Приветствую вас, уважаемые подписчики и гости моего канала! Многие знают, что электропоезда на железной дороге состоят из моторных вагонов и прицепных, при этом в составе моторных и прицепных вагонов - поровну, то есть моторные вагоны идут через один (за исключением «креста» - двух моторных вагонов, соседствующих друг с другом). В то же время, многим также известно, что у поездов метро каждый вагон оборудован тяговыми электродвигателями.
Казалось бы - больше двигателей, значит больше мощность, значит, в том числе, большую скорость можно развить. Однако, электрички прекрасно разгоняются до 110 километров в час лишь с половиной моторных вагонов в составе, в то время как поезда метро ездят максимум километров 60 в час. Так в чём же загвоздка? В этой статье расскажу!
Если окунуться немного в историю, то, в те времена ещё единственном, московском метрополитене не сразу пришли к использованию поездов, состоящих исключительно из моторных вагонов. Вагоны типа «А» и «Б», появившиеся в 1934 и 1937 году, соответственно, состояли из моторных и прицепных вагонов.
А вот вагоны типа «Г», которые стали массово производится в 1947 году, имели уже в своём составе только моторные вагоны. Обуславливалось это тем, что именно у метровагонов типа «Г» впервые появилась система реостатного торможения - когда тяговые двигатели переводятся в режим генератора и начинают преобразовывать кинетическую энергию движущегося по инерции поезда в электричество, которое далее превращается в тепло на тормозных резисторах.
Такая система была очень кстати, поскольку условия работы подвижного состава в метрополитене это частые разгоны и торможения, и если применять только пневматическое колодочное торможение - то просто не напасешься стольким количеством колодок, бандажей колесных пар, а также свободным временем, в которое поезд сможет стоять во время операций по замене этих деталей. Ну а чем больше омоторенных осей в составе поезда - тем электрическое торможение эффективнее.
Второй момент, что в метро, во-первых, более крутые подъёмы, нежели на железной дороге, во-вторых, необходимо быстро набирать скорость при отправлении со станции, а также после остановки на перегоне, чтобы выдержать график хода.
К слову, электропоезд ЭТ2 может реализовать ускорение при пуске лишь в 0,62 метра на секунду в квадрате, в то время как даже старенький метропоезд «Номерной» выдаёт 1,2 м/с².
Всё это требует большой удельной мощности (мощности, приходящейся на единицу массы поезда). Чтобы её повысить, нужно либо:
- Много двигателей малой мощности
- Мало двигателей большой мощности
Максимальная мощность коллекторных двигателей, устанавливавшихся на метропоезда - 114 кВт (у «Номерных»), у их предшественников ещё меньше, например у метровагонов «E» различных модификаций - 68-72 кВт. Обусловлено это, во-первых, массой - максимально допустимая нагрузка на ось в метрополитене составляет 15 тонн, вместо 23 - 25 тонн на железной дороге. Соответственно и двигатель «Номерного» ДК-117Д мощностью 114 кВт имеет массу 760 килограмм, вместо 2300 килограмм - именно столько весят двигатели, типа ТЭД-2У, ТДЭ235, 1ДТ003 устанавливаемые на электрички.
А во-вторых, напряжение в тяговой сети метрополитена составляет 825 вольт, что в три раза меньше железнодорожного. Дальнейшее увеличение мощности коллекторных тяговых двигателей при неизменном напряжении привело бы к недопустимому нагреванию их обмоток.
К тому же, если двигатели имеются в каждом вагоне, то уменьшаются неприятные продольные реакции (толчки), которые имеются в электричках, особенно старых, за счёт того, что легкий прицепной вагон с одной стороны тянет, а с другой толкает, более тяжелый моторный вагон, особенно это касается систем управления, которые могли обеспечить лишь ступенчатое регулирование силы тяги, а не плавное (последнее появилось лишь в 2000-х годах с началом применения асинхронного привода).
И это особенно актуально в метро, где большая часть пассажиров едет стоя.
Почему у новых вагонов метро есть прицепные вагоны без двигателей?
Однако, в нулевых годах нынешнего века конструкторы метропоездов снова вернулись к прицепным вагонам. Связано это с освоением асинхронного привода (либо собственными силами, либо при помощи французского «Alstom» или японской «Hitachi»), который, во-первых, предусматривает плавное регулирование, во-вторых - у асинхронного двигателя больше удельная мощность, нежели у коллекторного двигателя (то есть при равной массе).
Началась эта тенденция с метропоезда «Казань» в 2005 году, ну а дальше распространилась на «Оку», «Москву» и «Балтийца». Помимо этого, современные системы управления позволяют также обеспечивать синхронное совмещенное торможение, то есть когда на моторных вагонах реализуется электрическое торможение, а на прицепных - колодочное, при этом тормозная сила одинакова, что снижает к минимуму продольные реакции по поезду.
Для удобства подписчиков Телеграме создан канал, объединяющий несколько Дзен-каналов (в том числе и мой) по теме транспорта. С его помощью вы можете не только быстрее увидеть новые статьи, но и найти канал в случае автоматической отписки, что иногда бывает. Рекомендую подписаться!
