Как называется передняя часть поезда
как называется штука, которая стоит у паровоза спереди, вроде выполняет функции кенгурятника.
Буфер (железнодорожный)
[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Буфер.
Буфер с резиновым амортизатором
Современный пассажирский вагон, оборудованный буферами
Основной недостаток буферов — их высокая потенциальная опасность для железнодорожников — сцепщиков, особенно при применении винтовой упряжи. Раздавливание между буферов сцепляемых вагонов являлось одной из основных причин смертельного травматизма на железнодорожном транспорте. В знаменитом романе Льва Толстого «Анна Каренина» в эпизоде на вокзале есть сцена, где один из железнодорожников погибает, будучи раздавлен между буферов. При переводе подвижного состава на автосцепку, где продольные усилия и удары гасятся поглощающим аппаратом, необходимость в буферах отпадает. Так в Советском Союзе, в связи с полным переходом на автосцепку (СА-3), начиная с 1957 года локомотивы и большинство вагонов стали проектировать без учёта установки буферов. Тем не менее буферы ещё применяются на пассажирском подвижном составе, так как позволят гасить поперечные колебания вагонов относительно друг друга.
[править]
Интересный факт
Существует давняя традиция, когда локомотив, перед тем как взять с места тяжёлый состав, поначалу сдаёт немного назад. Эта традиция берёт начало от времён применения паровозов и винтовой упряжи, когда таким образом сжимаются буферы и ослабляется сцепка между вагонами. Таким образом паровоз в первый момент трогания тянет не весь состав, а лишь несколько вагонов, тем самым значительно снижая риск возникновения боксования. Такая традиция сохранилась и с переходом на автосцепку, хотя уже и не так актуальна.
Как устроен и работает паровоз. Часть 1
Опубликовано 26.06.2020 · Обновлено 04.02.2021
Коснемся прародителя всей славной семьи локомотивов – Паровоза. Итак, если вы думаете, что этот экземпляр уже далеко в прошлом, то вы ошибаетесь.
В настоящее время паровозы еще активно работают на многих железных дорогах мира, даже в таких передовых странах, как США, Китай, Канада. Встречаются они и у нас во главе ретро-поездов. Много паровозов стоит и на базах запаса в законсервированном состоянии на случай непредвиденных обстоятельств.
паровоз
Устройство паровоза
Паровоз – это мобильный локомотив, приводимый в движение силой пара. А где же его берут? Пар образуется в паровом котле, а для этого в котел подается вода, разогреваемая огнем, горящим внизу в топке. Это основа паровоза. Котел имеет в своем составе топку, в верхней части которой греется вода, дымогарные трубы, жаровые трубы, сухопарники, дымовую коробку.
Котел опирается на экипажную часть. Пар, получаемый в котле направляется по паропроводам в паровую машину. Паровая машина через кривошипно-шатунный механизм соединена с ведущими колесами, закрепленными на оси. Ведущие колеса, через кривошип, соединены с паровой машиной главным дышлом, а остальные колеса соединяются с ведущими колесами системой прицепных дышел, чтобы также участвовать в тяге.
Управление паровозом осуществляется из будки машиниста. Для хранения запасов угля и воды к паровозу прицеплен тендер.
Итак, уголь поступил в топку из тендера (на ранних моделях уголь закидывался в топку вручную, помощником машиниста, кочегар отвечал за тендер и подачу угля к лотку, откуда помощник брал его лопатой). На более поздних конструкциях устанавливались автоматические углеподатчики (стокеры), вал которых приводился в движение силой пара. Уголь хорошо горит, вода, поступившая из тендера, путем перекачки инжекторами, закипела, что дальше?
Чтобы пар с полной силой двигал поршни паровой машины он должен быть перегретым, т.е., вода должна закипеть не при 100 градусах Цельсия, как обычно, а при 200 и даже более. Это достигается путем создания в котле избыточного давления. Топка обмуровывается огнестойким кирпичом, уголь подается на колосниковую решетку, на которой и происходит горение.
Непосредственно топка (огневая коробка) имеет стальной кожух, тем самым между топкой и кожухом есть пространство, заполненное водой, где она и греется. Топка с кожухом соединены посредством стальных стержней – топочных связей по всему своему периметру. Конструкция топки опирается на раму паровоза. Все продукты сгорания уходят через дымогарные трубы в дымовую коробку, а оттуда через трубу в атмосферу.
Для перегревания пара существуют трубы жаровые, они также находятся в котле, но дополнительно подогревают пар, эти устройства называются пароперегревателями. Топка работает в очень тяжелом режиме: температура сгорания топлива может составлять до 1600 градусов, вода закипает при температуре 200 и более градусов, давление пара достигает десятков атмосфер.
Топка паровоза — ШУРОВОЧНОЕ отверстие
В топке имеется шуровочное отверстие, через которое происходит загрузка угля и контроль за состоянием горения топлива и внутренних узлов топки. Данное отверстие закрыто створками, которые открываются вручную посредством рычага и автоматически (силой пара или воздуха). Пар из котла поступает в сухопарники (эти устройства можно видеть на крыше котла, в виде таких больших, как бы сказать, кастрюль). В сухопарниках пар оставляет излишнюю влагу, а оттуда по паропроводам поступает в цилиндры паровой машины, к ее поршням, через цилиндр золотников.
Паровая машина
Паровая машина имеет цилиндры силовых поршней и над ними расположены цилиндры поменьше – для золотников. Из цилиндров золотниковых, пар, через два канала, поступает в цилиндр главного поршня, с одного или другого торца, двигая тем самым поршень, в ту или другую стороны.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1-300×199.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1.jpg» width=»1000″ height=»664″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1.jpg» alt=»паровая машина в разрезе устройство | паровая машина в разрезе устройство | Движение24″class=»wp-image-13053″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1-300×199.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1-768×510.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»паровая машина в разрезе устройство | Движение24″ /> Паровая машина
А как это достигается?
Конечно, посредством расположенных в верхнем цилиндре золотников. Золотник представляет из себя два небольших поршня, расположенных на одном штоке, с обоих его сторон, скажем так, в виде гантели. Золотники передвигаются взад и вперед, перекрывая своим поршнем один канал для подачи пара и открывая другой, обеспечивая тем самым, возвратно-поступательные движения главного поршня. Как это происходит мы рассмотрим далее.
Поршень также располагается на штоке, один конец которого входит в зацепление с ведущим дышлом. Цилиндры паровой машины расположены с обоих сторон паровоза. Отработанный в цилиндрах пар выпускается через специальные клапаны, расположенные снизу с обоих концов цилиндра в атмосферу.
Движение паровоза
Теперь нам остается подать пар в цилиндры и ехать. Но ехать еще рано. Необходимо выбрать направление движения нашего паровоза, так сказать, отреверсировать. Как это достигается?
Мы уже коснулись такого понятия, как, кривошипно-шатунный механизм, так вот, все это его работа. Для изменения направления движения паровоза включается в работу кулисный механизм с сервомотором. Сервомотор представляет из себя обычный цилиндр, в нем находится поршень со штоком. Сервомотор переводится силой сжатого воздуха или силой пара, располагается, как правило, с правой стороны над экипажной частью. Управляет им машинист, посредством рычага реверса. Шток сервомотора соединен с верхней частью кулисы, согнутой в виде полумесяца деталью, с прорезью.
Сама кулиса закрепляется посредине к раме паровоза. В этой прорези находится устройство, называемое, кулисный камень. Кулисный камень передвигается в пазах кулисы, он соединен тягой со штоком золотников. Нижняя часть кулисы тягой соединяется с кривошипом главного ведущего колеса, на котором расположен эксцентрик. Таким образом шток сервомотора разворачивает кулису, в ней, вверх или вниз, перемещается кулисный камень, который своей тягой переводит золотники в одно из положений, необходимое для движения в ту или другую сторону, открывая тем самым нужный паропроводный канал над одной из сторон главного поршня. Другой тягой, расположенной в нижней части кулисы, переводится кривошип с эксцентриком, в сторону нужного направления движения.
Но это еще не все функции кулисного механизма, он очень важен, далее мы рассмотрим еще одну главную его функцию.
Ну теперь-то можно ехать? Попробуем. На торце котла, со стороны машиниста расположен регулятор, именно им регулируется подача пара в цилиндры. Это рычаг с рукояткой, имеющей фиксатор, расположенный на зубчатом секторе. Верхняя его часть тягой соединена со специальной заслонкой, расположенной в сухопарнике, которая регулирует величину подачи пара. Итак, паровоз отреверсирован, пар у нас есть, все, можно ехать.
Машинист переводит регулятор в первое положение, заслонка в сухопарнике открывается и пар пошел в цилиндры, через золотники, к главным поршням. Паровоз двинулся в нужную нам сторону.
Так вот, теперь уже кривошип главного колеса, вращаясь передвигает нижнюю часть кулисы, а эта нижняя часть, как нам уже известно, соединена со штоком золотников, посредством кулисного камня с тягой. Система парораспределения работает, золотники, соединенные тягой с кривошипом, двигаются взад и вперед, подавая пар то в один, то в другой канал цилиндра главного поршня, он перемещается и посредством штока перемещает главное (ведущее) дышло.
Так паровоз и движется. Главные колеса соединены с другими прицепными дышлами, таким образом работают на движение все колеса паровоза. Необходимо отметить, что шток поршня соединяется с ведущим дышлом посредством специального механизма – крейцкопфа.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5-300×116.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5.jpg» width=»1000″ height=»386″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5.jpg» alt=»Крейцкопф | Крейцкопф | Движение24″class=»wp-image-13059″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5-300×116.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5-768×296.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Крейцкопф | Движение24″ /> Крейцкопф
Крейцкопф (ползун) – это деталь вышеописанного кривошипно-шатунного механизма, который совершает по неподвижным направляющим возвратно-поступательное движение. Применение крейцкопфа позволяет разгрузить поршень со штоком от действия силы нагрузки, в этом случае ее действие переносится на крейцкопф. Дополнительно создается вторая рабочая полость в цилиндре под поршнем. Таким образом один конец ведущего дышла закреплен в крейцкопфе, а второй посажен на кривошип.
Все ведущие колеса паровоза исполняются для облегчения веса с вырезами в виде спиц или отверстий. Обязательно эти колеса имеют противовесы.
Как правило бандажи главных колес не имеют гребней (безгребневые), это сделано для улучшения прохождения (вписывания) паровозом кривых.
На верхней части цилиндров паровой машины установлены пресс-масленки, для смазывания трущихся частей кривошипно-шатунного механизма. Сжатый воздух, необходимый для работы автотормозов состава и нужд самого паровоза получается в паровоздушном насосе, типа тандем компаунд. Расположен данный насос, как правило, в передней части паровоза, в зависимости от конструкции паровоза. Из насоса сжатый воздух поступает в главные резервуары, расположенные под котлом паровоза. Перед троганием с места цилиндры паровоза продуваются паром, для удаления влаги, во избежание гидравлического удара.
Что такое поезд?
Опубликовано 13.09.2020 · Обновлено 12.11.2021
Поезд — это группа сцепленных между собой железнодорожных вагонов с обязательным наличием движущей единицы — локомотива либо моторвагона.
Естественно в данном случае слово «поезд» имеет отношение к железной дороге, однако у него есть и другие значения, которые так или иначе обозначают транспортное средство, состоящее из объединенных подвижных единиц с тяговой единицей впереди.
Поездом может являться какое угодно количество сцепленных между собой единиц подвижного состава, главное чтобы они имели способность двигаться самостоятельно.
Например десять пассажирских вагонов без локомотива лишены способности осуществлять самостоятельное движение, значит всеми признаками «Поезда» не обладают.
Но как только мы прицепляем локомотив — состав готов. На железной дороге все выполняют одну задачу — перевозка чего либо. В зависимости от субъекта перевозки поезда бывают: Пассажирскими, Почтово-багажными, Грузовыми, Грузо-пассажирскими, Грузо-багажными, Воинскими (например с ракетным комплексом). Как по внешнему виду вагона быстро определить что в нем перевозится, можно прочитать здесь. В зависимости от тяговой силы составы называют электропоезда или дизель-поезда.
Официальное определение
Правила технической эксплуатации железных дорог, как главный официальный документ в России, определяющий порядок работы на ЖД, дает четкое определение понятию «ПОЕЗД»:
Локомотивы без вагонов, моторные вагоны, автомотрисы и дрезины несъёмного типа, отправляемые на перегон, рассматриваются как поезд.
Таким образом на железной дороге им считается все, что может самостоятельно осуществлять движение.
Поезд
безрельсовые: до 581 км/ч
безрельсовые без пилота: до 587 км/ч
рельсовые: до 574,8 км/ч [1]
По́езд — в современном понятии сформированный и сцепленный состав, состоящий из нескольких вагонов, с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, приводящими его в движение, и имеющий установленные сигналы (звуковые и видимые), которые обозначают его голову и хвост. Помимо этого, на многих (в том числе и российских) железных дорогах каждый поезд получает определённый номер, позволяющий отличать его от остальных поездов. К поездам также относят локомотивы без вагонов, моторные вагоны и специальный самоходный подвижной состав (например, автомотрисы и дрезины несъёмного типа), отправляемые на перегон и имеющие установленные сигналы. [2] Дисциплина, изучающая поезда и вопросы, связанные с их движением, называется тяга поездов.
Содержание
Определение понятия
В дальнейшем с развитием железнодорожного транспорта слово «поезд» стало применяться и к нему. В том же словаре Даля можно встретить и такое определение:
Поезд железной дороги — сколько везет паровоз, или что сцеплено вместе, в одно целое.
Под это определение попадает и группа сцепленных между собой вагонов — железнодорожный состав.
Определение, данное в словаре Брокгауза и Ефрона, уже оговаривает обязательное наличие в составе тяговых единиц:
Состав сцепленных железнодорожных вагонов, приводимых в движение локомотивом или моторным вагоном.
По мере сокращения использования гужевого транспорта слово «поезд» постепенно утратило своё первоначальное значение («ряд повозок») и стало ассоциироваться исключительно с железной дорогой.
Поезд железнодорожный, сформированный и сцепленный состав из вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий световые и др. опознавательные сигналы [4]
Наконец, Правила технической эксплуатации железных дорог дают аналогичное официальное определение слова «поезд», но со следующей оговоркой:
Локомотивы без вагонов, моторные вагоны, автомотрисы и дрезины несъёмного типа, отправляемые на перегон, рассматриваются как поезд.
Таким образом, в официальном понятии не каждый состав может называться поездом; в свою очередь, наличие вагонов не является обязательным условием поезда.
История поездов
Проектирование и расчёт поездов
Вес поезда является одним из важнейших параметров, так как определяет провозную способность участков, то есть какое количество пассажиров или грузов будет перевезено между станциями за определённое время (чаще всего — 1 сутки). Увеличение массы поезда позволяет не только поднять этот параметр, но и снизить себестоимость перевозок. В то же время, излишнее увеличение веса поезда приводит к перегрузке локомотивов и к преждевременному выходу их оборудования из строя. Также в результате проектирования можно определить длину поезда, число вагонов и локомотивов в нём и их распределение по составу, а также режимы ведения поезда по различным участкам пути.
Масса поезда зависит от достаточно большого количества параметров, и прежде всего от уклонов пути и параметров локомотивов. К примеру, расчётная масса поезда для восьмиосного электровоза ВЛ80 на подъёме в 5 ‰ (0,5 %) составляет около 8000 т, а на подъёме в 10 ‰ (1 %) — 4100 т. В данном случае массу поезда увеличивают за счёт смягчения профиля пути и увеличения числа локомотивов. Далее массу поезда проверяют по таким условиям, как прочность сцепных устройств (на дорогах СНГ им является автосцепка СА-3) и на возможность трогания поезда с места. После этого, зная примерную долю каждого типа вагонов в составе, определяют число вагонов в поезде. Зная длины вагонов и локомотивов, определяется длина всего поезда, которая уже проверяется на допускаемую по условиям размещения на приёмных путях станции, так как в случае превышения этого показателя, поезд попросту частично окажется на другом пути (достаточно вспомнить фильм «Магистраль», где приёмка поезда повышенной длины на более короткий путь привела к трагедии).
Формирование поездов
Как понятно из определения, поезд формируется из тяговых (локомотивы, моторные вагоны) и нетяговых (грузовые и пассажирские вагоны) единиц подвижного состава. В настоящее время можно выделить несколько основных вариантов компоновки поездов:
Формирование поездов производится в основном на сортировочных станциях (а моторвагонного подвижного состава — в оборотных депо) в полном соответствии с установленными для дорог правилами (для российских железных дорог ими являются правила технической эксплуатации железных дорог, график движения и планом формирования поездов). Формированием поездов занимаются составители поездов. [12]
Формирование грузовых поездов
Порядок формирования и пропуска длинносоставных, тяжеловесных, соединённых, повышенного веса и длины грузовых поездов устанавливается дежурным железной дороги. Формирование производится без подборки вагонов по числу осей и весу, но при формировании длинносоставных и тяжеловесных поездов порожние вагоны должны ставиться в последнюю треть поезда. Моторвагонный подвижной состав при следовании в ремонт или из ремонта ставятся в хвост грузового поезда одной группой. Действующие в России правила технической эксплуатации железных дорог запрещают ставить в состав следующие вагоны:
Формирование пассажирских поездов
Нормы веса и длины дальних и местных пассажирских поездов и порядок размещения вагонов в них указываются в книжках расписания движения поездов. В переднем и последнем вагонах крайние торцевые двери запираются, а переходные площадки закрепляются в поднятом положении. Порядок прицепки к пассажирским поездам вагонов сверх нормы и следования длинносоставных пассажирских поездов определяется соответствующими инструкциями. На российских железных дорогах допускается прицеплять к пассажирским поездам (кроме пригородных) нецельнометаллические вагоны служебно-технического назначения.
Запрещается ставить в пассажирские и почтово-багажные поезда:
В пассажирские (кроме скоростных и скорых) и почтово-багажные поезда могут быть также поставлены несколько грузовых вагонов.
Скорость пассажирских и почтово-багажных поездов, в которые включены вагоны других конструкций и типов, ограничены скоростями, установленными для этих вагонов. [12] [13]
Организация движения поездов
Основой организации движения поездов на магистральных железных дорогах является график движения, нарушение которого не допускается. Благодаря ему обеспечивается безопасность движения и рациональное использование подвижного состава. В соответствии с графиком каждому поезду присваивается определённый номер. Поездам определённого направления присваиваются чётные номера, а поездам обратного направления — нечётные. Кроме номера, каждому грузовому поезду на станции формирования присваивается определённый индекс, который не изменяется до станции расформирования. Если поезд не предусмотрен графиком движения, то номер ему присваивается при его назначении. [13] В соответствии с правилами технической эксплуатации российских железных дорог, поезда делятся на следующие категории:
Каждый поезд обслуживает локомотивная бригада, состоящая из машиниста, который непосредственно управляет поездом и следит за безопасностью пути, и его помощника, который совместно с машинистом ведёт наблюдение за безопасностью пути, а также периодически, по указанию машиниста, визуально проверяет работу некоторого оборудования локомотива или МВПС. При кратной тяге, а также при использовании толкача, число локомотивных бригад равно числу локомотивов, при этом машинисты вспомогательных локомотивов непосредственно подчиняются машинисту ведущего (первого по ходу движения) локомотива. При паровой тяге в состав локомотивной бригады также включался кочегар, а на пассажирских моторвагонных поездах — кондуктор. [14] Пассажирский поезд, кроме того, обслуживается проводниками вагонов и начальником поезда, а вагоны-рестораны и почтовые вагоны — соответствующими работниками. На хозяйственные поезда назначается руководитель работ или его уполномоченный. Также на поезда, с которыми проводятся манёвры, может назначаться составитель поездов. В настоящее время ряд пассажирских поездов обслуживаются машинистом без помощника («работа в одно лицо»). [13]
Для контроля за движением всех поездов, железнодорожный путь делят на определённые отрезки (обычно 100—150 км), называемые участками. Движением всех поездов на каждом участке руководит поездной диспетчер (ДНЦ). В его обязанности входит обеспечение выполнения графика движения поездов, поэтому приказы диспетчера подлежат безоговорочному выполнению. Помимо этого машинисты и другие работники, обслуживающие поезда, подчиняются указаниям дежурных по станциям, которые в свою очередь также подчиняются поездному диспетчеру. Под контролем одного диспетчера может находиться до нескольких участков. [12]
Разновидности поездов
Помимо этого, слово «поезд» является составной частью следующих названий [21] :
Оборудование поездов
Тормоза
В настоящее время на поездах применят самые различные типы тормозов: пневматические и электрические, автоматические и неавтоматические, грузовые и пассажирские, нежёсткие и полужёсткие и т. д. [22] [23]
Основной недостаток пневматического тормоза заключается в том, что скорость распространения воздушной волны, а следовательно и срабатывания тормозов по составу, равна скорости звука (331 м/с). Неодновременность срабатывания тормозов может привести к продольным толчкам, что в пассажирских поездах приводит к дискомфорту пассажиров, а в длинных грузовых — к разрыву поезда. Поэтому на пассажирских, а также грузовых длинносоставных поездах используют электропневматические тормоза. В этом случае параллельно тормозной магистрали идёт электрический провод, по которому и передаются сигналы на воздухораспределители (последний при этом называется электровоздухораспределителем, из-за наличия в конструкции электрической части). Преимущество такого типа тормоза заключается в практически одновременном срабатывании тормозов по всей длине состава, что также позволяет сократить тормозной путь. [22]
Кроме тормоза Вестингауза используется тормозная система Матросова. В бывшем СССР на поездах, на грузовых автомобилях и на некоторых типах автобусов. Особенность этой системы в том, что торможение производится при падении давления в тормозной системе. Имеется два вида тормозных систем Матросова: с торможением пружиной, и с торможением воздушным клапаном. В отличие от системы Вестингауза заключается в том, что движение при отсутствии давления в тормозной системе невозможно.
В случае применения тяговых электрических двигателей (ТЭД), помимо пневматических тормозов используют и электрические, которые преобразуют механическую энергию поезда в электрическую. В этом случае используют обратимость электродвигателя, то есть его возможность работы генератором. Полученная электроэнергия либо преобразуется в тепловую в реостатах (реостатное торможение), либо возвращается в контактную сеть (рекуперативное торможение), также возможно их сочетание (рекуперативно-реостатное торможение). Электрическими тормозами оборудовано большинство электроподвижного состава (трамвай, метрополитен, электровозы, электропоезда), а также многие тепловозы. [24] [25] [26]
Также существует магниторельсовый тормоз. Он состоит из двух (реже — четырёх) башмаков, каждый из которых подвешен между колёсами и по конструкции представляет собой электромагнит. При торможении башмаки опускаются на рельсы, а на их катушки подаётся электрический ток. Возникшая магнитная сила прижимает башмаки к рельсам, тем самым увеличивая тормозную силу, тормозной путь при этом сокращается на 30—35 %. Применяется данный тормоз на трамваях, высокоскоростных поездах и тяговых агрегатах. Их основное преимущество — компактность, что позволяет вместе с ними использовать дисковые тормоза, которые занимают относительно большой объём от подвагонного пространства. [27]
Приборы контроля и безопасности
Для контроля за состоянием оборудования предназначены различные датчики и реле (реле боксования, реле перегрузки), сигнальные лампы от которых выведены на пульт машиниста. Пассажирские поезда оборудуют пожарной сигнализацией, извещатели которой располагают в салонах и тамбурах. Для контроля за ходовой частью вагонов и локомотивов, на железнодорожном пути располагают различные датчики. Они позволяют обнаружить многие дефекты, среди них: перегрев букс, повреждение ходовой части, нарушение габарита. Безопасность движения, за счёт уменьшения нагрузки на машиниста, повышает и САВП — система автоведения поезда (автомашинист). В настоящее время большинство поездов метрополитена управляется автоматикой, на пригородных электропоездах её, в основном, используют для подсказок (предупреждает об ограничениях скорости, показаниях светофоров, а также объявляет остановки). [31] [32]
Сигналы
Как понятно из определения, одно из свойств поезда — наличие сигналов. Сигналы поезда входят в общую систему сигнализации железнодорожного транспорта, включающую в себя также и путевые сигналы — светофоры, сигнальные знаки, указатели и т. д. Сигналы разделяют на звуковые и видимые.
Для подачи звуковых сигналов служат специальные устройства, устанавливаемые на подвижном составе — свистки, тифоны, колокола. Они предназначены для повышения безопасности, за счёт предупреждения о приближении поезда, а также для подачи команд составителям поездов и осмотрщикам вагонов. Звуковые сигналы в свою очередь разделяются на сигналы большой громкости и сигналы малой громкости. Сигнал большой громкости должен иметь надёжную слышимость в пределах тормозного пути и используется крайне редко, особенно в черте городов и населённых пунктов. Для его подачи служит тифон. На железнодорожных локомотивах уровень громкости звука сигнала тифона на расстоянии 5 метров составляет около 120 дБ [33] при частоте тона в 360—380 Гц. Для подачи сигналов малой громкости на ранних локомотивах использовали колокола, в настоящее время их сменили свистки. Сигнал свистка на расстоянии 5 метров имеет уровень звука 105 дБ при частоте основного тона около 1200 Гц. [34] Для привода свистка и тифона на паровозах используется пар из котла, на остальных локомотивах — сжатый воздух. На трамваях сигналы подаются с помощью электрического звонка.
| Сигнал | Значение | Когда подаётся |
|---|---|---|
| 3 коротких | «Стой» | При подъезде к запрещающему сигналу. |
| Сигнал полной остановки | Подаётся после полной остановки поезда. | |
| Один длинный | «Отправиться поезду» | При отправлении поезда. |
| Оповестительный сигнал | При приближении к переездам, тоннелям, пассажирским платформам, кривым, местам проведения путевых работ. При следовании в условиях пониженной видимости (метель, туман и т. д.). Для предупреждения наезда на людей. При встрече поездов на двухпутных участках: первый сигнал — при приближении к встречному поезду, второй — при приближении к его хвостовой части. | |
| Один длинный, один короткий, один длинный | Оповестительный при следовании по неправильному пути [36] | В тех же случаях, что и обычный оповестительный. |
| Сигнал бдительности | При приёме поезда на станцию по неправильному пути. При приближении к светофору с запрещающим показанием, при наличии разрешения на его проследование. При проследовании светофора с запрещающим, либо непонятным показанием. |
Видимые сигналы поездов предназначены для обозначения головы и хвоста состава, что повышает безопасность для путевых работников. К видимым сигналам также относится и прожектор. Примеры некоторых видимых сигналов, используемых на российских железных дорогах [37] :
Связь
Для обмена информации машинистов поездов с дежурными по станциям, поездными диспетчерами, составителями поездов, а также между собой, поезда оборудуются устройствами радиосвязи. В зависимости от типа работ, на метрополитене и магистральных железных дорогах используют два типа радиосвязи — поездная и маневровая. Первая используется для обмена информацией машинистов поездов с поездными диспетчерами, а также между собой, вторая — для обмена информацией дежурного по посту централизации с машинистом поезда и составителями поездов при проведении манёвров. [38] [39]
Радиосвязь работает в симплексном режиме с групповым вызовом в наиболее распространённом гектометровом (
151—156 МГц) диапазонах. Так как в гектометровом диапазоне уровень помех довольно высок, то для получения хорошего сигнала вдоль железнодорожного пути протягивают направляющие провода, которые могут быть размещены на опорах контактной сети, либо на опорах воздушных линий связи. На магистральных железных дорогах радиосвязь машинистов поездов с поездными диспетчерами осуществляется по диспетчерской поездной радиосвязи на дециметровом диапазоне (330 МГЦ, за рубежом — до 450 МГц), поездная же служит для связи машинистов поездов между собой, с дежурными по станциями, а также с начальником поезда (на пассажирских поездах). Локомотивные радиостанции устанавливаются в кабине управления, нередко с двумя пультами (отдельно для машиниста и для его помощника). [38] [40]
На пассажирских моторвагонных поездах устанавливается система внутренней связи, которая осуществляется по проводной линии. Данная система предназначена для передачи сообщений пассажирам в салоне, а также для обмена информации между членами локомотивной бригады (машиниста с помощником или кондуктором), находящихся в разных кабинах. Для экстренной связи пассажиров с машинистом предназначена система связи «пассажир-машинист», переговорные устройства которой расположены в пассажирских салонах. Часто системы связи «машинист-пассажир» и «пассажир-машинист» объединяют в одну. [41]
Тяга поездов
Для приведения поезда в движение на первых рельсовых дорогах использовали мускульную силу животных, в основном лошадей. В первой половине XIX века им на смену пришёл локомотив — передвигающееся по рельсам тяговое транспортное средство. Принцип его работы заключается на взаимодействии колеса и рельса — от двигателя на колесо передаётся тяговое усилие, а колесо, за счёт силы трения о рельс, приводит локомотив, а с ним и весь поезд, в движение. Первым типом локомотивов был паровоз — транспортное средство, двигателем которого являлась паровая машина. Пар в паровую машину поступал из парового котла, который находился на локомотиве. Несмотря на такое преимущество, как «всеядность» (топливом для паровоза могли служить нефть, уголь, дрова, торф), у таких локомотивов был весьма существенный недостаток — очень низкий КПД, который составлял порядка 5—7 %. Поэтому в настоящее время паровозы почти не используются в поездной работе. [42]
У современных локомотивов в качестве первичного двигателя используются двигатели внутреннего сгорания — дизель (тепловозы) либо газовая турбина (газотурбовозы). Так как такие двигатели могут работать в ограниченном диапазоне частот вращения, то для передачи вращения на движущие колёса требуется промежуточная передача — электрическая, либо гидравлическая. Электрическая передача состоит из генератора и электродвигателей, гидравлическая — из гидромуфт, гидротрансформаторов и гидронасосов. Гидравлическая передача легче и более дешёвая, но электрическая передача более надёжна и экономичней. На маломощных тепловозах иногда используется механическая передача. Из автономных локомотивов наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. [43] [44]
Первичный двигатель можно и вовсе убрать с локомотива, а энергию на локомотив передавать извне — по контактной сети. Именно на таком принципе работает электровоз — неавтономный локомотив, приводимый в движение электродвигателями. Электровоз через токоприёмник получает из контактной сети электроэнергию, которая затем передаётся на тяговые электродвигатели, которые через зубчатую передачу приводят во вращение движущие оси. Основным преимущество электровоза, перед автономными локомотивами, заключается в практическом отсутствии вредных выбросов в атмосферу (если конечно не считать выбросов от электростанций), что позволило перевести на электрическую тягу весь городской рельсовый транспорт — трамвай и метрополитен, а также монорельсовые поезда. Помимо причисленных типов локомотивов, встречаются и их сочетания: электротепловоз, электропаровоз, теплопаровоз и так далее. [45]
Поезд может приводиться в движение и без передачи тяги от двигателя на колесо и далее на рельс. Так в линейном двигателе электроэнергия напрямую преобразуется в энергию поступательного движения — поезд движется за счёт взаимодействия магнитных полей индуктора и металлической полосы. Индуктор может располагаться, как в путепроводе, так и на подвижном составе. Такой двигатель применяется на поездах на магнитном подвешивании (маглев), а также в монорельсовом транспорте. [46] Помимо этого, в двадцатом веке проводились опыты с применением для тяги поездов авиационных двигателей (воздушный винт, реактивный двигатель), но они, в основном, предназначались для исследования взаимодействия подвижного состава и рельсов при высоких скоростях. [47]
Энергетика вагонов
В пассажирских поездах есть множество вспомогательных систем, предназначенных для обеспечения комфорта пассажиров. Для работы большинства из них (освещение, отопление, вентиляция, приготовление пищи в вагонах-ресторанах) используется электричество. Одним из её источников является система автономного электроснабжения, которая включает в себя генератор и аккумуляторную батарею. Генератор постоянного тока приводится во вращение от оси колёсной пары через ременную либо карданную передачу. Напряжение на генераторе составляет 50 В, а его мощность — около 10 кВт.
В случае, если вагон оборудован системой кондиционирования, напряжение на генераторе составляет 110 В, а его мощность может достигать 30 кВт. В этом случае чаще применяют генератор переменного тока и выпрямитель. Для получения переменного тока (для питания ламп дневного света, радиоаппаратуры, розеток для подключения электробритв и других маломощных приборов) применяют машинные, либо полупроводниковые преобразователи постоянного тока в переменный. Аккумуляторная батарея предназначена для резервирования генератора при малых скоростях движения, а также воспринимает пики нагрузки. Основной недостаток такой системы — увеличение сопротивления движению до 10 %. [48]
На скоростных и высокоскоростных поездах для электроснабжения поезда используется вагон-электростанция. Он оборудован дизель-генераторной установкой и, в основном, устанавливается в передней части поезда, сразу за локомотивом (на скоростных поездах «Аврора» и «Невский экспресс» он установлен в хвосте поезда). На дизель-поездах для получения низкого напряжения используются вспомогательные генераторы, которые приводятся во вращение от дизельной установки. На электропоездах постоянного тока генератор находится на одном валу с динамотором, расположенного под вагоном, также нередко применяют высоковольтные полупроводниковые преобразователи. На электропоездах переменного тока низкое напряжение получают от тягового трансформатора, где напряжение контактной сети снижается до необходимого уровня (порядка 220 В). Далее однофазный ток в машинном преобразователе преобразуется в трёхфазный. Для получения из переменного тока постоянного, используются выпрямители. На вагонах метрополитена цепи управления и освещения получают питание от аккумуляторной батареи (она же заряжается от контактного рельса через набор резисторов), либо от статического преобразователя. [48]
Для питания цепей отопления требуется высокое напряжение (на магистральных железных дорогах — порядка 3000 В) которое поступает от локомотива. На электровозе постоянного тока питание в цепи отопления поезда поступает напрямую из контактной сети, на электровозе переменного тока — напряжение контактной сети (25 кВ), при помощи специальной обмотки на тяговом трансформаторе, снижается до 3 кВ, после чего поступает в цепи отопления. На тепловозе может располагаться специальный генератор, вырабатывающий напряжение в 3 кВ, в противном случае — на пассажирских вагонах предусмотрено отопление с помощью топлива (уголь, дрова, торф). В вагонах метрополитена, работающих на открытых участках (например Филёвская линия московского метрополитена), а также в вагонах трамвая электрические печи подключаются напрямую к контактной сети (либо к контактному рельсу). Высокое напряжение также может поступать не только от локомотива, но и от вагона-электростанции. Зачастую от локомотива на вагоны может подаваться и низкое напряжение — для питания цепей освещения, вентиляции и т. д., что позволяет не использовать систему автономного электроснабжения. [25] [48]
На рефрижераторных вагонах для работы холодильных установок также необходима электроэнергия. Для её получения используются дизель-генераторные установки, которые располагаются либо на самом вагоне, либо на отдельном вагоне-электростанции, причём зачастую на вагон-электростанцию переносят и холодильные установки. [48]
Поезда в культуре и искусстве
В живописи
В литературе
Сюжет книги Данила Корецкого «Атомный поезд» развивается вокруг мобильного комплекса для запуска ядерных баллистических ракет, замаскированного под пассажирский поезд. [52] Прототипом такого поезда являлся БЖРК «Молодец».
Сюжет книги И. Штемлера «Поезд» также развивается в поезде.
В кинематографе
Как представители железнодорожного транспорта, поезда появляются в огромном количестве фильмов, начиная с наиболее ранних — «Прибытие поезда на вокзал Ла-Сьота» (его также можно увидеть в фильме «Человек с бульвара Капуцинов»). Также нередко в поездах разворачивается основное действие фильмов («В осаде 2: Территория тьмы», «Золотой эшелон», «Магистраль», «Неуправляемый», «34-й скорый», «Убийство в Восточном экспрессе», «Поезд», «Мы, нижеподписавшиеся» и др.).
В мультфильмах
Одним из самых известных мультфильмов, связанных с поездами, является английский мультсериал «Томас и друзья» (с 1984 года), а также его советский предшественник — «Паровозик из Ромашкова». Во многих американских мультфильмах довольно часто можно увидеть эпизод, когда стоящего на рельсах персонажа сбивает поезд (этот эпизод даже обыгрывается в фильме «Кто подставил кролика Роджера»). Также поезда можно увидеть в таких мультфильмах, как:
В песнях
Одна из самых известных советских песен о поезде является детская песня «Голубой вагон», звучащая в мультфильме «Шапокляк»:
Голубой вагон бежит качается,
Скорый поезд набирает ход…
Немало песен о поездах звучат в кинофильмах, либо на музыкальных сценах:
Также к песням про поезда можно отнести любую песню, где упоминается движущийся рельсовый подвижной состав:
В техно-опере Виктора Аргонова 2032: Легенда о несбывшемся грядущем генеральный секретарь ЦК КПСС А. С. Милиневский на маглеве посещает тайный город Зеленодольск-26, о чём упоминается в песнях «200 минут» и «Несбыточный свой путь». Даётся скорость поезда, немного превышающая 300 км/ч.