Подвижной
состав метрополитена
Вагоны типа Д
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1. Особенности вагонов типа Д
Основной задачей, поставленной при проектировании вагонов типа Д, явилось стремление добиться значительных улучшений технико-эксплуатационных показателей подвижного состава: максимально уменьшить вес, повысить надежность работы оборудования, обеспечить снижение потребляемой электроэнергии и расходов на содержание вагонов.
При равных габаритах и вместимости с вагонами метрополитена прежнего выпуска новые вагоны облегчены на 7,5 т, или на 17%. Применение на вагонах опорно-рамной подвески тяговых двигателей с карданной передачей значительно улучшило условия работы самих двигателей и снизило динамическое взаимодействие вагона с рельсовым путем. Применение новой электрической схемы с групповым приводом системы проф. Л.Н. Решетова позволило значительно улучшить режимы работы вагона при пуске и электрическом торможении. Впервые введенная на отечественных вагонах комбинированная автосцепка, позволяющая соединять электрические и пневматические цепи вагонов, упростила формирование составов.
Облегчение вагона достигнуто как замечет применения опорно-рамной подвески тяговых двигателей, так и за счет снижения веса ряда элементов несущих конструкций и отделки вагона.
Так, по сравнению с вагоном типа Г вес четырех тяговых двигателей с подвеской снижен на 2,8 т, вес рам тележек на 1,0 т, вес обеих автосцепок на 0,4 т, мотор-компрессора на 0,35 т, осей колесных пар на 0,44 т и т. д.
Внешняя форма вагона, двери, арматура освещения, пол, вентиляция, буксовые подшипники, приборы пневматики и многие элементы электрического оборудования вагонов типа Д сохранены такими же, как и у вагонов типа Г. Основные данные вагона Д по сравнению с вагонами прежних типов приведены в табл. 1.
Общий вид вагона показан на рис. 1, а вид пассажирского помещения – на рис. 2.
По данным произведенных расчетов удельный расход электроэнергии для вагонов типа Д значительно ниже, чем для вагонов других типов. Так, на перегоне со средней длиной 930 м по сравнению с вагонами типа Б он ниже на 15-17%, а по сравнению с вагонами типа Г – на 7–10%. На перегоне со средней длиной 1250 м удельный расход электроэнергии для вагонов Д ниже, чем для вагонов Г, на 4-8%. Отсюда следует, что новые вагоны потребляют электроэнергии на 20-30% меньше, чем вагоны прежней постройки.
В табл. 2 приведен вес основных элементов оборудования новых вагонов по сравнению с соответствующими элементами вагонов других типов.
2. Габариты вагона
Условия движения подвижного состава вообще и в тоннелях в особенности требуют, чтобы подвижной состав имел размеры, не превышающие установленного габарита, т. е. предельного поперечного очертания.
Габарит вагона типа Д почти не отличается от габарита вагонов метрополитена прежних типов. Он показан в сочетании с габаритами тоннеля диаметром 5,1 м и приближения оборудования на рис. 3.
Диаметр тоннеля 5,1 м принят в настоящее время для постройки всех метрополитенов Советского Союза. Он дает возможность получить больший коэффициент заполнения подвижным составом свободного пространства, чем ранее строящийся тоннель диаметром 5,6 м, и в то же время позволяет разместить платформу для прохода обслуживающего тоннель персонала.
Однако в связи с уменьшением диаметра тоннеля на вагонах Д, по сравнению с вагонами метрополитена прежних типов, были изменены формы и размеры вентиляционных черпаков и частично форма крыши, что показано на рис. 4.
Необходимо отметить также, что в размерах по высоте вагоны типа Д могут иметь значительные отклонения в связи с применением глухого (нерегулируемого) люлечного и надбуксового рессорного подвешивания. Так, общая высота вагона по верхней точке крыши от уровня головки рельсов может доходить до 3710 мм
при сумме верхних допусков деталей подвешивания, а уровень пола может колебаться от 1199 мм при минимальных значениях допусков до 1259 мм.
Габарит подвагонного оборудования в различных сечениях рамы кузова приведен на рис 5
3. Данные по сопротивлению движению вагонов вагонов
Для определения удельного сопротивления движению вагонов метрополитена были проведены соответствующие испытания. Удельное сопротивление определялось методом выбега и подсчитывалось по формуле для вагонов типа Б
и для вагонов типа Г и Д по формуле
где ω – удельное сопротивление движению в кг/т;
υ1 – начальная скорость выбега в м/сек;
υ2 – конечная скорость выбега в м/сек;
t – время выбега в сек;
i – подъем (+) или уклон (–) в тысячных.
Коэффициенты 112 и 110 отражают разные коэффициенты инерции вращающихся масс, которые для порожних вагонов типов Г и Д составляют 1,1, а для типа Б – 1,08
Испытания производились в однопутном тюбинговом тоннеле с внутренним диаметром 5 600 мм, двухпутном тоннеле и на поверхности с двух-, четырех- и шестивагонными составами.
Удельное сопротивление определялось для скоростей от 5 до 70 км/ч при порожних вагонах и с нагрузкой на вагон 16 т.
Полученные при испытаниях величины удельного сопротивления движению вагонов при различных условиях приведены на рис. 6-11.
Из данных по удельному сопротивлению движению видно, что оно в зависимости от типа вагонов, нагрузки на вагон и скорости изменяется в пределах от 1,8 до 11 кг/т.
Для определённого типа вагонов удельное сопротивление тем больше, чем меньше вагонов в составе (особенно при больших скоростях); для легких и порожних вагонов удельное сопротивление движения возрастает интенсивнее, чем для тяжелых и груженых вагонов.
Вагоны типа Б имеют меньшее удельное сопротивление, чем вагоны типа Г, что объясняется разным количеством моторно-осевых подшипников и токоприемников. Разница в удельном сопротивлении между этими вагонами составляет примерно 0,8 кг/т.
Вагоны типа Д по отношению к вагону Г на малых скоростях имеют меньшее удельное сопротивление за счет отсутствия моторно-осевых подшипников. На больших же скоростях (выше 60 км/ч) удельное сопротивление вагонов Д становится большим за счет увеличения значения воздушного сопротивления.
В однопутном тоннеле удельное сопротивление движению вагонов больше, чем в двухпутном, на величину от 1,1 до 2 0 кг/т (соответственно для скоростей движения от 5 до 55 км/ч), а по отношению к движению на поверхности – от 0,3 до 3,0 кг/т для тех же пределов скоростей.