Перспективы развития конструкций самоходных вагонов

Вагоны электропоездов и дизель-поездов. Конструкции вагонов электропоездов для пригородного сообщения последних выпусков совершенствуются в направлении обеспечения повышенных технических скоростей движения на коротких перегонах в результате увеличения ускорений и мощности тяговых двигателей, а также в направлении улучшения комфортных качеств вагонов. Максимальная (конструкционная) скорость вагонов пригородных электропоездов обычно не превышает 33,3 м/с (120 км/ч). Более высокие скорости — 41,6—44,4 м/с (150—160 км/ч) имеют электропоезда, которые при изменении составности используют также в местном и междугороднем сообщениях. Новые вагоны, как правило, имеют электродинамический реостатный тормоз, а в отдельных случаях и рекуперативно-реостатный. Последний применяют в основном на электропоездах постоянного тока. Из электропоездов переменного тока рекуперативно-реостатный тормоз имеет французский поезд Z6400 (выпуска 1974 г.).

Мощность тяговых двигателей, приходящаяся на 1 т массы тары (удельная мощность), в ряде случаев повышена до 13—16 кВт. Это позволяет реализовать более высокие ускорения при разгоне, равные 1,0—1,3 м/с2. Характерно, что если французский электропоезд Z6100 (выпуска 1966 г.) имел удельную мощность 5,9 кВт/т, а поезд Z6150 (выпуска 1970 г.) — мощность 6,35 кВт/т, то у электропоезда Z6400 (выпуска 1974 г.) мощность достигла 16,5 кВт/т. Для электропоездов Z6100 и Z6150 время разгона с момента пуска до скорости 100 км/ч равно 100 с, путь разгона составляет 2 км, а для электропоезда Z6400 — соответственно 23 с и 0,7 км.

Увеличения удельной мощности достигают в результате как повышения мощности тяговых двигателей, установленных на моторном вагоне, или применения составов из одних моторных вагонов, так и снижения массы вагонов. Способы снижения массы вагонов в разных странах различны. Во Франции, например, для изготовления вагонов электропоездов широко применяют нержавеющую сталь. При этом экономия в эксплуатации от снижения расхода электроэнергии и ремонтных затрат превышает первоначальные затраты, связанные с повышенной стоимостью вагонов из нержавеющей стали. В Японии, США, ФРГ и некоторых других странах для изготовления кузовов некоторых электровагонов наряду с углеродистыми и нержавеющими сталями применяют и алюминиевые сплавы. Существенное уменьшение массы тары вагона дает также установка двух тяговых двигателей повышенной мощности на раме кузова взамен обычного размещения четырех двигателей на тележках.

Количество дверей с каждой стороны вагона зависит от назначения поезда и условий его эксплуатации. Так, у французских электропоездов пригородного сообщения вагоны, независимо от их длины, имеют по три двери, причем крайние двери несколько сдвинуты от конца вагона к середине для более равномерного распределения дверей по длине поезда. Вагоны пригородных и городских железных дорог Японии при длине 20 м имеют, как правило, с каждой стороны по три-четыре двери шириной 1100 мм. Однако у электропоезда серии 711 для острова Хоккайдо, отличающегося более суровым климатом, вагоны имеют по две двери шириной 1000 мм. По две двери имеют и многие поезда других стран. Двухэтажные вагоны электропоезда, построенные для г. Чикаго (США), при длине 25,5 м имеют одну дверь шириной 1750 мм в середине вагона.

На основании анализа параметров и особенностей конструкции отечественных и зарубежных вагонов можно определить следующие направления развития самоходных вагонов:

-всемерное снижение веса тары вагона в результате развития сочлененных конструкций и использования легких сплавов, высокопрочных и нержавеющих сталей; например, вес тары вагонов метрополитена (в расчете на площадь горизонтальной проекции вагона) будет доведен до 350—400 кгс/м2;

-увеличение мощности тяговых двигателей и улучшение тягово-сцепных свойств привода; удельная мощность вагонов пригородных электропоездов (в расчете на вес тары) будет увеличена до 13—16 кВт/тс, а вагонов метрополитена—до 15—20 кВт/тс;

-повышение технических скоростей поездов благодаря увеличению ускорений разгона, а также движению с максимальной скоростью на возможно большем отрезке перегона; сокращение времени стоянок иа станциях;

-внедрение на дизельных поездах электрической тяговой передачи и газотурбинных двигателей в силовой установке;

-использование декоративных покрытий, пластических масс и алюминиевых сплавов во внутренней отделке салона вагона; внедрение принципа блочного монтажа внутреннего оборудования;

-применение пневматических рессор в рессорном подвешивании, а резины и пластмасс — в конструкциях ходовых частей;

-внедрение тиристорно-импульсных систем управления процессами тяги и торможения, а также систем рекуперативного торможения, обеспечивающих улучшение динамических свойств привода и экономию электроэнергии;

-применение асинхронных тяговых двигателей или линейных двигателей;

-всемерное улучшение комфорта для пассажиров, снижение шума и вибраций, использование принудительной вентиляции, кондиционирования воздуха, люминесцентного освещения и т. п.;

-оснащение поездов устройствами контроля скорости и автоматического управления;

1. 
   Перспективы развития ходовых частей вагонов
   
2. 
   Перспективы развития автосцепного оборудования