Современный троллейбус: описания устройства и принципа работы

[Метрокутила]

Случайно нашлась очень неплохая статья в журнале "Наука и техника", конечно, ничего нового для большинства ФОТовцев нет, но мне кажется, что статейка достойна того, чтобы процитированной, и обсуждаемой здесь, каким может и должен быть Московский Троллейбус. Может, кому-то будет интересно, а, может, кто-нибудь одумается...

 

Современный троллейбус: описания устройства и принципа работы

Автор: Павел Богодистый

 

Миллионы людей каждый день пользуются троллейбусом — экологически чистым, комфортабельным и динамичным видом городского пассажирского транспорта. Однако с историей создания, устройством, принципом работы его основных систем и эксплуатацией знакомо очень небольшое число людей. А ведь троллейбус является по своей сути электромобилем, а значит — транспортным средством будущего. И устройство его довольно интересное с технической точки зрения, но, в то же время, сложное и многокомпонентное.  Именно с кратким описанием устройства и принципом работы современного троллейбуса мы ознакомим нашего читателя.

 

С самого момента появления и по сегодняшний день развитие отечественного городского электрического транспорта, в частности троллейбуса, практически не останавливалось. И теперь на современных троллейбусах можно проехаться не только в Киеве, Минске или Москве, а и в большинстве остальных городов Беларуси, России и Украины, имеющих троллейбусное движение. Современный троллейбус имеет низкопольный кузов, экономную компактную бесконтактную систему управления на полупроводниковых приборах с микропроцессорным управлением, хорошие динамические характеристики, пневматическую подвеску с электронным управлением, систему ABS, электронную информационную систему. Есть и целый ряд дополнительных опций, среди которых автономный ход, создание микроклимата в кабине водителя и пассажирском салоне и т. п. Одним словом, современный троллейбус отвечает практически всем предъявляемым на сегодняшний день требованиям, в том числе требованиям к безопасности, экономичности, комфортабельности. Однако путь к такому троллейбусу был довольно долгим, особенно если сравнить первые троллейбусы «Лазарь Каганович» (ЛК) и ЯТБ с троллейбусами марок БКМ, «Богдан», ЛАЗ, МАЗ, ТролЗа, «Электрон» и др. Также необходимо отметить, что конструкция троллейбуса во многом (кузов, ходовая часть) зависела от развития автобусов, которые были всегда немного впереди. В современных экономических условиях большинство троллейбусов разработано на базе низкопольных автобусов (например, Богдан-Е231, ЛАЗ-Е183, МАЗ-203Т, ЮМЗ-Е186 и др.). Однако такие троллейбусы, как АКСМ-321, ТролЗа-5265, Электрон-Т191, создавались как троллейбусные машины изначально. Практически каждый стандартный 12-метровый двухосный троллейбус имеет свою шарнирно-сочлененную версию, унифицированную по кузову, узлам и агрегатам с базовой моделью.

 

Богдан-Т70110 в Полтаве, 2011. Базовый Т701 имеет пять модификаций, которые отличаются между собой составом оборудования. Фото автора

 

На просторах бывшего СССР странами, лидирующими в области троллейбусостроения, являются Беларусь, Россия и Украина. В Беларуси троллейбусы выпускаются заводом «Белкоммунмаш» (Минск) и предприятием «Этон» (Жодино) в совместном производстве с Минским автомобильным заводом. Необходимо отметить, что именно в Беларуси появились первые низкопольные троллейбусы среди стран СНГ — в 1998 г. был построен первый экземпляр шарнирно сочлененного АКСМ-333 («Белкоммунмаш»), а в 1999-м появился двухосный МАЗ-103Т. В Украине первым «низкопольником» стал днепропетровский ЮМЗ-Е186, построенный в 2003 г., а в России — ТролЗа-5265 «Мегаполис», увидевший свет в 2005-м. К основным российским троллейбусным заводам относятся: ТролЗа (бывший Троллейбусный завод им. Урицкого, Энгельс), Сокольнический вагоноремонтно-строительный завод (СВАРЗ, Москва), «Транс-Альфа» (ранее Вологодский механический завод). Троллейбусы украинского производства выпускают: Автосборочный завод № 1 (Луцк, корпорация «Богдан-моторс»), Львовский автобусный завод, совместное предприятие «Электронтранс» (Львов), Черниговский и Бориспольский автозаводы (корпорация «Эталон), Южный машиностроительный завод (Днепропетровск). Все эти предприятия предлагают городам современные низкопольные троллейбусные машины различной комплектации и вместимости. Наиболее передовыми современными троллейбусами производства стран СНГ на данный момент являются: АКСМ-420 «Витовт», ПКТС-6281 «Адмирал», Электрон-Т191.

 

Все троллейбусные системы бывшего СССР имеют в троллеях рабочее напряжение 550 В постоянного тока (DC — Direct Current). Современные тяговые приводы позволяют развивать скорость свыше 60 км/ч с полной нагрузкой на ровном участке дороги. Однако, в связи с ограничением скоростного режима в городах, тяговые приводы не позволяют развивать скорость более 65 км/ч. Троллейбус обладает достаточной маневренностью, ведь допустимое отклонение от контактной линии в каждую сторону составляет до 4,5 м. Основными элементами троллейбуса являются: кузов, тяговый электродвигатель, тяговый привод или система управления, подвеска, ведущий мост и управляемая ось, рулевое управление, тормозная система, пневматическое оборудование, вспомогательное высоковольтное электрическое оборудование, низковольтное оборудование, колеса и шины.

 

 

 

Кузов

 

Кузов служит основой, на которую навешиваются все составляющие части троллейбуса. В кузове размещается помещение для пассажиров и кабина водителя, а также отдельные устройства и приспособления (уголки, кронштейны) для размещения различной аппаратуры, агрегатов и других элементов троллейбуса. К кузовному оборудованию относят: наружную и внутреннюю обшивку, пол, потолок, сиденья, поручни, служебные люки (наружные, внутренние в полу — для обслуживания агрегатов троллейбуса, потолочные — для естественной вентиляции), лобовые и салонные стекла, пассажирские и служебные двери, лестницу на крышу, диэлектрическое покрытие на крыше, передний и задний бамперы, зеркала обзора заднего вида, штангоуловители, декоративные профили. Также важным элементом современного троллейбуса является выдвижной или откидной трап-пандус для людей с ограниченными физическими возможностями.

 

Троллейбусы имеют цельносварной самонесущий кузов вагонного типа с усиленной нижней частью (основанием кузова). Главным отличием современных троллейбусов является низкопольный кузов, т. е. на входе отсутствуют ступеньки и по всей длине салона уровень пола одинаковый (не считая надколесных куполов и отсеков для оборудования). В связи с этим практически все оборудование размещается на крыше, в специальном отсеке в задней части троллейбуса, а также во внутренних отсеках, образованных на стыке крыши и боковин. Основной материал для кузовов — закрытый и открытый профили (например, квадратные и прямоугольные трубы, швеллер и др.), из которых сначала делают отдельные элементы кузова (основание, боковины, крышу), которые потом соединяют в единое целое свариванием.  

 

Негодный кузов — главная причина списания троллейбуса. Если любой узел или агрегат троллейбуса можно капитально отремонтировать или заменить на новый, то кузов имеет свой ресурс, после выработки которого он просто не подлежит восстановлению. Основные причины прихода кузова в негодность – коррозия металлических элементов, накопление усталостных трещин; как следствие – разрушение несущих частей кузова. Поэтому прочный и защищенный от коррозии кузов — залог длительной эксплуатации троллейбуса. Для этого применяется целый ряд мер, в частности — изготовление кузова из низколегированных сталей, устойчивых к коррозии, качественная обработка кузова грунтовками, установка внешних элементов обшивки из оцинкованных стальных листов и легких стеклопластиковых панелей, надколесных куполов — из листовой нержавеющей стали, установка стекол методом вклеивания. К слову, клееное остекление делает кузов также более прочным и жестким, чем окна на резиновых профилях.

 

 

 

Тяговый электрический двигатель

 

Тяговый электродвигатель (ТЭД) является силовым агрегатом троллейбуса и предназначен для создания тягового усилия, с помощью которого движется троллейбус. Конструктивно ТЭД постоянного тока состоит из остова (цилиндрического или многогранного), якоря с коллектором, главных и дополнительных полюсов, щеточных аппаратов с графитовыми электрощетками, вентилятора для охлаждения, подшипниковых щитов с подшипниками. Подавляющее большинство троллейбусных ТЭД постоянного тока последовательного (сериесного) или смешанного (компаундного) возбуждения. ТИСУ и ТрИСУ работают только с тяговыми двигателями последовательного возбуждения. На современных отечественных троллейбусах «Богдан», ЛАЗ, ЮМЗ с тяговыми преобразователями постоянного тока установлен ТЭД производства харьковского завода «Электротяжмаш» последовательного возбуждения ЭД-139А (140 кВт), на белорусских и российских машинах — ТЭД последовательного возбуждения ДК-211БМ (170 кВт) производства завода «Динамо» (Москва). Тяговые двигатели являются довольно внушительными электрическими машинами. Например, масса тягового двигателя ЭД-139А составляет 750 кг, рабочий ток — 280 А, частота вращения — 1 650 об/мин, момент на валу — 810 Нм.

 

ЮМЗ-Е186 в Полтаве, 2008. Таких троллейбусов было выпущено всего 11 экземпляров. Фото автора

 

ТролЗа-5265 «Мегаполис» в Москве, 2013. Самый массовый российский «низкопольник» — построено около 700 экземпляров. Фото автора

 

СВАРЗ-МАЗ-6275 в Краснодаре, 2014. Данная модель создана на базе МАЗ-203Т. Фото: Игорь Букатин

 

АКСМ-420 «Витовт» в Минске, 2008. Из всех современных троллейбусов стран СНГ эта машина выглядит наиболее необычно. Фото: Александр Конов

 

На некоторые модели троллейбусов установлены асинхронные ТЭД переменного тока (АС — Alternating Current), которыми управляет тяговый преобразователь переменного тока. Такие двигатели мощнее, легче, компактнее и долговечнее, не требуют постоянного обслуживания, однако требуют более сложного тягового преобразователя. Наиболее распространенными троллейбусными асинхронными ТЭД являются двигатели ДТА из Пскова. Также тяговые «асинхронники» производятся в Беларуси (АНТ-155, Могилев) и Украине (АД-903, Харьков). Асинхронный тяговый двигатель для своей работы может оснащаться двумя датчиками частоты вращения или энкодером (датчиком угла поворотов), установленным на вал двигателя. Большинство асинхронных ТЭД являются электрическими машинами переменного тока с питаним 400 В АС, которые имеют короткозамкнутый ротор и трехфазную обмотку статора, соединенную по схеме «звезда».

 

Размещение ТЭД на всех без исключения низкопольных двухосных троллейбусах — в заднем свесе со смещением влево. Для соединения с механической передачей на валу двигателя установлен фланец для крепления карданного вала, который соединен другим концом с хвостовиком ведущей шестерни главной передачи ведущего моста. Для исключения попадания высокого напряжения на кузов троллейбуса тяговый двигатель полностью изолирован от кузова, потому что опирается на кронштейны через изоляционные втулки, а фланец на валу изготовлен из изоляционного материала.

 

 

 

Система управления ТЭД

 

На современных низкопольных троллейбусах применяется тяговый привод на IGBT-транзисторах (биполярных транзисторах с изолированным затвором) или транзисторно-импульсная система управления (ТрИСУ), которая из всех ныне применяемых систем наиболее совершенна. ТрИСУ, по сравнению с тиристорно-импульсной системой управления (ТИСУ) и тем более реостатно-контакторной системой управления (РКСУ), намного компактнее, легче, не требует постоянного обслуживания. Такая система имеет секцию коммутации, через которую возможно подключение персонального компьютера для проведения диагностики привода и настройки его регулятора. Кроме того, ТрИСУ экономит электроэнергию за счет исключения потерь при коммутации и в реостатах, так как обеспечивает бесконтактный и безреостатный пуск и разгон троллейбуса.

 

Тяговый привод предназначен для пуска, регулирования скорости и торможения троллейбуса; обеспечивает следующие режимы работы:

• плавный пуск ТЭД за счет импульсного регулирования напряжения на якоре двигателя с начальным током 50А, что необходимо для выбора люфтов в механической передаче привода;
• бесступенчатое управление скоростью троллейбуса, в том числе с автоматическим ослаблением магнитного поля обмотки возбуждения ТЭД при скоростях выше 25 км/ч;
• электродинамическое торможение с регулированием тормозного тока;
• изменение направления вращения якоря ТЭД для движения троллейбуса задним ходом, скорость движения троллейбуса при этом ограничивается (не более 25 км/ч);
• управление проездом автоматических стрелок «под током»;
• приоритет режима торможения над режимом пуска;
• защита электрооборудования от перегрузок по току, от понижения и повышения напряжения в контактной сети, от перегрузок и коротких замыканий в электрических цепях ТЭД;
• возможность изменения полярности токоприемников.

Электрон-Т19101 во Львове, 2015. На данный момент является новейшим троллейбусом Украины. Фото: Иван Черныш

 

Эталон-Т12110 во время испытаний в Чернигове, 2013. Фото автора

 

АКСМ-32102 в Симферополе, 2009. Выпущено около 2000 машин семейства АКСМ-321. Фото автора

 

Принцип работы ТрИСУ состоит в следующем. При нажатии на пусковую педаль (контроллер хода) срабатывает датчик Холла (принцип действия основан на изменении значения потенциала, подведенного к контроллеру, в зависимости от угла наклона педали) — сигнал поступает на блок, который преобразовывает аналоговый сигнал в цифровой. С этого блока сигнал поступает на микропроцессорный регулятор тягового контейнера, откуда, в свою очередь, идут команды на платы управления (драйверы) силовыми транзисторами. Драйверы управляют транзисторами низковольтным напряжением 4–8 В и задают транзисторам определенный режим работы, с помощью которого пропускается нужный ток на ТЭД.

 

Силовые транзисторы играют своего рода роль линейных контакторов, которые управляются низковольтным напряжением. Но если контактор имеет лишь два фиксированных положения (замкнут и разомкнут), то транзистор может менять свою пропускную способность и, соответственно, пропускаемую силу тока. Такой режим работы транзистора называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), и при нем транзистор работает как контактор, только включается и выключается с очень большой частотой. При электродинамическом торможении ТЭД переходит в режим генератора, и путем противодействия магнитных полей обмотки возбуждения и якоря замедляется вращение якоря, что и тормозит троллейбус. ТрИСУ обеспечивает электродинамическое торможение до скорости 0,7–1,0 км/ч, иными словами, тормозит троллейбус практически до полной остановки.

 

Все современные ТрИСУ имеют функцию рекуперации; соответственно, происходит возвращение той электрической энергии, которая вырабатывается ТЭД при торможении, в контактную сеть. Эта энергия расходуется для питания находящихся вблизи троллейбусов, а также на собственные нужды (питание мотора компрессора, мотора гидроусилителя, отопителей кабины и салона). Система управления имеет функцию автоматического перехода с рекуперативного торможения на реостатное, и наоборот. Однако основная часть выделяемой электроэнергии гасится в реостатах, превращаясь при этом в энергию тепловую. К слову, блок реостатов задействован при прохождении стрелки под током, когда создается нагрузка (потребление тока) для срабатывания автоматической стрелки.

 

Конструктивно тяговый привод состоит из двух токоприемников, автоматического выключателя, силового блока с IGBT-транзисторами, управляющего регулятора, блока реостатов, дросселя (реактора радиопомех), контроллеров хода и тормоза, панельного компьютера или коммутационного блока для подключения внешнего персонального компьютера. С помощью специальной программы можно проводить диагностику элементов тягового привода, снимать его параметры и программировать микропроцессорный регулятор. Панельный компьютер предназначен для отображения и хранения текущего состояния параметров тягового привода. Некоторые ТрИСУ, например фирмы «Эпро», имеют встроенную систему постоянного контроля токов утечки, которая автоматически отключает привод троллейбуса от контактной сети при появлении опасных токов утечки, а также двунаправленный счетчик электроэнергии, ведущий учет потребленной и рекуперированной электроэнергии.

 

Основная часть элементов ТрИСУ размещена на крыше троллейбуса. Для повышения уровня безопасной эксплуатации введены блокировки пуска — троллейбус не идет на ход при открытых пассажирских дверях, открытом трапе для колясок, при отсутствии воздуха в тормозной системе и т. п. На отечественных троллейбусах применяются комплекты тягового оборудования различных производителей, в том числе Cegelec (Чехия), Enika (Польша), «Этон» (Беларусь), «Арс-Терм», «Чергос», «Эпро» (Россия). В настоящий момент на Запорожском электроаппаратном заводе идет разработка украинского тягового привода для троллейбусов, который смог бы заменить импортные системы управления на троллейбусах отечественного производства.

 

Богдан-Е231 в Киеве, 2008. Выпущено восемь троллейбусов этого типа. Фото автора

 

ПКТС-6281 «Адмирал» — новейший российский троллейбус, созданный компанией «ПК Транспортные системы». Тула, 2015. Фото: пк-тс.рф

 

ЛАЗ-Е183А1 в Кременчуге, 2013. Троллейбусы ЛАЗ-Е183 эксплуатируются в более чем 20 городах Украины. Фото: Иван Черныш

 

 

 

Подвеска

 

Подвеска служит связующим элементом между кузовом и осями троллейбуса. Она воспринимает вертикальные, продольные и боковые усилия, возникающие между кузовом и осями при движении троллейбуса, смягчает удары и гасит колебания на неровностях дороги, уменьшает износ узлов троллейбуса, поддерживает постоянный уровень кузова над дорожным покрытием, создает комфорт для пассажиров. На современных низкопольных троллейбусах применяется пневматическая подвеска, причем подвеска ведущего моста — зависимая. Подвеска управляемой оси может быть как зависимой, так и независимой. В подвеску входят: упругие пневмоэлементы (пневморессоры), воспринимающие вертикальные нагрузки и служащие для поддержания постоянного уровня кузова над дорогой; гидравлические телескопические амортизаторы двустороннего действия, гасящие вертикальные колебания подвески; реактивные штанги и рычаги, которые удерживают оси от горизонтальных и боковых перемещений.

 

Пневмоэлементы подвески управляются специальными кранами — регуляторами положения кузова, которые закреплены на кузове и связаны тягой с осью. Суть работы такого регулятора состоит в том, что при увеличении загрузки троллейбуса он открывается и пропускает сжатый воздух в пневмоэлементы, тем самым повышая давление в них. При разгрузке троллейбуса идет обратный процесс — лишний сжатый воздух из пневмоэлементов выпускается в атмосферу. Таким образом, поддерживается постоянный уровень кузова троллейбуса над дорогой, который не зависит от загрузки троллейбуса.

 

На некоторых троллейбусах (Богдан-Т701, МАЗ-ЭТОН Т203, Электрон-Т191) установлена электронная система управления подвеской. Эта система состоит из блока электромагнитных клапанов, датчиков положения кузова, блока управления ECU и пневмоэлементов. Привычные регуляторы положения кузова здесь упразднены, вместо них установлены электронные датчики положения кузова. Эти датчики передают электронные сигналы на блок управления, который, в свою очередь, управляет блоком электромагнитных клапанов, стравливающих или подающих сжатый воздух в пневмоэлементы подвески. Такая система обеспечивает большую плавность хода троллейбуса за счет низкой жесткости подвески и невысокой собственной частоты колебаний. Кроме того, она позволяет принудительно поднимать, опускать или наклонять троллейбус на правую сторону (функция kneeling) для удобства посадки пассажиров с ограниченными возможностями.

 

 

 

Ведущий мост и управляемая ось

 

В качестве ведущего моста на современных низкопольных троллейбусах применяют мосты портального типа в сборе с тормозными механизмами и со смещенной влево главной передачей (центральным редуктором). Главная передача направлена под углом 80º к оси колес и является двухступенчатой. Крутящий момент от ТЭД через карданный вал передается на хвостовик и ведущую шестерню центрального редуктора; ведущая шестерня передает момент на ведомую путем гипоидной передачи; ведомая шестерня через промежуточные передающие оси вращает колесные редукторы, которые, в свою очередь, вращают ступицы с колесами через полуоси. Кузов опирается на ведущий мост через четыре пневматических элемента подвески, которые установлены на специальные кронштейны, прикрепленные к корпусу моста. Также в подвеске ведущего моста используются четыре гидравлических амортизатора.

 

Оси производства немецкой фирмы ZF комплектуются более эффективными тормозными механизмами дискового типа. Мосты фирмы Raba (Венгрия) имеют тормоза барабанного типа. Наиболее распространенным ведущим мостом, который применяется на низкопольных троллейбусах, является ZF AV-132/80, имеющий общее передаточное число 9,817. В меньшей степени применяются венгерские Raba AU-11128/AU-11135 и германские Voith Turbo BRA 132DC80.

 

Управляемые оси бывают двух типов: балочного типа с зависимой подвеской и разрезные с независимой подвеской. Передняя ось балочного типа имеет стандартную компоновку балочного управляемого моста и включает в себя балку, поворотные кулаки, которые крепятся к балке посредством шкворневого соединения, а также ступицы с колесами и тормозными механизмами. К таким мостам относятся управляемые оси типа ZF RL-85А и Raba A-703.03.

 

Передняя ось разрезного типа имеет независимую подвеску и состоит из двух колесных механизмов — правого и левого. Колесный механизм состоит из двух горизонтальных рычагов — верхнего и нижнего, которые крепятся одной стороной к раме троллейбуса посредством сайлент-блоков. Между другими концами рычагов установлена вертикальная стойка с поворотным кулаком, ступицей и тормозным механизмом. Каждый колесный механизм имеет пневмоэлемент и гидравлический амортизатор. Передняя разрезная ось имеет ряд преимуществ, главные из которых — более высокая плавность хода троллейбуса, меньший износ шин и элементов колесных механизмов. К разрезным управляемым осям относятся оси ZF RL-75Е, Voith IFS TJ75-225.

 

 

 

Рулевое управление

 

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения троллейбуса путем поворота передних колес за счет усилия, приложенного водителем к рулевому колесу. Рулевое управление в себя включает рулевую колонку с рулевым колесом, рулевой механизм, систему рулевых тяг и рычагов и систему гидроусиления. На большинстве современных троллейбусов применяется гидроусилитель, который конструктивно объединен в одном агрегате с рулевым механизмом. Так, на троллейбусах украинского производства применяют шариковинтовой гидроусилитель ШВГУ-720 (НПО «Радий», Кировоград). Гидростанция, которая предназначена для приведения в действие гидроусилителя руля, состоит из гидронасоса, приводного двигателя, масляного бачка с фильтром и трубопроводов низкого и высокого давления. Размещение гидростанции на каждой модели троллейбуса может отличаться, но обязательным условием является свободный доступ к масляному бачку, насосу и двигателю. При неисправном гидроусилителе троллейбусом управлять практически невозможно, ведь масса средне загруженного троллейбуса составляет около 15 тонн.

 

Для безопасной работы троллейбуса на линии необходимым условием является обеспечение работы гидроусилителя при внезапном пропадании 550 В на время до одной минуты, чтобы водитель успел затормозить троллейбус и припарковаться. Для этого конструкцией троллейбуса предусмотрено аварийное питание двигателя гидроусилителя от аккумуляторных батарей. На некоторых моделях троллейбусов двигатели гидростанции имеют маховики, которые крутят двигатель после его выключения, и, соответственно, гидронасос, создающий необходимое давление для работы гидроусилителя.

 

 

 

Тормозная система

 

Тормозная система троллейбуса должна обеспечивать нормальное служебное и экстренное торможение, а также длительную стоянку на уклонах. В тормозную систему троллейбуса входят: рабочая тормозная система (ножной пневмотормоз), вспомогательная тормозная система (электродинамическое торможение тяговым двигателем) и стояночная тормозная система. Любой из указанных видов тормозов может затормозить троллейбус в аварийном случае (при отказе других видов тормозов).

 

Рабочая тормозная система включает в себя тормозные механизмы передних и задних колес, а также пневматический двухконтурный привод, обеспечивающий раздельное торможение передних и задних колес. Контур привода тормозов передних колес — однопроводный, с непосредственной подачей сжатого воздуха от тормозного крана в тормозные камеры передних колес. Контур привода задних (ведущих) колес — двухпроводный, с ускорительным клапаном. Суть работы ножного пневмотормоза состоит в следующем. При нажатии на тормозную педаль открывается тормозной двухсекционный кран, который начинает пропускать сжатый воздух в тормозные камеры. Штоки тормозных камер перемещаются и приводят в действие колесные тормозные механизмы, тормозные колодки которых прижимаются к тормозным барабанам или дискам. Для ускорения процесса затормаживания в контур задних колес введен ускорительный клапан. На некоторых троллейбусах для более эффективного торможения в тормозные контуры введены регуляторы тормозных сил.

 

Все без исключения современные троллейбусы оснащены антиблокировочной системой (ABS), в которую входит и противобуксовочная система (ASR). Система ABS довольно существенно помогает водителю в экстремальных ситауциях на дороге сберечь достаточную устойчивость и управляемость троллейбуса при торможении путем предотвращения блокировки колес. В комплект ABS входят: электронный блок управления, датчики числа оборотов, импульсные кольца, электропневмомодуляторы, установленные перед тормозными камерами передних и задних колес. Суть работы системы ABS состоит в том, что датчики числа оборотов фиксируют частоту вращения колеса, и если частота ниже или выше заданной, то электронный блок, управляя электропневмомодуляторами, при торможении стравливает воздух, чем растормаживает данное колесо, а при пуске — его наоборот подтормаживает, чтобы не было буксования.

 

ВМЗ-5298.01 «Авангард» в Краснодаре, 2014. Фото: Игорь Букатин

МАЗ-103Т в Киеве, 2008. На основе машинокомплектов МАЗ-103Т выпускаются: АКСМ-221 (БКМ), Днепр-Т103 (ЮМЗ), МАЗ-ЭТОН Т103 («Этон») и СВАРЗ-МАЗ-6235 (СВАРЗ). Фото автора

 

Стояночный тормоз является пневматическим, действует только на колеса ведущего моста и управляется ручным тормозным краном, расположенным на панели управления. Стояночным тормозом троллейбус затормаживается путем выпуска сжатого воздуха из полостей энергоаккумуляторов. При этом силовая пружина энергоаккумулятора разжимается и перемещает шток, который приводит в действие тормозные механизмы колес путем прижимания тормозных колодок к дискам или барабанам на длительный период. При снятии со стояночного тормоза полости энергоаккумуляторов наполняются сжатым воздухом, силовая пружина сжимается, и тормозные механизмы растормаживаются. Для сохранения ресурса основного «ручника» был введен светофорный стояночный тормоз, который управляется кнопочным выключателем и работает с помощью электропневмоклапана, введенного в контур стояночного тормоза.

 

[Метрокутила]

Пневмооборудование

 

Пневматическая система современного троллейбуса разбита на следующие контуры: контур обеспечения системы сжатым воздухом, контуры привода тормозов передней и ведущей оси, контур привода стояночного тормоза, контур дополнительных потребителей, контур пневмоподвески.

 

Силовой контактор — «дедушка» современных IGBT-транзисторов

 

Асинхронный тяговый двигатель ДТА-1. Его характеристики: мощность — 180 кВт, линейное напряжение — 407 В АС, линейный ток — 305 А, момент на валу — 1150 Нм, частота вращения — 1500 об/мин, масса — 840 кг. Фото: www.pemz.ru

 

В контуре обеспечения сжатым воздухом основным агрегатом является компрессор, который производит сжатый воздух и доводит его до нужного давления в системе. На троллейбусах применяются в основном поршневые компрессорные агрегаты, такие как СБ4-LBB50 («Ремеза», Беларусь) или AGK-H-551 (Alup, Германия). Реже применяются винтовые и роторные компрессорные установки. Режим работы компрессорной установки — повторно-кратковременный, для обеспечения которого установлен реле-регулятор давления (РРД). При достижении необходимого давления в системе РРД дает команду на отключение двигателя компрессора, а при падении давления — его включает. Например, на троллейбусе Богдан-Т701 рабочее давление пневмосистемы лежит в пределах 9,0–10,5 ат. В этом контуре также установлены агрегаты для очистки сжатого воздуха — влагоотделитель и воздухоосушитель, которые очищают сжатый воздух от влаги и масла.

 

Для разделения питающей магистрали сжатого воздуха на четыре автономных контура установлен четырехконтурный защитный клапан (ЧЗК). Этот клапан сохраняет сжатый воздух в неповрежденных контурах в случае нарушения герметичности в одном из контуров, а также сохраняет сжатый воздух во всех контурах в случае нарушения герметичности питающей магистрали. ЧЗК пропускает воздух в три тормозных контура и контур дополнительных потребителей. К дополнительным потребителям относятся: привод управления дверьми, ветка аварийного растормаживания, пневматический привод токоприемников. Каждый контур имеет свой воздушный ресивер для запаса сжатого воздуха.

 

 

 

Вспомогательное высоковольтное электрическое оборудование

 

 Все электрооборудование с питанием 380 В АС и 550 В DС, не относящееся к тяговому, является вспомогательным. К таковому относятся: двигатель компрессора, статический преобразователь, двигатель вентилятора обдува тягового контейнера, отопители кабины водителя и салона, двигатель гидростанции, двигатель вентилятора обдува отопителя кабины водителя, приборы контроля утечки тока и сопротивления изоляции.

На всех современных троллейбусах применяются статические преобразователи, которые преобразовывают 550 В DС в 380 В АС и 24 В DС для подзарядки аккумуляторных батарей, питания высоковольтных и низковольтных цепей троллейбуса. Так, на троллейбусе АКСМ-321 для питания вспомогательного электрического оборудования установлены три преобразователя: один ПН-550/28 и два ПТ-550/380. Трехфазные преобразователи ПТ предназначены для питания двигателя компрессора, вентиляторов обдува тягового двигателя и силового привода, а также вентиляторов печи кабины. А на троллейбусе Богдан-Т70110 установлен комбинированный блок питания SMTK-7.0, который питает цепи двигателей гидростанции, компрессора и обдува тягового контейнера, а также низковольтные цепи и заряжает аккумуляторные батареи.

Для обогрева кабины водителя и пассажирского салона троллейбусы оборудованы системой отопления. Троллейбусный отопитель принципиально состоит из корпуса с двумя степенями изоляции, блока трубчатых электронагревателей (ТЭНов), питающихся от 550 В, вентилятора обдува (24 В или 380 В), а также термодатчиков и аппаратуры управления. Отопители работают в циклическом режиме «нагрев-продувка». Так, троллейбус Богдан-Т701 имеет четыре отопителя в салоне суммарной мощностью 12 кВт и один отопитель кабины водителя мощностью 9 кВт.

Современные троллейбусы имеют штатно установленные приборы контроля утечки тока и сопротивления изоляции, которые постоянно замеряют необходимые параметры и в любой момент могут дать сигнал водителю о неисправности электрооборудования троллейбуса. В основном применяют три вида приборов: прибор контроля изоляции 550 В, прибор контроля токов утечки в цепях 380 В и прибор контроля вторичных изоляций. Прибор контроля изоляции УКИ предназначен для контроля изоляции троллейбуса во время движения по маршруту и на остановках путем автоматического определения предельно допустимых значений утечки тока. Прибор измеряет значение утечки тока между кузовом троллейбуса и землей. Обязательным условием правильной работы прибора УКИ является наличие цепей земного контакта, которые должны быть изолированы от кузова троллейбуса. Прибор контроля токов утечки в цепях 380 В беспрерывно проверяет изоляционное состояние цепей 380 В АС и предупреждает водителя при первом пробое одной из фаз на кузов троллейбуса. Прибор контроля вторичных изоляций предназначен для контроля состояния изоляции корпуса тягового электродвигателя, отдельных электроаппаратов и постамента крышевого электрооборудования относительно кузова троллейбуса.

Для защиты от перегрузок и коротких замыканий, которые могут возникнуть при эксплуатации троллейбуса и вызвать повреждения электродвигателей и аппаратуры управления, во всех электрических цепях троллейбуса предусмотрены специальные защитные аппараты, такие как автоматические выключатели, плавкие предохранители, реле тока, реле напряжения, демпферные сопротивления. Эти аппараты обеспечивают автоматическое отключение потребителей от сети при увеличении тока свыше допустимого предела, а также ограничивают его.

 

 

 

Низковольтное электрооборудование

 

Стандартным низковольтным напряжением на отечественных троллейбусах принято считать 24 В, однако на некоторых моделях могут присутствовать также цепи с напряжением 12 В (например, для питания штатной магнитолы или громкоговорящего устройства). Низковольтные цепи троллейбуса питаются в первую очередь от аккумуляторных батарей, без которых, собственно, невозможно включить троллейбус. На современных троллейбусах применяются как щелочные, так и кислотные аккумуляторные батареи. Так, троллейбусы ТролЗа-5265, ЮМЗ-Е186, МАЗ-203Т имеют щелочные аккумуляторные батареи 9НКЛБ-70 или 10КН-70Р. А троллейбусы Богдан-Т701, ЛАЗ-Е183, Электрон-Т191, Эталон-Т121 комплектуются кислотными аккумуляторами 6СТ-190. После запитывания низковольтных цепей управления водитель включает главный автоматический выключатель и входные контакторы, которые подключают троллейбус к контактной сети с напряжением 550 В — подается напряжение на статический преобразователь, который начинает питать низковольтную сеть напряжением 28 В, а также заряжать аккумуляторные батареи.

 

Ведущий мост портального типа ZF AV-132/80. Фото автора

 

Тяговый контейнер CDC-250NF ТрИСУ «TV Progress» фирмы «Cegelec». Фото автора

 

К низковольтному оборудованию троллейбуса относятся: микропроцессорный регулятор, контроллеры хода и тормоза, а также другие элементы управления ТрИСУ, двигатель усилителя руля (если он питается напряжением 24 В), освещение салона, двигатели обдува отопителей кабины водителя и салона, звуковой сигнал, головные и противотуманные фары, указатели поворотов, габаритов, стоп-сигналов, сигналов заднего хода, система вызова водителя, управление дверными приводами, управление пневматической подвеской, двигатели привода стеклоочистителей, информационная система, управление пневмоприводом токоприемников, управление системой ABS и т. п.

 

 

 

Колеса и шины

 

На всех без исключения современных троллейбусах применяются стальные дисковые колеса размером 8,25 х 22,5 с бескамерными низкопрофильными шинами типа 275/70R22,5. Дисковое колесо, в отличие от бездискового обода, долговечнее и безопаснее в эксплуатации, так как имеет монолитную конструкцию (не имеет бортового и замочного колец) и крепится к ступице моста с помощью десяти гаек М22 х 1,5. Основными требованиями к шинам 275/70R22,5, используемым на троллейбусах, являются: индекс нагрузки (минимально допустимый равняется 146/143) и символ скорости (минимально допустимым является J). Давление в шинах управляемого моста всегда немного выше, чем в шинах ведущего моста и составляет 8,5–9,0 ат, тогда как в задних шинах — 8,0–8,5 ат. На стандартном двухосном троллейбусе устанавливается шесть колес.

 

Таким образом, современный троллейбус воплотил в себя практически все достижения в области автомобилестроения и городского электрического транспорта.

[warrior]

Да ясно, что современный троллейбус - сложная, надёжная и безопасная машина, имеющая большие возможности для эксплуатации и дальнейшего развития. И точно также ясно, что городам троллейбус не нужен, невыгоден и вскоре, к сожалению, будет повсеместно искоренение с заменой в лучшем случае на долбоебусы, в худшем (и более вероятном) - на бобики.