Что-то всё пишу я про матчасть да пишу, добрался уже до дифференциальной защиты... Это для тех, кто уже прочёл «Сто историй о подземном городе», «Профиль пути», «Как устроен и работает тепловоз» и даже «Общий курс железных дорог» — но ему всё мало, охота знать больше. Однако большинство людей задают вопросы попроще, хоть ответы на них по интернету и писаны уже тысячу раз. Что ж, напишу тысячу первый.
Итак, зачем локомотиву «руль»? Вот фото, регулярно вылезающее в поисковиках по запросам вроде «электровоз»:
2008-й год, я веду электровоз ВЛ80Р по Красноярску. В правой руке тормозной кран 254, о котором поговорим статьёй позже, а в левой — штурвал контроллера. Именно так правильно называется этот «руль». Им задаётся сила тяги электровоза, а при электрическом торможении — сила торможения. А вот штурвал в кабине тепловоза 2ТЭ116:
Думаю, многих умилил порядок в кабине — а всё потому, что эта машина не ходит по рукам, а на ней работают несколько постоянных бригад, и принадлежит она частному перевозчику — ООО «Трансойл»... Здесь контроллером задаются обороты дизеля, то есть по сути тоже сила тяги. Такой же контроллер стоит на внешне похожем, но совершенно другом внутри 3ТЭ10У:
Самый шикарный «руль» — пожалуй, у старичка Skoda 34E, он же ЧС2:
Посмотреть и послушать его можно в конце двух видео из серии «Эволюция ездового быка» — вот ссылки на первое (про ВЛ60К, ВЛ65 и ЧС2 малых номеров) и второе (про ВЛ80К малых номеров, ЭП1 и ЧС2 больших номеров).
Он тоже служит для управления тяговыми двигателями.
Под первой частью «ТЭДа» у меня вышел забавный диалог с забавным типом под ником Воргол Грунин. Вот ссылка, удалять комментарии и блокировать его, несмотря на троллинг, не стал — было интересно, что дальше будет, но рыбка, хе-хе, уплыла. И ладно, зато в этих комментариях можно вычитать ответ: штурвалом управляется контроллер машиниста.
Если вспомнить физику, то несложно понять, что поезд движется в одной координате — вперёд да назад. Даже на приборе КЛУБ-У окошко, где указано, на каком метре и километре находится локомотив, так и подписано — «Координата». Автомобиль — уже в двух, вперёд-назад и влево-вправо, у самолёта их и вовсе три — добавляется ещё вверх-вниз.
Поэтому у самолёта вся кабина, включая потолок и иногда задние стенки, утыкана органами управления, локомотив же обходится относительно несложным пультом — с помощью него машинист управляет силами тяги и торможения. А как локомотив держится в колее — в конце статьи.
Силами торможения обычно управляют с помощью тормозных кранов — они видны на фотографиях справа, силу тяги же регулируют контроллером. Он как педаль газа. На тепловозах, дизель-поездах и прочей технике с двигателем внутреннего сгорания контроллером задаются обороты дизеля, на электровозах и электропоездах — просто режим работы двигателей. И придумано контроллеров великое множество.
На относительно современном ЭП20 (выпускается всего лет 10 — куда ему до 60-летнего ЧС2) это просто палка на ровном месте, да и тормозные краны — тоже палки, только немного другой формы:
А на ВЛ11М, что в модификации М/5 выпускался в Грузии аж в начале XXI века, стоит контроллер в стиле steampunk, ведущий родословную аж с довоенных (1932 года) ВЛ19, даже ещё дальше:
Что на ЭП20, что на ВЛ11М контроллером включается не только тяга, но и электрическое торможение — когда электровоз тормозит двигателями, отдавая ток обратно в сеть, это торможение называется рекуперативным. Правда, на «воле» работа контроллером при рекуперации напоминает переключение передач на старых американских тягачах — каком-нибудь Mack или Kenworth середины ХХ века...
Кстати, если кто думает, что при электрическом торможении врубают «задний ход» — он сильно ошибается: двигатели переходят в режим генераторов, а это совсем другое. И что генератор не может тормозить, что он как колесо в воздухе — тоже ошибка. Когда двигатель работает как двигатель — магнитные полюса в нём притягиваются и тянут, когда как генератор — полюса отталкиваются и тормозят.
Ток есть, только течёт в обратную сторону, а где ток — там и магнитое поле. Вы замечали, как изменяется тон работы мотора, когда включается дальний свет или электровентилятор радиатора? Это оно и есть — нагрузка на двигатель от генератора.
Похожий контроллер стоит и на электровозе двойного питания ВЛ82М, краем глаза его видно на ещё одном старом видео:
Вернёмся к иномаркам. У Шкод, выпущенных после ЧС2 (ЧС2Т, ЧС4 и др.), штурвал контроллера другой формы, на жаргоне — «вешалка». Вот он на ЧС7:
Работа с ним видна, например, на видео про ЧС4Т — без подробностей, подробности я описываю в статьях цикла «ТЭД»:
А вот на прямых предках «семака» — ЧС6 и ЧС200 — штурвала нет, у них клавишный контроллер. Даже реверс переключается не рукояткой сбоку, а 3-позиционной клавишей, она слева.
А у прямого потомка ВЛ80Р, с которого началась статья, у ВЛ85 — у него тоже круглый штурвал. Только у «эрки» он стоит сбоку, а у «быка» и пульт совсем другой, и штурвал почти по центру. «Быком» ВЛ85 зовут за размеры и мощь, он лет 20 был самым мощным в мире электровозом.
У ЭП1М — внука ВЛ85 — неприметная рукоятка. К слову, у семейства ВЛ80Р — 85 — 65 — ЭП1 — ЭП1М очень хитрая силовая схема, так сказать, мозг-мускулы — силовая электроника, созданная около полувека назад. И ей будет посвящена целая статья цикла «Труженик электродвигатель» — ТЭД-21.
А у их предков, регулирующих напряжение на двигателях тёплым ламповым ЭКГ, контроллер под жаргонным названием «кочерга». Что такое ЭКГ — можно почитать в статье ТЭД-15, а работу контроллера ВЛ80К (и заодно ЭКГ) посмотреть и послушать на видео:
А как поезд сам рулит в колее? С помощью хитрой формы колёс. Вот весна 2008-го, и я, отожрамшись за зиму (кажется, в ту зиму я педали не крутил) и выбримшись гладко, качу по депо Орша вагонетку с топливом для котельной... Хорошо видно, что колёса имею конусную форму. А боковина конуса на рельсе стоит чуть с наклоном — и сила реакции опоры (F, жёлтые стрелки) тоже на неё действует с наклоном, горизонтальные составляющие сил от пары колёс и держат колёсную пару в центре колеи.
Эта конусность называется профилем колеса, и профили разных колёс различаются — у простых вагонов один, у вагонов на скорости больше 140 км/ч профиль другой и так далее...
Но если центробежная сила в повороте (по-железнодорожному — в кривой), раскачка или иная сила будет больше, чем центрирующая — то колесо уже упрётся в рельс гребнем (обозначены синими стрелками). Гребень (он же — реборда) — часть колеса с очень крутой конусностью, эдакая последняя надежда. Он же, цепляясь за остряки, позволяет «поворачивать» на стрелках. Вот так всё просто.
Следующими я, как видите, обещал простую статью про тормоза, сложную про схему ВЛ85, а ещё на очереди видео про сборку турбостартёра — все уже сделаны. И планов ещё громада. Если есть желание — оставайтесь со мной, подписавшись на канал!
