2.4 Конструктивное решение

Проектируемое транспортное средство 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.

Габариты проектируемого транспортного средства соответствуют габаритам существующих трамваев.

Кузов

Кузов вагонов представляет собой цельнометаллическую конструкцию, и состоит из рамы, каркаса, крыши, внешней и внутренней обшивок, пола, дверей. В плане кузов имеет суженную к концам форму, что обеспечивает свободное прохождение вагоном кривых. Элементы кузова соединяются между собой путём сварки, клёпки, а также винтовым и клеевым способом

Тележки

Большинство трамвайных вагонов настоящее время имеет двухосные поворотные тележки, применение которых обусловлено необходимостью плавного вписывания вагона в кривые и обеспечения спокойного хода на прямых участках при значительных скоростях движения. Поворот тележек осуществляется с помощью пятника, установленного на шкворневых балках кузова и тележки. По конструкции несущей части тележки подразделяются на рамные и мостовые; в настоящее время применяются главным образом вторые. Расстояние между осями колёсных пар в тележке (база тележки) составляет 1900 мм (см. рисунок 22).

Рисунок 22 – Трамвайная тележка

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.

Электрооборудование

Тяговый электродвигатель

Двигатели трамвая — 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, а также прочих трущихся деталей).

Для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя к оси колёсной пары на трамвайных вагонах используется карданно-редукторная передача (механический редуктор и карданный вал).

Система управления двигателем

Устройство регулирования тока через ТЭД называется системой управления. Системы управления (СУ) подразделяются на следующие виды:

• В простейшем случае регулировка тока через двигатель осуществляется с помощью мощных сопротивлений, которые подключают последовательно с двигателем дискретно. Такая система управления бывает трёх типов:

  • непосредственная система управления (НСУ) – исторически первый вид СУ на трамваях. Водитель посредством рычага, соединённого с контактами, непосредственно коммутирует сопротивление в электрических цепях ротора и обмоток ТД;

  • косвенная неавтоматическая реостатно-контакторная система управления — в этой системе водитель с помощью педали или рычага контроллера осуществлял коммутацию низковольтных электрических сигналов, которыми управлялись высоковольтные контакторы;

  • косвенная автоматическая РКСУ – в ней замыканием и размыканием контакторов управляет специальный серводвигатель. Динамика разгона и торможения определяется заранее заданной временной последовательностью в конструкции РКСУ. Узел коммутации силовой цепи в сборе с устройством-посредником иначе называется контроллером.

• Тиристорно-импульсная система управления (ТИСУ) – СУ на базе сильноточных тиристоров, в которой необходимый по величине ток создаётся не коммутацией сопротивлений в цепи двигателя, а посредством формирования временной последовательности токовых импульсов заданной частоты и скважности. Изменяя эти параметры, можно изменять средний протекающий через ТЭД ток, а следовательно и управлять его вращающим моментом. Преимуществом перед РКСУ является больший коэффициент полезного действия, так как в ней сведены к минимуму тепловые потери в пусковых сопротивлениях силовой цепи, но торможение эта СУ обеспечивает, как правило, только электродинамическое.

• Электронная система управления (транзисторная СУ) асинхронным ТЭД. Одно из самых экономичных по расходу электроэнергии и современных решений, но достаточно дорогостоящее и в ряде случаев довольно капризное (напр., неустойчиво к внешним воздействиям). Активное применение в таких системах управляющих программируемых микроконтроллеров создаёт опасность воздействия программных ошибок на функционирование всей системы в целом.

Пневмооборудование

На трамвайных вагонах обычно устанавливаются компрессоры поршневого типа. От сжатого воздуха могут приводиться в действие приводы дверей, тормоза и некоторые другие вспомогательные механизмы. Так как трамвай всегда обеспечен электроэнергией в достаточно большом количестве, возможен также отказ от пневматических приводов с заменой их на электрические. Это позволяет упростить техническое обслуживание трамвая, 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.

Механизм открытия дверей

Для данного транспортного средства наилучшим вариантом механизма открытия дверей можно считать сдвижной механизм. Створка, перемещаемая параллельно борту, занимает относительно немного места в салоне и способна закрыться при любой давке (см. рисунок 23).

Рисунок 23 – Образец системы открытия дверей

К этому следует добавить хорошую герметичность, скорость срабатывания и простоту механизма. Есть и минусы, среди них увеличенный продольный габарит кармана, что вносит определенные ограничения в планировку салона. Данный механизм характерен для рельсового пассажирского транспорта.