Как называется усики у трамвая
Как называются рога троллейбуса?
Как называются рога-клеммы, которые получают ток от проводов, расположенные на крыше троллейбуса? Как называются на профессиональном языке?
Токоприемники, штанги или
в народе называют «рогами». Встречается в энциклопедиях и название пантограф или пантографические токоприемники. Еще видела на одном из сайтов название токосъемник.
А вот у трамвая эти самые «рога» уже называют дугами.
Часто пользуюсь этим видом транспорта и дети очень любят кататься на троллейбусе.Вот они то и задают много вопросов. Приходилось им рассказывать, что у троллейбуса не «рога», а штанги, которые принимают ток от троллей-проводов, а иначе троллейбус не будет ехать.
Думаю, что ответ » штанги» не будет ошибочным.
Рогоносец: почему троллейбусы не путаются «рогами»
Давайте сразу ликвидируем безграмотность: «рога» растут у оленей, лосей и некоторых мужей, а у троллейбуса — пара штанговых токоприемников. Одна штанга контактирует с плюсовым проводом контактной сети, другая — с отрицательным. В контактной сети 600 вольт (падение напряжения не превышает 15%) постоянного тока, так что штанги производят из изоляционного материала или металла, покрытого изолятором, обладающим повышенной механической прочностью. На конце каждой штанги есть подвижная токосъемная головка (в простонародье «башмак») с контактной вставкой. В обычных условиях используются вставки из графита с добавлением смол, пропитанные парафином, называемые в обиходе «угли». Они почти не оказывают изнашивающего воздействия на контактный провод, да и недороги в производстве.
Штанги имеют две степени свободы (вертикальную и горизонтальную) и позволяют троллейбусу отклоняться от оси контактной линии не менее чем на четыре метра для обгона или объезда. В местах расхождения направлений маршрутов в контактной сети предусмотрены специальные троллейбусные стрелки. Скорость их проезда — не выше 10 км/ч, а в некоторых случаях и вовсе до 5 км/ч, при этом есть определенные алгоритмы прохождения такого спецучастка в зависимости от того, куда нужно повернуть троллейбусу. Для поворота на левую линию троллейбус проходит развилку под нагрузкой, благодаря которой создается электрическая цепь, и перья стрелки переводятся на левое направление контактной линии. Проезд по правой линии наоборот проходит с минимальным током.
Кстати, дабы контактные провода не замыкались, участок правого направления в районе стрелки длиной порядка двух метров всегда обесточен. Если по каким-либо причинам троллейбусу пришлось остановиться именно на этом участке, то выход один — толкать. Все из тех же соображений электробезопасности все направления в районе специальных пересечений линий на перекрестках обесточены. На таких участках могут пересекаться до трех-четырех линий, скорость их прохождения до 15 км/ч.
Троллейбусы физически не могут обгонять друг друга, если только это не предусмотрено контактной линией. Что касается скорости, то тут все упирается не столько в возможности троллейбуса как автотранспорта, сколько в контактную линию. Теоретически, при идеальных условиях максимальная конструкционная скорость троллейбуса составляет 60-75 км/ч. Но с ростом скорости растет и вероятность схода контактной вставки штанги с провода. Вдобавок, даже условно прямой участок линии (без стрелок и пересечений) разделен на независимые сегменты (до 500 метров).
При всех своих достоинствах (больший по сравнению с автобусом срок службы, экологичность) троллейбус обречен, и в скором времени он уступит место более совершенным транспортным средствам. Он потребляет больше электроэнергии, чем трамвай, более чувствителен к падению напряжения (например, из-за обледенения) у большинства из них нет автономного хода, что даже при возможности отклониться от оси контактной линии может стать проблемой в некоторых дорожных ситуациях. Наконец, построить троллейбусную линию и регулярно ее обслуживать гораздо дороже, чем автобусную.
Пантограф для трамваев
Многие жители городов часто наблюдают, как водители троллейбусов выходят из кабины, чтобы возвратить на место контактные штанги (токоприемники). В зависимости от сноровки и квалификации водителя это занимает несколько минут.
Как появился трамвайный пантограф
Несмотря на свою легкость и простоту, трамвайный пантограф представляет собой сложный инженерно-технический механизм, над которым долгое время работали ученые и специалисты многих отраслей науки и техники.
Появился пантограф трамвая в США в начале прошлого века и сначала применялся, в основном, на электровозах, так как требования к безопасности, весу конструкции там были не так высоки, как для трамваев.
Понадобилось почти сто лет эксплуатации, более глубокое понимание электрических процессов, появление новых материалов, прежде чем пантографы трамвая заменили штангельные и бугельные устройства на трамваях.
Устройство трамвайного пантографа
Пантограф или токоприемник трамвая служит для подвода электрического тока от линий электропередачи к двигателю трамвая.
Для этого на крыше трамвая на мощном основании монтируются нижние рамы механизма, выполненные из стальных конусообразных труб. Они поворачиваются на валах с помощью подшипников скольжения. Таким образом достигается подвижность и надежность всей конструкции.
Синхронность поворота обоих валов и работу рам без перекосов обеспечивает металлическая тяга, соединенная с ушками. Все элементы механизма надежно изолированы.
Валы нижних рам поворачиваются под действием пружины, которая стремясь сжаться, передает усилие на ушки валов. Рамы несколько поднимаются и оказывают пружинящее давление на полоз, тем самым прижимая его к контактному проводу.
Это имеет большое значение, так как неровности дороги, ухабы, повороты прерывают соединение полоза с контактным проводом. По законам физики перерывы в контакте приводят к дуговому разряду в виде искр и молний. Это особенно заметно во время дождя.
Такие электрические явления ведут к преждевременному износу полоза и контактного провода. Также мешают контакту и встречное движение воздуха. Пружины рам во многом предотвращают такие явления.
Полоз и контактный провод соединяет угольная вставка. Она состоят из графитовых полос высокой чистоты. Они хорошо проводят электрический ток и, размягчается под действием высокой температуры, возникающей при трении и действии тока, исполняют роль смазочного материала.
Различия трамвайных токоприемников
В старых моделях трамваев подъем и опускание рам осуществляется с помощью механического привода. В современных трамваях такие действия производятся электромеханическим приводом.
В зависимости от мощности используемого транспорта применяют полоза:
Сегодня завод изготавливает весь ряд токоприемников, используемых всеми видами электротранспорта.
Серии пантографных токоприемников:
Пантографы серии ТрА изготавливаются в таком ряду:
Допустимый ток до 800 А в движении, а на стоянке –160А при напряжении 550 В.
Токоприемники серии ЛА имеют систему автоматического опускания при поднятии токоприемника выше 7 м над уровнем головки рельса или разрушении полоза.
Пантографы серии ТА также снабжены системой автоматического опускания. Трехрядный и четырехрядный полоз позволяет снимать ток от 2400 А до 3200 А, работать с напряжением 27КВ и развивать скорость до 160 км/ч. Это особенно важно, так как Россия намеревается переходить на производство высокоскоростных электровозов.
Трамвай
с 1881 года (электрические)
общественный транспорт, преимущественно в пределах города
рельсовый путь, контактная сеть
Содержание
Трамва́й (от англ. tram (вагон, вагонетка) и way (путь), название произошло, по одной из версий, от вагонеток для перевозки угля на шахтах Великобритании) — вид уличного и частично уличного рельсового общественного транспорта для перевозки пассажиров по заданным маршрутам (обычно на электротяге), используемый преимущественно в городах.
Трамвай является одним из старейших видов городского пассажирского общественного транспорта, из существующих в начале XXI века [1] и возник в первой половине XIX века — первоначально на конной тяге. Электрический трамвай появился в конце XIX века — в 1881 году в Германии. [2] После расцвета, эпоха которого пришлась на период между мировыми войнами, начался упадок трамвая, однако уже где-то с 1970-х годов вновь наблюдается значительный рост популярности трамвая, в том числе по экологическим причинам и благодаря технологическим усовершенствованиям.
Большинство трамваев используют электротягу с подачей электроэнергии через воздушную контактную сеть с помощью токоприёмников (пантографов, или штанг, реже — бугелей), однако существуют также трамваи с питанием от контактного третьего рельса или аккумуляторов.
Кроме электрических, существуют конные (конки), канатные (кабельные) и дизельные трамваи. В прошлом существовали пневматические, паровые и бензомоторные трамваи. Возможно также появление трамваев на топливных элементах.
Терминология
В контексте, не требующем терминологической чёткости, словом «трамвай» могут называть
Разновидности трамваев
Обычная скорость движения трамвая находится в пределах от 45 до 70 км/ч. Средняя скорость сообщения колеблется от 10 до 35 км/ч. В России и Украине трамвайные системы со средней эксплуатационной скоростью более 24 км/ч именуются «скоростными».
Характеристики «среднестатистического» трамвайного вагона, работающего в России [3] (высокопольного моторного четырёхосного 15-метрового):
Грузовые трамваи
Грузовые трамваи были широко распространены в эпоху расцвета междугородних трамваев, однако они использовались и продолжают использоваться в городах. Грузовые трамвайные депо имелись в Санкт-Петербурге, Москве, Туле, Харькове и других городах.
Спецтрамваи
Для обеспечения устойчивой работы в трамвайных хозяйствах помимо пассажирских вагонов имеется обычно некоторое количество вагонов специального назначения:
Междугородные и пригородные трамваи
Трамваи, прежде всего, ассоциируются с городским транспортом, однако в прошлом весьма распространены были также междугородные и пригородные трамваи.
В 1925 году общая длина местных железных дорог составляла 5200 километров. Для сравнения: сейчас общая протяжённость железнодорожной сети Бельгии составляет 3518 км, при этом Бельгия имеет самую высокую плотность железных дорог в мире. После 1925 года длина местных железных дорог постоянно уменьшалась, так как междугородные трамваи заменялись автобусами. Последние линии местных железных дорог были закрыты в семидесятых годах. До наших дней сохранилась только Береговая линия.
Электрифицировано было 1500 км линий местных железных дорог. На неэлектрифицированных участках использовались паровые трамваи — их, прежде всего, использовали для грузовых перевозок, а для перевозки пассажиров применялись дизельные трамваи. Линии местных железных дорог имели колею в 1000 мм.
Также распространены междугородные трамваи были в Нидерландах. Как и в Бельгии, первоначально они были паровыми, но потом паровые трамваи были заменены электрическими и дизельными. В Нидерландах эпоха междугородных трамваев завершилась 14 февраля 1966 года.
До 1936 года из Вены в Братиславу можно было доехать на городском трамвае.
К настоящему времени междугородные трамваи первого поколения сохранились в Бельгии (уже упоминавшийся Береговой трамвай), Австрии (Wiener Lokalbahnen, загородная линия протяжённостью в 30,4 км), Польше (так называемые Силезские интерурбаны, система, связывающая тринадцать городов с центром в Катовицах), Германии (например, Oberrheinische Eisenbahn, эксплуатирующая трамваи между городами Мангейм, Гейдельберг и Вайнхайм).
На многих местных железнодорожных линиях Швейцарии с колеёй в 1000 мм эксплуатируются вагоны, более похожие на трамваи, чем на обычные поезда.
В конце XX века снова стали появляться загородные трамваи. Часто под движение трамваев переоборудовались закрытые линии пригородных железных дорог. Таковы загородные линии трамвайной системы Большого Манчестера Metrolink.
В последние годы обширная сеть междугородных трамваев была создана в окрестностях немецкого города Карлсруэ. Большинство линий этого трамвая являются переоборудованными железнодорожными линиями.
Новой концепцией является «трамвай-поезд». В городском центре такие трамваи ничем не отличаются от обыкновенных, но за городом они используют пригородные линии железных дорог, при этом не железнодорожные линии переоборудуются под трамваи, а наоборот. Поэтому такие трамваи оборудуются двойной системой электропитания (750 В постоянного тока для городских линий и 1500 или 3000 В постоянного тока или 15 000 переменного тока для железных дорог) и железнодорожной системой автоблокировки. На самих железнодорожных линиях движение обыкновенных поездов сохраняется. Таким образом, поезда и трамваи разделяют инфраструктуру.
Сейчас по схеме «трамвай-поезд» действуют загородные маршруты трамвая Саарбрюккена и некоторые части системы в Карлсруэ, а также трамваи в Касселе, Нордхаузене, Хемнице, Цвикау и некоторых других городах.
В России накануне 1917 года была построена 40-километровая трамвайная линия ОРАНЭЛ, часть которой сохранилась и используется для маршрута № 36. Есть проекты воссоздания пригородной линии до Петергофа. C 1949 по 1976 действовала линия Челябинск — Копейск.
Международные трамваи
Некоторые трамвайные линии пересекают не только административные, но и государственные границы. По состоянию на 2007 год на трамвае можно попасть из Германии (Саарбрюккен) во Францию по трамвайной линии Saarbahn. На территорию соседней Франции заходит маршрут № 10 базельского трамвая [7] [8] (Швейцария).
Cпециализированные трамваи
В прошлом были распространены трамвайные линии, которые строились специально для обслуживания отдельных объектов инфраструктуры. Обычно такие линии связывали данный объект (например, гостиницу, больницу) с железнодорожной станцией.
Некоторые примеры:
Водный трамвай
Под водным (речным) трамваем в России обычно понимают речной пассажирский транспорт в пределах города (см. речной трамвай). Однако в Англии в XIX веке был построен трамвай, ходивший по рельсам, проложенным вдоль берега по морскому дну (см. Daddy Long Legs).
Преимущества и недостатки
Сравнительная эффективность трамвая, как и других видов транспорта, определяется не только его технологически обусловленными преимуществами и недостатками, но и общим уровнем развития общественного транспорта в конкретной стране, отношением к нему муниципальных властей и жителей, особенностями планировочной структуры городов. Приводимые ниже характеристики относятся к технологически обусловленным и не могут являться универсальными критериями «за» или «против» трамвая в тех или иных городах и странах.
Преимущества
Недостатки
История
В XIX веке в результате роста городов и промышленных предприятий, удаления жилищ от мест приложения труда, роста подвижности городских жителей встала проблема городского транспортного сообщения. Появившиеся омнибусы стали вскоре вытесняться уличными железными дорогами на конной тяге (конками). Первая в мире конка открылась в Балтиморе (США, штат Мэриленд) в 1828 году. Были и попытки принести на улицы городов железные дороги на паровой тяге, но опыт был в целом неудачным и не получил распространения. Так как применение лошадей было сопряжено с множеством неудобств, не прекращались попытки внедрения на трамвае какого-либо вида механической тяги. В США очень популярной была канатная тяга, сохранившаяся до наших дней в Сан-Франциско в качестве достопримечательности.
Достижения физики в области электричества, развитие электротехники и изобретательская деятельность Ф. А. Пироцкого в Санкт-Петербурге и В. фон Сименса в Берлине привели к созданию первой пассажирской электрической трамвайной линии между Берлином и Лихтерфельдом в 1881 году, построенной электротехнической компанией Сименса. В 1885 году в результате работы американского изобретателя Л. Дафта независимо от работ Сименса и Пироцкого электрический трамвай появился в США.
Электрический трамвай оказался прибыльным делом, началось его бурное распространение по миру. Способствовало этому и создание практичных систем токосъёма (штанговый токосъёмник Спрейга и бугельный токосъёмник Сименса).
В 1892 году первым в Российской империи электрическим трамваем обзавёлся Киев, а вскоре примеру Киева последовали и другие российские города: в Нижнем Новгороде трамвай появился в 1896 году, в Екатеринославе (ныне г. Днепропетровск, Украина) в 1897 году, в Витебске, Курске и Орле в 1898 году, в Кременчуге, Москве, Казани, Житомире в 1899 году, Ярославле в 1900 году, а в Одессе и в Санкт-Петербурге — в 1907 году (если не считать трамвая, работавшего зимой на льду Невы с 1894 года).
Вплоть до Первой мировой войны электрический трамвай бурно развивался, вытесняя из городов конку и немногие оставшиеся ещё омнибусы. Наряду с электрическим трамваем в отдельных случаях применялись пневматические, бензомоторные и дизельные. Трамваи применялись и на местных пригородных или междугородних линиях. Часто городские железные дороги использовались и для развозки грузов (в том числе и в вагонах, подававшихся непосредственно с железной дороги).
После паузы, вызванной войной и политическими переменами в Европе, трамвай продолжил развитие, но уже менее высокими темпами. Теперь у него появились сильные конкуренты — автомобиль и, в частности, автобус. Автомобили становились всё более массовыми и доступными по цене, а автобусы — всё более скоростными и комфортабельными, а также экономичными за счёт применения двигателя Дизеля. В этот же период времени появился и троллейбус. В возросшем уличном движении классический трамвай с одной стороны стал испытывать помехи от автотранспорта, а с другой — и сам создавал значительное неудобство. Доходы трамвайных компаний стали падать. В ответ в 1929 году в США президенты трамвайных компаний провели конференцию, на которой приняли решение о производстве серии унифицированных, значительно усовершенствованных вагонов, получивших наименование PCC. Эти вагоны, впервые увидевшие свет в 1934 году, установили новую планку в техническом оснащении, удобстве и внешнем облике трамвая, оказав влияние на всю историю развития трамвая на долгие годы вперёд.
Несмотря на такой прогресс американского трамвая, во многих развитых странах установилось воззрение на трамвай как на отсталый, неудобный вид транспорта, который не приличествует современному городу. Началось сворачивание трамвайных систем. В Париже последняя линия городского трамвая была закрыта в 1937 году. В Лондоне трамвай просуществовал до 1952 года, причиной задержки в его ликвидации стала война. Ликвидации и сокращениям подвергались трамвайные сети и во многих крупных городах мира. Часто трамвай заменялся троллейбусом, однако троллейбусные линии во многих местах тоже вскоре закрывались, не выдерживая конкуренции с прочим автомобильным транспортом.
В предвоенном СССР также установилось воззрение на трамвай как на отсталый транспорт, однако недоступность автомобилей для простых граждан делала трамвай более конкурентоспособным при сравнительно слабом уличном потоке. Кроме того, даже в Москве первые линии метрополитена открылись лишь в 1935 году, и его сеть была ещё невелика и неравномерна по площади города, производство автобусов и троллейбусов также оставалось сравнительно небольшим, поэтому до 1950-х трамваю практически не было альтернатив при пассажирских перевозках. Там, где трамвай убирали с центральных улиц и проспектов, его линии обязательно переносили на соседние параллельные менее оживлённые улицы и переулки. До 1960-х значительной оставалась и перевозка грузов по трамвайным линиям, но особенно большую роль они сыграли во время Великой Отечественной войны в осаждённой Москве и блокадном Ленинграде.
После Второй мировой войны процесс ликвидации трамвая во многих странах продолжился. Многие линии, повреждённые войной, не восстанавливались. На линиях, которые дорабатывали свой ресурс, плохо содержался путь и вагоны, не проводились модернизации, что на фоне растущего технического уровня автомобильного транспорта способствовало формированию отрицательного имиджа трамвая.
Однако сравнительно хорошо трамвай продолжал себя чувствовать в Германии, Бельгии, Нидерландах, Швейцарии и странах советского блока. В первых трёх странах получили большое распространение системы смешанного типа, совмещающие в себе черты трамвая и метро (метротрамы, преметро и т. п.). Однако и в этих странах не обошлось без закрытий линий и даже целых сетей.
Уже в 70-е годы XX века в мире появилось понимание того, что массовая автомобилизация приносит проблемы — смог, заторы, шум, дефицит места. Экстенсивный путь решения этих проблем требовал большие капиталловложения и имел малую отдачу. Постепенно транспортная политика стала пересматриваться в пользу общественного транспорта.
К тому времени уже имелись новые решения в области организации трамвайного движения и технические решения, которые делали трамвай вполне конкурентоспособным видом транспорта. Началось возрождение трамвая. Новые трамвайные системы были открыты в Канаде — в Торонто, Эдмонтоне (1978) и Калгари (1981). К 1990-м годам процесс возрождения трамвая в мире набрал полную силу. Вновь открылись трамвайные системы Парижа и Лондона, а также других наиболее развитых городов мира.
В России и бывшем СССР
На этом фоне в России традиционный (уличный) трамвай по-прежнему де-факто часто рассматривается как устаревший вид транспорта, и в ряде городов значительная часть систем стагнирует или вообще разрушается. Некоторые трамвайные хозяйства (в городах Архангельск, Астрахань, Воронеж, Иваново, Карпинск, Грозный, Шахты) прекратили своё существование. Однако, например, в Волгограде большую роль играет так называемый скоростной трамвай или «метротрам» (трамвайные линии, проложенные под землёй), кроме того, он имеется в промышленных районах Старого Оскола и в Усть-Илимске, а в Магнитогорске стабильно развивается традиционный трамвай.
В Уфе, Ярославле, Владивостоке и в Харькове в последние годы наблюдается уничтожение трамвайных путей, одно из депо в столице Башкортостана полностью снесено, а в Харькове закрыты сразу два трамвайных депо. В Ярославле демонтировано более 50 % путей, списано более 70 % подвижного состава, закрыто одно трамвайное депо. [источник не указан 718 дней]
В Омске пик «трамвайных погромов» пришелся на конец 1990-х годов. В 1997 году демонтированы линии в центре города. В 1998 году частично демонтированы, частично закатаны в асфальт линии в «городке Нефтяников». Тогда же закрыто расположенное там трамвайное депо № 2. В 2007 году «временно закрыт» до настоящего времени трамвайный маршрут № 10, связывающий левый и правый берега Иртыша. Подвижной состав не обновляется с 2005 года, когда были закуплены два вагона 71-619. Однако на оставшихся линиях периодически проводится профилактический, а то и капитальный ремонт, что говорит о том, что омский трамвай пока еще держится «на плаву».
В целом по России общая протяжённось сети в 2005—2010 годах сократилась на 8 %, до 2590 км; численность парка уменьшилась с 2003 года до 9000 вагонов (на 32 %), при этом 75 % вагонов эксплуатируются более 15 лет. [17]
В последние годы продолжала сокращаться система традиционного трамвая и в Москве, но в апреле 2007 года столичные власти официально огласили планы создания в ближайшие 20 лет системы скоростного трамвая из 12 изолированных от уличного потока линий общей эксплуатационной длиной 220 км, которая должна быть развёрнута почти во всех округах города. [18]
Скоростной трамвай действует в Киеве, соединяя юго-запад и центр города. В Кривом Роге (Украина, Днепропетровская область) скоростной трамвай дополняет систему обычного наземного трамвая и объединяет в своём хозяйстве 18 км путей, из которых 6,9 км в тоннелях и 11 станций с современной инфраструктурой. На двух маршрутах ежедневно работают 17 составов из 36 вагонов.
Обустройство
Хранение, ремонт и техническое обслуживание подвижного состава производится в трамвайных депо (трамвайных парках). Название «трамвайный парк» использовалось в Российской Империи и СССР исторически, впоследствии в подавляющем большинстве городов предприятия переименованы в «депо». Так, в Москве это произошло в 1934 году, а, например, в Донецке исходный термин продержался до 1987 года. Единственными городами, на протяжении всей истории сохраняющими название «трампарк», являются Санкт-Петербург и Волжский (Волгоградская область). Интересный факт: в Республике Беларусь в 2007 году произошло обратное переименование. Муниципальные депо Минска и Витебска стали трамвайными парками. В то же время, ведомственные трамвайные предприятия в Мозыре и Новополоцке сохраняют название «депо».
Мелкие трамвайные депо не имеют колец для оборота, а состоят из одного (или нескольких) тупиковых путей, которые имеют выезд на линию. Крупные депо состоят из большого кольца, множества сквозных путей (на которых вагоны отстаиваются в колоннах по несколько штук в линию), крытых цехов ремонта и выездов на линию. Депо стараются размещать близко к конечным многих маршрутов (чтобы сократить «нулевые рейсы»). В случае если это невозможно (например, депо находится на линии), то трамваи следуют укороченными рейсами, что во многих случаях, увеличивает интервалы между «полными» маршрутами (например в Новокузнецке депо № 3 находится на линии, и маршруты 2,6,8,9 следуют в депо укороченными рейсами и со стороны города и со стороны Байдаевки). Если на конечных нет запасных путей, то вагоны уходят в депо и на обед.
Пункты техобслуживания
В части трамвайных систем как правило на конечных остановках для обеспечения ремонта и осмотра вагонов используются пункты техобслуживания (ПТО). ПТО может представлять собой как мини-предприятие со зданием-цехом для осмотра и мелкого ремонта вагонов, так и открытую осмотровую канаву. Канава располагается на одном из путей конечной станции между рельсами, имеет углубления по внешним сторонам рельс для осмотра колёсных тележек, а также лестницы для осмотра пантографа. Такие системы на территории России существуют, в частности, в Туле (недействующая) и в Санкт-Петербурге, в Ростове-на-Дону, Новочеркасске.
Пассажирская инфраструктура
Посадка и высадка пассажиров производится на трамвайных остановках. Устройство остановок зависит от способа размещения полотна. Остановки на собственном или обособленном полотне, как правило, снабжаются мощёными пассажирскими платформами высотой под трамвайную подножку, обустроенными пешеходными переходами через трамвайные пути.
Остановки на совмещённом полотне также могут быть оснащены приподнятыми над проезжей частью и, возможно, огороженными площадками — рефюжами. В России рефюжи применяются редко, чаще всего остановки физически не выделяются, пассажиры ждут трамвая на тротуаре и при входе/выходе из трамвая пересекают проезжую часть (водители безрельсовых транспортных средств обязаны в этом случае их пропускать).
Остановки обозначаются табличкой с номерами маршрутов трамвая, иногда с расписанием движения или указанием интервалов, часто они также оборудуются павильоном для ожидания и скамейками.
Отдельным случаем являются участки трамвайных линий, прокладываемые под землёй. На таких участках устраиваются подземные станции, устроенные подобно станциям метрополитена.
В прошлом некоторые остановки (прежде всего — на междугородных и пригородных линиях) имели небольшие вокзальные здания, аналогичные железнодорожным. По аналогии такие остановки также называли трамвайными станциями.
Особое место занимают трамвайно-пешеходные улицы, распространённые в центрах европейских городов. На данном типе улиц движение разрешается только для трамваев, велосипедистов и пешеходов. Такой тип устройства пути способствует повышению транспортной доступности центров городов, без нанесения урона экологии и без расширения транспортных пространств.
Организация движения
В основном для движения трамвая прокладываются два встречных пути, но встречаются и однопутные участки (например, в Екатеринбурге линия на Зелёный остров имеет однопутный участок с одним разъездом) и даже целые однопутные системы с разъездами (например, в Ногинске, Евпатории, Конотопе, Анталии) или без разъездов (в Волчанске, Черёмушках).
В некоторых узких местах (например, во Львове) используют два рельсовых пути, уложенных на одну шпальную решетку (сплетение рельс), без стрелочных переводов на концах.
Конечные разворотные пункты линий трамвая бывают как в виде кольца (наиболее распространённый вариант), так и в виде треугольника (когда вагон пятится назад). В некоторых городах, например, в Будапеште используются двусторонние трамваи, способные менять направление следования в любой точке, в том числе и в тупиках линий, где производится оборот поезда по перекрестному съезду между путями. Достоинство этого способа в том, что нет необходимости строить разворотное кольцо, занимающее большую площадь, а также в том, что конечную остановку можно организовать где угодно — это может применяться при закрытии части пути при необходимости (например, в случае какого-то строительства, требующего закрытия дороги).
Часто конечные пункты линий трамвая, выполненные в виде кольца, имеют по нескольку путей, что делает возможным обгон поездов разных маршрутов (для отправления по расписанию), отстой части вагонов в дневной межпиковый период, хранение резервных поездов (на случаи сбоев в движении и подмен), отстой неисправных поездов до эвакуации в депо, отстой поездов во время обедов бригад. Такие пути могут быть сквозными или тупиковыми. Конечные, имеющие путевое развитие, диспетчерский пункт и столовую для вожатых и кондукторов, в России называются трамвайными станциями.
Путевое хозяйство
Устройство и размещение пути на трамвае выполняются исходя из требований совместимости с улицей, с пешим и автомобильным движением, высокой провозной способности и скорости сообщения, экономичности в сооружении и использовании. Эти требования, вообще говоря, вступают в противоречие друг с другом, поэтому в каждом отдельном случае выбирается компромиссное решение, соответствующее местным условиям.
Размещение пути
Существует несколько основных вариантов размещения трамвайного полотна:
Устройство пути
В разных городах трамваи используют разную ширину колеи, чаще всего — ту же, что и обычные железные дороги (в России — 1520 мм, в Западной Европе — 1435 мм). Необычны для своих стран трамвайные пути в Ростове-на-Дону — 1435 мм, в Дрездене — 1450 мм, в Лейпциге — 1458 мм. Бывают и узкоколейные трамвайные линии — 1000 мм (например, Калининграде, Пятигорске, Львове) и 1067 мм (в Таллине).
Для трамвая в разных условиях могут применяться как обычные рельсы железнодорожного типа, так и специальные трамвайные (желобчатые), с жёлобом и губкой, позволяющие утопить рельс в мостовой. В России трамвайные рельсы до сих пор часто производятся из более мягкой стали, чтобы можно было изготавливать из них кривые меньшего радиуса, чем на железной дороге. Однако такая практика и есть причина сравнительно быстрого (в сравнении с железнодорожными путями) износа трамвайных путей во многих российских городах (в частности: «горбатые» пути, волнообразный износ). (Трамвайные рельсы из более мягких сталей оправданы только для кривых участков, так как скорость движения на них сравнительно невелика и, следовательно, износ путей сравнительно мал.)
Со времени появления трамвая и по сей день на трамвае часто применяется классическая шпальная технология укладки пути, схожая с укладкой пути на электрической железной дороге. Минимальные технические требования к устройству и содержанию пути менее строги, чем на железной дороге. Это вызвано меньшей массой трамвайных поездов и нагрузкой на ось. Обычно для укладки трамвайного пути применяются деревянные или железобетонные шпалы. Для уменьшения шума, рельсы на стыках часто сваривают электрической или термитной сваркой. Существуют также современные способы устройства пути, позволяющие снизить шумность и вибрации, исключить разрушительное воздействие на прилегающую часть мостовой, но их стоимость значительно выше.
Пересечения и стрелки
Стрелки на трамвае устроены обычно проще, чем железнодорожные, и по менее строгим техническим нормам. Они не всегда оснащены запирающим устройством и часто имеют только одно перо («остряк»).
Стрелки, проходимые трамваем «по шерсти», обычно не управляются: трамвай переводит перо, накатываясь на него колесом («взрезает», что на железной дороге является грубым нарушением ПТЭ). Стрелки, устанавливаемые на разъездах и в разворотных треугольниках, обычно пружинные: перо отжимается пружиной так, чтобы трамвай, приходящий с однопутного участка, уходил на правый (при правостороннем движении) путь разъезда; трамвай, выезжающий с разъезда, отжимает перо колесом.
Стрелки, проходимые трамваем «против шерсти», требуют управления. Изначально стрелки управлялись вручную: на линиях с малой нагрузкой — вожатыми, на напряжённых — специальными рабочими-стрелочниками. На некоторых перекрёстках создавались центральные стрелочные посты, где переводом всех стрелок перекрёстка мог заниматься один оператор при помощи механических тяг или электрических цепей. На современном российском трамвае преобладают автоматические стрелки, управляемые электрическим током. Нормальное положение такой стрелки обычно соответствует повороту направо. На контактной подвеске на подходе к стрелке установлен так называемый сериесный контакт (жаргонное название — «лира», «салазки»). При замыкании цепи «соленоид—контакт—двигатель—рельс» включённым двигателем (или специальным шунтом) соленоид переводит стрелку для поворота налево; при проходе контакта накатом цепь не замыкается и стрелка остаётся в нормальном положении. После прохождения стрелки по левой ветке, трамвай токосъёмником замыкает установленный на контактной подвеске шунт, и соленоид переводит стрелку в нормальное положение.
Проход стрелки или крестовины трамваем требует заметного снижения скорости, вплоть до 1 км/ч (регулируется правилами трамвайных хозяйств). В настоящее время всё большее распространение получают радиоуправляемые стрелки и иные конструкции стрелок, не накладывающие ограничений на режим движения на подъезде к стрелке. [19]
Там, где поочерёдное движение трамваев устраивается для преодоления узостей на небольшом протяжении (например, при проезде по узкому и короткому мосту, под аркой или путепроводом, на участке сужения улицы исторического центра города), вместо стрелок могут применяться сплетения путей. Кроме того, иногда сплетения путей устраивают на подъезде к перекрёсткам, где расходятся несколько направлений: противошёрстная стрелка устанавливается «заблаговременно», на выезде с ближайшей остановки, где скорость движения низка сама по себе, и, таким образом, можно избежать специального снижения скорости при прохождении стрелки на самом перекрёстке.
Гейты
Гейты (от англ. gate : ворота) — места соединения трамвайной и железнодорожной сетей (cам термин «гейт» не является официальным, однако используется весьма широко). Гейты используются в основном для того, чтобы привезённые на железнодорожных платформах трамваи выгрузить на собственно трамвайный путь (при этом железнодорожные рельсы непосредственно переходят в трамвайные). Для перестановки вагонов с платформ на рельсы используются подъёмные краны и различные варианты домкратных постов. Заметим, что для разгрузки трамвайных вагонов с железнодорожных и автомобильных платформ также могут применяться разгрузочные эстакады — тупики, на которых трамвайный путь поднят относительно железнодорожного пути (или дорожного покрытия) на погрузочную высоту платформы (при этом рельсы на платформе совмещаются с трамвайными рельсами на эстакаде, и вагон своим ходом или на буксире съезжает с платформы).
В системах «трамвай-поезд» (см. ниже) гейты используются для выхода трамваев на железнодорожную сеть. В некоторых трамвайных хозяйствах есть возможность выхода вагонов железной дороги на трамвайную сеть, например, во времена СССР в Харькове целые составы транспортировались на расположенную возле гейта кондитерскую фабрику по участку трамвайной линии.
В Киеве до постройки собственного гейта метрополитен пользовался трамвайно-железнодорожным гейтом и трамвайными путями для перегона метровагонов в депо Днепр.
Электроснабжение
В ранний период развития электрического трамвая электрические сети общего пользования ещё не имели достаточного развития, поэтому почти каждое новое трамвайное хозяйство включало в себя собственную центральную электростанцию. Сейчас трамвайные хозяйства получают электроэнергию от электрических сетей общего назначения. Так как трамвай питается постоянным током сравнительно невысокого напряжения, передавать его на большие расстояния слишком затратно. Поэтому вдоль линий размещаются тягово-понижающие подстанции, которые получают из сетей переменный ток высокого напряжения и преобразуют его выпрямителем в постоянный ток, пригодный к подаче в контактную сеть.
Для трамвайных и троллейбусных систем бывшего СССР характерны две схемы работы систем энергоснабжения: централизованная и децентрализованная. Централизованная система была основной и нередко единственной схемой до 1960-х гг. и представляет собой наличие крупных мощных тяговых подстанций с несколькими понизительно-выпрямительными блоками для обслуживания всех прилегающих к ней линий, либо линий, находящихся от них на расстояниях до 1-2 км. Как правило, такие тяговые подстанции находятся в местах высокой плотности трамвайных и/или троллейбусных линий: в центрах городов, в районах слияния нескольких линий, вблизи трамвайных депо и т. п. Децентрализованная система стала распространяться с 1960-хх гг. и является основной для длинных вылетных линий трамвая и троллейбуса, например из центра города вдоль какого-нибудь шоссе на окраину, для загородных линий, для линий от станций метро в отдалённые микрорайоны и т. п. В такой системе вдоль линии каждые 1-2 км расположены маленькие автоматические тяговые подстанции малой мощности, нередко имеют только один понизительно-выпрямительный блок. На линии возле подстанции размещается изолятор, делящий линию на два участка и такая малая тяговая подстанция запитывает оба участка линии — до следующих изоляторов, которые находятся у других подстанций. Эта схема более прогрессивна, обеспечивает минимальные энергопотери вследствие коротких фидерных участков и большую стабильность работы в случае какой-либо аварии на конкретной подстанции, так как секционированные участки линии остаются запитанными от соседних подстанций.
Номинальное напряжение на выходе тяговой подстанции — 600 В, номинальным напряжением на токоприёмнике подвижного состава считается 550 В. В некоторых городах мира принято напряжение 825 В (на территории стран бывшего СССР такое напряжение использовалось только для вагонов метро). В большинстве новых трамвайных систем Европы принято стандартное напряжение 750 вольт.
В городах, где трамвай сосуществует с троллейбусом, эти виды транспорта, как правило, имеют общее энергохозяйство.
Воздушная контактная сеть
Трамвай питается постоянным электрическим током через расположенный на крыше вагона токоприёмник — обычно это пантограф, однако в некоторых хозяйствах используются бугельные токоприёмники («дуги») и штанги или полупантографы. Исторически в Европе чаще встречались бугели, а в Северной Америке и Австралии — штанги (о причинах см. раздел «История»). Подвеска контактного провода на трамвае обычно устроена проще, чем на железной дороге.
При использовании штанг требуется устройство воздушных стрелок, подобных троллейбусным. В некоторых городах, где применяется штанговый токосъём (например, Сан-Франциско), на участках совместного пролегания трамвайных и троллейбусных линий один из контактных проводов используется одновременно и трамваем, и троллейбусом.
Существуют специальные конструкции для пересечения воздушных контактных сетей трамвая и троллейбуса. Пересечение трамвайных линий с электрифицированными железными дорогами не допускается из-за разных напряжений и высоты подвески контактных сетей.
Обычно для отвода обратного тягового тока используются рельсовые цепи. В случае плохого состояния пути обратный тяговый ток уходит через землю. («Блуждающие токи» ускоряют коррозию металлических подземных конструкций водопровода и канализации, телефонных сетей, арматуры фундаментов зданий, металлических и армированных конструкций мостов.)
Для преодоления этого недостатка в некоторых городах (например, в Гаване) использовалась система токосъёма при помощи двух штанг (как на троллейбусе) (собственно это превращает трамвай в рельсовый троллейбус).
Контактные рельсы
На самых первых трамваях использовался третий, контактный рельс, однако от него вскоре отказались: при дожде нередко возникали короткие замыкания. Контакт между третьим рельсом и ползуном-токосъёмником нарушался из-за упавших листьев и прочей грязи. Наконец, такая система была небезопасна при напряжении выше 100—150 В (очень скоро выяснилось, что такое напряжение было недостаточным).
Иногда, прежде всего из эстетических соображений, использовался улучшенный вариант системы с контактными рельсами. В такой системе два контактных рельса (обычные рельсы уже не использовались как часть электрической сети) располагались в специальном жёлобе между ходовыми рельсами, что исключало опасность электрошока для пешеходов (таким образом, трамвай получится уже «рельсовым троллейбусом» с нижним токосъёмом). В США контактные рельсы располагались на глубине 45 см от уровня улицы и в 30 см друг от друга. Системы с углублёнными контактными рельсами существовали в Вашингтоне, Лондоне, Нью-Йорке (только на Манхэттене), Бордо и Париже. Однако из-за дороговизны прокладки контактных рельсов во всех городах, за исключением Вашингтона и Парижа, применялись гибридная система токосъёма — в центре города использовался третий рельс, а за его пределами — контактная сеть.
Хотя классические системы с питанием от контактного рельса (пары контактных рельсов) нигде не сохранились, к подобным системам и сейчас проявляют интерес. Так, при строительстве трамвая в Бордо (открыт в 2003 году) был создан современный, безопасный вариант системы. В историческом центре города трамвай получает электроэнергию от расположенного на уровне улицы третьего рельса. Третий рельс разделён на восьмиметровые секции, изолированные друг от друга. Благодаря электронике под напряжением находится только та секция третьего рельса, над которой в данный момент проезжает трамвай. Однако в ходе эксплуатации у этой системы выявилось много недостатков, прежде всего связанных с действием дождевой воды. В связи с этими проблемами на одном из участков длиной в километр третий рельс заменили контактной сетью (общая протяжённость трамвайной сети Бордо — 44 км, из них 14 км с третьим рельсом). К тому же, система оказалась весьма дорогостоящей. Строительство километра трамвайной линии с третьим рельсом стоит примерно в три раза дороже километра с обычной воздушной контактной линией. Впоследствии система была доработана и в настоящее время контактный рельс используется в новых трамвайных системах в Реймсе и Орлеане, а в Дубаи и Бразилиа строятся трамвайные линии, которые будут использовать нижний токосъём на всём протяжении.
Конструкция трамвайного вагона
Трамвай представляет собой самоходный вагон типа железнодорожного, приспособленный для городских условий (например, крутых поворотов, малого габарита и т. д.). Трамвай может следовать как по выделенной полосе движения, так и по путям, уложенным на улицах. Поэтому трамваи оборудуются сигналами поворота, тормозными огнями и другими средствами сигнализации, характерными для автомобильного транспорта.
Кузов
Тележки
Колёсные пары воспринимают и передают нагрузку от веса вагона и пассажиров, при движении осуществляют контакт с рельсами, направляют движение вагона. Каждая колёсная пара состоит из оси и напрессованных на неё двух колёс. По конструкции колёсного центра различают колёсные пары с жёсткими и подрезиненными колёсами. Пассажирские вагоны с целью уменьшения шума при движении оборудуются колёсными парами с подрезиненными колёсами. [20] :44
Своим узнаваемым внешним видом трамвайная тележка обязана рельсовому тормозу — висящей между колес над самым рельсом стальной балке.
Электрооборудование
Тяговый электродвигатель
Двигатели трамвая — чаще всего тяговые двигатели постоянного тока. В последнее время появилась электроника, позволяющая преобразовывать постоянный ток, которым питается трамвай, в переменный, что позволяет использовать двигатели переменного тока. От двигателей постоянного тока они выгодно отличаются тем, что практически не требуют технического ухода и ремонта (асинхронные двигатели переменного тока не имеют быстроизнашивающихся подводящих ток щёток и прочих трущихся деталей).
Для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя к оси колёсной пары на трамвайных вагнонах используется карданно-редукторная передача (механический редуктор и карданный вал). [20] :51
Система управления двигателем
Устройство регулирования тока через ТЭД называется системой управления. Системы управления (СУ) подразделяются на следующие виды:
Пневмооборудование
На трамвайных вагонах обычно устанавливаются компрессоры поршневого типа. [20] :105 От сжатого воздуха могут приводиться в действие приводы дверей, тормоза и некоторые другие вспомогательные механизмы. Так как трамвайный вагон всегда обеспечен электроэнергией в достаточно большом количестве, возможен также отказ от пневматических приводов с заменой их на электрические. Это позволяет упростить техническое обслуживание трамвайного вагона, но при этом стоимость самого вагона возрастает. По такой схеме собраны все вагоны производства УКВЗ, начиная с КТМ-5, Татры Т3 и более современные Татры, все вагоны [ПТМЗ], начиная с ЛМ-99КЭ, все вагоны производства Уралтрансмаша.
Эволюция компоновки трамвая
Двухосные трамваи
Трамваи первого поколения (до 1930-х годов) обычно имели только две оси. У самых первых трамваев (рубеж XIX—XX веков) были открытые площадки спереди и сзади (иногда называемые «балконами») такая компоновка была унаследована у вагона конки и представляла собой пример инерции мышления — если передняя площадка конки должна была быть открытой (чтобы кучер мог управлять лошадьми), то открытые площадки на трамвае были анахронизмом. Большинство двухосников этого периода имели деревянный корпус (хотя рама трамвая, естественно, была металлической), и всё же к двадцатым годам всё чаще стали использовать металл. Эпоха двухосников в основном закончилась после Второй мировой войны, хотя в некоторых городах мира такие трамваи можно увидеть и поныне (например, в Лиссабоне).
Трамваи с двухосными тележками и сочленённые трамваи
В 1920—1930-х годах на смену двухосным трамваям пришёл новый тип трамвая — трамвай с двухосными тележками. Трамвай опирался на две тележки, каждая из которых имела по две оси. С конца двадцатых годов трамваи стали строить преимущественно цельнометаллическими, а после Второй мировой войны производство деревянных трамваев было прекращено вовсе. Классическим примером и законодателем технических решений и дизайна была американская модель трамвая PCC. Кроме одновагонных трамваев, появились сочленённые трамваи (трамваи с «гармошкой»). Трамваи на тележках, как одинарные так и сочленённые, до сих пор остаются самыми распространёнными типами трамваев. При этом, современные многосекционные сочленённые трамваи, имеющие удобные общие проходные салоны, кабины на обоих концах и двери на двух сторонах и, следовательно, не нуждающиеся в разворотных кольцах и разворотных треугольниках в значительной мере вытеснили многовагонные трамвайные поезда.
Двухэтажные трамваи
Двухэтажные трамваи некогда имели значительно большее распространение в мире, но, вытесненные многовагонными и сочленёнными трамвайными поездами, ныне распространены мало (Блэкпул, Гонконг, Александрия) и используются не столько ради повышенной провозной способности, сколько как дань традиции.