Теория механического оборудования городского транспорта - Проходимость и маневренность, динамические показатели подвижного состава

ПРОХОДИМОСТЬ И МАНЕВРЕННОСТЬ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Для безрельсового подвижного состава проходимость характеризуется его способностью нормально следовать по дорогам, не задевая за местные неровности (выбоины, выступы) нижними точками ходовых частей и кузова как на горизонтальных участках пути, так и при изменении его профиля и радиусов поворота.
К геометрическим параметрам безрельсового подвижного состава, характеризующим его проходимость, относятся:

1. радиус поперечной проходимости;
2. просвет (клиренс), т. е. расстояние от низшей точки ходовых частей, оборудования или кузова до дорожного покрытия;
3. нижний радиус продольной проходимости;
4. верхний радиус продольной проходимости;
5. углы переднего и заднего свесов.

Для сочлененного подвижного состава безрельсового транспорта важное значение, кроме того, имеют углы относительного поворота переднего кузова и полуприцепа в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.
Радиусом поперечной проходимости подвижного состава (рис. 2.5, а) называется радиус окружности, проведенной через низшую точку экипажа касательно к внутренней поверхности шин ходовых колес.

Рис. 2.5. Радиусы проходимости безрельсового подвижного состава
а — поперечный; б — продольный

Дорожный просвет с (рис. 2.5, а) обычно измеряют при нагруженном экипаже как расстояние от дорожного покрытия до нижних точек мостов узлов подвески электродвигателей, тяговых передач и кузова.

Рис. 2.6, Схема движения безрельсового подвижного состава на повороте:
а — двухосного; б — трехосного сочлененного

Нижним радиусом продольной проходимости Rн называется радиус дуги, соединяющей передние и задние колеса двухосного подвижного состава, как показано на рис. 2.5, б, с низшей точкой шасси или кузова.
Под верхним радиусом продольной проходимости Rв понимают радиус дуги, соединяющей передние и задние колеса, как показано на рис. 2.5,б, с наиболее выступающей точкой переднего или заднего свеса кузова машины.
Из схем, приведенных на рис. 2.5, а и б, видно, что чем меньше значение указанных радиусов, тем лучшей проходимостью обладает безрельсовый подвижной состав.
Весьма удобно для характеристики проходимости пользоваться величиной переднего и заднего углов свеса.
Угол свеса образуется уровнем дороги и прямой, проходящей через точку касания передних или задних колес с дорогой и наиболее выступающую точку соответствующего свеса экипажа. Передний угол свеса машины α1 и задний α2 показаны на рис. 2.5, б.
Маневренность безрельсового подвижного состава определяется минимальным радиусом его поворота, т. е. расстоянием от центра поворота О (рис. 2.6, а) до дуги окружности, описываемой наиболее выступающими точками кузова. Поворот одиночного экипажа сопровождается уширением полосы движения по сравнению с полосой, необходимой для прямолинейного движения. При этом чем меньше радиус поворота машины и больше база при одинаковом угле поворота управляемых колес, тем больше величина уширения (R"—R') полосы движения (габаритного коридора).
Основными показателями маневренности троллейбусов являются:

1. внешний габарит полосы движения — траектория, описываемая передней наиболее выступающей точкой кузова (R"),
2. внутренний габарит полосы движения — траектория, описываемая внутренней точкой кузова с наименьшим радиусом поворота (R');
3. ширина полосы движения на повороте — площадь, ограниченная разностью наибольшего и наименьшего радиусов внешнего и внутреннего габаритов полосы движения (R"—R'). Наружный габаритный радиус поворота R" для одиночных троллейбусов составляет 10,2—13 м.

У сочлененных троллейбусов полуприцепная секция должна вписываться в полосу движения головной секции. Повышение маневренности шарнирно сочлененных экипажей безрельсового подвижного состава достигается применением управляемых колес полуприцепа (рис. 2.6, б). Изменение направления движения колес полуприцепа на повороте осуществляется с помощью специального механизма. Такие сочлененные троллейбусы обладают более высокой маневренностью, чем одиночные машины максимальной длины. Максимальная длина сочлененного троллейбуса, обладающего маневренностью 12-метрового одиночного троллейбуса, может быть увеличена до 24 м. При одинаковой общей длине наилучшей маневренностью обладают сочлененные троллейбусы, у которых отношение длин полуприцепной и головной секций равно 0,75. В этом случае достигается наименьшее уширение полосы движения на поворотах.

Для сочлененного подвижного состава максимальные отклонения кузовов при движении на повороте и изменении профиля пути составляют в (град):

1. в горизонтальной плоскости — 30—35;
2. в продольной вертикальной плоскости — 9—10;
3. в поперечной вертикальной плоскости — 3—5.

Проходимость подвижного состава рельсового транспорта характеризуется величинами просветов от головки рельсов до наинизших точек неподрессоренного и подрессоренного кузовного оборудования и тележек, допустимыми минимальными радиусами вписывания в кривые участки пути и допускаемыми углами складывания в вертикальной и горизонтальной плоскостях (для поездов, состоящих из нескольких вагонов, и шарнирно сочлененных вагонов).

§ 2.7. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Динамические показатели, определяющие тяговые и тормозные качества и скорости движения подвижного состава, зависят от мощности электродвигателей, принятой системы управления ими, конструкции и эффективности действия тормозных устройств.
К числу основных динамических показателей, характеризующих процесс движения подвижного состава на линии, относятся: а) ускорение; б) замедление; в) конструктивная скорость; г) максимальная установившаяся скорость, которая в зависимости от принятых условий эксплуатации (длина перегона, время, число остановок и т. д.) определяет скорость сообщения.
Все эти показатели могут быть определены тяговым расчетом или соответствующими испытаниями.
При оценке динамических качеств подвижного состава обычно учитывают среднее и максимальное ускорения, развиваемые им в период разгона.
Определение оптимальных значений динамических показателей (в особенности скорости сообщения) представляет одну из главных задач при разработке новых, более совершенных тягов подвижного состава. Следует иметь в виду, что для массового пассажирского транспорта ускорения и замедления ограничены допустимыми значениями силы тяги, а также удобствами и безопасностью пассажиров. Для стоящих пассажиров условия движения считают приемлемыми, если величина среднего ускорения не превышает 1,5 м/сек2, а скорость нарастания ускорения — не превосходит 1,5—2 м/сек2.
Более значительные ускорения при разгоне и торможении, кроме экстренного торможения, вызывают утомляемость и неприятные ощущения у пассажиров.
Максимальную установившуюся скорость движения подвижного состава определяют при нормальной нагрузке (а=5 чел/м²) на горизонтальном участке пути при сопротивлении движению 12—15 н/кн для безрельсового транспорта и 4—5 н/кн для рельсового.
В обычных условиях городского движения при небольших расстояниях между остановками и частых случаях ограничения скоростей не всегда целесообразно стремиться к высоким значениям максимальных скоростей, поскольку они могут оказаться нереализованными. Высокие максимальные скорости могут быть эффективно использованы в условиях движения по вылетным маршрутам с относительно редкими остановками, где количество ограничений, вызывающих снижение скорости, меньше, чем в условиях интенсивного уличного движения.
Конструктивная скорость оказывает существенное влияние на конструкцию кузова, агрегатов и механизмов подвижного состава, а также обусловливает необходимую прочность их деталей. Для современных троллейбусов она составляет 16—22 м/сек (60—80 км/ч), для трамвайных вагонов 11—21 м/сек (40—75 км/ч), вагонов метро 20—28 м/сек (70—100 км/ч).
Значення основных динамических показателей современного подвижного состава городского электротранспорта приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

* На пневматических шинах.
** С рельсовым тормозом.

§ 2.8. КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

К общественному пассажирскому транспорту, в частности к электрическому, предъявляются высокие требования в отношении обеспечения наибольших удобств и безопасности для пассажиров и обслуживающего персонала. Степень предоставляемых удобств при сравнительной оценке существующих и проектируемых видов подвижного состава характеризуется обобщающим параметром, называемым комфортабельностью.
Различают динамическую и статическую комфортабельность подвижного состава.
Под динамической комфортабельностью понимается уровень комфорта, предоставляемого пассажирам и обслуживающему персоналу во время движения. К показателям динамической комфортабельности относят показатели плавности хода и уровня шума снаружи и внутри пассажирского салона. Уровень шума снаружи подвижного состава определяет его шумовое воздействие на пешеходов и жителей прилегающих районов, уровень шума внутри пассажирского салона — уровень шумового воздействия на пассажиров и обслуживающий персонал (водителей и кондукторов).
Под статической комфортабельностью понимается уровень комфорта, предоставляемого пассажирам и обслуживающему персоналу независимо от движения подвижного состава, а также показатели эстетико-художественного соответствия подвижного состава городской застройке, ее архитектурным принципам и планировке. К показателям статической комфортабельности относят удобство посадки и высадки пассажиров, планировку салона и кабин управления, качество отделки и размеры сидений, внешний вид подвижного состава, отделку и оборудования пассажирского салона и кабин управления, их освещенность, отопление и вентиляцию, обслуживание пассажиров во время движения.
Безопасность подвижного состава оценивается: 1) показателями безопасности нормальной посадки и высадки пассажиров и обслуживающего персонала на остановках; 2) безопасностью пассажиров, обслуживающего персонала и пешеходов в нормальных эксплуатационных режимах работы подвижного состава; 3) то же, в аварийных режимах (столкновения с другими видами транспорта и др.).
Безопасность проезда пассажиров обеспечивается установкой поручней, конструкцией и высотой ступеней, покрытием пола, созданием условий водителю или кондуктору для наблюдения за посадкой и выходом пассажиров и др. При резком торможении и ускорении стоящие пассажиры должны иметь возможность удержаться за поручни, а сидящие пассажиры должны быть предохранены от ударов о спинку переднего сиденья.
Особое значение имеет безопасность пассажирского помещения экипажа при авариях. Его кузов должен обладать демпфирующими свойствами при ударе, а при опрокидывании не деформироваться. Внутреннее оборудование пассажирского помещения не должно иметь угловатых выступов, кронштейнов и других резко выступающих деталей, которые могут вызывать травмы у пассажиров при авариях. Большое значение для безопасности пассажирского помещения имеет правильный выбор материалов для внешней и внутренней облицовки и внутренней отделки Конструкция окон и вентиляция пассажирского помещения должна предупреждать возможность высовывания едущих пассажиров из окон во время движения и исключать возникновение сквозняков рациональным распределением потока вентилирующего воздуха в салоне.