На чем ездит поезд на колесах
Как устроены колесные пары локомотивов и вагонов?
Опубликовано 03.08.2019 · Обновлено 02.11.2021
А как устроены колесные пары локомотивов и вагонов? Колесные пары направляют движение локомотива и вагона по рельсовому пути.
Колесные пары с шестерней от электровоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-300×225.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-1024×768.jpg» width=»1024″ height=»768″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-1024×768.jpg» alt=»колесные пары с зубчатой шестерней от электровоза | Колесные пары с шестерней от электровоза | Движение24″class=»wp-image-1504″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-300×225.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-768×576.jpg 768w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»колесные пары с зубчатой шестерней от электровоза | Движение24″ /> Колесные пары с шестерней от электровоза
Колесная пара локомотива состоит из оси, насаженных на нее колесных центров, зубчатых колес тяговой передачи, на ободы колесных центров надеты бандажи — на локомотивах они сменные, а на вагонах, как правило, колеса цельнокатаные.
Бандаж на колесной паре
Поверхности бандажей на всех колесных парах имеют коническую форму, с уменьшением диаметра во внешнюю сторону, с внутренней стороны находятся гребни – они расположены внутри колеи и предохраняют колесную пару от схода с рельсов. По центру проходит, так называемый, круг катания – эта часть бандажа непосредственно контактирует с головкой рельса.
Но вот вопрос — а почему профиль колеса конический и его диаметр уменьшается во внешнюю сторону?
Это чисто физический вопрос. Вот колесная пара вошла в кривую на участке пути, радиус кривой с одной стороны будет меньше, а с другой больше, в зависимости от того в какую сторону кривая. Колесо со стороны меньшего радиуса будет упираться своим гребнем на внутреннюю грань рельса и пройдет меньший путь, а вот колесу со стороны большего радиуса надо пройти путь больше. Для этого ему надо увеличить скорость, чтобы «догнать» колесо с другой стороны, но оно этого сделать не сможет и все – колесная пара застопорится, то есть, пойдет юзом. Этого допустить нельзя! Но можно и не отставать от колеса, проходящего меньший радиус кривой, а как это сделать – конечно, надо уменьшить диаметр колеса и оно спокойно будет догонять своего «внутреннего собрата». Поэтому бандаж колеса и имеет коническую форму – чем ближе к внешней стороне, тем меньше его диаметр. Все просто!
Бандаж
На вагонах по мере износа бандажей меняется все колесо, на локомотивах они меняются непосредственно. Как это происходит? Бандаж изготовляется из углеродистой стали. Технология проста: его надевают на обод колесного центра в горячем состоянии, для предотвращения сползания с колесного центра он стопорится специальным кольцом. Все, в итоге бандаж остывает и накрепко «прикипает» к колесному центру. На колесном центре ставится керном полоска, а еще на нем, как раз под этой меткой, также керном наносятся четыре точки. Потом сам бандаж с внешней стороны красится белой краской, а на месте кернения наносится полоска красной краской. Все это сделано для того, чтобы локомотивная бригада постоянно их контролировала на предмет «проворота» — это когда они начинает смещаться вследствие неплотного прилегания, что очень опасно и может привести к крушению! Также белая краска при нагреве приобретает «кофейный» цвет. Существует много причин образования этой нехорошей и очень опасной неисправности, например, сильное и длительное зажатие бандажа тормозными колодками при торможении, это приводит к его сильному нагреву и сдвигу.
Существует ряд параметров, по которым контролируется толщина бандажей и допуски на их сдвиг, но, если сдвиг большой – дело серьезное, требуется замена, а это простой локомотива.
Десять технологических секретов «Сапсана». Факты, которые неизвестны рядовым железнодорожникам
Даже спустя 12 лет после появления высокоскоростных поездов на сети «Российских железных дорог» «Сапсаны» еще могут удивлять
В начале сентября в депо Металлострой прибыл первый из тринадцати новых «Сапсанов», составляющих третью партию высокоскоростных поездов. Договор на её поставку был заключён ОАО «РЖД» и Siemens в 2019 году. После дооборудования и окончательной настройки в депо новый поезд отправится на сертификационные испытания и выйдет на маршрут уже летом 2022 года. Сегодня мы расскажем вам об уникальных особенностях этих поездов.
Фото: Иван Шаповалов / Пресс-служба ОАО «РЖД»
1. Родом из Германии
2. Инновации для России
При создании «Сапсана», получившего европейское название Velaro RUS, исходная платформа претерпела множество изменений и доработок. Начиная с того, что габариты поезда увеличились с учётом большей ширины колеи (1520 мм вместо 1435 мм), благодаря чему салон стал шире стандартного почти на 30 см, и заканчивая разработкой новых систем вентиляции и охлаждения. Также при усовершенствовании удалось сократить нагрузку на каждую колёсную пару, повысить коэффициент сцепления при ускорении и улучшить ходовые качества.
В конструкции поезда используются многочисленные специальные материалы, лучше подходящие для суровых российских условий эксплуатации. В частности, они применяются в оптимизированной и более эффективной электросистеме, которая отличается сниженными потерями энергии за счёт меньшего числа этапов её преобразования.
В каждом головном вагоне «Сапсана» устанавливается отечественная автоматическая сцепка са-3. В случае неисправности контактной линии поезд можно будет вытянуть любым тепловозом.
В целом по результатам разработки «Сапсана» оформлено более 60 патентов, зарегистрированных в Европе, Казахстане, России и Украине. Например, запатентован даже специальный профиль поверхности железнодорожного колеса, снижающий контактное давление при взаимодействии с рельсом. Патентообладателями являются ОАО «Российские железные дороги» и Siemens AG.
Фото: Иван Шаповалов / Пресс-служба ОАО «РЖД»
3. Надёжность и морозостойкость
Умеренно-континентальный климат европейской части России предъявляет повышенные требования к характеристикам поезда. В числе прочего «Сапсан» должен без ограничений работать при температуре воздуха от –40 до +40 °C. Для выполнения этого условия при изготовлении элементов крепления, уплотнителей и пластиковых деталей используются особые материалы. А зимой воздух, охлаждающий компоненты тягового электропривода, забирается с помощью воздушных каналов крыши с защитным поддоном, сконструированных специально для Velaro RUS.
Повышенная надёжность «Сапсана» также обеспечивается распределением тяговой системы по всем вагонам и размещением двух моторных установок в разных половинах поезда. Трёхфазные асинхронные электродвигатели мощностью 8 тыс. кВт требуют минимум техобслуживания. Для движения поезду достаточно работы трёх из четырёх блоков двигателей, чтобы в случае выхода из строя одного из них достичь пункта назначения с 75%-ной тягой.
Электросистема переменного тока допускает разъединение цепи, при котором поезд сможет продолжить движение за счёт одной из двух частей системы, а при отказе одного токоприёмника постоянного тока можно использовать второй на том же вагоне. Материалы компонентов электросистемы позволяют ей работать при температуре воздуха –50 °C.
Фото: Максим Каширин / Пресс-служба ОАО «РЖД»
4. Продвинутая электроника
Система электронного управления поезда оценивает и контролирует состояние «Сапсана». В её работе задействована коммуникационная сеть, объединяющая в себе две отдельные подсистемы: общую для состава и многофункциональную вагонную. С их помощью реализован бесперебойный обмен данными между оборудованием. Также используются усовершенствованные отечественные разработки: обеспечивающее безопасность движения устройство КЛУБ-У и система технологической радиосвязи.
При этом все технические модули распределены по составу равномерно и смонтированы в подвагонном пространстве.
Третий по счету вагон от головного является трансформатором переменного тока для всего поезда, а четвертый – преобразователем напряжения. В пятом вагоне установлена мощная аккумуляторная батарея.
Фото: Иван Шаповалов / Пресс-служба ОАО «РЖД»
5. Экономичные тормоза
«Сапсан» оборудован системой рекуперативного торможения, снижающей энергозатраты и механический износ. Такое торможение позволяет возвращать в электросеть ток, вырабатываемый двигателями, работающими в режиме генераторов.
Переключение тормоза с электродинамического на пневматический режим автоматизировано. Также все вагоны оснащены механическими стояночными тормозами с пружинными накопителями энергии.
Каждый вагон оборудован емкостью с морским песком. Он высыпается прямо под колеса если сцепление с рельсами ослабевает, например в условиях гололеда на путях.
6. Работа в полный рост
Российский регламент требовал обеспечить машинисту возможность работать стоя, если время в пути превышает три часа, чего не предусматривали поезда Siemens до создания Velaro RUS. Поэтому кабину изменили, увеличив пространство так, чтобы составом мог управлять машинист ростом 190 см. Благодаря этому нововведению в ней также могут одновременно находиться два человека.
Фото: Иван Шаповалов / Пресс-служба ОАО «РЖД»
7. Первенство и новаторство
«Сапсан» стал передовым российским поездом не только в технической части, но также и во многих других областях, а его опыт затем распространялся на другие поезда. Именно в нём впервые стал действовать полный запрет курения. Он стал первым поездом, за опоздание которого можно получить компенсацию. В нём стоимость проезда начала регулироваться специальной Системой динамического управления тарифами и стимулирования спроса (ДУТИСС), отвечающей за ценообразование. Перед поездкой в нём впервые для российских поездов стало необходимым пройти предварительный бесконтактный досмотр, как перед посадкой на самолёт. На его борту появилась беспроводная локальная сеть Wi-Fi. Кроме того, «Сапсан» стал первым отечественным поездом, у которого есть собственные аккаунты в социальных сетях.
В 2014 году полукилометровый «Сапсан» попал в книгу рекордов Гиннеса как самый протяжённый высокоскоростной поезд в мире. Длина сдвоенного состава из 20 вагонов, курсирующего между Санкт-Петербургом и Москвой, составила 500 м 78 см. Рекорд был зафиксирован и нотариально заверен в присутствии членов независимой комиссии после замеров с помощью эталонной измерительной рулетки. Пассажировместимость 20-вагонного поезда достигает 1050 человек.
Фото: Сергей Гусев / Пресс-служба ОАО «РЖД»
9. Обновления для пассажиров
В 2020 году «Сапсан» стал лауреатом XI ежегодной премии «Права потребителей и качество обслуживания» в номинации «Железнодорожные перевозки». Он получил признание за развитие предоставляемого сервиса и совершенствование услуг на борту.
Премия по итогам голосования экспертного совета и выбора потребителей присуждена обновлённому поезду, вышедшему в рейс в конце 2019 года, модернизация которого опиралась на пожелания пассажиров. Главные нововведения коснулись интерьера и удобства для путешественников: в каждом кресле установили розетки для зарядки мобильных устройств и USB-разъёмы, яркость освещения стала регулироваться в зависимости от времени суток, в вагонах установили кулеры с питьевой водой, а также заменили обивку, чехлы кресел и оконные шторы.
10. Скоростной потенциал
Максимальная конструкционная скорость «Сапсана» зафиксирована на уровне 300 км/ч. При этом для самой платформы Velaro она достигает 350 км/ч (в частности, у испанской модификации Velaro E).
На отечественных железных дорогах скорость «Сапсана» ограничена 250 км/ч из-за особенностей инфраструктуры. Однако во время предэксплуатационных испытаний в мае 2009 года на линии Москва – Санкт-Петербург он разогнался до рекордных 290 км/ч. Поэтому поезд обладает потенциалом для ускорения движения, хотя и сейчас он позволяет преодолеть 645-километровый маршрут с несколькими остановками между двумя крупнейшими городами страны всего за 3 часа 45 минут. При этом на большей части пути его скорость не превышает 200 км/ч.
Кстати, сокол-сапсан, являющийся быстрейшей птицей, во время пикирования способен разогнаться до 322 км/ч. И, возможно, его железнодорожный тёзка однажды перегонит своего побратима.
Ещё больше интересных новостей в нашем телеграм-канале.
Все наши публикации читайте на канале «Гудка» в «Яндекс Дзене».
Какие колеса у поезда
Колеса поезда устроены очень просто, и вместе с тем, отличаются оригинальной конструкцией. Для высокой надежности оба колеса надеты на одну, общую ось. Благодаря этому, обеспечивается высокий уровень безопасности. Рельсы задают направление движения, и в процессе езды колесные пары подвергаются большим нагрузкам.
Они должны быть достаточно прочными и крепкими, чтобы могли прослужить много лет.
Как устроены колесные пары в поездах
Они бывают вагонными и локомотивными. Колесо поезда – изделие, либо конструкция, которая включает в себя несколько составляющих:
Когда поезд поворачивает по рельсам, происходит смещение колесной пары. Из-за того, что диаметры разные, в таких случаях скорость правых и левых колес отличается. Так и происходит безопасный поворот в нужном направлении без заносов.
Локомотивные и вагонные колеса практически не отличаются друг от друга. Единственная разница – у первых есть зубчатое колесико, которое передает остальным составляющим вращательные движения от двигателя. Для производства этих составляющих прибегают к цельнокатаному способу с последующей обработкой на специализированных станках.
Особенности колес у поезда
На ободке изделия, в направлении к внутренней части железнодорожного полотна, есть выступающий гребешок. Он необходим для безопасности пассажиров, так как предотвращает схождение состава с рельсов. Он особенно необходим тогда, когда рельсы проходят в местах резких поворотов, круто изгибаются.
Для торможения предназначены тормозные колодки или тормозные диски. Самая популярная – пневматическая тормозная система, которая приводится в действие сжатым воздухом. Когда состав начинает останавливается, он нажимает на поршень и передает давление от диска к колодкам. Так и происходит торможение.
К надежности колес поезда всегда выдвигаются особые, очень жесткие требования. Поэтому их выпускают и ремонтируют в строгом соответствии к основным технологическим процессам и стандартам. Каждое готовое изделие проходит проверку и тестирование.
Колесная пара: устройство, вес, типы и виды неисправностей
Колесная пара — состоит из оси, соединенной с колесным центром и зубчатыми колесами тяговой передачи, которые вращаются как единое целое. На колесные центры закреплены бандажи, которые на локомотивах сменные, а на вагонах, как правило колеса цельнолитые. Такая конструкция позволяет выдерживать пробег в несколько сотен тысяч километров при условии своевременной замены бандажей, профилактике зубчатой тяги и нужного типа рельс.
Меню страницы:
Прохождение кривых большого радиуса (порядка 500 м или более) выполняется из-за разницы диаметров колес вдоль окружностей колеса, которая возникает, когда колесная пара смещается по всей траектории. Это различие характеризуется тем, что плоскость колес (профиль колеса) является не цилиндрической, а конической формы: диаметр обода колеса снаружи меньше, чем изнутри, что с учетом профиля поверхности рельса позволяет колесной паре смещаться от центра рельса к внешней стороне поворота. Это позволяет переключаясь на разные колеса во время движения поезда. Движение колесной пары по на стрелочных переводах, где радиус дуги гораздо меньше, осуществляется за счет наличия гребней на колесах. Поверхность рельса и гребня внешнего колеса контролируется силами, возникающими в результате движения колесной пары и контакта внутренней боковой поверхности рельса. При движении состава по прямой гребни колёс выполняют стабилизирующую функцию для поддержки прямолинейного направления движения.
Во время движения поезда между колесом и рельсом наблюдаются микродеформации, за счет того что металл не является сверх плотным. Это создает постоянное нарастание силы скрепления колеса и рельса, во время увеличения скорости и увеличения сил трения. Существуют системы из пары колёс, позволяющих вращаться с разными относительными скоростями. Такие колеса не являются колесными парами и применяются исключительно в мало скоростных подвижных составах.
Как устроен поезд
Что такое поезд вообще? Это ряд вагонов без двигателя, тянет которые по рельсам локомотив. Он же движется за счет мотора – электрического или комбинированного (дизеля и электродвигателя). Один локомотив может тянуть несколько десятков вагонов. Когда одного локомотива недостаточно, то состав тянет пара или даже несколько пар электровозов или локомотивов. По теме мы уже писали здесь /sovety/poezd/kak-ustroeny-poezda.
Какие бывают моторы у локомотива?
Почему у поезда стучат колеса?
Рельсовое полотно состоит из отдельных отрезков рельс в 25 метров каждый. Между ними есть небольшой зазор, он необходим потому, что в летнюю жару металл имеет свойство расширяться, а в зимние холода наоборот сужаться. И данные зазоры обеспечивают подвижность металла без ущерба его эксплуатации.
Характерный стук колес получается от того, что вагону приходится «запрыгивать» на следующий отрезок рельса, ведь край рельсы, когда на нее наезжает колесо поезда, под весом состава слегка прогибается.
Стук повторяется в определенной последовательности, которая зависит от веса состава и его скорости.
В странах, где резкие перепады температур совсем незначительны, рельсы укладываются без зазора и колеса вагона едут по ним без стука.
Почему нумерация вагонов в поезде не всегда “с головы” и какие вагоны бывают
Обычно «голова едет впереди» в тех составах, которые двигаются из начальной станции. И наоборот – при отправке из конечной. Но по дороге направление может несколько раз меняться, и локомотив оказывается то с одного, то с другого конца состава. А на станции Киев-пассажирский привычная фраза «нумерация с головы (или хвоста)» теперь заменена новыми ориентирами – восточным или западным направлениями.
Так что, для того, чтобы разобраться откуда начинается нумерация, следует внимательно слушать, что говорит “тетка, которая объявляет о прибытии поезда”.
Как расположены вагоны и можно ли садиться не в свой вагон
Плацкартные вагоны всегда находятся по краям состава, а купейные, СВ и вагон-ресторан – в центре поезда. То есть, если вы купили билет в купейный вагон, вам стоит сразу направляться в центр состава.
А на станциях, где небольшое время остановки, вы можете садиться в ближайший вагон, а затем пройти в свой уже в движущемся поезде. Немного из истории поездов здесь /sovety/poezd/kogda-poyavilis-poezda.