Вагоны типа 81-718 / 81-719
Конструкция вагонов метро моделей 81-718 (головной, с кабиной управления) и 81-719 (промежуточный, без кабины управления) с тиристорно-импульсной системой управления (ТИСУ) тяговыми двигателями была разработана в 1990 году АО «Метровагонмаш» совместно с АЭК «Динамо».
За основу был взят слегка доработанный кузов вагонов 81-717.5 / 81-714.5 (отсутствуют вентиляционные черпаки на крыше, изменена компоновка кабины управления и салона, и др.), на который было установлено новое электрооборудование, за основу для создания которого использованы прошлые наработки по опытным вагонам типа И (например, ТИСУ, принудительная вентиляция салона, пульт управления и др.).
В том же году был изготовлен опытный пятивагонный поезд (0250-0700-0701-0702-0251), который прошел всесторонние испытания на Харьковском метрополитене, и в 1992 г. межведомственной приёмочной комиссией рекомендован к серийному производству.
Применение новых конструктивных решений на вагонах типа 81-718 / 81-719 позволяет достичь высоких показателей экономичности и надёжности. Так, экономия электроэнергии за счет снижения потерь на тяге и рекуперации электроэнергии при торможении составила до 20%, надёжность увеличилась в 2 раза, эксплуатационные расходы на ремонт и содержание электрооборудования снизились в 1,8 – 2 раза, существенно повысились динамические показатели вагонов, улучшилась комфортность салона и кабины машиниста.
Основные отличия в конструкции вагонов 81-718 / 81-719 от предыдущих типов:
– наличие комплекса «Импульс» с тяговым тиристорно-импульсным электроприводом постоянного тока, который обеспечивает автоматический безреостатный пуск, автоматическое регулирование возбуждений, следящее рекуперативно-реостатное торможение, автоматическое замещение электрического торможения пневматическим, совместную работу с системами безопасности движения и автоведения, управление вагонами с использованием кодовой телемеханической системы передачи информации поездного управления, имеющей встроенную систему технической диагностики;
– тяговый двигатель повышенной мощности;
– микроэлектронная система управления;
– гальваническая развязка сигналов управления;
– камерное расположение электрооборудования.
– автономная система резервного управления поездом;
– принудительная потолочная механическая вентиляция салона;
– люминесцентные светильники со встроенными преобразователями, расположенные в два ряда над сиденьями салона;
– изменённая компоновка кабины управления, оборудованная новой аппаратурой;
– усовершенствованная конструкция тележки, других узлов и систем.
– модульность узлов и аппаратов комплекта электрооборудования;
Основные преимущества:
– безреостатный пуск и рекуперативно-реостатное торможение;
– сокращение времени разгона до скорости 60 км/ч на 3 с, до скорости 80 км/ч на 15 с;
– уменьшение длины тормозного пути на 25 м при торможении со скорости поезда 90 км/ч;
– увеличение максимальной скорости движения с 50 до 54 км/ч на перегоне длиной 1700 м, стоянке 25 с;
– уменьшение расхода электроэнергии на 3% без учета рекуперации и до 28% с ее учетом;
– повышение в 2,16 раза величины наработки на отказ комплекта электрооборудования;
– уменьшение времени обслуживания и ремонта вследствие повышения надёжности за счет исключения изнашиваемых элементов, применения технической диагностики и увеличения межремонтных пробегов в 1,8-2 раза;
– увеличение запаса времени на нагон на 8 с или увеличение скорости движения с 45 до 48 км/ч при одинаковом запасе времени на нагон, равном 13 с;
– бестоковая коммутация силовых контакторов;
– уменьшение в 100 раз мощности цепей управления, улучшение их защиты;
– применение электродинамического торможений в качестве тормоза безопасности в совокупности с сокращением тормозных путей;
– уменьшение на 6% средней продолжительности проезда пассажиров на метрополитене за счет увеличения скорости движения.
Общая характеристика
Вагоны типа 81-718 / 81-719 являются моторными, все оси ведущие, они рассчитаны на работу по системе многих единиц и могут эксплуатироваться в составе поезда с числом вагонов до восьми. Основное предназначение – работа на подземных трассах метрополитена с возможностью кратковременного выхода на поверхность. Вагоны питаются от контактного рельса напряжением 750 В постоянного тока. Каждый вагон оборудован четырьмя тяговыми электродвигателями с самовентиляцией.
Приоритетным тормозом на вагонах является электродинамический резисторный тормоз, осуществляющий торможение с максимальной скорости 100 км/ч до 8 км/ч с дальнейшим автоматически вступающим в действие пневматическим тормозом замещения.
Все колёса вагонов снабжены пневматическим колодочным двусторонним тормозом с пневмоприводом от индивидуальных тормозных цилиндров, два из которых конструктивно объединены в блок-тормозы с пружинным аккумулятором и используются в качестве стояночного тормоза.
Пневматический тормоз автоматически вступает в действие при отказе электродинамического резисторного тормоза, может осуществлять служебное или экстренное торможение. Эффективность действия тормозов не зависит от степени загрузки вагонов благодаря наличию авторежимного устройства.
Каждый вагон имеет никель-кадмиевую аккумуляторную батарею ёмкостью 80 А/ч, напряжением 70 В. Зарядка аккумуляторной батареи производится от полупроводникового статического преобразователя. Питание тормозной системы, пневмопривода дверей и других механизмов сжатым воздухом осуществляется от мотор-компрессора производительностью 0,42 м3/мин, установленного на каждом вагоне.
Кузов вагона опирается на две двухосные, с двойным рессорным подвешиванием тележки. В подвешивании использованы комплекты спиральных циллиндрических пружин. В системе вторичного подвешивания встроены гидравлические амортизаторы гашения вертикальных и горизонтальных колебаний. Подвешивание тяговых электродвигателей опорно-рамное. Колёса цельнокатанной конструкции, с термообработанной поверхностью качения.
Кузов изготавливается из углеродистой стали, имеет цельносварную конструкцию с несущей листовой обшивкой. Кузов имеет антикоррозийное покрытие и шумоизоляцию. Вагоны оборудованы восемью двустворчатыми раздвижными дверями, по четыре с каждой стороны вагона для посадки-высадки пассажиров, одностворчатыми навесными дверями в торцах вагонов, боковой дверью для машиниста в головном вагоне. Привод раздвижных дверей пневматический, с централизованным электроуправлением из кабины.
Освещение пассажирских вагонов осуществляется с помощью люминесцентных светильников, расположенных под потолком салона в два ряда. Вагоны оборудованы принудительной механической вентиляцией с расположением вентиляционных агрегатов под потолком салона. Сиденья в пассажирском салоне полумягкие, на металлическом каркасе, с подушками из пенорезины, с покрытием из искусственной кожи.
Вагоны оборудованы комбинированными автосцепками, осуществляющими механическое сцепление вагонов между собой, а также соединение поездных проводов цепей управления и воздухопроводов.
Безопасность движения обеспечивается системой автоматического регулирования скорости, позволяющей осуществлять движение поездов с частотой до 45 поездов в час.
Пожаробезопасность вагонов обеспечивается как конструктивными мерами, так и наличием устройств пожаротушения. Конструктивной в вагонах в электрических проводах и аппаратах использются изоляционные материалы, не распространяющие горение.
Отделочные материалы (бумажно-слоистый пластик, винилискожа, линолеум, фанера и др.) применяются в трудногорючем или негорючем исполнении. Все вагоны оборудуются устройствами пожаротушения.
Кабина управления головного вагона оборудована двусторонней радиосвязью с диспетчерским пунктом, устройством автоматической трансляции объявлений с переключением на прямую передачу и дуплексным переговорным устройством машиниста с любым вагоном.
Техническая характеристика вагонов 81-718 / 81-719
Ширина колеи, мм – 1520
Длина вагона по осям автосцепок, мм – 19210
Длина кузова, мм – 18810
Ширина кузова, мм – 2700
Высота вагона от головок рельс, мм – 3662
База вагона, мм – 12600
Конструкционная скорость, км/ч
двигатели ДК117 – 90
двигатели ДК119 – 100
Мощность тяговых двигателей, кВт
ДК117 – 4x110
ДК119 – 4x140
Время разгона с максимальной нагрузкой, с, до скорости:
двигатели ДК117
30 км/ч – 11
60 км/ч – 22
80 км/ч – 40
двигатели ДК119
30 км/ч – 9
60 км/ч – 20
80 км/ч – 36
Среднее ускорение при разгоне, м/с2 – 1,2
Среднее замедление при торможении, м/с2 – 1,0
Тормозной путь со скорости 100 км/ч, м, при:
электродинамическом торможении – 414
экстренном торможении – 357
Удельный расход электроэнергии на тягу при максимальной нагрузке, скорости движения 48 км/ч, длине перегона 1700 м, стоянке 25 с, Вт-ч/т-км (без учета рекуперации) – 60,5
Удельный возврат электроэнергии рекуперации при наличии потребителей, % – 4-15
Минимальный радиус проходимых кривых на путях, м:
главных – 200
деповских – 60
Число посадочных мест
Вагон 81-718 – 40
Вагон 81-719 – 44
Общая вместимость вагона при плотности стоящих пассажиров 5-10 чел/м2, чел
Вагон 81-718 – 174-187
Вагон 81-719 – 308-330
Масса тары, т
Вагон 81-718 – 33,5
Вагон 81-719 – 32,5
Комплект электрооборудования для вагона с ТИСУ
Основные составные элементы комплекта, шт.:
Тяговые двигатели постоянного тока – 4
Преобразователь тяговый тиристорно-импульсный – 1
Комплектное устройство защиты силовой цепи – 2
Тормозные резисторы – 1
Блоки силовых конденсаторов – 2
Блоки фильтровых и сглаживающих реакторов – 2
Блок с силовой контактной аппаратурой – 1
Блоки со вспомогательной контактной аппаратурой – 2
Токоприемник – 4
Токоотвод – 4
Блок с аппаратурой бортового электроснабжения – 1
Блок управления вагоном – 1
Блок управления поездом (головной вагон) – 1
Контроллер управления (головной вагон) – 1
Основные технические показатели комплекта электрооборудования
Модель: 81-717 / 81-718
Номинальное напряжение, В:
на токоприемнике – 750
цепей управления – 75
Суммарная мощность тяговых двигателей в часовом режиме, кВт – 4x110 / 4x140
Пусковая мощность тягового привода (на валу двигателей), кВт – 560 / 700
Удельный расчетный расход электроэнергии на тягу при максимальной нагрузке, скорости движения 48 км/ч, длине перегона 1700 м, стоянке 25 с, Вт-ч/т-км (без учета рекуперации – 62,6 / 60,5
Удельный расчетный возврат электроэнергии при рекуперации, Вт-ч/т-км – 12,1
Расчетное время разгона поезда на горизонтальном участке при максимальной нагрузке, с, не более:
до скорости 60 км/ч – 21 / 18
до скорости 80 км/ч – 48, 40* / 33, 26*
* При напряжении сети 750, 825 В.
Расчетная длина тормозного пути на горизонтальном участке при служебном электродинамическом торможении и максимальной нагрузке, м, не более:
со скорости 100 км/ч – 330
со скорости 90 км/ч – 270 / 245
Максимальная расчетная скорость движения при длине перегона 1700 м, стоянке 25 с, км/ч – 50 / 54
Запас времени на нагон при максимальной нагрузке, скорости движения 48 км/ч, длине перегона 1700 м, стоянке 25 с, с – 6 / 13,7
Расчетная наработка на отказ комплекта электрооборудования, тыс. км, не менее – 54,57 / 117,56
Масса комплекта электрооборудования, т, не более – 5,6 / 5,8
Судьба вагонов
Всего в 1990-2004 гг. было выпущено 7 пятивагонных составов для Харькова и 5 четырёхвагонных составов для Ташкента. В 2004 году в Харьков поступило три пятивагонных состава для работы на новом участке Алексеевской линии со станциями «Ботанический сад» и «23 августа».
Один из новых поездов будет иметь отличную от других раскраску и дарственные надписи Харьковскому метрополитену – от президента Украины, министра транспорта и других высокопоставленных лиц.
В разное время на базе типа 81-718 / 81-719 были разработаны модификации: 81-718.0 / 81-719.0 (для Ташкентского метрополитена) и 81-718.2 / 81-719.2 (для Харьковского метрополитена).
Вагоны для Харькова
Тип 81-718 / 81-719
0250-0700-0701-0702-0251 (опытный) – 1990 г.в.
003-103-104-105-004 – 1993 г.в.
005-106-107-108-006 – 1995 г.в.
007-109-110-111-008 – 1995 г.в.
Примечание. Скорее всего, опытному составу предполагалось присвоить номера 001-100-101-102-002, в результате чего нумерация серийных вагонов идёт не сначала.
Тип 81-718.2 / 81-719.2
009-112-113-114-010 – 1998 г.в.
011-115-116-120-012 – 2003 г.в. (поступил 02.02.2004)
014-117-119-121-015 – 2004 г.в. (поступил 04.2004)
013-118-122-123-016 – 2004 г.в. (поступил 17.06.2004)
Вагоны для Ташкента, выпущены в 2001 г.
Тип 81-718.0 / 81-719.0
0001-0101-0102-0002
0003-0103-0104-0004
0005-0105-0106-0006
0007-0107-0108-0008
0009-0109-0110-0010
При подготовке материала использованы
Буклет «Вагоны метрополитена 81-718, 81-719» (АО «Метровагонмаш», 1993 год)
Журнал «Тяжёлое машиностроение» (№4, 1994 год)
Информация от Сергея Нечугуенко (Харьков)
Новости электронного издания «Медиа-Объектив» (Харьков)