесного центра с оси; 4 — тормозной диск на колесе; 5 — тяговый редуктор; 6 — шарнирное соединение буксового балансира с рамой тележки; 7 — тарель цилиндрической пружины 1-й ступени рессорного подвешивания; 8 — подшипник буксы колесной пары (блок TAROL)

Ось моторной колесной пары (рис. 3.73) является ее основным конструктивным элементом. Она несет массу вагона, т.е. является деталью, передающей нагрузки между рамой тележки и колесами. Ось нагружается циклическим изгибом и подвергается изгибу от статических и динамических нагрузок, а также кручению от тяговых или тормозных нагрузок. Ось моторной колесной пары имеет цилинд­рическую форму, внутри она полая с отдельными местами посадки с увеличенным диаметром для напрессовки деталей моторной колесной пары. Диаметр подступичной части оси под БЗК несколько больше диаметра подступичной части оси колеса, чтобы обеспечить возможность насадки БЗК. Ось моторной колесной пары имеет два места для посадки колес и одну зону для посадки деталей осевого редуктора (БЗК и двух опорных подшипников). Кроме того, на оси наличествуют места посадки подшипников колесной пары и лабиринтных колец этих подшипников. Средние части оси и посадочные места соединяются галтелями. В зоне редуктора отдельные его детали (лабиринтное кольцо, подшипник, зубчатое колесо) имеют собственные посадочные места. Между посадочными местами на оси имеются кольцевые проточки, которые состоят только из одного радиуса. В оси по всей длине просверлено отверстие диаметром по центру 43 мм. Функцией отверстия является снижение неподрессоренной массы колесной пары, кроме того, оно обеспечивает возможность проведения ультразвуковой дефектоскопии любой части. Отверстие с обоих концов оси начинается с конической фаски. Такое конусообразное место сопряжения га71

рантирует, что ось может быть закреплена для обработки на токарном или шлифовальном станке. С обоих торцов оси имеется резьба для крепления подшипников колесной пары посредством тарельчатых шайб. На этих торцах находятся также обозначения маркировки клеймением. Посадочные места колес и средние части оси имеют определенный запас по диаметру. Если эти зоны повреждаются, например при напрессовке колеса или из-за удара камнем, первоначальный диаметр возможно доработать.

Рис. 3.73. Ось моторной колесной пары: 1 — подступичная часть оси под колесный центр; 2 — отверстие для спрессовки БЗК гидравлическим способом; 3 — большое зубчатое колесо тягового редуктора (БЗК); 4 — подступичная часть оси под БЗК; 5 — подступичная часть оси под подшипник опоры корпуса редуктора; 6 — средняя часть оси; 7 — галтель; 8 — шейка оси, подступичная часть оси под подшипник буксы

Ось моторной колесной пары по всей длине подвергается упрочнению накатывани­ем. Открытая поверхность оси покрывается грунтовочным, а затем кроющим лаком. Такое покрытие защищает поверхности от коррозии. Кроме того, от ударного действия летящих камней (щебня) ось колесных пар дополнительно защищается полимерными пленчатыми покрытиями, укрепленными механическими стяжками. Диаметр новой колесной пары (по кругу катания цельнокатаного колесного центра) составляет 940 мм, передаточное число главной тяговой передачи — 3,033. Цельнокатаный колесный центр на наружной боковой поверхности имеет специальную кольцевую выточку (канавку), показывающую предельно допустимый минимальный диаметр колеса при обточке. Буксовый узел Буксовые узлы (рис. 3.74) всех колесных пар ЭВС «Сапсан» максимально унифицированы.

Рис. 3.74. Букса в разрезе: 1 — три щетки заземляющих устройств (ЗУ); 2 — кабель ЗУ; 3 — торцевая крышка корпуса буксы; 4 — болт крышки; 5 — крепление кабеля ЗУ

72

Буксовый узел состоит (рис. 3.75—3.79): •• из подшипникового узла (блок TAROL), напрессованного на шейку оси колесной пары; •• разрезного буксового балансира, являющегося элементом рессорного подвешивания 1-й ступени; •• монтажных деталей буксы, которыми могут являться, например, датчики вращения и заземляющие устройства; •• встроенного корпуса разрезного буксового балансира термопары для непрерывного контроля температуры буксового узла. а

б

Рис. 3.75. Подшипник в разрезе (а): 1 — конический роликовый подшипник; 2, 3 — колпак из листового уплотнения; 4 — листовая деталь; 5 — спецдиск; 6 — крышка; 7 — шайба; 8 — винт с цилиндрической головкой; 9 — промежуточная шайба для регулировки осевого люфта подшипника; вид кассетных подшипников и втулок блоков FAG TAROL (б)

73

В качестве буксового подшипника применен роликовый подшипник фирмы FAG кассетной конструкции, состоящий из двух конических подшипников. Блок FAG TAROL (рис. 3.76) представляет собой компактный, уже смонтированный, смазанный, уплотненный и установленный по оси подшипник колесной пары, который может монтироваться на ось колесной пары за один прием. Блок FAG TAROL содержит два конических рядных роликоподшипника, работающих с ограниченным количеством смазки. При диагностике конического подшипника блока FAG TAROL важным критерием является осевой зазор. При ремонте подшипника он может регулироваться подбором толщины промежуточной шайбы между внутренними кольцами двух конических подшипников. Перед монтажом блока FAG TAROL на ось колесной пары должно быть установлено лабиринтное кольцо. Для этого лабиринтное кольцо нагревается до максимальной температуры: 120 —130  °C. Блок FAG TAROL монтируется на ось колесной пары специальным гидропрессом с усилием запрессовки 5000 кг. Далее на торцевой части оси внутреннее кольцо подшипника — блока FAG TAROL фиксируется нажимным колпачком 4, прикручиваемым к торцевой части оси четырьмя болтами со стопорными шайбами 5. В подшипник укладывается 200 г смазки «FAG Arcanol L55». Внутри подшипники имеют металлокерамическое напыление на поверхности катания роликов, поэтому боятся тяговых токов. Подшипники рассчитаны на срок службы 6 лет или 1  200  000 км пробега, далее подвергаются тщательной ревизии. а

Рис. 3.76 (начало). Блок FAG TAROL в разрезе (а): 1 — основной корпус подшипникового блока FAG TAROL; 2 — крышка подшипника колесной пары; 3 — крышка подшипника колесной пары (сзади); 4 — прижимная шайба (колпачок); 5 — стопорная шайба; 6 — винт с шестигранной головкой; 7 — винт с цилиндрической головкой; 8, 9 — уплотнительное кольцо круглого сечения; 10 — лабиринтное уплотнительное кольцо

74

б

Рис. 3.76 (окончание). Блок FAG TAROL в разрезе с поворотом на 90° (б): 1, 2 — резьбовая заглушка и уплотнительное кольцо; 3 — прижимная шайба-колпачок

Рис. 3.77. Ступица оси моторной колесной пары под посадку блока FAG TAROL

75

Блок FAG TAROL полностью унифицирован для моторных и немоторных колесных пар. Из рис. 3.78 видно, что вокруг его внешней поверхности одевается и фиксируется разрезной буксовый балансир. К торцевой части оси и к торцевой части корпуса блока FAG TAROL могут подсоединяться монтажные детали буксы в соответствие с местом установки колесной пары (см. рис. 3.80). На рис. 3.79 показана одна из завершающих процедур процесса монтажа блока TAROL на ось колесной пары.

Рис. 3.78. Блок FAG TAROL на демонтированной колесной паре

Рис. 3.79. Блок FAG TAROL на оси колесной пары (с монтажной направляющей втулкой)

В процессе эксплуатации допускается нагрев буксовых подшипников до 80°. Внутри каждого корпуса буксы вставлен датчик температуры (для повышения надежности в каждом корпусе буксы находятся два термодатчика). При достижении корпусом буксы температуры от 80 до 120 °С или разницы нагрева с соседними корпусами букс от 20 до 40 °С ЦБУ выдает сообщение предупреждения в меню техобслуживания: «Повышенная температура буксы вагон Х, ось Y, сторона Z». При нагреве корпуса буксы от 120 до 140 °С или разницы нагрева с соседними корпусами букс от 40 и до 65 °С ЦБУ выдает сообщение предупреждения на интерфейс кабины машиниста: «Нагрев буксы вагон Х, ось Y, сторона Z». Если температура корпуса буксы превысит 140 °С или разница нагрева с другими корпусами букс превысит 65  °С, то кроме информационного сообщения от ЦБУ: «Перегрев буксы вагон Х, ось Y, сторона Z», — будет приведен дополнительный аппаратный способ защиты от опасности: принудительное торможение, если скорость поезда выше 40 км/ч, описываемый в следующих главах книги (см. гл. «Петли безопасности — петля контроля тележки). Тем76

пература в 140 °С выбрана с учетом того, что при нагреве смазки до 150 °С начинается процесс ее химического разложения. 10 °С в данном случае — запас. Торцевые части большинства букс всех колесных пар поезда заняты либо датчиками Холла, либо заземляющими устройствами (ЗУ) (рис. 3.80). Датчики Холла используются в качестве датчиков скорости вращения колесных пар в системах тягового привода и в противоюзной защите системы контроля вращения колесных пар. ЗУ применяются в качестве рабочего и защитного заземлений. В соответствии с конструкцией защитного заземления всех элементов поезда рамы тележек изолированы от колесных пар электрически и в связи с этим все защитное заземление секции, так же как и рабочее, проходит только через четыре торцевых ЗУ дроссельных вагонов DR T 02 и DR T 09.

Рис. 3.80. Размещение заземляющих устройств и датчиков вращения на буксах (для одной секции электропоезда): 1 — корпус буксы без дополнительных узлов; 2 — корпус буксы с датчиком вращения (Холла); 3 — корпус буксы с ЗУ; 4 — корпус буксы с ЗУ и с датчиком вращения (Холла); 5 — корпус буксы с датчиком вращения (Холла) системы КЛУБ-У

Расположение контрольных датчиков на ЭВС «Сапсан» (вторая и первая тяговые секции) На каждом дроссельном вагоне DR T 02 и DR T 09 третья ось является эталонной. На ней присутствует дополнительный датчик вращения (на рис. 3.81 видно, что на этих осях по два датчика вращения). Дополнительный датчик вращения связан непосред­ственно с ЦБУ своей секции и формирует в ЦБУ сигнал скорости поезда. На данную

Условные обозначения: датчик контроля вращения датчик поперечного ускорения заземляющее устройство датчик ДПС системы тележки КЛУБ-У

Рис. 3.81. Размещение заземляющих устройств, датчиков вращения и датчиков поперечного ускорения на поезде

77

ось в процессе служебного пневматического торможения поезда не прикладываются тормозные усилия за счет запорного клапана эталонной оси и блока эталонной оси в БУТ (см. гл. «Тормозное оборудование»). На рис. 3.82 изображена конструкция заземляющего устройства, смонтированного на торцах осей.

Рис. 3.82. Заземляющее устройство (ЗУ): 1 — корпус ЗУ; 2 — скользящий контакт; 3 — щеткодержатель с тремя сгибами; 4 — хомут рессоры (нажимное устройство на щетку); 5 — угольная щетка 20×40×52; 6 — кабельное соединение типа 1129.20; 7 — уплотнительное кольцо круглого сечения; 8—11 — стальные болты с шестигранной головкой; 12—14 — рессорная шайба GR10; 15—17 — стальной диск GR6

Рассмотрим конструкцию датчика угловой скорости вращения. Зубчатое колесо (рис. 3.83), посаженное на ось колесной пары, вращается со скоростью вращения колесной пары, вследствие чего зубчатый венец колеса 3 (рис. 3.84) перемещается относительно импульсного датчика 1 с линейной скоростью, строго пропорциональной угловой скорости вращения колесной пары. Зазор между 3 и 1 выставляется 0,9 мм. Датчик 1 представляет собой индуктивную катушку, по которой протекает незначительный ток. Когда напротив торца датчика 1 находится выступ колеса 3, общее индуктивное сопротивление катушки датчика 1 резко увеличивается, в катушке происходит импульсное изменение тока. Оно фиксируется устройством, к которому присоединена катушка датчика 1. Количество таких импульсов за каждую единицу времени строго пропорционально угловой скорости вращения колесной пары.

Рис. 3.83. Зубчатое колесо датчика скорости вращения колесной пары

78

Рис. 3.84. Датчик угловой скорости вращения колесной пары (Холла): 1 — импульсный датчик FS01B, двухканальный; 2 — RSL-крышка — датчик защиты от юза; 3 — датчик скорости с зубчатым колесом; 4 — парные держатели с клеммовым закреплением; 5 — покровная пластина; 6 — винт с шестигранной головкой; 7 — шестигранная гайка

На первой по ходу колесной паре головных вагонов установлены песочницы и малые путеочистители (рис. 3.85).

Рис. 3.85. Песочница и путеочиститель: 1 — узел форсунки пескоподачи; 2 — кронштейн подвешивания узла пескоподачи; 3, 4 — регулировочные болты узла форсунки пескоподачи; 5 — путеочиститель

79

Песочницы также установлены под первыми и четвертыми колесными парами всех моторных вагонов. Показанный на рис. 3.85 малый путеочиститель 5 предназначен для сброса с головок рельсов всех посторонних предметов высотой от 55 до 150 мм. Предметы высотой свыше 150 мм сбрасываются основным путеочистителем на лобовой части поезда.

Рис. 3.86. Колесная пара на позиции обточки под составом

На рис. 3.86 продемонстрирован способ обточки без выкатки моторной колесной пары. Центрирование оси колесной пары в станке осуществляется за счет фиксации верхней части разъемного буксового балансира специальным суппортом станка (деталь черного цвета). Тяговый редуктор Тяговый редуктор (рис. 3.87) предназначен для передачи вращающего момента тяги или ЭДТ от зубчатой муфты (узел описывается далее) на колесную пару с одновременным его преобразованием в соответствии с передаточным числом редуктора. Передаточное число — это отношение диаметра большого зубчатого колеса (БЗК) к диаметру малой шестерни (МШ). Передаточное число 3,033 говорит о том, что при передаче вращения от ТЭД на колесную пару скорость вращения колесной пары становится в 3,033 раза ниже, чем ротора ТЭД, но момент соответственно увеличивается в 3,033 раза. Передача выполнена косозубой для снижения шумности. Корпус редуктора опирается на два симметричных конических роликоподшипника и фиксируется на них двумя лабиринтными кольцами 6 посредством болтовых креплений. Подшипниковыми щитами являются сами половинки корпуса редуктора. БЗК является цельнометаллическим элементом, напрессованным на ось колесной пары (рис. 3.88).

80

Рис. 3.87. Тяговый редуктор в разрезе: 1 — корпус редуктора; 2 — БЗК; 3 — болт сочленения; 4 — конический опорный подшипник корпуса редуктора; 5 — подступичная часть оси под БЗК; 6 — лабиринтное кольцо; 7 — МШ; 8 — задние упорный и радиально упорный подшипники вала МШ; 9 — передний радиальный подшипник вала МШ; 10 — зубчатый барабан — фланец зубчатой муфты

Рис. 3.88. Зубчатое колесо на оси колесной пары

БЗК и МШ (рис. 3.89) являются монолитными элементами, передача на которых выполнена нарезкой по новейшей технологии.

Рис. 3.89. Малая шестерня

81

Вал малой шестерни вращается в трех подшипниках: в радиальном цилиндрическом со стороны ТЭД, в радиальном цилиндрическом и в радиально-упорном шариковом со стороны колеса. Осевой разбег малой шестерни ограничивает шариковый подшипник МШ, имеющий возможность регулировки осевого зазора. Со стороны ТЭД стоит подшипниковый щит с установленным в него радиальным подшипником (позиция 9 на рис. 3.87) и закрытым крышкой. Со стороны колеса подшипники (позиция 8 на рис. 3.87) установлены в корпус редуктора и закрыты крышкой. Наружное кольцо радиально-упорного шарикового подшипника в осевом направлении зафиксировано зад­ ней крышкой, а разрезное внутреннее кольцо прикреплено к торцу вала МШ опорной шайбой с болтовым соединением. Передний подшипниковый щит и задняя крышка фиксируются в корпусе редуктора болтовыми соединениями. Все узлы редуктора смазываются одной жидкой трансмиссионной смазкой. Технические характеристики тягового редуктора Момент короткого замыкания (максимально передаваемый)…………………………………. 12 400 Н·м Нормальный угол зацепления………………………………………………………………………………………….. 20° Угол наклона зуба на начальной/основной окружности……………………………………….20/18,74724° Число зубьев………………………………………………………………………………………………………………. 30/91* Передаточное отношение……………………………………………………………………………………………… 3,033 Межосевое расстояние………………………………………………………………………………………………..390 мм Нормальный модуль/торцовый модуль………………………………………………………6,00000/6,38507 мм Коэффициент смещения исходного контура (номинальное значение)………………..0,3389—0,2975 Ширина колеса (половина стрелы в DSV)………………………………………………….. 69,000/65,000 мм* Диаметр паллоидной окружности……………………………………………………………. 193,388/586,612 мм* Диаметр начальной окружности……………………………………………………………… 191,552/581,041 мм* Диаметр окружности выступов……………………………………………………………….. 208,500/594,700 мм* Диаметр окружности впадин…………………………………………………………………… 178,614/567,553 мм* Качество точности зубьев (по DIN3961/63, август 1978 г.)…………………………………………… Е 6 Е 6 Коэффициент высоты головки зуба (исходный контур)…………………………………………………. 1,400 Коэффициент скругления головки зуба…………………………………………………………………………. 0,400 Номинальная мощность в зацеплении зубьев…………………………………………………….. 2128,630 кВт Номинальный крутящий момент для зацепления зубьев………………………..3495,00/10601,50 Н·м* Номинальное число оборотов……………………………………………………….. 5816,000/1917,363 об/мин* ………………………………………………………………………………….. (что соответствует скорости движения ……………………………………………………………………………….. 339,5 км/ч при максимальном диаметре ………………………………………………………………………………………………………… колесной пары 940 мм) Номинальное окружное усилие/ скорость на паллоидной окружности…………………………………………………….. 36144,9 Н/58,890 м/с Мощность потерь/осевое усилие…………………………………………………………….. 5770,6 Вт/13281,8 Н Материал МШ………………………………………………………………….. сталь 18CRNIMO7-6 (закаленная) Материал БЗК…………………………………………………………………… сталь 18CRNIMO7-6 (закаленная)

Корпус редуктора является металлической несущей нагрузки конструкцией, состоящей из верхней и нижней половинок. Узел малой шестерни встроен полностью в нижнюю половинку, которая и несет все нагрузки. Это в свою очередь существенно снижает предпосылки для разрывов по сочленению. Трансмиссионным маслом редуктора смазывается как сама косозубая передача, так и все подшипники малой шестерни и опоры редуктора на ось. Уровень масла в редукторе контролируется на ТО через красное стеклянное окошко 7 на нижней части корпуса (рис. 3.90). Фланец-барабан зубчатой муфты 1 напрессован на конический выступ вала малой шестерни. *

82

В числителе указано значение для МШ, в знаменателе БЗК (МШ/БЗК).

Рис. 3.90. Тяговый редуктор: 1 — половинная часть зубчатой муфты; 2 — упругий резинометаллический элемент подвески корпуса редуктора к С-образному кронштейну; 3 — сапун; 4 — технологические заглушки (для долива масла); 5, 6 — маслосливные технологические заглушки; 7 — окно для просмотра фактического уровня масла в редукторе; 8 — температурный датчик подшипников вала МШ; 9 — температурный датчик опорных подшипников корпуса редуктора; 10 — сочленяющие болты; 11 — болты крепления лабиринтных колец к корпусу редуктора; 12 — нижняя половинка корпуса редуктора; 13 — верхняя половинка корпуса редуктора

К кронштейну рамы тележки 5 (рис. 3.91) при помощи болтов М24×75 с моментом затяжки 590 Н·м закреплен С-образный упор 1 подвески редуктора. К нижнему и верх­ нему выступу С-образного упора двумя парами болтов закреплены два упругих резинометаллических амортизатора подвески редуктора 3. С другой стороны каждый амортизатор также закрепляется двумя парами болтов к корпусу редуктора. Амортизаторы 3 геометрически расположены над и под узлом малой шестерни и допускают перемещение корпуса редуктора относительно рамы тележки при работе рессорного подвешивания 1-й ступени. На случай разрушения С-образного упора или амортизатора существует аварийный улавливатель редуктора 6, который закрепляется болтами М20×75 с моментом затяжки 600 Н·м к корпусу редуктора, а со стороны рамы тележки имеет соответст­ вующий зазор.

Рис. 3.91. Узел подвески редуктора: 1 — С-образный упор; 2 — корпус редуктора (верхняя половинка); 3 — верхний резинометаллический амортизатор подвешивания редуктора; 4 — зубчатая муфта; 5 — кронштейн рамы тележки под С-образный упор; 6 — аварийный улавливатель редуктора

На рис. 3.92 изображена подвеска редуктора на ЭВС «Сапсан» в сочленении с тяговым двигателем.

83

Рис. 3.92. Подвеска редуктора (вид сверху): 1 — С-образный упор; 2 — корпус редуктора (верхняя половинка); 3 — верхний резинометаллический амортизатор подвешивания редуктора; 4 — зубчатая муфта; 5 — кронштейн рамы тележки под С-образный упор; 6 — болтовое крепление верхнего амортизатора 3 к С-образному упору 1; 7 — болтовое крепление С-образного упора к раме тележки; 8 — коромысло клапана регулировки давления в пневморессорах (устройство выравнивания полов); 9 — коромысло подсоединения регулируемого рычага клапана регулировки давления в пневморессорах к раме тележки

На рис. 3.93 показан узел малой шестерни выкаченной колесной пары с С-образным упором, демонтированным с тележки вместе с редуктором. В левой части видно гнездо нижней половинки корпуса редуктора, к которому подсоединяется аварийный улавливатель (на рис. 3.93 он отсутствует). На рис. 3.94 изображен нижний упругий амортизатор подвески редуктора.

Рис. 3.93. Узел малой шестерни

84

Рис. 3.94. Нижний упругий амортизатор подвески редуктора: 1 — С-образный упор; 2 — нижняя половинка корпуса редуктора; 3 — нижний резинометаллический амортизатор подвески корпуса редуктора; 4 – зубчатая муфта; 5 — болтовые соединения амортизатора 3 к корпусу редуктора 2 и к С-образному упору 1; 6 — болтовое соединение С-образного упора 1 к раме тележки; 7 — болты зад­ ней крышки вала малой шестерни

Рис. 3.95 не является чертежом тягового привода и имеет лишь приблизительное соотношение размеров. Здесь показан тяговый привод в разрезе по осям следующих валов: по оси колесной пары, по оси вала малой шестерни и вала ротора ТЭД. На левом буксовом узле расположен датчик вращения колесной пары, на правом буксовом узле — ЗУ с датчиком вращения колесной пары. Конструкция ТЭД описывается в гл. «Электрические машины». Как видно из рис. 3.96, основное отличие тягового привода ЭВС «Сапсан» от тягового привода ЭВС ICE, являющегося прототипом, — это конструкция муфты. Муфты ICE и «Сапсан» — инверсные по своей конструкции. В муфте ICE зубчатые стаканы напрессованы на валы ТЭД и МШ, а зубчатые барабаны находятся на них в свободном зацеплении и соединены между собой болтовым стыковочным соединением. Конструкция муфты «Сапсан» подробно описана далее.

Рис. 3.95. Колесная пара, буксы, редуктор, клещевые механизмы, муфта и ТЭД в разрезе по валам

Рис. 3.96. Тяговый привод конструкции ICE

85

Рис. 3.97. Зубчатая муфта ЭВС «Сапсан» в сборе

На рис. 3.97 изображена зубчатая муфта ЭВС «Сапсан» в сборе. На рис. 3.98 изображена зубчатая муфта в расстыкованном состоянии (ТЭД — слева, тяговый редуктор — справа). Рис. 3.98 дает представление о порядке расстыковки зубчатой муфты: откручены и изъяты все восемь болтов и расстыковано шлицевое соединение зубчатых стаканов муфты.

Рис. 3.98. Вид зубчатой муфты (полумуфты) в расстыкованном состоянии

Описание работы зубчатой муфты Зубчатая муфта предназначена для обеспечения передачи крутящего момента между двумя валами, которые могут менять расстояние между собой в горизонтальной плоскости (сходиться и расходиться) и в вертикальной плоскости (подниматься и опускаться друг относительно друга). В последнем случае происходит перелом оси передачи вращающего момента. Перемещения в горизонтальной плоскости (поперек оси пути) обусловлены возможностью поперечного перемещения ТЭД в связи с его поперечным подрессориванием относительно рамы тележки, а перемещение корпуса редуктора в вертикальной плоскости относительно ТЭД — работой 1-й ступени основного рессорного подвешивания. Фланец муфты на валу ТЭД 2 (рис. 3.99) закреплен на нем через промежуточную втулку 4 при помощи шпоночного соединения 12 и зафиксирован нажимной шайбой 14 с болтом 16. Зубчатый барабан со стороны ротора ТЭД 3 закреплен внутренними соединениями (на рис. 3.99 не показаны) к фланцу 2, на внутренней цилиндрической поверхности зубчатого барабана 3 нарезаны цилиндрические зубья 20. Фланец муфты 11 крепится на валу МШ 10 посадкой с натягом и имеет специальный канал 9 для спрессовки с вала гидроспособом. К фланцу 11 болтами закреплен зубчатый барабан цилиндрической формы 8, внутри которого нарезаны аналогичные прямые зубья 20. Передача вращающего момента между обоими фланцами происходит через состыкованные друг с другом шлицевым 17 и болтовым 18 соединениями зубчатые стаканы 7 и 15. По наружным краям этих стаканов нарезаны дуговые зубья 21. Такая конструкция позволяет выполнять разворот дугового зуба внутри широких зубьев 20 барабанов с сохранени86

ем возможности передачи момента. Края дуговых зубьев зубчатых стаканов 7 и 15 имеют специальные фаски для улучшения площади соприкосновения с широкими зубьями барабанов при повороте зубчатых стаканов вокруг вертикальной оси (перелом оси вращения валом МШ и ТЭД). Рис. 3.99. Конструкция зубчатой муфты в разрезе: 1 — вал ротора ТЭД; 2 — фланец на валу ротора ТЭД; 3 — зубчатый барабан со стороны ротора ТЭД; 4 — промежуточная втулка; 5 — запорный диск-шайба со стороны вала ротора; 6 — сапун; 7 — зубчатый стакан со стороны вала МШ; 8 — зубчатый барабан со стороны вала МШ; 9 — масляный канал для гидросъема фланца 11; 10 — вал МШ; 11 — фланец муфты на валу МШ; 12 — фиксирующая шпонка фланца ротора ТЭД; 13 — сальник зубчатого стакана; 14 — нажимная шайба барабана-фланца 2; 15 — зубчатый стакан со стороны вала ротора ТЭД; 16 — болт нажимной шайбы 14; 17 — шлицевое соединение зубчатых стаканов; 18 — болт с шестигранной головкой; 19 — запорный диск-шайба со стороны вала МШ; 20 — цилиндрические прямые зубья зубчатого барабана; 21 — дуговые зубья зубчатого стакана

Чтобы избежать изъятия из зубчатых барабанов 3 и 8, зубчатые стаканы 7 и 15 зафиксированы запорными дисками-шайбами 5 и 19. Внутри зубчатых барабанов закладывается смазка очень высокой консистенции, аналогичная смазке буксол, но еще более вязкая, называемая смазкой для трущихся деталей, работающих в тяжелых условиях. Торцы запорных дисков-шайб имеют сальники 13. При необходимости смены ТЭД или колесно-редукторного блока, муфта расстыковывается в шлицевом соединении зубчатых стаканов 17 посредством отвинчивания восьми болтов с наружными шестигранными головками 18. Зубчатые стаканы в зубчатых фланцах муфты могут свободно без усилий расходиться и сходиться в горизонтальной плоскости поперек оси пути (рис. 3.100, 3.101). Расстояние такого взаимного перемещения конструктивно не может превышать 15—18 мм. Это означает, что суммарное схождение-расхождение зубчатых фланцев не может превышать 30—36 мм. Резиновый упорный буфер поддона с ТЭД дает возможность свободного поперечного перемещения поддона по 7 мм в каждую сторону, т.е. всего 14 мм. Соответ­ ственно суммарный запас поперечного перемещения поддона по условию столкновений деталей муфты составляет 16—22 мм. При работе рессорного подвешивания 1-й ступени корпус редуктора смещается вниз или вверх на упругих амортизаторах С-образного кронштейна подвески редуктора. На рис. 3.102 приведен пример смещения вниз корпуса редуктора относительно ТЭД. Кон­ струкция зубчатой муфты обеспечивает надежную передачу вращающего момента, если это смещение (излом оси вращения) не превысит 55—65 мм. Резинометалические амортизаторы подвески редуктора не предоставляют возможности свободного перемещения корпуса редуктора относительно рамы тележки. Любое такое перемещение приводит к упругому деформированию амортизаторов подвески редуктора. 87

Рис. 3.100. Зубчатая муфта в положении максимума схождения фланцев

Рис. 3.101. Зубчатая муфта в положении максимума расхождения фланцев

Рис. 3.102. Зубчатая муфта в положении максимального перелома осей вращения фланцев

88

При перемещении вала МШ вниз (см. рис. 3.102) происходит поворот зубчатых стаканов по часовой стрелке на определенный угол относительно оси поворота. Ось поворота всегда находится на торце соединенных зубчатых стаканов либо слева, как на рисунке, либо справа, значения не имеет. Конструкция муфты может обеспечить надежную передачу вращающего момента, если угол поворота соединенных зубчатых стаканов не превысит 7—8 градусов. Конструкции узла подвески редуктора и узла подвески ТЭД устроены так, что в нормальных условиях эксплуатации не допускают достижения указанных критических для зубчатой муфты величин. На рисунках 3.103—3.107 изображены элементы зубчатой муфты.

Рис. 3.103. Вид зубчатой муфты (полумуфты) в расстыкованном состоянии

Рис. 3.104. Вид зубчатой муфты (полумуфты) в расстыкованном состоянии со смещением зубчатого стакана на 8° вверх

Рис. 3.105. Зубчатый барабан – фланец на валу ротора ТЭД с изъятым зубчатым стаканом

Рис. 3.106. Вид зубчатого стакана со стороны ТЭД в изъятом состоянии: 1 — дуговые зубья зубчатого стакана; 2 — шлицевое соединение с зубчатым стаканом со стороны МШ (разобрано); 3 — запорный диск шайба изъятого зубчатого стакана

89

Рис. 3.107. Вид зубчатого стакана со стороны ТЭД в изъятом состоянии вместе с запорным диском-шайбой: 1 — дуговые зубья зубчатого стакана; 2 — шлицевое соединение с зубчатым стаканом со стороны МШ (разобрано); 3 — запорный диск-шайба изъятого зубчатого стакана

Механическое оборудование фрикционного торможения Клещевые механизмы заменяют собой тормозные цилиндры и тормозную рычажную передачу и предназначены для получения тормозного нажатия. Тормозной пневмоцилиндр находится внутри каждого клещевого механизма. Синим цветом на рис. 3.108 показаны тормозные накладки с композиционным фрикционным материалом. Применяются клещевые механизмы двух типов: с модулем стояночного пружинного тормоза и без него. Подробное описание внутренней конструкции клещевых механизмов приводится в гл. «Пневмооборудование». Суппорты клещевых механизмов фрикционного тормоза крепятся к соответствующим кронштейнам поперечной балки рамы тележки, но их собственная конструкция позволяет иметь некоторое поперечное перемещение клещей с тормозными накладками, что необходимо, так как сайлент-блоки буксовых рычагов дают возможность незначительного поперечного перемещения колесной пары в раме тележки. Это свойство дополнительно помогает безошибочно определить состояние отпущенного тормоза методом шевеления клещевого механизма.

Рис. 3.108. Моторная колесная пара и клещевые механизмы тормозов

На рис. 3.109—3.111 изображена рама моторной тележки с установленными клещевыми механизмами. 90

Рис. 3.109. Рама моторной тележки с клещевыми механизмами

Рис. 3.110. Клещевые механизмы моторной тележки

Рис. 3.111. Крепление клещевых механизмов моторной тележки: 1 — кронштейн рамы тележки; 2 — крепежные фланцы клещевых механизмов; 3 — промежуточные крепежные суппорты; 4 — болты М20×140 крепления клещевых механизмов с моментом затяжки 450 Н·м; 5 — ось поворота клещевого механизма относительно крепежного фланца; 6 — горизонтальные болты крепления промежуточных суппортов к кронштейнам рамы тележки

91

Тормозные диски (рис. 3.112) выполнены из специального чугуна и являются автовентилируемыми.

Рис. 3.112. Тормозные диски на колесном центре

Устанавливаемый на колесе тормозной диск (рис. 3.113) состоит из двух фрикционных дисков 1, которые размещаются внутри или снаружи в соответствии с положением по отношению к реборде колеса S. Толщина фрикционного диска е, а также число и геометрия охлаждающих ребер f рассчитаны таким образом, чтобы температура фрикционного диска не превышала допустимые пределы, а тепловая и механическая нагрузка снижалась до минимума. Охлаждающие ребра предусмотрены не только для отвода тепла, но и для фиксации фрикционных дисков на колесе. Для крепления и центрирования тормозного диска на колесе и для передачи тормозного момента тормозной диск оснащен шестью закрепляющими штифтами 2 (рис. 3.114) и имеет двенадцать болтовых креплений. Закрепляющие штифты — это цилиндрические детали с уплотнительными кольцами, которые предусмотрены для фиксации правильного положения диска во время установки. Сплющенные концы штифтов входят в шпоночные пазы Z, расположенные с тыльной стороны фрикционных дисков. Помимо центрирования фрикционных дисков на колесе и по отношению друг к другу, закрепляющие штифты предотвращают смещение фрикционных дисков по отдельности и воздействие изгибающего усилия на болтовые крепления, включающие в себя двенадцать специальных болтов с двойной шестигранной головкой и коническим концом, а также разжимные втулки и экспандерные гайки. Главным образом, болтовые крепления служат для крепления фрикционных дисков к колесу. Они должны выдерживать значительные механические нагрузки, возникающие в процессе торможения, а также быть рассчитаны на тепловое расширение вследствие определенной предварительной нагрузки на болты. Размер устанавливаемых на колесах тормозных дисков, как правило, определяется таким образом, чтобы поверхности трения были на одном уровне с внешними поверхностями реборды колеса. Устанавливаемые на колесах тормозные диски нагреваются в процессе торможения вследствие трения о тормозные накладки. Охлаждение дисков производится за счет потока воздуха, создаваемого вентиляторным эффектом вращающегося колеса. Воздух поступает между тормозным диском и диском колеса, проходит через радиально расположенные охлаждающие ребра и отводит тепло. 1—2—3—4—5—7—6—8—9—10—11—12 — порядок затяжки (крест-накрест) двенадцати болтовых соединений крепления фрикционного диска к диску колеса. Затяжка болтовых соединений осуществляется в два приема с моментом затяжки в 40 Н·м и затем в 120 Н·м с контролем угла затяжки, который при повышении момента с 40 до 120 Н·м должен составлять 35°. 92

Рис. 3.113. Тормозные диски на колесном центре — монтаж: 1 — фрикционный диск; 2—4 — болтовые крепления; S — реборда колеса; f — охлаждающие ребра; FR — поверхность трения; R — диск колеса; N — ступица колеса; е — толщина фрикционного диска

Рис. 3.114. Центрирование тормозных дисков на колесном центре: 1 — уплотнительное кольцо; 2 — закрепляющий штифт; 3 — фрикционный диск; R — диск колеса; Z — шпоночный паз

Если тормозные диски не покрываются накладками полностью, они подвергаются так называемому постепенному вогнутому износу (т.е. износ по краям дисков меньше, чем по центру). Вогнутый износ H необходимо измерять (рис. 3.115). Во время эксплуатации транспортных средств может возникать также косой износ S, который необходимо проверять. Основной износ дисков может происходить по внутреннему и внешнему краю диска. При использовании накладок из агломерированных материалов вогнутый износ H = 1 мм макс., косой износ S = 1 мм макс. При превышении вышеуказанных предельных значений необходимо выполнить обточку дисков. В случае если размер Т становится меньше 5 мм, тормозной диск подлежит замене. Рис. 3.115. Измерение вогнутого и косого износа тормозных дисков на колесном центре

93

Обзор отличительных компонентов немоторной тележки Немоторная тележка по своей основной структуре во многом унифицирована с моторной тележкой, поэтому ее компоненты, полностью совпадающие с аналогичными компонентами моторной тележки, здесь не перечисляются. К каждой из двух поперечных балок рамы тележки (рис. 3.116) болтами закреплены три клещевых механизма 2, которые воздействуют на три вентилируемых тормозных диска, напрессованных на среднюю часть оси немоторной колесной пары.

Рис. 3.116. Немоторная тележка с траверсой: 1 — рама тележки; 2 — клещевой механизм фрикционного тормоза; 3 — цилиндрическая пружина 1-й ступени рессорного подвешивания; 4 — пневморессора; 5 — демпфер успокоения поперечных колебаний кузова; 6 — демпфер виляния тележки; 7 — торсион поперечной устойчивости кузова; 8 — ось колесной пары; 9 — букса; 10 — демпфер гашения вертикальных колебаний рамы тележки (1-й ступени рессорного подвешивания); 11 — демпфер гашения вертикальных колебаний кузова (2-й ступени рессорного подвешивания); 12 — страховочный трос демпферов виляния; 13 — регулируемая тяга торсиона поперечной устойчивости кузова; 14 — траверса

94

Рама немоторной тележки (рис. 3.117) по своей конструкции максимально приближена к раме моторной тележки. Различия имеются только в конструкции поперечных балок. Из-за отсутствия тягового привода на поперечных балках рамы нет кронштейнов для подвески поддона с ТЭД и кронштейна для подсоединения С-образного упора подвески редуктора. Вместо них присутствуют три, а не два кронштейна 1 для крепления клещевых механизмов.

Рис. 3.117. Рама немоторной тележки: 1 — кронштейн крепления клещевых механизмов фрикционных тормозов

Аксонометрический разбор узлов немоторной тележки представлен на рис. 3.118.

Рис. 3.118. Общий вид немоторной тележки: 1 — демпфер поперечного успокоения кузова; 2 — тяга передачи продольных усилий; 3 — лемнискатный механизм; 4 — упорный резиновый буфер; 5 — центрирующий штифт монтажа траверсы к раме кузова вагона; 6 — балка торсиона пружины качения (успокоение раскачивания вагона)

95

На рис. 3.119—3.122 изображены тормозные компоненты, смонтированные на немоторной тележке.

Рис. 3.119. Устройства тормозов в немоторной тележке

Узел крепления клещевых механизмов в немоторной тележке идентичен узлу моторной тележки.

Рис. 3.120. Крепление клещей к раме немоторной тележки

Ось немоторной колесной пары, помимо зон основной напрессовки колесных центров 2 (см. рис. 3.121) и буксовых подшипников, имеет еще три зоны напрессовки суппортов тормозных дисков 4. Как и у моторной колесной пары, на немоторной колесной паре замена изношенного тормозного диска 4 требует распрессовки элементов колесной пары. Для обеспечения возможности напрессовки на ось суппортов тормозных дисков и колесных центров диаметры подступичных частей оси разные. Наибольший диаметр подступичной части оси — на месте напрессовки суппорта центрального тормозного диска.

Рис. 3.121. Чертеж немоторной колесной пары: 1 — ось; 2 — колесный центр; 3 — технологическое отверстие для гидравлической распрессовки; 4 — вентилируемый тормозной диск; 5 — лопасти автоматической вентиляции тормозного диска

96

На рис. 3.122 представлены компоненты немоторной колесной пары.

Рис. 3.122. Компоненты немоторной колесной пары: 1 — ось немоторной колесной пары; 2 — цельнокатаное колесо; 3 — резьбовая заглушка; 4 — тормозной диск (внешний); 5 – тормозной диск (центральный); 6 — корпус буксы колесной пары, правый; 7 — корпус буксы колесной пары, левый; 8 — букса колесной пары

Осевые тормозные диски (рис. 3.123) имеют кольцеобразный литой корпус с поперечно расположенными охлаждающими перегородками. Диски изготовлены из специальной литой стали или специального литого чугуна с шаровидным графитом. Для максимальной скорости 350 км/ч диски выполнены с шириной фрикционного кольца (поверхности трения) В ≥ 135 мм.

Рис. 3.123. Осевой тормозной диск на оси немоторной колесной пары с плоской посадкой (с предохраненным от проворота зажимным кольцом): 1 — фрикционный диск; 2 — ступица; 3 — центрирующее кольцо (алюминий); 4 — болт для стопорения вращения диска на ступице 2; 5 — зажимное кольцо; 6 — зажимные шайбы (или втулка в зависимости от исполнения); 7 — винт с шестигранной головкой; 8 — стопорная гайка; 9 — промежуточное кольцо

97

Фрикционный диск 1 в цельном исполнении крепится фланцем при помощи кольцеобразно расположенных резьбовых соединений по центру к ступице 2 посредством зажимного кольца 5. Ступица 2 посажена с натягом на ось колесной пары. Для недопущения возможности проворота осевого тормозного диска вокруг ступицы между зажимным кольцом 5 и ступицей 2 закладываются болты для стопорения вращения диска на ступице 4, которые своей верхней частью плотно покрываются специальными выступами зажимного кольца 5. Толщина фрикционного диска и размер охлаждающих перегородок рассчитаны таким образом, что при торможении не возникает перегрев. При конструировании фрикционного диска одновременно был учтен аспект минимального общего веса. При проверке степени износа фрикционного диска необходимо ориентироваться на следующие основные параметры (рис. 3.124—3.126): G – предельное значение износа, G = B – 2T – 2 · 0,5 мм; H – вогнутый износ (выкружка); T – глубина износа. На тормозных дисках в сочетании с такими органическими накладками, как KRS, UIC: –– выкружка H = 2,0 мм макс.; –– косой износ S = 2,0 мм макс.; –– выемки глубиной 1,0 мм макс. На тормозных дисках в сочетании со стандартными агломерационными накладками или с агломерационными накладками ISOBAR: –– выкружка H = 1,0 мм макс.; –– косой износ S = 1,0 мм макс.; –– выемки глубиной 1,0 мм макс. Фрикционный диск проверяется на отсутствие трещин по следующим данным. Волосные трещины. Во время эксплуатации тормозных дисков, подвергающихся воздействиям высоких температур, на фрикционных дисках появляется тонкая сетка трещин небольшой глубины, так называемых волосных трещин. Такие трещины не оказывают негативного влияния на эксплуатацию и допустимы по всей поверхности фрикционного диска. Глубокие трещины. Глубокие трещины — это трещины, которые не проходят от внутреннего до внешнего диаметра шлифованного кольца (поверхности трения), но уходят вглубь шлифованного кольца. На шлифованных кольцах дисков может быть несколько таких трещин, если при этом длина трещины b  10 км/ч активны, двери закрываются без защиты от зажима. Контроль хода двери в направлении открывания В процессе открывания в качестве средств контроля хода двери используются учебная проверка тока электродвигателя и контроль пути и времени. Контактные планки В2, В3 при открывании не работают. В случае срабатывания контроля хода двери в направлении открывания дверь на 2 с прекращает движение, а затем продолжает открываться. Если проверка тока электродвигателя или контроль пути и времени срабатывают при пяти процессах открывания подряд, то достигнутое положение раскрытия воспринимается как максимально возможное, и процесс открывания отключается. Дверь остается в таком положении, пока не произойдет повторное нажатие кнопок S1 или S2. Дополнительно в системе управления дверями создается диагностический код и через шину MVB передается в ЦБУ. Вывод двери из эксплуатации Дефектную дверь можно а механически заблокировать четырехгранным спецключом при помощи блокиратора на дверной створке, активируемого на всех вагонах изнутри, а на вагонах SR B и изнутри, и снаружи (рис. 9.122). При этом затвор заходит от дверной створки в блоки-

б

Рис. 9.122. Механическая блокировка наружных дверей: а — снаружи (только SR B); б — изнутри

489

ровочную плиту на панели оборудования, и таким образом дверь механически блокируется только в закрытом положении. Дополнительно выполняются следующие функции: •• концевой выключатель «Переключатель снятия с эксплуатации» В6.1, В6.2 в обшивке блокировки на несущем элементе оборудования срабатывает и отключает все функции двери; •• сигнал шины MVB «Дверь выведена из эксплуатации и заблокирована с помощью блокиратора» передается в ЦБУ; •• фрагмент петли дверей «Дверь закрыта» перемыкается концевым выключателем В6.1, В6.2; •• электропневматический клапан нажимных приспособлений К3 с одной стороны напрямую активируется через переключатель снятия с эксплуатации В6.1, В6.2, с другой стороны — через систему управления дверями; •• новые диагностические коды больше не запоминаются. Если дверь механически выведена из эксплуатации, она больше не выполняет никаких функций. В случае блокировки вследствие отсутствия питания или дефекта двери электропневматический клапан для зажимных приспособлений не может сработать, и поэтому герметичности больше нет. Также герметичность не обеспечивается, если в дверную систему не подается сжатый воздух. Главный выключатель (S5) На приводе есть тумблер S5 (рис. 9.123), с помощью которого можно отключить подачу питания в сервисных целях. В этом случае больше не могут выполняться функции двери и генерироваться и передаваться в систему управления поездом диагностические коды. Аварийная деблокировка возможна в любое время. По­ средством тумблера S5 выполняется перезагрузка блока управления данной дверью. Акустическое предупредительное устройство Акустическое устройство предупредительного звукового сигнала Р1 интегрировано в аварийный выключатель А6 (рис. 9.124) и срабатывает в следующих случаях: •• при активированном аварийном выключателе S4 (наивысший приоритет); •• при открывании двери импульсами по 0,8 в секунду в следующих ситуациях: –– с начала каждого движения при открывании, пока дверь не откроется полностью; –– при повторном открывании двери после срабатывания защиты от зажима в направлении закрывания; –– при новой попытке открывания после срабатывания контроля за ходом двери в направлении открывания (во время отключения движения двери без датчика предупредительного звукового сигнала); •• при закрывании двери импульсами по 1,5 в секунду в следующих ситуациях: –– в течение 2 с перед началом закрывания после команды на закрывание, а также в режимах работы «Рабочий выход машиниста электропоезда» и «Запереть наружные двери электропоезда», до тех пор Рис. 9.124. Акустическое предупредительное устройство пока дверь полностью не закроется; Рис. 9.123. Отключение питания привода входных дверей

490

–– с начала процесса закрывания после команды на закрывание, до тех пор пока дверь полностью не закроется; –– в течение 2 с до начала нового закрывания после срабатывания защиты от зажима в направлении закрывания. Потеря электропитания и подачи сжатого воздуха Потеря электропитания означает, что: •• открытая дверь остается в открытом положении; •• закрытая дверь остается в закрытом положении; •• электропневматический клапан для зажимных приспособлений больше не может сработать, и, следовательно, теряется герметичность. Возобновление подачи электропитания влияет на функциональные процессы. В случае снижения подачи сжатого воздуха в течение четко установленного времени до показателя ниже 4,5 атм в системе управления дверями в зависимости от сигнала MVB «Качественный сигнал подачи сжатого воздуха» от устройства В5 генерируется и передается в ЦБУ диагностический код. Если через шину MVB по всему вагону уже прошло сообщение о потере сжатого воздуха, то данный сигнал не передается. Активированные зажимные приспособления при потере сжатого воздуха до показателя ниже 4,5 атм остаются активированными, даже после того как в системе управления дверями был сгенерирован диагностический код. При формировании диагностического кода движение двери прекращается. Поэтому ее можно закрыть вручную и механически заблокировать. При закрытой двери в случае потери подачи сжатого воздуха герметичность также теряется. В случае нарушения в работе пневмосхемы двери можно перекрыть разобщительный кран на блоке пневматического управления и снять дверь с эксплуатации механическим запиранием. Диагностика При определенных отклонения режимов работы блоки управления наружными дверями создают диагностические коды. При выводе двери из эксплуатации учет диагностических показаний входной двери сразу отключается, но все уже учтенные диагностические коды сохраняются в NOVRAM блока системы управления дверями. Каждый диагностический код описывается следующими параметрами: •• внутренний диагностический код: 1…999; •• диагностический код клиента: 1…99; •• диагностический код счетчика: 1…99; •• мигающий код в соответствии с требованием клиента: 1…19 мерцаний; •• приоритет: A,B; •• функция: a, b, c, d. Приоритет А — высокий приоритет: безопасность пассажиров не обеспечена, или функционирование двери подвергается существенному воздействию, и персонал поезда должен принять меры, например вывести дверь из эксплуатации. Приоритет В — низкий приоритет: пассажиры не подвергаются опасности, или на работу двери оказывается несущественное воздействие, устранение неисправности может быть проведено в депо приписки. Функции двери при появлении диагностического кода: a — отключение движения двери и повторная активация только путем отключения и включения питающего напряжения. Закрытая и заблокированная дверь больше не может открываться с помощью аварийной деблокировки; b — отключение движения двери и новая активация; 491

c — отключение движения двери отсутствует. Однако элемент больше не обрабатывается для дальнейшего формирования функции; d — отсутствует отключение движения двери и изменение логического принципа действия дверной системы. Таким образом, диагностические коды функций «a» или «b» с номерами согласно табл. 9.12 приводят к прекращению движения двери. Вследствие этого отключения дверь разблокируется (т.е. короткое замыкание в двигателе становится невозможным). С диагностическим кодом функции «b» можно попробовать продолжить перемещение двери (без проведения ремонта или вывода двери из эксплуатации), осуществив сле­ дующие действия: •• нажатие кнопки для пассажиров «Открыть местную наружную дверь»; •• нажатие кнопки для пассажиров «Закрыть местную наружную дверь»; •• включение/выключение одного из сигналов скорости; •• смена сигнала разблокирования или блокирования дверей. Таблица 9.12 Коды 1

2

3

1х

А

2х

А

2х

А

2х

А

2х

А

3х

А

3х

А

4х

А

5х

Б

6х

Б

b Обрыв провода в цепи двигателя привода двери a Концевой выключатель «Дверь закрыта и заблокирована» неисправен a Концевой выключатель «Дверь закрыта и заблокирована» неисправен b Сигналы концевого выключателя «Дверь закрыта и заблокирована» отличаются друг от друга a Концевой выключатель «Дверь закрыта на 98 %» неисправен b Механизм разблокировки двери неисправен b Дверь заблокирована в закрытом положении b Датчик перемещения двери неисправен b Защита от зажима при закрывании сработала определенное число подряд d Проверка хода двери в открытом положении сработала определенное число подряд

7х

А

8х

В

8х

В

492

4

b Внутреннее реле безопасности в системе управления дверями неисправно d Короткое замыкание на выходе A1 системы управления дверями d Короткое замыкание на выходе A2 системы управления дверями

5

6

7

1

1

—

2

2

8 •

9 •

10 •

•

•

•

•

•

•

45

B7.1. Определение только при перемещении двери 2 B7.2. Определение только при перемещении двери 45 —

•

•

•

71

71 Промежуток времени = 2 с

•

•

•

3

81 215

—

•

•

•

82 216

—

•

•

•

•

•

•

•

•

•

5

5

Число перемещений двери = 2

83 143 Число процессов закрывания = 5

Число процессов открывания = 5. Актуальное положение принимается как открытое положение в качестве замены —

•

7

7

8

8

13

13 Датчик предупредительного звукового сигнала

•

14

14 Подача питания/Освещение кнопки открывания снаружи

•

•

•

•

Продолжение табл. 9.12 1

2

3

8х

В

8х

В

8х

А

8х

А

8х

В

8х

А

8х

В

8х

В

9х

А

10х

А

10х

А

d Короткое замыкание на выходе A3 системы управления дверями d Короткое замыкание на выходе A4 системы управления дверями b Короткое замыкание на выходе A5 системы управления дверями b Короткое замыкание на выходе A6 системы управления дверями d Короткое замыкание на выходе A7 системы управления дверями b Короткое замыкание на выходе A8 системы управления дверями d Короткое замыкание на выходе A17 системы управления дверями d Короткое замыкание на выходе A18 системы управления дверями d Дверь самопроизвольно вышла из положения «Д закрыта и заблокирована» b Кромка датчика непрерывно срабатывает b Кромка датчика неисправна

10х

А

10х

А

11х

А

12х

А

12х

А

13х

А

4

b Кромка датчика непрерывно срабатывает b Кромка датчика неисправна b Блокирующий выключатель двери неисправен

Сигнал шины и аппаратно c реализованный сигнал не одинаковы

d Сигналы скорости от системы управления вагоном неверные b Отсутствует снабжение сжатым воздухом

7

8

9

10 •

5

6

15

15 Подача питания/Освещение кнопки открывания внутри

16

16 Подача питания/Освещение кнопки закрывания

17

17 Активация электромагнита. Аварийное включение

•

•

•

19

19 Электропневматический клапан для нажимных приспособлений

•

•

•

20

20

—

•

21

21

—

•

84 212

—

•

85 213

—

•

•

•

•

•

86 175 Промежуток времени = 1 мин. B2: Контактная планка снаружи 87 142 Промежуток времени = 10 с. B2: Контактная планка снаружи 88 175 Промежуток времени = 1 мин. B3: Контактная планка внутри 89 142 Промежуток времени = 10 с. B3: Контактная планка внутри 77 226 —

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

92 207 Сигнал v > 5 км/ч. Промежуток времени = 10 с в зависимости от качественного сигнала сигналов скорости шины MVB 93 207 Сигнал v > 10 км/ч. Промежуток времени = 10 с в зависимости от качественного сигнала сигналов скорости шины MVВ 78 225 Аппаратные сигналы и сигналы шин. Промежуток времени = 10 с

•

•

•

•

•

•

•

•

•

79 124 Промежуток времени = 10 с

•

•

•

44

44 Двигатель привода двери срабатывает в направлении закрывания

493

Окончание табл. 9.12 1

2

3

4

14х 15х

А В

b Кодировка двери неверная c Дверная кнопка неисправна

15х

В

c Дверная кнопка неисправна

15х

В

c Дверная кнопка неисправна

16х

В

16х

В

17х

В

17х

В

21х

В

c Выключатель проводника неисправен c Выключатель проводника неисправен c Кнопочный выключатель с ключом машиниста в положении «открыто» неисправен c Кнопочный выключатель с ключом машиниста в положении «закрыто» неисправен c Связь с шиной данных нарушена

22х

В

d Буферный режим запоминающего устройства системы диагностики нарушен

5

6

7

94 138 — 75 231 Кнопка для пассажиров «Открыть местную наружную дверь» внутри. Число активаций = 10 76 231 Кнопка для пассажиров «Открыть местную наружную дверь» снаружи. Число активаций = 10 80 231 Кнопка для пассажиров «Закрыть местную наружную дверь». Число активаций = 10 55 55 Промежуток времени = 1 мин. «Закрыть» 56 55 Промежуток времени = 1 мин. «Команда к отъезду» 90 151 Промежуток времени = 1 мин

8 •

91 152 Промежуток времени = 1 мин

42

22

42 Внутренняя шина CAN переносится от системы управления «Master» для управления «Slave» в систему управления поездом 22 Все диагностические данные в памяти теряются!

•

9 • •

10 • •

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Примечание. В шапке таблицы: 1 — мигающий код; 2 — приоритет; 3 — функции; 4 — обозначение; 5 — диагностический код клиента; 6 — внутренний диагностический код; 7 — указания по эксплуатации; 8 — появление диагностического сообщения на ИЧМ кабины машиниста; 9 — требуются действия со стороны проводника; 10 — может быть устранено на ТО.

Все кнопки для пассажиров в зоне тамбура разблокируются для работы при диагностическом коде функции «b». Каждый активный диагностический код отображается в системе управления дверями в виде мигающего кода. Возможны следующие состояния красного светодиода «Error»: •• не подсвечивается, если отсутствует диагностический код; •• длительное свечение, если имеется внутренняя неисправность (аппаратная ошибка) в системе управления дверями; •• мигающий свет, если в диагностической системе имеется активный диагностический код. Посредством красного светодиода «Error» всегда отображается только диагностический код с максимальным приоритетом (минимальным числом мигающих кодов в соответствии с табл. 9.12), т.е. при разрыве провода двигателя привода двери и, например, при повреждении кнопки открывания двери включается однократное мерцание (разрыв провода основного двигателя). Как только устраняется диагностический код с более низким номером (причины для диагностического сообщения больше нет), отображается код с более высоким номером (например, 15-кратное мигание). При этом мигание осуществляется по следующей схеме: •• 300 мс — «Вкл.»;

494

•• 300 мс — «Выкл.»; •• пауза 2,5 с, прежде чем мигающий код начнет работать снова. Через интерфейс RS-232 с помощью компьютера и диагностического ПО «DIAG» компании «IFE» можно считать данные диагностической памяти и далее обрабатывать их в базе данных. Обзор мигающих кодов, диагностических кодов, приоритетов представлен в табл. 9.12. В левом столбце «Мигающий код» значением, к примеру, «5х» показан мигающий код красного светодиода ошибка «Error» блока управления двери. Однако в связи с распространяющимися на него различными приоритетами и функциями (второй и третий столбцы) 19 мигающих кодов превращаются в значительно большее количество внутренних диагностических кодов (41 код — шестой столбец).

Внутренние двери Вагоны электропоезда оборудованы следующими внутренними дверями (рис. 9.125): •• автоматические двери со срабатыванием от инфракрасного датчика движения: –– двустворчатая межвагонная дверь 1; –– двустворчатая внутренняя дверь 2; –– одностворчатая внутренняя дверь 3; •• ручные двери: –– дверь универсального туалета со скругленным профилем 4; –– двустворчатая межвагонная дверь 5; –– дверь кабины машиниста 6; –– дверь стандартного туалета 7; –– дверь служебного купе 8; –– дверь кухни 9.

Рис. 9.125. Обзор внутренних дверей: 1 — двустворчатая межвагонная дверь (автоматическая противопожарная); 2 — двустворчатая внутренняя дверь (автоматическая); 3 — одностворчатая внутренняя дверь (автоматическая); 4 — дверь со скругленным профилем универсального туалета (ручная); 5 — двустворчатая межвагонная дверь (ручная противопожарная); 6 — дверь кабины машиниста (ручная); 7 — дверь стандартного туалета (ручная); 8 — дверь служебного купе (ручная); 9 — дверь кухни (ручная)

Двери межвагонного перехода (рис. 9.126) расположены в начале и конце каждого вагона. Все двери межвагонного перехода двустворчатые, пожаробезопасные, раздвижные, конструктивно отвечают требованиям концепции пожаробезопасности и эвакуации пассажиров, т.е. имеют рамы соответствующего качества, огнестойкое остекление 495

и надлежащие уплотнители. Обе двери межвагонного перехода изготовлены таким образом, что каждая в течение 15 мин обеспечивает огнестойкость, однако лишь две двери вместе выполняют критерии пожарной и дымовой изоляции. Из двух противоположных дверей межвагонного перехода одна является автоматической, а другая открывается и закрывается вручную.

Рис. 9.126. Двери межвагонного перехода

Автоматические двери межвагонного перехода Автоматические двери межвагонного перехода в исходном положении закрыты и получают от человека приказ на открывание через импульсы инфракрасных датчиков 1 (рис. 9.127), которые встроены по обе стороны дверной перемычки. После предварительно заданной выдержки двери в открытом состоянии (около 10 с) она автоматически закрывается благодаря усилию пружины. Благодаря такой конструкции привода гарантируется, что дверная створка остановится в закрытом положении или же будет приближаться к нему, если энергоснабжение отключится либо прервется. Можно блокировать двери в закрытом положении, использовав четырехгранный ключ, с помо­ щью встроенного в створку и доступного с обеих сторон двери механизма блокировки 4. Дополнительно можно закреплять дверь в открытом положении (в целях очистки и проведения техобслуживания) посредством размещенного в зоне потолка блокировочного механизма 3. Нажатием одного из двух четырехгранных механизмов блокировки приводится в действие сигнальный датчик, который вызывает программно-техническое отключение дверной системы. Дверной привод можно включать и отключать нажатием одной из двух кнопок аварийного отключения 2, установленных с двух сторон в потолочной области (кнопка аварийного отключения вдавлена — дверной привод включен, кнопка аварийного отключения не вдавлена — дверной привод выключен). В случае невдавленного положения обеих красных кнопок аварийного отключения 2 с двух сторон дверь работает в автоматическом режиме. Створки двери снабжены с обеих сторон рукоятками 5, которые при аварии позволяют открыть дверь вручную несмотря на действие пружины). Середина ручки находится на высоте 1015 мм над уровнем пола. 496

Рис. 9.127. Двустворчатая автоматическая дверь: 1 — инфракрасные датчики для автоматического открывания двери; 2 — кнопка аварийного отключения для включения и отключения дверного привода; 3 — механизм блокировки для блокирования автоматической двери в открытом положении; 4 — механизм блокировки для блокирования двери в закрытом положении; 5 — рукоятки для открывания двери вручную; 6 — поворотная ручка для блокировки внутренней двери вагона SR B, отделяющей салон технической зоны от тамбура (блокировка из салона технической зоны)

Двери межвагонных переходов имеют защиту от зажима в обоих направлениях движения при наезде створки на препятствие с силой около 10  кг, что приводит к реверсу в соответствующем встречном направлении. Чувствительность устройства рассчитана таким образом, чтобы обеспечивалось надежное распознавание деревянного опытного образца размером 30×60 мм либо другого противодействия с усилием примерно в 10 кг. На рис. 9.128 показана процедура механического блокирования створок двери межвагонного перехода в закрытом положении. Направляющие были специально созданы для двустворчатых раздвижных дверей межвагонного перехода и предназначены для движения по ним створок дверей (рис. 9.129). Направляющая полностью встроена в потолок вагона и обеспечивает открытие и закрытие двери. В основном направляющая состоит из скругленного и жесткого на изгиб алюминиевого профиля, изготовленного по технологии непрерывного литья, объединяющего в единый функциональный узел направляющие элементы и при- Рис. 9.128. Механическое блокирование двери в закрытом положении (позиция 4 на рис. 9.127) вод. Нижняя часть передвижной ка497

ретки служит для навески двери. В ней выравнивается и крепится створка. В движение приводится только одна каретка, другая крепится к первой оборотным тросом или зубчатым ремнем, что приводит к ее одновременному движению в противоположном направлении. Как уже было сказано, система дверей исполняется как пожаробезопасная, их закрытие (самозакрытие) должно обеспечиваться и в обесточенном состоянии, по­этому привод дверей оснащен закрывающей пружиной. Энергия привода требуется только при открытии двери, так как пружина возвращает двери в закрытое положение.

Рис. 9.129. Направляющая и привод автоматической внутренней двери межвагонного перехода: 1 — профиль рамы; 2 — профиль направляющей; 3 — каретка; 4 — привод; 5 — механизм с зубчатым ремнем; 6 — стопор; 7 — цифровой блок управления; 8 — импульсный датчик; 9 — датчик начальной позиции; 10 — запорный механизм; 11 — датчик индикатора запорного механизма (дверь открыта); 12 — возвратная пружина; 13 — датчик индикатора запорного механизма (дверь закрыта)

Панель управления работой дверей состоит из монтажной панели, на которой находятся элементы управления. Блок управления дверью не интегрирован в систему управления. Ручные двери межвагонного перехода В нормальном состоянии дверные створки зафиксированы в открытом положении. Блокировка двери осуществляется в закрытом положении с помощью четырехгранного ключа, интегрированного в створку двери, а также запорного устройства, доступного с двух сторон. Конструкция направляющих ручных дверей межвагонного перехода аналогична конструкции направляющих автоматических. Каждая из створок дверей имеет ручки, с помощью которых можно вытянуть створки из открытого фиксированного положения. Центр ручек находится на высоте 1015 мм над полом. Основной функцией двери 3 (рис. 9.130) является противопожарная (изолирующая). Противодымная вставка выполнена из специального материала, увеличивающего свой объем при нагревании. Согласно концепРис. 9.130. Ручная межвагонная дверь и противо- ции пожаробезопасности после осущестдымное уплотнение: вления эвакуации пассажиров из горящего 1 — прислонение межвагонного перехода к кузовагона закрываются и механически блокиву; 2 — противодымная вставка; 3 — внутренняя руются и автоматические и ручные двери. межвагонная ручная дверь 498

При этом, как только происходит нагревание противодымной вставки 2, она, увеличи­ ваясь в объеме, плотно герметизирует заранее закрытую ручную дверь 3, что способ­ ствует защите от проникновения дыма. Раздвижные двери для отделения салона вагона Данные автоматические двери служат для отделения тамбура от салона вагона. Раз­ личают одно- и двустворчатые и раздвижные двери коридора (вариант одностворчатых дверей). Сигнал на открытие дверей поступает от датчиков движения, расположенных с обеих сторон на дверной перемычке. По истечении предварительно заданного вре­ мени (около 10 с) дверь сама закрывается под действием пружины. Каждая из створок имеет ручку, позволяющую при аварийной ситуации или отключенной системе энер­ госнабжения открыть дверь несмотря на действие пружины. Ручки расположены на высоте 1015 мм от пола. Привод дверей может быть выключен при нажатии одного из двух красных аварийных кнопочных выключателей, расположенных на потолке. Двери могут быть заблокированы в открытом положении запирающим устройством со сторо­ ны салона вагона при помощи четырехгранного ключа. В этом положении срабатывает сигнальный датчик, автоматически отключающий привод дверей, который аналогичен приводу автоматических дверей межвагонных переходов. Раздвижные двери для отделения служебных купе Раздвижные двери служебных купе открываются вручную. С обеих сторон на створ­ ке двери на высоте 1015 мм расположены ручки. Ширина раскрытия в свету составляет как минимум 570 мм, а высота прохода — как минимум 2000 мм. Для предотвращения несанкционированного доступа снаружи со стороны прохода имеется блокирующее уст­ ройство, которое позволяет запирать непрозрачную дверь купе с помощью специального ключа, а внутри — поворотная ручка, дающая возможность быстро открыть и закрыть дверь даже в ситуации паники. Замок расположен в верхней поперечине и блокирует направляющую двери, конструкция которой аналогична описанной ранее конструкции направляющей дверей межвагонного перехода. По бокам направляющей находятся ре­ зиновые стопоры, ограничивающие движение дверного полотна. Дверь кухни Дверь в кухню запирается снаружи специальным ключом. В закрытом состоянии со стороны пассажирского салона ее можно открыть только с помощью данного специаль­ ного ключа, а со стороны зоны обслуживания — посредством нажимной ручки двери. Двери санузлов Конструкция дверей стандартной (рис. 9.131) и универсальной туалетных кабин, их дверных замков, а также аварийное от­ крытие двери стандартного санузла были описаны в п. 9.2.

Рис. 9.131. Двери стандартного санузла: 1 — дверь левого санузла; 2 — дверь правого санузла (открыта внутрь)

499

Дверь кабины машиниста Кабина машиниста отделена стеклянной перегородкой (рис. 9.132). Внутри эта перегородка заполнена специальным составом: в случае подачи напряжения ток проходит через него и перегородка становится прозрачной. Этим процессом управляет машинист, нажимая кнопку в кабине. В перегородку встроена ручная одностворчатая дверь, открывающаяся в сторону пассажирского салона (технической зоны). Дверь в кабину машиниста изготовлена с учетом принципов антивандализма (рис. 9.133). Со стороны пассажирского салона на двери установлена неподвижная рукоятка (открывание Рис. 9.132. Перегородка кабины двери возможно только специальным ключом), а машиниста, вид из салона со стороны кабины машиниста — нажимная ручка. Кроме того, изнутри кабины дверь в случае ее блокировки может открываться ключом замка с функцией «Антипаника». Дверь открывается в сторону пассажирского салона (технической зоны).

Рис. 9.133. Дверь в кабину машиниста

Электрическая схема модуля «Автоматическая внутренняя дверь» Внутренние двери не входят в систему управления поездом и не контролируются через ЦБУ. Они работают автономно. ЦБУ получает сигнал в случае отключения на каком-либо из вагонов АЗВ питания внутренних дверей (через сигнальную ячейку станции Сибас-Клип Е630_22 SKS3), или если какой-либо из блоков управления внутренними автоматическими дверями выдал сообщение об ошибке (через сигнальную ячейку станции Сибас-Клип Е621_08, Е621_09, Е623_14 SKS2) (рис. 9.134).

500

Рис. 9.134. Электрическая схема модулей внутренних дверей вагона DR T

501

10. Управление ЭВС «Сапсан» 10.1. Приведение ЭВС в рабочее состояние Расположение основных органов управления в кабине ЭВС приведено на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Органы управления поездом в кабине машиниста: 1 — открывающаяся крышка к отсеку ЭПК-150И (разобщительные краны ЭПК Е02, Е03); 2 — открывающаяся крышка к отсеку с панелью АЗВ (112.11); 3 — педаль общей подачи песка (=72-S15); 4 —станции Сибас-Клип, Compact-I/O под креслом помощника машиниста; 5 — педаль микрофона (высокий и низкий звук вместе, =71-К15); 6 — тревожная кнопка системы «Купол» машиниста (=44-S05); 7 — открывающаяся крышка к отсеку с пневматическими кранами (С14, Р02, Z08 и др.); 8 — ударная кнопка экстренного торможения (N03, =28-K02); 9 — ЦБУ-1 под сиденьем третьего лица; 10 —счетчик пробега (=44-Р01); 11 — тифон, низкий звук (=71-S07); 12 — свисток, высокий звук (=71-S11); 13 — тревожная кнопка системы «Купол» (=44-S06); 14 — кнопка «РБП» (=44-S03); 15 — местное освещение столика помощника (на боковой стенке); 16 — индикатор «БИЛ-инд»; 17 — индикатор «БИЛ-В-ПОМ» (=44-Р01); 18 — устройство регистрации, кассетоприемник системы КЛУБ-У (=44-Р03); 19 — пульт радиостанции РВС-1 со стороны помощника (=48-Т04); 20 — стационарное

502

переговорное устройство (=45-Т05); 21 — ключ ЭПК; 22 — место установки монитора камеры путевого видеонаблюдения; 23 — отпускания токоприемников (=21-S01); 24 — кнопка переключения вида между камерами внешнего наблюдения 1–4 (=47-S21); 25 — кнопка переключения вида между камерами в головной и хвостовой кабинах (=47-S22); 26 — кнопка переключения вида между камерами с разных сторон поезда (=47-S23); 27 — монитор наружных камер (=47-Р02); 28 — перекидная кнопка управления токоприемниками (=21-S02); 29 — перекидная кнопка управления БВ/ГВ (=21-S03); 30 — задатчик скорости системы «Аудит» (=22-S01); 31 — поворотный выключатель «Направление движения» (=22-S01-S3); 32 — левый ИЧМ (=42-К01); 33 — контроллер тягового усилия (=22-S01S2); 34 — освещение кабины машиниста (=52-S05); 35 — деблокирование наружных дверей слева (=80-S01); 36 — блокировка наружных дверей с обеих сторон (=80-S02); 37 — БИЛ-М (=44-Р04); 38 — деблокирование наружных дверей справа (=80-S03); 39 — подача песка под первую колесную пару и общая (=72-S01); 40 — тормозная рукоятка FS-41 (=28-К04); 41 — правый ИЧМ; 42 — переключатель яркости световых индикаторов кабины «День/ночь» (=42-S06); 43 — импульсная* кнопка включения «Прожектор яркий» (=51-S13); 44 — свисток высокий звук (=71-09); 45 — тифон низкий звук (=71-S08); 46 — галетный переключатель сигнальных огней и прожекторов (=51-S11); 47 — пульт радиостанции РВС-1 со стороны машиниста (=48-Т03); 48 — управление стеклоочистителем (=71-S03); 49 — управление стеклоомывателем (=71-S04); 50 — управление скоростью стеклоочистителя (=71-S06); 51 — кнопка «Проследование нейтральной вставки» (=21-S10); 52 — РБ (=44S02); 53 — замковый выключатель пульта (=22-S04); 54 — манометр, красная стрелка — давление в ТЦ, черная стрелка — ожидаемое давление в ТМ при работе резервного крана (=28-Р06); 55 — манометр, красная стрелка — давление в ТМ, черная стрелка — давление в ПМ (=28-Р05); 56 — рукоятка резервного тормозного крана ZB-11 (С02) (съемная); 57 — РБС (=44-S04); 58 — вентиляция кабины (=62-S02); 59 — обогрев пола кабины (=64-S03); 60 — температура в кабине (=62-S01); 61 —включение ТСКБМ (=44-S07); 62 — затемнение заднего стекла кабины (=71-S01); 63 — сигнальная лампа «Пожарная сигнализация» (=49-Р01) (желтая); 64 — включение стояночного пружинного тормоза СПТ (=28-S46); 65 — отпуск стояночного пружинного тормоза СПТ (=28-S47); 66 — клавиша «Проверка индикаторов» (=42-S01); 67 —вольтметр напряжения в линии АБ напрямую (=32-Р01); 68 — открывающаяся крышка панели шунтирующих переключателей (отсек 113.30, см. рис. 8.49 — третичная панель); 69 — панель с АЗВ со стороны технической зоны (115.10, 115.20); 70 — ЦБУ-2 со стороны технической зоны под сиденьем третьего лица

Процедура приведения поезда в рабочее состояние начинается с включения аккумуляторных батарей (далее АБ) электропоезда, для чего необходимо в одной из кабин машиниста: •• кратковременно установить импульсный переключатель «Аккумулятор батарея» (=32-S01), который располагается в нижней части третичной панели 68, в положение «Вкл.». При этом включаются контакторы АБ (BS) в вагонах 05 и 06, подсоединяющие к АБ поездные линии BN-1 и BN-2 (АБ Л1 и АБ Л2) , находящиеся в тех же вагонах 05, 06. Номинальное напряжение цепей управления составляет 110 В, его индикацию можно видеть на вольтметре 67, располагающемся на вторичной панели. После непосредственного включения АБ необходимо некоторое время для запуска программы ЦБУ 9 (порядка 1,5 мин). Об окончании загрузки свидетельствует текстовое сообщение бортовой системы на ИЧМ (позиции 32, 41): «Активировать кабину машиниста»; •• вставить ключ в замок, расположенный в торцевой части пульта слева (позиция 53), и повернуть его. После выдержки паузы (по рекомендации Siemens, 5—7 с) следует установить поворотный выключатель «Направление движения» 31 (далее — реверсивный переключатель) в требуемое положение («Вперед» или «Назад»). Начнется загрузка интерфейсов ИЧМ (позиции 32, 41), занимающая несколько секунд, по завершении которой на ИЧМ отобразятся окна основных экранов; •• с помощью функциональных клавиш (кнопок) одного из интерфейсов выбрать род тока (постоянный 3 кВ, переменный 25 кВ). Затем, при помощи тех же функциональных клавиш выбрать и открыть окно «Силовая схема»; * Во всех случаях, когда встречается термин «импульсный», необходимо учитывать, что длительность нажатия должна составлять не менее 1 с.

503

•• импульсно нажать переключатель 28 от себя. Первое нажатие переключателя 28 служит командой на включение вспомогательных компрессоров. По истечении времени, которое требуется для создания вспомогательными компрессорами необходимого давления, бортовая система выдаст сообщение на ИЧМ о возможности подъема токоприемников. После этого необходимо повторно импульсно нажать переключатель управления токоприемниками 28 от себя, что является командой на их подъем. Выбор токоприемников осуществляется автоматически на основе принципа преимущественной конфигурации («противошерстно», т.е. «коленом назад»). После подъема токоприемников автоматически происходит определение рода тока посредством распознавателей тока на соответствующих вагонах, по завершении этого процесса на ИЧМ индицируется разрешение на включение БВ/ГВ (фон символа выключателя становится зеленым); •• импульсно нажать переключатель «Включение/отключение БВ/ГВ» 29 от себя, что служит командой на включение БВ/ГВ. После замыкания БВ/ГВ происходит запуск преобразователей собственных нужд (ПСН), которые запитывают поездную трехфазную магистраль 440 В 60 Гц. Получают питание зарядные устройства (ЗУ), а также отдельные элементы климатических установок. Включаются главные компрессоры, и давление в питательной магистрали увеличивается до 10 атм; •• для зарядки тормозной магистрали (ТМ) кратковременно установить (толкнуть) тормозную рукоятку 40 в положение ШСТ. Для полной зарядки тормозной сети электропоезда требуется около 3 мин; •• произвести необходимые виды проверок тормозного оборудования; •• вставить кассету регистрации 18, ввести данные в КЛУБ-У через БИЛ-М 37, включить ЭПК-150 (позиция 21), произвести сокращенное опробование тормозов (при необходимости), проверить функциональность стояночного пружинного тормоза (СПТ); •• включить необходимую комбинацию сигнальных огней (позиция 46 ). В результате электропоезд готов к отправлению.

10.2. Управление тягой Управление тягой на электропоезде «Сапсан» осуществляется посредством передвижения контроллера тягового усилия 33 (см. рис. 10.1, далее — контроллера), который имеет при передвижении вперед (увеличении тяги) три фиксируемых положения: «0», «F», «F0». Дальнейшее нефиксируемое передвижение контроллера вперед — зона бесступенчатого регулирования тяговых усилий («широкий паз»), которая завершается конечным нефиксируемым положением «Fmax». Данная зона равномерно распределяет в себе значение тяговых усилий, выраженное в процентах, от 0 до 100. Величина тяговых усилий (в процентах) отображается в виде столбцов гистограммы в окне «Основной экран» любого из ИЧМ (рис. 10.2). Поскольку максимальное значение силы тяги уменьшается с ростом скорости, увеличение процента тяговых усилий не всегда приводит к увеличению самой силы тяги. Так, например, 50 % тяги на скорости 100 км/ч (145 кН) больше 100 % тяги на скорости 200 км/ч (138 кН) (см. рис. 2.1). Теоретически допускается использование даже 100 % тяговых усилий в любых условиях движения, поскольку на ЭВС имеется система контроля боксования; однако, как показывает практика, некоторые условия следования требуют ограничения тяговых усилий машинистом. Установлено, что при боксовании колесной пары восстановление нормального сцепления колеса с рельсом посредством системы контроля (без вмешатель­ ства машиниста) происходит за значительно большее время. Поэтому при движении в условиях плохого сцепления целесообразно ограничивать силу тяги посредством контроллера: при первых признаках боксования уменьшать тягу,

504

Рис. 10.2. Основной экран ИЧМ

а также осуществлять подачу песка. Боксование отображается на гистограмме тяговых усилий ИЧМ: величина фактической тяги (синие столбцы) оказывается ниже процента тяги, заданной контроллером (треугольники розового цвета) (см. рис. 10.2). Электропоезд «Сапсан» имеет жесткие сцепки, обеспечивающие комфорт при продольных реакциях в составе, однако при «грубом» управлении тягой (резкие увеличения/сбросы тяги) все же имеют место «оттяжки», которые достаточно ощутимы. Напротив, аккуратное управление тягой (плавное увеличение/уменьшение (сброс) тяги — примерно 25 % за 3—5 с) позволяет осуществить практически незаметный выход на заданные величины ускорения. В данном случае речь идет о нарастании ускорения. Этика управления электропоездом «Сапсан» гарантирует комфорт пассажиров и обслуживающего персонала. В летнее время в условиях высоких температур окружающего воздуха при использовании больших тяговых/тормозных токов возможно временное ограничение мощности привода отдельных моторных вагонов посредством автоматической системы контроля до 75 либо до 0 %. Использование максимальных токов, как правило, приходится на период разгона. Поэтому в условиях дефицита времени (когда требуются максимальные ускорения) при начале движения целесообразно переключать вентиляторы охлаждения из автоматического режима («Авт.») в режим «Макс.». Это обеспечит работу тягового привода без ограничения мощности, поскольку в данном режиме создается достаточный обдув нагревающихся элементов. По достижении необходимой скорости рекомендуется перевести вентиляторы в автоматический режим, поскольку тяговые токи к этому времени снизятся. (Для поддержания скорости, равной 200 км/ч, на прямом горизонтальном участке пути, при полной населенности поезда требуется около 20 % тяговых усилий.)

505

10.3. Управление тормозами Тормозная рукоятка (далее ТР) имеет «0»-положение (поездное) и 10 тормозных положений: 1А, 1В, 2Т, 3Т, 4Т, 5Т, 6Т, 7Т, ПСТ (полное служебное торможение), ЭТ (экстренное торможение), — а также кнопку «Переключение режимов». Существует четыре режима торможения: нормальный режим, пропорциональный режим, режим «Тупиковый путь», режим «Чистка». Нормальный режим не предполагает использование кнопки переключения режимов вообще (приоритетное использование системой ЭДТ). Пропорциональный режим возникает при импульсном нажатии данной кнопки при торможении в нормальном режиме (на скоростях более 10 км/ч). В этом режиме мощность электродинамического торможения (ЭДТ) уменьшается в два раза (например, была 80  % — станет 40 %), а в ТЦ прицепных вагонов поступает необходимое давление воздуха, компенсируя снижающееся замедление (ступень ПТ). При этом суммарный тормозной эффект (замедление) останется прежним. Пропорциональный режим используется для равномерного распределения тормозного эффекта по всем колесным парам поезда (например, при «скользких рельсах»). Режим «Чистка» активируется при нажатии и удерживании кнопки переключения режимов во время торможения при скорости более 10 км/ч. В данном случае прекращается ЭДТ и торможение всего поезда переводится на пневматическое. Давление в ТЦ здесь зависит, главным образом, от положения ТР. Режим «Тупиковый путь» (в Германии применяется при следовании в тупиковый путь) возникает при импульсном нажатии кнопки переключения режимов при скоростях 10  км/ч и менее. В данном случае ЭДТ замещается пневматическим торможением. При активации данного режима без увеличения скорости до значения более 10 км/ч выйти из него невозможно! При движении со скоростью выше 20 км/ч по умолчанию включен нормальный режим. В случае постановки ТР в одно из тормозных положений система поезда приводит в действие электродинамический тормоз. В нормальном режиме изначально начинается рекуперация, а система отслеживает максимальное напряжение на токоприемнике и при достижении ≈ 3,7 кВ плавно, частично или полностью переводит вырабатываемую энергию на тормозные сопротивления (реостаты) для ее гашения. Процесс перевода – обратимый, т.е. при вновь появившемся потребителе электроэнергии процент энергии, отдаваемой в контактную сеть, увеличивается вплоть до 100 %. Мощность чисто реостатного торможения составляет лишь 45 % от потенциально возможной мощности рекуперативного торможения. Это обусловлено мощностью тормозных реостатов. ЭДТ возможно при скоростях более 10 км/ч. При торможении в нормальном режиме, когда скорость снижается до 20 км/ч, автоматически происходит переключение на пропорциональный режим, который обеспечивает комбинированное торможение в диапазоне скоростей от 20 до 10 км/ч. Максимальная эффективность ЭДТ гарантируется в диапазоне скоростей 80—20 км/ч, когда может достигаться замедление до 48 % (относительно максимально возможного при 4 атм ПТ , т.е. примерный эквивалент 2 атм в ТЦ). Для усиления тормозного эффекта необходимо перемещать ТР в последующие тормозные положения (вплоть до ПСТ). Сначала система под контролем блока управления торможением использует весь потенциал ЭДТ, затем при недостатке тормозного эффекта (определяемом расчетом некоего системного алгоритма) происходит компенсация этого недостатка соответствующей ступенью электропневматического торможения всех вагонов. В режиме ЭДТ (актуально при больших тормозных мощностях), если система начинает улавливать скольжение (первые признаки юза) на каком-либо из моторных вагонов, 506

тормозная мощность данного вагона автоматически понижается до величины, обеспечивающей устойчивое сцепление колеса с рельсом. Для компенсации прежнего (суммарного) тормозного эффекта поезда система «догружает» другие моторные вагоны, увеличивая их тормозные токи. Данный процесс автоматического регулирования отчетливо прослеживается на ИЧМ, где на гистограмме тормозных сил можно видеть их дисбаланс. Когда данная автоматическая регулировка по каким-либо причинам не может обеспечить необходимый тормозной эффект (например, рельсы загрязнены и ни один другой вагон не может реализовывать больший тормозной момент), система уменьшает тормозные токи на необходимую величину, а недостающий тормозной эффект компенсирует соответствующей ступенью пневматического торможения. (Применение такого алгоритма обусловлено более высокой скоростью срабатывания противоюзной системы при воздействии на пневматический тормоз. Временное различие в быстродействии в данном случае определяется сотыми долями секунды.) В случаях обнаружения машинистом подобных явлений в процессе торможения целесообразно снижать тормозную силу путем уменьшения позиции ТР (когда это позволяет поездная обстановка) либо переходить на пропорциональный режим торможения, применяя подачу песка. С точки зрения комфорта для пассажиров, принята максимально допустимая величина ускорения (условно) в продольном направлении — 0,7 м/с2. Однако, как показывает практика, если применять в пути следования умеренные тяговые и тормозные силы, при которых величина ускорения/замедления не превышает 0,25 м/с2 в продольном направлении, то достигается полный комфорт, причем указанные ускорения/замедления практически не ощущаются пассажирами. Приведенные значения ускорений выполнимы при условии использования: •• тяги режимом не более 75 % мощности при скоростях до 120 км/ч, далее до 100  % мощности; •• ЭДТ с ТР в положении 1В в диапазоне скоростей 220—90 км/ч. Использование небольших тормозных усилий, соответствующих положению ТР 1В в диапазоне скоростей 90—10 км/ч нецелесообразно, так как подобное «затягивание» уже существенно сказывается на соблюдении графика движения (потеря времени). Надо заметить, что система управления поездом не контролирует фактическое (реальное) замедление в режиме торможения. Фактическая (реальная) тормозная сила Вф = Всист + Всопр.движ. Система управления поездом контролирует лишь слагаемое Всист, т.е. в процессе торможения на участке со спуском система не увеличивает тормозные усилия, и прежнее замедление не сохраняется в силу изменения воздействия второго слагаемого — Всопр.движ. Данное обстоятельство необходимо учитывать машинистам при снижении скорости на спусках: не следует полагаться на то, что система торможения поддерживает замедление в соответствии с заданным положением ТР. Необходимо помнить, что даже некоторое видимое увеличение тормозных усилий на гистограмме ИЧМ не обеспечивает прежнего замедления и, как следствие, тормозной путь увеличивается. При движении на подъем возникает обратная ситуация: при выходе с площадки на подъем система не уменьшает тормозные усилия, что приводит к логическому возрастанию замедления и, следовательно, к уменьшению тормозного пути.

Прохождение кривых участков пути Из-за воздействия центробежных сил при прохождении кривых возникает непогашенное поперечное ускорение, которое находится в прямой зависимости от скорости движения и в обратной зависимости от радиуса кривой. Верхним пределом данной величины принято значение 0,7 м/с2, что является допуском по критериям комфорта для пассажиров и усилий, возникающих в элементах экипажной части подвижного соста507

ва. Для уменьшения непогашенного поперечного ускорения следует проходить кривые участки с минимально возможными (для каждой конкретной поездной обстановки) скоростями. С точки зрения комфорта для пассажиров наибольшая компенсация боковых ускорений при прохождении кривых наблюдается при продольных нагрузках подвижного состава (тяга, торможение); однако использование максимальных значений тяги и особенно торможения создает достаточно высокие напряжения в экипажной части элек­ тропоезда, а также имеет место неблагоприятное воздействие на путь. Кроме того, большие тягово-тормозные усилия в кривых участках значительно увеличивают вероятность боксования или юза. Режим «выбега» минимизирует усилия в механической части, исключает боксование и юз, но дает некоторую свободу многовагонному подвижному составу. Абсолютное отсутствие продольных усилий исключает эффект «вытягивания состава», что не способствует повышению комфорта пассажиров. Еще одним из неблагоприятных режимов прохождения кривых является движение с максимальными скоростями при изменяющихся продольных усилиях (резкое увеличение/уменьшение силы тяги). Поперечные и изменяющиеся продольные усилия, возникающие при этом в поезде, способны образовывать реакции, несколько ухудшающие стабильность и равномерность движения состава, что неблагоприятно сказывается на комфорте пассажиров. С учетом вышеизложенного оптимальный режим при прохождении кривых — следование в режиме тяги или торможения при постоянной продольной нагрузке величиной 25—50 % тяги/торможения (эдт)*. При необходимости использования значительных тяговых либо тормозных усилий в кривых участках пути целесообразно использовать подачу песка.

Управление пневматическими тормозами Управление ЭДТ, комбинированными или пневматическими тормозами в штатном режиме осуществляется при помощи тормозной рукоятки FS-41 (=28-К04), расположенной на пульте машиниста. Управление исключительно пневматическими (электропневматическими) тормозами возможно после перехода в соответствующий режим, и лишь в следующих вариантах: •• в режиме «Тупиковый путь» (при движении со скоростью не более 10 км/ч); •• в режиме «Чистка» (при движении со скоростью более 10 км/ч); •• на стоянке. Для получения давления в тормозных цилиндрах поезда необходимо перевести ТР из положения «0» в одно из тормозных положений. Таким образом подается сигнал менеджеру торможения, который в свою очередь воздействует на аналоговый преобразователь и посредством релейного клапана RH2 производит сброс давления ТМ на необходимую величину. Одновременно менеджер торможения посылает сигнал по поездной линии в каждый вагон, где происходит дополнительная разрядка ТМ посредством электромагнитных клапанов 02, 03 (синхронное распределение тормозной волны). Уменьшение давления в ТМ приводит к срабатыванию воздухораспределителей вагонов на торможение. Величина давления в тормозных цилиндрах зависит от глубины разрядки ТМ. Необходимую глубину разрядки определяет менеджер торможения (БУТмастер), руководствуясь несколькими параметрами, один из которых определяется положением ТР. При экстренном торможении, кроме электрических сигналов в БУТ, происходит прямой выброс воздуха ТМ в атмосферу посредством соответствующих клапанов. *

Данная информация приводится с учетом имеющегося опыта эксплуатации высокоскоростного подвижного состава как в процессе испытаний, так и при обслуживании поездов с пассажирами и имеет сугубо эмпирический характер.

508

Экстренное торможение с разрядкой тм до «0» возникает: •• от разрыва ТМ; •• от воздействия петли экстренного торможения, которая срабатывает по сигналу, полученному: –– от ЭПК КЛУБ-У; –– аварийного ударного выключателя в кабине; –– аварийного ударного выключателя в купе начальника поезда; –– положения экстренного торможения ТР; –– петли № 2 (FUS); –– петли № 5 (DUS). Как таковых электропневматических тормозов на поезде нет. Существует лишь функция синхронного распределения тормозной волны. В обычных условиях она включена и поддерживает необходимый алгоритм работы электромагнитных клапанов 02 и 03 преобразователей давления в каждом вагоне, которые обеспечивают одновременную разрядку/зарядку ТМ (Рн.з = 5,0—5,2 атм). При управлении тормозами необходимо помнить, что при скоростях свыше 190 км/ч максимально возможное давление в ТЦ автоматически ограничивается до 3 атм. Это связано с необходимостью защиты от перегрева тормозных дисков, а также с уменьшением сцепления колеса с рельсом при увеличении скорости движения.

Резервный кран В случае отказа основной тормозной рукоятки или связанных с ней электронных систем, а также при движении в аварийном режиме машинист пользуется резервным тормозным краном после его активации. Данный кран управляет только пневматическими тормозами поезда, изменяя давление ТМ, и имеет пять положений: 1. Зарядка и отпуск (с поддержанием зарядного давления в ТМ). 2. Ступень отпуска (положение без фиксации). 3. Перекрыша (нейтральное). 4. Ступень торможения (разрядка УР и ТМ) без фиксации. 5. Полное служебное торможение. При управлении резервным тормозным краном следует иметь в виду, что УР достаточно мал, поэтому во избежание больших величин давлений в ТЦ ступени разрядки нужно делать небольшой величины.

Особенности управления тормозами в зимних условиях Низкие температуры не оказывает существенного влияния на ЭДТ. Исключением является лишь ухудшение токопередачи между токоприемником и контактным проводом при рекуперативном торможении в случае сильного обледенения контактного провода. Однако данный вопрос не является актуальным, поскольку использование рекуперативного торможения электропоездов «Сапсан» имеет место лишь на путях главного хода, где сильное обледенение контактного провода — явление крайне редкое. Иначе обстоит дело с фрикционными тормозами. Тормозные колодки изготавливаются из специального композиционного материала, коэффициент трения которого зависит от температуры. С уменьшением температуры он также уменьшается, следовательно эффективность торможения снижается. Результаты испытаний показали, что величины тормозных путей при одинаковых торможениях с начальной скорости 200 км/ч при t = +15  °C и t = –15  °С имеют разницу до 1000 м. Кроме того, огромное влияние на тормозные пути оказывает обледенение тормозных дисков и колодок. Поэтому в пути следования необходимо периодически применять фрикционные тормоза с целью очистки дисков и колодок. С увеличением снежного покрова на пути ускоряется процесс обледе509

нения и, следовательно, сокращается период времени, после которого необходимо производить очистку торможением. Машинист должен сам определять периодичность таких очисток в соответствии с метеоусловиями и фактической поездной обстановкой для поддержания тормозов поезда в постоянной готовности. Помимо этого, устанавливаются определенные места зимней проверки действия тормозов в пути следования. Такая проверка выполняется с использованием 5Т-положения ТР в режиме «Чистка» (удерживается кнопка переключения режимов на ТР). Перед станциями графиковых остановок, перед другими ответственными местами, требующими гарантированной остановки, необходимо дополнительно производить торможения для устранения обледенения тормозных элементов и прогрева тормозных дисков. Как показала практика, очистку и прогрев тормозных дисков необходимо производить, используя положение ТР не менее 3Т вплоть до ПСТ. Низкие положения ТР необходимого результата не дают. Недопустимо выполнение формальных очисток и прогрева, поскольку это создает реальную угрозу безопасности движения. Указанные торможения должны выполняться до получения желаемого тормозного эффекта, т.е. до тех пор, пока фактическое замедление поезда не начнет существенно возрастать.

10.4. Использование системы автоматического управления движением и торможением (АУДиТ) Система АУДиТ предназначена для автоматического поддержания заданной скорости (аналог круиз-контроля). АУДиТ поддерживает заданную скорость вне зависимости от профиля пути, постоянно регулируя тяговые/тормозные токи в пределах от « –100 % » (торможение) до «+100 % » (тяга). Задатчик скорости 30 (=22-S01-S1) (см. рис. 10.1) используется для установления требуемой скорости. Контроллер сохраняет свою функцию, как и при управлении в директорном (ручном) режиме. Как правило, система АУДиТ используется при ведении поездов на протяженных участках и существенно упрощает работу машиниста. Задаваемая скорость (отображается зеленым цветом на БИЛ-М) согласуется с данными КЛУБа-У, поэтому в любом случае она не может превышать допустимую скорость. При этом за соблюдение установленных скоростей движения несет ответственность машинист. В случае выявления в пути следования некорректной работы системы АУДиТ необходимо выключить ее и перейти на управление поездом в директорном (ручном) режиме.

Последовательность действий в процессе перехода на АУДиТ-режим При переходе на АУДиТ-режим следует выполнять все действия в следующей строгой последовательности: •• переместить контроллер тяги в «0»; •• установить (предварительно) задатчик скорости 30 (см. рис. 10.1) в конечное положение «max»; •• выполнить на ИЧМ нажатие следующих функциональных клавиш: –– функциональная клавиша «8» — «Система Автоведения»; –– функциональная клавиша «8» — «АУДиТ Сист.Ав.»; –– функциональная клавиша «6» — «Подтв. V з.-зн.»; –– функциональная клавиша «0» — «Основной экран»; •• откорректировать (выставить) задатчиком необходимую скорость (окно индикации заданной скорости находится в левом нижнем углу первого дисплея); •• задать тяговое усилие контроллером тяги. 510

При следовании в режиме АУДиТ необходимо учитывать: •• при включении/выключении АУДиТ контроллер тяги 33 (см. рис. 10.1) должен быть в положении «0»; •• система АУДиТ предполагает использование всего диапазона тягово-тормозных усилий, поэтому при использовании АУДиТ целесообразно устанавливать контроллер тяги на «мах»; •• перед торможением вручную (тормозной рукояткой) необходимо переместить рукоятку контроллера тягового усилия в положение «0». Если начать торможение вручную, не сбросив тягу в положение «0», торможение произойдет, но в дальнейшем (для возобновления тяги) потребуется сброс контроллера тяги в положение «0» с последующей постановкой в одну из тяговых позиций. Во время следования в режиме АУДиТ с заданной скоростью при перемещении рукоятки задатчика в сторону уменьшения скорости начнется торможение, которое будет стремиться вывести поезд на скорость, индицируемую в данный момент задатчиком. При торможении задатчиком скорости снижение скорости будет происходить в соответствии с формулой Тпуть = (∆V ) · 20 + 800 м. При торможении задатчиком скорости на участках пути с ограничением скорости необходимо быть предельно внимательным и при недостатке тормозного эффекта (замедления) немедленно применять торможение с помощью основной тормозной рукоятки.

10.5. Система автоведения поезда (автопилот) Система автоведения (далее — автопилот) электропоезда «Сапсан» представляет собой специально разработанную и установленную программу для реализации возможности следования электропоезда как в информационном режиме, так и в режиме автоматического (активного) ведения поезда. Ответственность за безопасность движения, соблюдение графика и качество ведения поезда возлагается на машиниста, в то время как задача автопилота — упрощение обслуживания. В каждом конкретном случае машинист принимает решение как о необходимости использования автопилота, так и о режиме его работы. Перед использованием системы автоведения машинист должен: •• на блоке индикации КЛУБ-У ввести именно тот номер поезда, обслуживание которого будет осуществляться с использованием автопилота, поскольку КЛУБ-У и автопилот информационно связаны; •• в системе КБСУ проверить наличие загруженного файла с информацией о действующих предупреждениях на участке следования поезда, а также сверить данные ограничения в электронном виде с фактическими в выданном бланке предупреждения ДУ-61.

Следование в различных режимах Следование в информационном режиме автопилота подразумевает лишь отображение в соответствующем окне интерфейса определенных данных о фактической и предстоящей обстановке без вмешательства в систему управления поездом (т.е. активное управление тягой и торможением поезда не производится). Отображается следующая информация: •• заданная системой автоведения скорость движения в определенный момент времени (соответствует скорости, установленной приказом «Н»; 23/34 ПТ; временные ограничения скоростей согласно выдаваемым предупреждениям на конкретный день в систему не заносятся), км/ч; •• фактическая скорость поезда в данный момент времени, км/ч; 511

•• целевая скорость (значение ближайшего повышения или понижения скорости на впередилежащем участке), км/ч; •• расстояние до цели (расстояние до точки с целевой скоростью), м; •• графическое изображение заданной скорости (включая остановки) на впередилежащем участке 0—10 км (верхний график); •• графическое изображение профиля пути на впередилежащем участке 0—10 км (нижний график); •• километр фактического нахождения (под графиком профиля пути); •• вертикальная красная линия, проходящая через оба графика в пределах текущего километра, соответствующая фактическому местоположению поезда; •• индикация установленного режима автопилота (в левом нижнем углу дисплея): –– «Авто» — задан режим активного автоматического управления поездом; –– «Инф» — задан информационный режим автопилота; –– пустое окно прямоугольника информирует о выключенном автопилоте. В случае использования системы АУДиТ на данном поле отображается значение заданной скорости. Режим автопилота также отображается на БИЛ КЛУБ-У (под символом вставленной кассеты регистрации) в виде соответствующей буквы: «И» — информационный режим; «А» — режим активного автоматического управления.

Порядок активации режимов автопилота Для включения информационного режима автопилота необходимо выполнить следующее: •• задатчик скорости и контроллер тяги установить в положение «0»; •• в основном окне интерфейса-1 нажать программируемую клавишу «8» —«Сист. автовед.»; •• в открывшемся окне интерфейса-1 нажать программируемую клавишу «8» — «Круизк. автовед.»; •• в открывшемся окне выбора режимов выбрать информационный режим, нажав клавишу «8» — «Инф. автовед.»; •• вернуться в основное окно интерфейса, нажав клавишу «0» — «Осн. экран»; •• для вызова окна автопилота нажать клавишу «8» интерфейса-1. В результате информационный режим автопилота включен. Для включения режима активного ведения следует сделать следующее: •• установить задатчик скорости и контроллер тяги в положение «0»; •• в основном окне интерфейса-1 нажать программируемую клавишу «8» — «Сист. автовед.»; •• в открывшемся окне интерфейса-1 нажать программируемую клавишу «8» — «Круизк. автовед.»; •• в открывшемся окне «выбора режимов» нажать программируемую клавишу «8» — «Авто­вед. вкл.»; •• вернуться в основное окно интерфейса, нажав клавишу «0» — «Осн. экран»; •• для вызова окна автопилота нажать клавишу «8» интерфейса-1. В итоге включен активный режим автопилота. Для реализации тяги необходимо установить контроллер тяги в соответствующее положение.

Особенности эксплуатации Активный режим автопилота требует постоянного контроля со стороны машиниста соблюдения требуемых параметров движения (скорости, своевременности воздействия на тягу и торможение, выполнения графика и т.п.). 512

При невключении (несвоевременном включении) тяги рекомендуется перейти на информационный режим автопилота или отключить его и следовать в директорном (ручном) режиме. В случае неприменения (несвоевременного применения) тормозов автопилотом, а также если машинист считает, что автоматическое торможение недостаточно эффективно (в конкретном случае), необходимо незамедлительно применить торможение при помощи тормозной рукоятки с целью недопущения превышения скорости. После такого вмешательства возобновить автоматическое управление тягой возможно лишь после сброса контроллера тяги в положение «0» с последующей постановкой в положение тяги. При повторении подобных случаев рекомендуется отключение режима активного автопилота и переход на информационный либо директорный (ручной) режим. Во всех других случаях некорректной работы автопилота рекомендуется его отключить. Обо всех выявленных неисправностях, отклонениях, сбоях и несоответствиях в работе автопилота следует сделать запись в бортовом журнале ТУ-152. В случае обслуживания поезда с использованием автопилота необходимо сделать запись об этом на обратной стороне бланка сдаваемого предупреждения. Алгоритм автопилота построен таким образом, что для возобновления движения (получения тяги и отпуска ПТ) после остановки требуется в обязательном порядке: •• произвести разблокирование дверей (подача необходимого сигнала в систему); •• сброс контроллера тяги в положение «0» с последующей постановкой в тягу (рекомендуется ставить контроллер тяги в положение «0» заблаговременно, т.е. сразу после начала автоматического торможения на остановку). В настоящее время версия программного обеспечения автопилота при следовании на остановку осуществляет автоматическое торможение не до полной остановки, а лишь до 2—3 км/ч следующим образом: •• в зоне минимальных скоростей происходит автоматическое импульсное (кратко­ временное) наполнение ТЦ примерно до 1 атм со снижением скорости поезда до 2— 3 км/ч и последующим отпуском ПТ (поезд катится); •• дальнейшее прицельное торможение должно осуществляться машинистом при помощи тормозной рукоятки вручную. В данном случае автоматически изменяется алгоритм работы ТР с целью обеспечения плавности остановки, т.е. при постановке ТР в тормозные позиции реализовываются значительно меньшие давления в ТЦ: 1А ≈ ≈ 0,3 атм; 1В ≈ 0,4 атм; 2Т ≈ 0,5 атм и т.д. Автопилот не должен использоваться в режиме активного автоматического ведения поезда в следующих случаях, установленных местной инструкцией СЗ-ДОСС: •• при следовании по неправильному пути; •• при следовании с неисправными устройствами безопасности; •• при следовании по участку, не внесенному в электронную карту автопилота; •• при выполнении маневровой работы; •• при следовании с поездом, номер которого не внесен в электронную систему автопилота. Активация любого режима автопилота исключает возможность использования режима АУДиТ, крайне удобного для реализации нагона опоздания, поэтому в случаях существенного отставания от графика машинист должен принять решение о целесообразности использования того или иного режима ведения поезда.

Заключение В данном учебном пособии были подробно рассмотрены конструкция и оборудование ЭВС «Сапсан». В настоящее время осуществляется модернизация устройства пассажирских салонов. На базе десятивагонного состава (см. рис. 1.3) планируется размещение четырех зон комфортнорсти: •• VIP-класс (вагон SR 01); •• премиум-класс (вагон SR 01); •• бизнес-класс (вагон DR 02); •• туристический класс (остальные вагоны).

Рис. 10.3. Расположение мест в салоне VIP-класса

VIP-зона располагается в вагоне SR 01 за кабиной машиниста (рис. 10.3). Двухместные сиденья данной зоны оснащены электрическим механизмом регулировки, а также модулем управления системой аудиовидеоразвлечений. Общий вид VIP-зоны представлен на рис. 10.4. Кроме того, в VIP-зоне имеются соб­ ственные гардероб и два монитора видеосистемы, минибар и декоративное освещение.

Рис. 10.4. Дизайн VIP-зоны

514

Пассажирам данного класса предоставляется возможность управлять затемнением задней стеклянной стенки кабины машиниста.

Рис. 10.5. Премиум-класс

Кресла премиум-класса оснащены выдвижными столиками, электрическим механизмом регулировки и размещены по системе «2+1», при этом одинарное кресло может вращаться (рис. 10.5).

Список литературы 1.  Плакс А.В. Системы управления электрическим подвижным составом: учеб. для вузов ж.-д. трансп. — М.: Маршрут, 2005. 2.  Литовченко В.В. 4q-S — четырехквадрантный преобразователь электровозов переменного тока // Известия вузов. Электромеханика. — 2000. — № 3. 3.  Правила тяговых расчетов для поездной работы. — М.: Транспорт, 1985. 4.  Киреев А.В., Лебедев А.В., Гудков А.Н. Компьютерная модель четырехквадрантного преобразователя для ЭПС // Вестник «ВЭЛНИИ». — Том 53. 5.  Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. — М.: Выс­шая школа, 1996. 6.  Ширяев А.В. Математическое моделирование системы управления автономного инвертора напряжения // Сборник научных трудов ПГУПС «Современные проблемы электрификации железных дорог России». — СПб., 1998. 7.  Ширяев А.В., Лычагин А.Г., Брагин А.Г. Асинхронный привод и ресурсосбережение // Тезисы докладов научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии и технические средства на Октябрьской железной дороге». — СПб., 1999. 8.  Боровикова М.С., Ширяев А.В., Ваганова О.И. Организация высокоскоростного движения на железных дорогах Российской федерации. — М.: ООО «Издательский дом «Автограф», 2013. 9.  Ширяев А.В., Слизов А.Ю. Общие сведения об электропоезде VELARO RUS «Сапсан» // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкционного института электровозостроения. — 2010. — №2 (60). 10.  Siemens AG. Руководство для машиниста электропоезда Velaro RUS/Сапсан Документ № A6Z00002575260. Выпуск D. 2011 г. 11.  Siemens AG. Технические условия Velaro RUS/Сапсан. Документ № A6Z000014230899. 2009 г. 12.  Siemens AG. Руководство по технической эксплуатации для электропоездов «Сапсан». Выпуск D от 11.08.2010 г. 13.  Siemens AG. Руководство для начальника поезда Velaro RUS/Сапсан. Документ № A6Z00002575334. 2009 г. 14.  Siemens AG. Руководство по эксплуатации кухни и бистро поезда Velaro RUS/Сапсан. Документ № A6Z00002575397. 2009 г. 15.  Siemens AG. Руководство для техника поезда Velaro RUS/Сапсан. Документ № A6Z00002575401. 2009 г. 16.  Ротанов Н.А., Курбасов А.С., Быков Ю.Г., Литовченко В.В. Подвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями. — М.: Транспорт, 1991. 17.  Солодунов А.М., Иньков Ю.М., Коваливкер Г.Н., Литовченко В.В. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями. — Рига: Зинатне, 1991. 18.  Гусев В.В., Вавилов В.Б. Высокоскоростной поезд Velaro RUS(В2). Описание и порядок эксплуатации основного оборудования и систем электропоезда. Базовая информация по электропоезду. — СЗ-ДОСС, 2011. 516

19.  Siemens AG. Описание тормозной системы. Верcия A. Документ № A6Z00001081327. Дата: 2008-01-22. 20.  Siemens AG. Описание петли безопасности. Версия C. Документ № A6Z00000193984. Дата: 2007-06-20. 21.  Siemens AG. Функциональное описание системы водоснабжения. Документ № A6Z00001321110. Дата: 2007-11-23. 22.  Siemens AG. Описание функциональных состояний электропоезда. Документ № A6Z00000194038. Версия E. Дата: 2007-09-13. 23.  Siemens AG. Техническая информация к концепции сброса Velaro RUS. Документ № A6Z00001073120. Версия C. Дата: 2007-10-25. 24.  Siemens AG. Структура имен сигналов Klip. Документ № A6Z00001073123. Дата: 2007-07-31. 25.  Siemens AG. Описание операций по управлению и их отображение на интерфейсе «человек-машина». Документ № A6Z00001073124. Дата: 2008-01-29. 26.  Siemens AG. Определение интерфейсов дополнительно интегрируемого прибора Velaro. Документ № A6Z00001073128. Дата: 2008-01-31. 27.  Siemens AG. Описание изделия — дроссели сетевого фильтра. Документ № A6Z00001610218. Версия B. Дата: 2007-10-09. 28.  Siemens AG. Описание системы запорных устройств, включая спецификацию блокировок высоковольтных емкостей. Документ № A6Z00000194022. Версия H. Дата: 200803-10. 29.  Siemens AG. Высоковольтное оборудование». Документ № A6Z00000624039. Версия A. Дата: 2008-03-27. 30.  Siemens AG. Описание окон дисплея пульта управления системы информирования. Документ № A6Z00001072946. Версия B. Дата: 2008-03-27. 31.  Siemens AG. Носовая сцепка (автоматическая сцепка). Документ № A6Z00001483113. Версия B. Дата: 2008-03-18. 32.  Siemens AG. Адаптер сцепки Тип A + B. Документ № A6Z00001482995. Версия A. Дата: 2008-01-16. 33.  Siemens AG. Соединения и компоновка устройств безопасности. Документ № A6Z00001202055. Версия A. Дата: 2007-12-19. 34.  Siemens AG. Сдвоенный преобразователь собственных нужд С-ПСН Velaro RUS. Документ № A6Z00001864559. Версия A. Дата: 2009-08-24. 35.  Siemens AG. Описание компонента «Одинарный преобразователь собственных нужд ПСН Velaro RUS A2V00001662114». Документ № A6Z00001864568. Версия A. Дата: 2009-08-24. 36.  Siemens AG. Схемы контуров охлаждения и отопления с учетом устройств для дополнительного обогрева в вентиляционном канале, тамбуре и т.д. Документ № A6Z00001425224. Дата: 2007-07-04. 37.  Siemens AG. Руководство по эксплуатации системы визуализации Sibmon. Версия 0. Документ № A6Z00002431262. 38.  Siemens AG. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту колесных пар. Документ № A6Z00001614719. Дата: 2009-07-21. 39.  Siemens AG. Блок тягового двигателя. Документ № A6Z00003665100. Дата: 200908-05. 40.  Siemens AG. Описание компонента — токоприемник. Документ № A6Z00002209465. Дата: 2009-05-08. 41.  Siemens AG. Короткая сцепка. Версия А. Документ № A6Z00001482957. Дата: 200801-16.

517

42.  Siemens AG. Описание компонентов «Зарядное устройство аккумуляторных батарей BC (ЗУ)». Документ № A6Z00001864574. Версия B. Дата: 2008-11-25. 43.  Siemens AG. Высоковольтные накрышные переходы. Документ № A2V00001446108. Версия A. Дата: 2009-06-26. 44.  Siemens AG. Описание компонента «Разъединитель крышевой проводки переменного тока RM 2500.1000-593». Документ № A2V00001430917. Версия A. Дата: 2009-03-02. 45.  Siemens AG. Описание главного выключателя переменного тока. Тип MACS. Документ № A2V00001430697. Версия A. Дата: 2009-07-22. 46.  Siemens AG. Описание компонента «Быстродействующий выключатель постоянного тока UR26 64TCs». Документ № A2V00001430916. Версия A. Дата: 2009-07-22. 47.  Siemens AG. Описание составных частей. Туалетная кабина. Документ № A6Z00009214122. Версия A. Дата: 2009-09-14. 48.  Siemens AG. Описание системы подготовки воды. Документ № A6Z00001765590. Дата: 2007-11-23. 49.  Siemens AG. Описание компонента «Рама тележки 04DGR». Документ № A2V00001430313/A2V00001430314. Дата: 2009-08-07. 50.  Siemens AG. Описание компонента «Моторная тележка SF520 04TDG». Документ № A2V00001415786. Дата: 2009-08-06. 51.  Siemens AG. Описание компонента «Поперечное рессорное подвешивание. Монтаж 04QFA». Документ № A2V00001430182/A2V00001430377. Дата: 2009-08-07. 52.  Siemens AG. Описание компонента «Немоторная тележка SF520 04LDG». Документ № A6Z00003661928. Дата: 2009-08-07. 53.  Siemens AG. Описание компонента «Система управления пневморессорами 04LFS A2V00001430180/A2V00001430376». Документ № A6Z00003663846. Дата: 2009-08-04. 54.  Siemens AG. Описание компонента «Переход, полностью 041295830». Версия D. Документ № A6Z00001859507. Дата: 2009-04-06. 55.  Siemens AG. Описание компонента «Необмоторенная колесная пара 02LRS A2V00001423908». Документ № A6Z00003661959. Дата: 2009-08-07. 56.  Siemens AG. Описание компонента. «Песочница и путеочиститель 53SRA A2V00001430204». Документ № A6Z00003664525 Дата: 2009-08-05. 57.  Siemens AG. Описание компонента. «Тормозная система с дисковыми тормозами 07SBA A2V00001430201/A2V00001430200». Документ № A6Z00003663855. Дата: 2009-08-06. 58.  Knorr-Bremse. Описание компонента «Компрессорный агрегат (A01001) VV180T 8.181.2.321.070.9 KB SfS». Документ № A6Z00002524563. Версия A. Дата: 2009-02-10. 59.  Knorr-Bremse. Описание компонента «Установка снабжения сжатым воздухом (U01) V10-T 8.010.1.321.804.9 KB SfS». Документ № A6Z00002620002. Версия A. Дата: 2009-02-16. 60.  Knorr-Bremse. Описание компонента «Система управления торможением (B01001, B01011) ESRA STN33443; STN33444; STN33445; STN33446; STN33447; STN33448; STN33453 KB SfS». Документ № A6Z00002524595. Версия A. Дата: 2009-02-17. 61.  Knorr-Bremse. Описание компонента «Контейнер тормозного оборудования (B01) BCM-024-2 ll61852/1, ll61852/1-B1, ll61852/2 KB SfS». Документ № A6Z00002524587. Версия A. Дата: 2009-02-17. 62.  Knorr-Bremse. Описание компонента «Модуль воздухораспределителя (B01005) MOKE-3 ll61725/1 KB SfS». Документ № A6Z00002524615. Версия A. Дата: 2009-02-11. 63.  Siemens AG. Короткая сцепка D250827-100. Документ № A6Z00001482957. Версия A. Дата: 16-01-2008. 64. Кацман М.М. Электрические машины. — М.: Высшая школа, 2001. 65. Москоленко В.В. Электрический привод. — М.: Мастерство, 2001.

518

66.  Дайлидко А.А. Электрические машины тягового подвижного состава. — М.: Желдориздат, 2000. 67.  Акимова Г.Н. Электронная техника. — М.: Маршрут, 2003. 68.  Дунаев С.Д. Электроника, микроэлектроника и автоматика. — М.: Маршрут, 2003. 69.  Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями / Пронин М.В. и др.; под ред. Е.А.  Крутякова. — СПб.: Элек­ тросила, 2004. 70.  Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. — М.: Транспорт, 1999.

Содержание Введение………………………………………………………………………………………………………………… 3 1. Общие сведения О поезде……………………………………………………………………….. 4 1.1. Разработка технологической платформы поезда…………………………………………………. 4 1.2. Композиция состава и внутреннее оснащение вагонов………………………………………. 9 1.3. Внутреннее оснащение вагонов……………………………………………………………………….. 11 1.4. Размещение основного оборудования………………………………………………………………. 13 2. Эксплуатационные характеристики скоростных электропоездов ЭВС1(2) в режимах тяги и электрического торможения………………………………………………………………. 24 3. Механическая часть……………………………………………………………………………….. 29 3.1. Тележка………………………………………………………………………………………………………….. 29 3.2. Сцепные устройства, межвагонный переход и носовая часть головного вагона…………………………………………………………………………………………………. 103 4. Электрические машины и трансформаторы……………………………….. 129 4.1. Тяговый двигатель 1TB2019-1GC02……………………………………………………………….. 129 4.2. Тяговый трансформатор EFAT 6745………………………………………………………………. 135 4.3. Вспомогательные машины…………………………………………………………………………….. 141 5. Электрические аппараты и преобразователи……………………………… 152 5.1. Токоприемники и крышевое оборудование……………………………………………………. 152 5.2. Контактные аппараты защиты……………………………………………………………………….. 171 5.3. Тяговый преобразователь………………………………………………………………………………. 183 6. Пневматическая схема высокоскоростного электропоезда «Сапсан»…………………………………………………………………………… 208 6.1. Общее описание тормозной системы……………………………………………………………… 208 6.2. Виды торможения…………………………………………………………………………………………. 217 6.3. Главная установка снабжения сжатым воздухом…………………………………………….. 218 6.4. Вспомогательная установка снабжения сжатым воздухом……………………………….. 219 6.5. Система управления торможением…………………………………………………………………. 220 6.6. Модуль управления тормозной магистралью………………………………………………….. 221 6.7. Модуль резервного управления тормозной магистралью…………………………………. 223 6.8. Модуль воздухораспределителя………………………………………………………………………. 224 6.9. Модуль преобразователя давления…………………………………………………………………. 225 6.10. Модуль стояночного тормоза……………………………………………………………………….. 227 6.11. Управление функциями торможения……………………………………………………………. 228 6.12. Приборы управления и устройства контроля………………………………………………… 230 6.13. Управление торможением……………………………………………………………………………. 233 6.14. Режимы торможения…………………………………………………………………………………… 233 6.15. Режимы служебного тормоза……………………………………………………………………….. 234 6.16. Тележечное оборудование……………………………………………………………………………. 235 6.17. Тормозные диски………………………………………………………………………………………… 236 520

6.18. Тормозные накладки ISOBAR……………………………………………………………………… 236 6.19. Клещевые механизмы………………………………………………………………………………….. 237 6.20. Вспомогательное оборудование……………………………………………………………………. 237 6.21. Буксировка электропоезда……………………………………………………………………………. 240 6.22. Принцип действия основных приборов тормозной системы………………………….. 241 7. Бортовые сети собственных нужд…………………………………………………… 249 7.1. Структура бортовой сети, ее компоненты и штатные режимы работы……………… 249 7.2. Работа сети питания собственных нужд при нештатных ситуациях…………………. 285 8. Приборы и системы безопасности…………………………………………………. 292 8.1. Унифицированное комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ-У…………………………………………………………………………………………. 292 8.2. Телемеханическая система контроля бодрствования машиниста ТСКБМ…………………………………………………………………………………………….. 315 8.3. КУРС-ТС……………………………………………………………………………………………………… 317 8.4. Цифровой стандарт связи «Тетра», принцип и организация работы цифровой радиосети. Радиостанция РВС-1-15……………………………………………………… 325 8.5. Петли безопасности ЭВС «Сапсан»……………………………………………………………….. 339 9. Внутрисалонное оборудование………………………………………………………… 409 9.1. Кухня…………………………………………………………………………………………………………… 409 9.2. Санитарно-техническое оборудование……………………………………………………………. 424 9.3. Система информирования пассажиров…………………………………………………………… 441 9.4. Двери……………………………………………………………………………………………………………. 455 10. Управление ЭВС «Сапсан»……………………………………………………………………. 502 10.1. Приведение ЭВС в рабочее состояние………………………………………………………….. 502 10.2. Управление тягой………………………………………………………………………………………… 504 10.3. Управление тормозами………………………………………………………………………………… 506 10.4. Использование системы автоматического управления движением и торможением (АУДиТ)……………………………………………………………………………………… 510 10.5. Система автоведения поезда (автопилот)………………………………………………………. 511 Заключение…………………………………………………………………………………………………………. 514 Список литературы……………………………………………………………………………………………… 516

Учебное издание

Áîãîìîëîâ Íèêèòà Þðüåâè÷, Øèðÿåâ Àëåêñåé Âàëåðüåâè÷, Èçâàðèí Ìèõàèë Þðüåâè÷ è äð.

ÂÛÑÎÊÎÑÊÎÐÎÑÒÍÛÅ ÏÎÅÇÄÀ «ÑÀÏÑÀÍ» Â1 è Â2 Ïîä ðåäàêöèåé À.Â. Øèðÿåâà

Учебное пособие

Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü 05.12.2013 ã. Ôîðìàò 60×84/8. Ïå÷. ë. 65,25. Òèðàæ 200 ýêç. Çàêàç ÎÀÎ «Ðîññèéñêèå æåëåçíûå äîðîãè» 107174, Ìîñêâà, óë. Íîâàÿ Áàñìàííàÿ, 2 Òåë.: +7 (499) 262-50-25; ôàêñ: +7 (499) 262-57-06 e-mail: [email protected], http://www.learning.rzd.ru

П редприятие — изготовитель: Фирма “Сапсан”;

Россия, 141195, Московская обл.,

г. Фрязино, Окружной проезд, 2.

МЕ67
Тел./факс. (095)702-95-84

Тел. (095)526-90-63

E-mail: fryazino@globus.msk.ru

ПУЛЬТ

ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ТОПЛИВОРАЗДАТОЧНОЙ КОЛОНКОЙ
“САПСАН — 2.1”
СПСН.468323.002 ПС
Паспорт

Дистрибьютор: ООО “Серпухов АЗС Сервис”

Россия, Московская обл.,

г. Серпухов, Полевая, 1.

Тел. (0967)75-46-56

Тел./Факс. (0967)37-42-87

(27) – код для звонков из Москвы

Фирма “ САПСАН ” производит:
Блоки управления топливораздаточными колонками “САПСАН-1.1”, “САПСАН-2.1”, “САПСАН-2.1/2” для автономной работы. Устройства предназначены для управления работой отечественных топливораздаточных колонок типа “НАРА” и “СЕВЕР”, а также аналогичных по параметрам зарубежных колонок фирм “ADAST” и др. на государственных и ведомственных АЗС.



Контроллеры ТРК “САПСАН-2.2”, “САПСАН-2.3”, “САПСАН-3.1”. Контроллеры предназначены для управления работой отечественных и зарубежных топливораздаточных колонок непосредственно с ККМ. Возможно использование ККМ “ЭЛВЕС”, “Samsung”, “АМС” и аналогичных, а также ФР “ЭЛВЕС-МИНИ-ФР-Ф”.



Контроллеры ТРК “САПСАН-4.1/(2ТРК)”,“САПСАН-4.1/(4ТРК)”. Данные устройства являются блоками силовой и защитной автоматики (силовые шкафы) на 2 и 4 ТРК соответственно в которые встроены контроллеры ТРК, управляемые от ККМ.



“Переговорное устройство с громкой связью” для оборудования автозаправочных станций, предназначенное для громкого оповещения на территории АЗС, а также для переговоров между оператором АЗС и клиентом. Возможно оснащение переговорным устройством каждой бензоколонки. Различные исполнения переговорных устройств — накладные, врезные, противовандальные. Мощность усилителя устройства громкого оповещения 50 Ватт.



Надежные силовые щиты и щиты управления для АЗС, изготовленные из комплектующих ведущих западных фирм. Щиты выполнены в исполнение IP55 (пылевлагозащита), имеют современный дизайн и комплектуются гермовводами для силовых кабелей.
Фирма “ САПСАН ” оказывает услуги:
Ремонт пультов и контроллеров управления ТРК.

Консультации по пусконаладке бензоколонок.

Ремонт электронного оборудования АЗС.
Фирма “ САПСАН ” предлагает:
Портативный фискальный регистратор “ЭЛВЕС-МИНИ-ФР-Ф”. На его основе фирмой разработан специализированный расчетно-кассовый терминал для автозаправочных станций. В его состав входит кассовый аппарат и КУ ТРК “САПСАН-2.2.”, “САПСАН-2.3” (до 15 раздаточных пистолетов). Система внесена в Государственный реестр контрольно-кассовых машин (как система торговли нефтепродуктами на АЗС), используемых на территории Российской Федерации.



Портативную контрольно-кассовую машину со встроенными аккумуляторами “ЭЛВЕС Микро-Ф”. ККМ входит в специализированный расчетно-кассовый терминал для торговли нефтепродуктами и управления АЗС. В его состав входит ККМ, КУ ТРК “САПСАН-2.2”, “САПСАН-2.3” (до 15 раздаточных пистолетов) или КУ ТРК “САПСАН-3.1”, “САПСАН-4.1/(2ТРК)”, “САПСАН-4.1/(4ТРК)”, а также дополнительные устройства – система расчета по кредитным картам, система расчета по талонам, товароучет на АЗС. Система внесена в Государственный реестр контрольно-кассовых машин (как система торговли нефтепродуктами на АЗС), используемых на территории Российской Федерации.



Комплект программных средств для организации товароучета на АЗС. Программа выполнена на базе универсальной программы для учета торговой деятельности предприятия – «1С: ТОРГОВЛЯ И СКЛАД».



Гибкий саморегулирующийся термоэлемент, выполненный в виде экранированного кабеля. Термоэлемент не требует никаких дополнительных регулирующих устройств и изменяет выделяемую мощность на единицу длины в зависимости от температуры окружающей среды, даже в локальных точках изменения температуры. Подаваемое на кабель напряжение ~220В. Кабель очень удобен для поддержания постоянной температуры в цистернах, резервуарах, трубопроводах, помещениях и в условиях, где недостаточно обычной теплоизоляции.

Фирма “ САПСАН ”
ОКП 457732
ПУЛЬТ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТОПЛИВОРАЗДАТОЧНОЙ КОЛОНКОЙ

“ САПСАН — 2.1 ”

г. Фрязино

2001 г.

СОДЕРЖАНИЕ
стр.

1.	Введение	……………………………………………………………..	3
2.	Назначение	…………………………………………………………	3
3.	Технические характеристики	…………………………………….	4
4.	Комплект поставки	……………………………………………….	6
5.	Устройство и работа пульта	…………………………………….	6
6.	Указание мер безопасности	………………………………………	10
7.	Подготовка пульта к работе	…………………………………….	11
8.	Порядок работы	……………………………………………………	11
9.	Техническое обслуживание	………………………………………	13
10.	Свидетельство о приемке	…………………………………………	14
11.	Гарантийные обязательства	………………………………………	15
12.	Упаковка, хранение и транспортирование	…………………….	15
	Приложение:

1. Пульт дистанционного управления «САПСАН-2.1» схема электрическая принципиальная.
2. Схема электрических соединений пульта «САПСАН — 2.1» с ТРК «Нара-22», «Нара-27», «Нара-27М», «Нара-27М1».
3. Схема электрических соединений пульта “САПСАН — 2.1” с ТРК “Нара- 27М1Р“.
4. Схема электрических соединений пульта «САПСАН — 2.1» с ТРК «Нара-27М1Э», “Нара-27М1ЭН”.
5. Схема электрических соединений пульта “САПСАН — 2.1” с ТРК “Нара- 27М1С“.

1. Схема электрических соединений пульта “САПСАН — 2.1” с ТРК “Нара- 28-5”, “Нара- 28-16”.

1. Схема электрических соединений пульта “САПСАН — 2.1” с ТРК “Нара- 41”5 1КЭК-50-0.25-1 и ТРК “Нара- 41”16 1КЭК-50-0.25-1.
2. Схема электрических соединений пульта “САПСАН — 2.1” с ТРК “Нара- 42”5 2КЭК-50-0.25-1 и ТРК “Нара- 42”16 2КЭК-50-0.25-1.
3. Схема электрических соединений пульта “САПСАН — 2.1” с ТРК “Север — 1”.

Внимание ! В связи с возможными изменениями в конструкции топливораздаточных колонок, вносимыми производителями ТРК, предприятие – изготовитель ПДУ ответственность за изменение в схемах подключения (приложениях) не несет. Смотрите паспорт ТКР.
1. ВВЕДЕНИЕ
Настоящий паспорт, объединенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации, является документом, удостоверяющим гарантированные предприятием — изготовителем основные параметры и технические характеристики пульта дистанционного управления топливораздаточной колонкой «САПСАН-2.1» (далее пульта). Паспорт позволяет ознакомиться с устройством, принципом работы пульта и устанавливает правила его эксплуатации.
2. НАЗНАЧЕНИЕ
Пульт управления “САПСАН-2.1” предназначен для управления отпуском нефтепродуктов на государственных и ведомственных АЗС, без денежных расчетов с клиентами.^ Пульт осуществляет дистанционного управления топливораздаточной колонкой с литровой дозировкой и автоматическим отключением после отпуска заданного на пульте количества топлива. При этом обеспечивается цифровая индикация количества топлива, подлежащего отпуску и его стоимость, а также производится учет количества топлива, отпущенного за смену как в литрах, так и в рублях.

Пульт позволяет автоматически осуществлять снижение расхода топлива колонкой в конце отпуска дозы.

Пульт предназначен для работы при температурах от +10 до +35^о С, относительной влажности воздуха 80% , при температуре +25^о С, атмосферном давлении от 86 до 106 кПа.

Питание пульта осуществляется от однофазной сети переменного тока 220В%, частотой 50 ⁺1 Гц. Вход питания объединен с сигнальными выходами в разъеме РП-10-11″3″-П-О на задней панели пульта.

Конструкция пульта исключает случайное соприкосновение обслуживающего персонала с токоведущими частями , находящимися под напряжением.

Время готовности пульта к работе не более 3 с. Время между повторными включениями пульта не менее 3 с.

Конструктивно пульт в разъёмной части полностью взаимозаменяем с пультами “ЭКЦ-1.5”, “ИМПУЛЬС — 1М”, “САПСАН — 1.1”. Подключение взамен пульта “ИМПУЛЬС- 1” требует минимальных изменений в схеме электрических соединений колонки (см. приложения).

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• количество подключаемых колонок — 1 шт.;
• дискретность отсчета в литровом режиме — 1 л.;
• дискретность отсчета в миллилитровом режиме — 0.01 л.;
• максимальная цена за 1 литр топлива — 9999 руб.;
• дискретность задания цены — 0.01 руб.;
• максимальная величина дозы топлива — 999 л.;
• дискретность задания дозы топлива — 1 л.;
• максимальная величина дозы в рублях — 9989001 руб.;
• дискретность задания дозы в рублях — 0.01 руб.;
• максимальная величина регистра накопления отпущенного за смену топлива — 999999.99 л.;
• максимальная величина регистра накопления стоимости отпущенного за смену топлива — 9999999999.99 руб.;
• пульт может работать с колонками различной производительности, максимальная скорость выдачи топлива колонкой — 4 л/с;
• потребляемая мощность не более 6 Вт.;
• переменное напряжение, коммутируемое силовыми цепями, — ~220В%, частотой 50⁺1Гц.;
• величина переменного тока по каналам силовых цепей — 1 А;
• ток по цепи сигнала “ЭБ” — I=30 мА при U не более 30 В;
• габаритные размеры, мм, — 265 х 205 х 77;
• масса, не более кг, — 1.2

Пульт обеспечивает:

• работу в составе колонок с литровой и миллилитровой дозировкой топлива;
• работу в двух режимах — задание отпускаемой дозы топлива в литрах или в рублях, переключаемых с помощью клавиши [РЕЖ] (режим);
• в обеих режимах задание дозы, подлежащей выдаче, с помощью набора из десяти цифровых клавиш , клавиш [СК] (сброс) и [,] (запятая);
• задание цены за литр топлива в режиме ввода цены с помощью набора из десяти цифровых клавиш, клавиш [СК], [,] и [Х] (память);
• возможность контроля цены за литр топлива при нажатии клавиши [ЦЕН] (цена);
• возможность смены цены за литр топлива в процессе работы;
• блокирование отпуска топлива по нулевой цене;
• вычисление дозы в рублях и литрах по введенным значениям цены за литр и дозы, а также вычисление сдачи в режиме ввода дозы в рублях;
• вызов предыдущей отпущенной дозы как в литрах, так и в рублях для повторного отлива;
• управление работой колонки с помощью двух клавиш [ПСК] (пуск) и [С] (стоп);
• индикацию перелива топлива в литрах и рублях:
• звуковую сигнализацию о переливе в виде коротких гудков;
• световую сигнализацию о переливе топлива в виде мигающего знака;
• вывод на индикацию информации в цифровой форме о количестве топлива, подлежащего выдаче, его стоимости и информации о включении колонки;
• суммирование общего количества отпущенного за смену топлива в литрах и рублях с последующим выводом результата на табло с помощью клавиши [СУМ] (сумма);
• индикацию переполнения накопительных регистров пульта;
• запрет изменения задания после нажатия кнопки [ПСК] до окончания отпуска;
• двухступенчатое управление насосным агрегатом с пульта и с топливораздаточной колонки;
• аварийное выключение колонки с пульта с помощью клавиши [С] и кнопки “Пуск/Стоп” топливораздаточной колонки;
• автоматическое отключение колонки по окончании отпуска заданной дозы;
• звуковую сигнализацию в виде коротких гудков при пропадании литровых (миллилитровых) импульсов с датчика колонки более чем на 15 с.;
• автоматическое отключение колонки через 30с. после пропадания импульсов от датчика расхода колонки, звуковую и световую сигнализацию;
• выдачу сигнала на снижение производительности длительностью не менее 200мс во время отпуска последнего литра при работе в составе колонок “Нара-22”, “Нара-27”, “Нара-27М”, “Нара-27М1”, “Нара-27М1Э”, “Нара-27М1ЭН”, “Нара-27М1С”, “Нара-27М1Р”;
• выдачу сигнала на снижение производительности за 500мл до окончания отпуска последнего литра при работе в составе колонок “Нара — 41”5 1КЭК — 50-0.25-1, “Нара — 41”16 1КЭК — 50-0.25-1, “Нара — 42”5 2КЭК — 50-0.25-1, “Нара — 42”16 2КЭК — 50-0.25-1, “Нара — 35Э”;
• отпуск независимо от включений и выключений колонки с пульта полной заданной дозы топлива.

Нормативно-техническая документация на техническое обслуживание и ремонт
Для выставления счета бланк заказа направляется по факсу: (095)174-81-46, тел.: (095)174-80-47, 174-81-46 Сгу фонд государственного имущества кбр, г. Нальчик, проспект Ленина,…
… Руководство программиста 2003 г. Зао «л-кард», 117105, г. Москва,…
Руководство по эксплуатации Программируемый логический контроллер
Сооо «Евроавтоматика ФиФ» г. Лида, ул. Минская, 18а, тел./факс: +375(154)554740, 600380, +375(29)3194373, 8695606, e-mail: г. Минск,… Ооо «икц «Промбезопасность»
Хабаровск, ул. Комсомольская, 75-б, оф. 1 тел/факс (4212) 41 33 54 e-mail: ecc, rodina. 1@mail ru 649435, Республика Алтай, с. Кулада, ул. Я. Бедюрова, 27 Тел. 8(38845)…
Пояснительная записка Рабочая программа дополнительного образования «Легоконструирование и робототехника»
Челябинск, ул. Молдавская, д. 23 «б», тел. (факс) 8 (351) 742-89-89, e-mail mounosh95@mail ru Дайджест упоминаемости вузов
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 65-76-81, тел./факс 20-75-03, e-mail Дайджест упоминаемости вузов
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 65-76-81, тел./факс 20-75-03, e-mail Дайджест упоминаемости агту
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 20-75-51, тел./факс 20-75-03, e-mail Поморский государственный унивесритет 32 им. М. В. Лмоносова 32
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 65-76-81, тел./факс 20-75-03, e-mail Информационный дайджест упоминаемости вузов
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 65-76-81, тел./факс 20-75-03, e-mail Поморский государственный унивесритет 32 им. М. В. Лмоносова 32
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 65-76-81, тел./факс 20-75-03, e-mail Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Самарской области
Самара, ул. Арцыбушевская, 102 e-mail: тел. 333-25-67, тел./факс 337-79-06 Дайджест упоминаемости архангельского государственного технического университета
Россия 163069, г. Архангельск, ул. Попова, дом 6, тел. 20-75-51, тел./факс 20-75-03, e-mail Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Самарской области
Самара, ул. Арцыбушевская, 102 e-mail:, тел. 333-25-67, тел./факс 337-79-06