По улице с шумом и звоном мчится трамвай. Грохочут стальные
колеса, дребезжат тележки, лязгают буфера. Но вот трамвай дошел до поворота, и
все эти звуки покрывает пронзительный и разноголосый визг колесных реборд,
трущихся о рельсы. А когда, наконец, миновав поворот, трамвай благополучно
удаляется, на смену ему появляется другой, и улица снова оглашается лязгом и
звоном.
*
Ученые, изучающие воздействие шума на деятельность
человеческой нервной системы, установили, что с увеличением шума выше
определенного предела утомляемость человека быстро возрастает, а
работоспособность его падает. Недаром поэтому люди, живущие на улицах, по
которым проходит трамвай, часто жалуются, что из-за шума им трудно работать или
заниматься.
С трамвайным шумом можно успешно бороться. Для этого нужно полностью изменить конструкцию вагона, по возможности облегчить его вес, устранить всякое дребезжание отдельных деталей, ввести массивные звукопоглощающие резиновые прокладки между рессорами и кузовом, между ободами колес и колесными центрами и т. д. Но даже при успешном разрешении этой задачи не все присущие трамваю недостатки ликвидируются.
Трамвай ходит по рельсовым путям и никуда сойти с них не
может. Застрянет ли на путях неисправный вагон или какой-нибудь посторонний
экипаж загородит дорогу — движение по всей линии приостанавливается, и
создается трамвайная «пробка». Вагоны беспомощно выстраиваются друг за другом,
так как не могут объехать неожиданное препятствие. Весь график движения
расстраивается, и рассасывание образовавшейся «пробки», как хорошо известно
каждому трамвайному пассажиру, происходит медленно и с большими трудностями.
Наконец, у трамвая, с точки зрения пассажира, есть еще один
недостаток. Будучи связан с рельсами, он не может подъезжать к тротуару, и
поэтому высадка и посадка пассажиров происходят на площадях, расположенных
посредине улицы. Но для того чтобы попасть с тротуара на площадку или обратно,
пассажиры должны пересечь мостовую. При современном развитии автотранспорта
такое хождение по мостовой не способствует безопасности уличного движения.
Статистика показывает, что большое количество несчастных случаев происходит
именно тогда, когда пассажиры садятся в трамвай или выходят из него.
*
Как сделать такой трамвай, который работал бы бесшумно, не
создавал «пробок», мог маневрировать и подъезжать к самому тротуару для посадки
и высадки пассажиров и при всем том был бы достаточно экономичен?
Разрешить эту задачу помог не кто иной, как главнейший
конкурент трамвая — автобус. Автобус работает почти бесшумно (за исключением
момента переключения скоростей), может хорошо маневрировать, объезжать
препятствия и подъезжать к самому тротуару, но зато он обладает некоторыми
другими недостатками, от которых свободен трамвай.
Каковы недостатки автобуса?
Прежде всего автобус потребляет дорогое топливо. Двигатель
внутреннего сгорания работает на бензине или на нефти. И нефть и, особенно,
бензин обходятся значительно дороже, чем электрическая энергия. Но и с точки
зрения комфорта автобус оставляет желать лучшего. Двигатели внутреннего
сгорания, в особенности работающие на нефти, загрязняют городской воздух
продуктами сгорания, обладающими весьма неприятным запахом. Работа двигателя
внутреннего сгорания часто сопровождается вибрацией, утомляющей пассажиров.
Наконец, на больших мощных автобусах механическое переключение скоростей
сопровождается резким шумом, толчками и рывками, которые ухудшают эксплуатационные
качества автобуса.
Очевидно, что, если бы автобус имел электрический двигатель
вместо двигателя внутреннего сгорания, он стал бы экономичнее и
комфортабельнее, — он приобрел бы лучшие качества трамвая, будучи свободным от
его недостатков. Так родилась идея троллейбуса, т. е. автобуса с электрическим
приводом, работающим от контактного провода.
*
Троллейбус не нуждается в рельсах. Он ходит по асфальту или
брусчатке. У него такой же легкий кузов, такие же колеса с баллонами и такое же
рулевое управление, как у автобуса. Его электрический мотор помещен на шасси
под кузовом и соединен с задними полуосями при помощи карданного вала и
дифференциала.
 |
| Троллейбус не нуждается в рельсах. Он ходит по асфальту или брусчатке. В отличие от трамвая троллейбусу нужны два контактных провода, а не один. |
Так же, как и трамвай, троллейбус нуждается в контактном проводе, но в отличие от трамвая троллейбусу нужны два контактных провода, а не один. Это и понятно: в трамвае ток из контактного провода поступает через токоприемник в мотор, а оттуда, через колеса, в рельсы, таким образом в трамвае рельсы являются обратным (вторым) проводом; троллейбус же ходит не по рельсам и изолирован от земли резиновыми шинами, поэтому приходится протягивать второй контактный провод, а на крыше троллейбуса устанавливать два токоприемника. Путь электрического тока при этом получается такой: электрическая станция, первый контактный провод, первый токоприемник, мотор, второй токоприемник, второй контактный провод, электрическая станция.
 |
| В трамвае электрический ток из контактного провода поступает через токоприемник в мотор, а оттуда через колеса в рельсы. |
 |
| В троллейбусе электрический ток из первого контактного провода поступает через первый токоприемник в мотор, а оттуда через второй токоприемник во второй контактный провод. |
Троллейбусные токоприемники представляют собой длинные
тонкие штанги, на верхних концах которых укреплены контактные ролики. Штанги
сделаны из тонкостенных стальных труб и могут поворачиваться на шарнирах вверх,
вниз, вправо и влево. Контактный ролик тоже поворачивается во всё стороны и сам
устанавливается в таком положений, при котором может свободно катиться по
контактному проводу. Специальные пружины все время стремятся поднять штангу
кверху и прижимают ролик к проводу. Ролик имеет по окружности желобок глубиной
15—20 мм, так что он не соскакивает с контактного провода даже тогда, когда
троллейбус отходит в сторону на 3—4 м.
Каждый раз, когда движущийся троллейбус отклоняется вправо
или влево, оба токоприемника поворачиваются на некоторый угол. При больших
скоростях троллейбуса эти повороты токоприемников происходят также с большой
угловой скоростью. Тяжелый токоприемник обладал бы большой инерцией и поэтому
при поворотах часто соскакивал бы с контактного провода, так как он
удерживается на нем только закраинами ролика; поэтому троллейбусный
токоприемник делается по возможности более легким, на шариковых или роликовых
подшипниках, а давление его на контактный провод устанавливается довольно
большим.
Таким образом, троллейбус может свободно маневрировать в
пределах полосы 6—7 м, а на малых скоростях — и 8— 9 м. Этого вполне
достаточно, чтобы объехать препятствие или подъехать вплотную к тротуару.
Ремонт мостовой тоже не служит препятствием для работы троллейбуса, потому что
ремонт можно производить частями — не по всей ширине мостовой одновременно.
Если троллейбус испортился и не может ехать дальше, то для того, чтобы не
задерживать движение, нужно только опустить его токоприемники — освободить
провода, — и тогда идущие сзади троллейбусы свободно смогут его объезжать.
Если токоприемник соскакивает на ходу, то специальная
сигнальная лампочка дает знать об этом водителю, и он немедленно останавливает
машину. Это нужно сделать потому, что соскочивший токоприемник может с силой
ударить по контактным проводам и оборвать их. У некоторых американских
троллейбусов есть специальное приспособление, которое автоматически «ловит»
соскочивший токоприемник и оттягивает его вниз, так что он не может ударить по
проводу. Устроено оно так. Веревка от токоприемника идет к маленькому
барабанчику, расположенному на задней стенке кузова. Барабанчик имеет две
пружины: одну слабую и одну сильную. Сильная пружина постоянно заведена и
заперта на защелку, поэтому нормально она не влияет на работу барабанчика. Если
же ее освободить, то она быстро и с большой силой начинает вращать барабанчик,
наматывая на него веревку токоприемника и оттягивая последний в самое низкое
положение. Слабая пружина работает все время, заставляя барабанчик то
подтягивать, то отпускать веревку в зависимости от положения токоприемника.
Усилие она создает очень небольшое и работе токоприемника поэтому не мешает, но
благодаря ей веревка находится все время в слегка натянутом состоянии. До тех
пор, пока токоприемник скользит по контактному проводу, ничто не мешает ему
подниматься и опускаться в тех пределах, в которых поднимается и опускается сам
контактный провод. Но если токоприемник соскакивает, верхний конец его сразу
поднимается кверху и резко дергает за веревку, заставляя барабанчик быстро
повернуться на два-три оборота. При этом приходит в действие центробежный
механизм и освобождает защелку сильной пружины, которая немедленно приводит
барабанчик в обратное вращение и навивает на него веревку, оттягивая токоприемник
вниз до отказа.
Существует еще несколько видов «ловителей» токоприемника. У
некоторых из них для навивки веревки применяется не пружина, а маленький
электромотор, но все они используют первое резкое движение вверх соскочившего
токоприемника, для того чтобы пустить в ход оттягивающий механизм.
*
Для включения и выключения электрического мотора, замыкания
пусковых сопротивлений и прочих операций, связанных с пуском и регулированием
скорости, служит аппарат, называемый контроллером. На троллейбусе нельзя
использовать такой контроллер, какой применяется на трамвае. От водителя
троллейбуса нельзя требовать таких, сравнительно больших, физических усилий,
какие нужны для управления контроллером трамвайного типа. Руки водителя все
время заняты рулевым колесом, а внимание его и без того напряжено и направлено
одновременно на наблюдение за дорогой и за контактным проводом. Поэтому
троллейбусный контроллер должен быть особенно легко управляем и, кроме того,
должен быть приспособлен для управления от ноги. Такой контроллер называется
педальным. Контакты его не включены непосредственно в цепь мотора, как это
сделано в трамвайном контроллере, они лишь включают и выключают катушки
специальных электромагнитных аппаратов-контакторов, а уже контакторы включают и
выключают мотор, закорачивают пусковое сопротивление и выполняют все прочие
функции по управлению мотором. Токи, которые протекают по катушкам контакторов,
очень малы — они равны лишь десятым долям ампера, — и поэтому контакты
троллейбусного контроллера тоже малы и не требуют большого нажатия. Вот почему
и сам контроллер получается легко управляемым и настолько малым, что может
целиком поместиться под креслом водителя. Педаль контроллера имеет пружинное
возвращающее устройство. Когда водитель нажимает на педаль, маленькие контакты
контроллера замыкаются и по очереди включают соответствующие контакторы, мотор
начинает вращаться, и тем быстрее, чем дальше продвинута педаль.
 |
| Схема включения мотора. Когда контакты контроллера замыкаются, ток проходит по катушке электромагнита, якорь притягивается к сердечнику, контакты контактора замыкаются и мотор включается. При выключении контроллера якорь отпадает и мотор выключается. Ток мотора 100—200 ампер; ток катушки контактора всего лишь 0,1—0,2 ампера, поэтому контакты контроллера могут быть очень малы. |
Когда водитель отпускает ногу, пружинное устройство возвращает педаль в первоначальное положение, и мотор выключается.
*
На наших, советских троллейбусах мотор устроен так, что его
можно использовать как электрический тормоз при обратном ходе педали. Когда же
педаль доходит до своего крайне-верхнего положения, мотор окончательно
выключается. Такой электрический тормоз дает большое преимущество в
эксплуатации, особенно там, где приходится часто и интенсивно тормозить. Как
известно, нормальный пневматический тормоз, применяемый на автобусах и
троллейбусах, действует на тормозные барабаны, составляющие одно целое с
колесами. Тормозные колодки расходятся в стороны, прижимаются к внутренним
стенкам барабанов и создают тормозное усилие. Но при этом они сильно
изнашиваются, а тормозные барабаны и колеса нагреваются. В жаркую погоду при
интенсивном торможении нагрев колес достигает иногда такой величины, что резина
камер ссыхается, трескается, и через два-три дня работы троллейбус выходит из
строя. Электрический тормоз свободен от этого недостатка, потому что он
воздействует не на колеса, а через мотор на трансмиссию.
При электрическом торможении на больших скоростях (свыше 20
км/час) троллейбус отдает электрическую энергию обратно в сеть (рекуперирует).
Этим создается экономия электроэнергии, снижаются эксплуатационные расходы.
*
Троллейбус, как и всякий другой экипаж, служащий для
массового городского транспорта, должен перевозить пассажиров быстро, удобно и
в большом количестве. Читателю может показаться, что чем большую скорость
способен развивать данный экипаж, тем быстрей он будет перевозить пассажиров.
Но это не совсем так. В условиях городского движения, где пуск и остановки
происходят очень часто, наибольшая скорость, которую вообще может развить
данный экипаж, сама по себе ничего не дает. Нужно еще, чтобы эту скорость можно
было быстро набирать и сбрасывать, т. е. нужно иметь большое ускорение и
замедление. Иначе экипаж никогда не успеет дойти до высокой скорости между
остановками, и средняя скорость сообщения будет мала.
Поясним это примером. Курьерский поезд, развивающий очень
большую скорость (80—100 км/час), имеет сравнительно маленькое ускорение и
разгоняется медленно. Вообразим, что его пустили по городским улицам и
заставили останавливаться у каждой трамвайной остановки и у каждого светофора.
Ясно, что в таких условиях ему просто не удастся реализовать своих
возможностей, и его средняя скорость сообщения будет меньше скорости пешехода.
В то же время трамвай, максимальная скорость которого не превосходит 35—40
км/час, может в этих условиях дать среднюю скорость 15—16 км/час. Поэтому для троллейбуса,
так же, как и для трамвая, автобуса и автомобиля, важно иметь не только большую
скорость, но и большое ускорение.
*
Известно, что между силой, приложенной к телу, его массой и
ускорением, которое тело приобретает под действием этой силы, существует
простая связь, выражающаяся формулой:
\(j=\frac Pm\)
\(P\) — сила, приложенная к телу,
\(m\) — масса тела.
Чем меньше \(m\), тем больше \(j\) при данном \(Р\). Чем
легче экипаж, чем меньше его масса, тем большее ускорение он получит при одном
и том же усилии, развиваемом двигателем. Поэтому современный троллейбус делают
так, чтобы по возможности уменьшить мертвый вес машины, т. е. вес машины без
пассажиров. Для этой цели применяют специальные стали, легкие металлы и т. д. С
другой стороны, желательно по возможности увеличить вместимость троллейбуса. Но
при этом возрастают размеры троллейбуса и его вес. Кроме того, большая длинная
машина неповоротлива и затрудняет уличное движение. В поисках более правильного
разрешения этой задачи — сочетания малого веса, большой вместимости и
поворотливости — некоторые строители пришли к такой непривычной еще для нас
конструкции, как двухэтажный троллейбус. Действительно, двухэтажный троллейбус
вмещает почти что двойное количество пассажиров при очень незначительном
увеличении мертвого веса. Самая тяжелая часть — шасси — остается такой же, как
у одноэтажной машины, и увеличение веса происходит лишь за счет легкого
перекрытия между первым и вторым этажами и легких стенок второго этажа.
Длина двухэтажного троллейбуса также невелика, и поэтому он
может хорошо маневрировать на улицах с оживленным движением.
*
Иногда необходимо передвинуть троллейбус на небольшое
расстояние, не пользуясь контактным проводом. Это бывает при маневрах, переходе
с одной контактной линии на другую, поворотах на 180°, которые нельзя сделать,
не снимая токоприемника с проводов (если на линии нет кольца), и вообще в тех
случаях, когда нужно по условиям эксплуатации отойти от контактного провода
больше чем на 4—4,5 м. Некоторые троллейбусы имеют для этой цели электрическую
батарею. Нормально такая батарея заряжается маленьким мотор-генератором и
работает только на освещение, но в случае необходимости токоприемники
опускаются, мотор переключается, на батарею, и в таком состоянии троллейбус
может — правда, не очень долго — передвигаться «за счет своих собственных
ресурсов».
Иногда условия эксплуатации троллейбуса таковы, что ему
приходится ездить и за городом, и в городе. Тянуть электрическую проводку
далеко за город не всегда выгодно, потому что при сравнительно редком
загородном движении экономия на стоимости электроэнергии может не оправдать
капитальных затрат на проводку и подстанции. В этих условиях иногда
предпочитают иметь так называемые троллей-автобусы, которые имеют и двигатель
внутреннего сгорания, и электрический мотор. За городом они работают на жидком
топливе, а в городе — от контактного провода. Такие машины особенно
распространены в Америке.
*
Тенденции развития уличного транспорта в современных крупных городах таковы, что, по крайней мере в центральной части городов, трамвай старого типа все больше и больше уступает место безрельсовому транспорту — автомобилю, автобусу и троллейбусу. В наших крупных городах троллейбусы уже стали обычным явлением. В течение последних лет наша промышленность выпустила несколько сотен троллейбусов, и в дальнейшем выпуск их еще больше возрастет. Недалеко то время, когда троллейбус станет одним из наиболее распространенных и удобных средств надземного сообщения в социалистических городах нашего Союза.
Комментариев нет:
Отправить комментарий