Современный троллейбус: описания устройства и принципа работы

Миллионы людей каждый день пользуются троллейбусом — экологически чистым, комфортабельным и динамичным видом городского пассажирского транспорта. Однако с историей создания, устройством, принципом работы его основных систем и эксплуатацией знакомо очень небольшое число людей. А ведь троллейбус является по своей сути электромобилем, а значит — транспортным средством будущего. И устройство его довольно интересное с технической точки зрения, но, в то же время, сложное и многокомпонентное. Именно с кратким описанием устройства и принципом работы современного троллейбуса мы ознакомим нашего читателя.

С самого момента появления и по сегодняшний день развитие отечественного городского электрического транспорта, в частности троллейбуса, практически не останавливалось. И теперь на современных троллейбусах можно проехаться не только в Киеве, Минске или Москве, а и в большинстве остальных городов Беларуси, России и Украины, имеющих троллейбусное движение. Современный троллейбус имеет низкопольный кузов, экономную компактную бесконтактную систему управления на полупроводниковых приборах с микропроцессорным управлением, хорошие динамические характеристики, пневматическую подвеску с электронным управлением, систему ABS, электронную информационную систему. Есть и целый ряд дополнительных опций, среди которых автономный ход, создание микроклимата в кабине водителя и пассажирском салоне и т. п. Одним словом, современный троллейбус отвечает практически всем предъявляемым на сегодняшний день требованиям, в том числе требованиям к безопасности, экономичности, комфортабельности. Однако путь к такому троллейбусу был довольно долгим, особенно если сравнить первые троллейбусы «Лазарь Каганович» (ЛК) и ЯТБ с троллейбусами марок БКМ, «Богдан», ЛАЗ, МАЗ, ТролЗа, «Электрон» и др. Также необходимо отметить, что конструкция троллейбуса во многом (кузов, ходовая часть) зависела от развития автобусов, которые были всегда немного впереди. В современных экономических условиях большинство троллейбусов разработано на базе низкопольных автобусов (например, Богдан-Е231, ЛАЗ-Е183, МАЗ-203Т, ЮМЗ-Е186 и др.). Однако такие троллейбусы, как АКСМ-321, ТролЗа-5265, Электрон-Т191, создавались как троллейбусные машины изначально. Практически каждый стандартный 12-метровый двухосный троллейбус имеет свою шарнирно-сочлененную версию, унифицированную по кузову, узлам и агрегатам с базовой моделью.

На просторах бывшего СССР странами, лидирующими в области троллейбусостроения, являются Беларусь, Россия и Украина. В Беларуси троллейбусы выпускаются заводом «Белкоммунмаш» (Минск) и предприятием «Этон» (Жодино) в совместном производстве с Минским автомобильным заводом. Необходимо отметить, что именно в Беларуси появились первые низкопольные троллейбусы среди стран СНГ — в 1998 г. был построен первый экземпляр шарнирно сочлененного АКСМ-333 («Белкоммунмаш»), а в 1999-м появился двухосный МАЗ-103Т. В Украине первым «низкопольником» стал днепропетровский ЮМЗ-Е186, построенный в 2003 г., а в России — ТролЗа-5265 «Мегаполис», увидевший свет в 2005-м. К основным российским троллейбусным заводам относятся: ТролЗа (бывший Троллейбусный завод им. Урицкого, Энгельс), Сокольнический вагоноремонтно-строительный завод (СВАРЗ, Москва), «Транс-Альфа» (ранее Вологодский механический завод). Троллейбусы украинского производства выпускают: Автосборочный завод № 1 (Луцк, корпорация «Богдан-моторс»), Львовский автобусный завод, совместное предприятие «Электронтранс» (Львов), Черниговский и Бориспольский автозаводы (корпорация «Эталон), Южный машиностроительный завод (Днепропетровск). Все эти предприятия предлагают городам современные низкопольные троллейбусные машины различной комплектации и вместимости. Наиболее передовыми современными троллейбусами производства стран СНГ на данный момент являются: АКСМ-420 «Витовт», ПКТС-6281 «Адмирал», Электрон-Т191.

Все троллейбусные системы бывшего СССР имеют в троллеях рабочее напряжение 550 В постоянного тока (DC — Direct Current). Современные тяговые приводы позволяют развивать скорость свыше 60 км/ч с полной нагрузкой на ровном участке дороги. Однако, в связи с ограничением скоростного режима в городах, тяговые приводы не позволяют развивать скорость более 65 км/ч. Троллейбус обладает достаточной маневренностью, ведь допустимое отклонение от контактной линии в каждую сторону составляет до 4,5 м. Основными элементами троллейбуса являются: кузов, тяговый электродвигатель, тяговый привод или система управления, подвеска, ведущий мост и управляемая ось, рулевое управление, тормозная система, пневматическое оборудование, вспомогательное высоковольтное электрическое оборудование, низковольтное оборудование, колеса и шины.

Кузов

Кузов служит основой, на которую навешиваются все составляющие части троллейбуса. В кузове размещается помещение для пассажиров и кабина водителя, а также отдельные устройства и приспособления (уголки, кронштейны) для размещения различной аппаратуры, агрегатов и других элементов троллейбуса. К кузовному оборудованию относят: наружную и внутреннюю обшивку, пол, потолок, сиденья, поручни, служебные люки (наружные, внутренние в полу — для обслуживания агрегатов троллейбуса, потолочные — для естественной вентиляции), лобовые и салонные стекла, пассажирские и служебные двери, лестницу на крышу, диэлектрическое покрытие на крыше, передний и задний бамперы, зеркала обзора заднего вида, штангоуловители, декоративные профили. Также важным элементом современного троллейбуса является выдвижной или откидной трап-пандус для людей с ограниченными физическими возможностями.

Троллейбусы имеют цельносварной самонесущий кузов вагонного типа с усиленной нижней частью (основанием кузова). Главным отличием современных троллейбусов является низкопольный кузов, т. е. на входе отсутствуют ступеньки и по всей длине салона уровень пола одинаковый (не считая надколесных куполов и отсеков для оборудования). В связи с этим практически все оборудование размещается на крыше, в специальном отсеке в задней части троллейбуса, а также во внутренних отсеках, образованных на стыке крыши и боковин. Основной материал для кузовов — закрытый и открытый профили (например, квадратные и прямоугольные трубы, швеллер и др.), из которых сначала делают отдельные элементы кузова (основание, боковины, крышу), которые потом соединяют в единое целое свариванием.

Негодный кузов — главная причина списания троллейбуса. Если любой узел или агрегат троллейбуса можно капитально отремонтировать или заменить на новый, то кузов имеет свой ресурс, после выработки которого он просто не подлежит восстановлению. Основные причины прихода кузова в негодность – коррозия металлических элементов, накопление усталостных трещин; как следствие – разрушение несущих частей кузова. Поэтому прочный и защищенный от коррозии кузов — залог длительной эксплуатации троллейбуса. Для этого применяется целый ряд мер, в частности — изготовление кузова из низколегированных сталей, устойчивых к коррозии, качественная обработка кузова грунтовками, установка внешних элементов обшивки из оцинкованных стальных листов и легких стеклопластиковых панелей, надколесных куполов — из листовой нержавеющей стали, установка стекол методом вклеивания. К слову, клееное остекление делает кузов также более прочным и жестким, чем окна на резиновых профилях.

Тяговый электрический двигатель

Тяговый электродвигатель (ТЭД) является силовым агрегатом троллейбуса и предназначен для создания тягового усилия, с помощью которого движется троллейбус. Конструктивно ТЭД постоянного тока состоит из остова (цилиндрического или многогранного), якоря с коллектором, главных и дополнительных полюсов, щеточных аппаратов с графитовыми электрощетками, вентилятора для охлаждения, подшипниковых щитов с подшипниками. Подавляющее большинство троллейбусных ТЭД постоянного тока последовательного (сериесного) или смешанного (компаундного) возбуждения. ТИСУ и ТрИСУ работают только с тяговыми двигателями последовательного возбуждения. На современных отечественных троллейбусах «Богдан», ЛАЗ, ЮМЗ с тяговыми преобразователями постоянного тока установлен ТЭД производства харьковского завода «Электротяжмаш» последовательного возбуждения ЭД-139А (140 кВт), на белорусских и российских машинах — ТЭД последовательного возбуждения ДК-211БМ (170 кВт) производства завода «Динамо» (Москва). Тяговые двигатели являются довольно внушительными электрическими машинами. Например, масса тягового двигателя ЭД-139А составляет 750 кг, рабочий ток — 280 А, частота вращения — 1 650 об/мин, момент на валу — 810 Нм.