Управляемые и сходные стрелки троллейбуса
Троллейбусными стрелками называются специальные части, предназначенные для перевода штанг с двух линий на одну общую, и для разветвления с одного направления на два. Первый вид
стрелок называется сходные стрелки, второй - расходные стрелки. Устройство расходных стрелок сложнее сходных: для перевода штанги с одного направления, например на правое или левое, стрелка должна иметь подвижное перо и механизм для перевода, тогда как сходная стрелка не нуждается в механизме перевода. Управляет переводом стрелки водитель троллейбуса из кабины машины во время движения. В связи с этим за расходными стрелками закрепилось название управляемые стрелки.
В зависимости от расположения проводов, образующих угол при подходах к стрелке, различают стрелки симметричные с отклонением каждого направления на половину угла от общего направления и несимметричные, в которых одно из направлений сохраняет прямую линию, а второй отклоняется вправо или влево на полный угол. Наибольшее распространение получили симметричные стрелки, достоинством которых является универсальность применения в любом месте сети, обеспечение условий прохода спецчасти за счет поворота на вдвое меньший угол в сравнении с несимметричной.
Несимметричные стрелки имеют свои достоинства: лучшую приспособляемость к условиям движения в депо, обеспечение преимущественного проезда в главном направлении на линиях, имеющих ответвления с малым объемом движения или служебное назначение, облегчение тросовой системы за счет распорных брусьев или поперечины тросовой оттяжкой.
Управляемые и сходные стрелки устанавливают на всех разветвлениях пассажирских линий, на ответвлениях от пассажирских линий к депо, ремонтным мастерским (заводам). На территориях депо, отстойных площадках, территориях ремонтных мастерских (заводов) стрелки устанавливают на въездах и выездах и на поточных линиях. На. ответвлениях и редко используемых линиях служебного назначения и грузовых линиях управляемые стрелку монтируют лишь в исключительных случаях. Наличие управляемой стрелки здесь затрудняет движение пассажирского транспорта и вызывает лишний расход энергии на включение и отключение тяговых двигателей, связанные с проходом стрелки. Сходные стрелки устанавливают на всех слияниях любого назначения, если протяженность тупикового ответвления более 100 м.
Место установки управляемой стрелки на улице города выбирают с учетом габаритов участвующего в движении транспорта. При длине троллейбусов до 12 м стрелку устанавливают на расстоянии не менее 20 м перед пешеходной дорожкой перекрестка, а при сочлененных троллейбусах это расстояние увеличивают до 30 м. Учитывают и обстановку движения. При интенсивном движении управляемую стрелку относят от перекрестка навстречу движению на расстояние, позволяющее выполнить перестройку движения троллейбусов до зоны скопления транспорта перед перекрестком.
На территориях депо и ремонтных мастерских (заводов) последовательно расположенные по ходу движения стрелки размещают на расстоянии не менее 8 м. Это расстояние необходимо для того, чтобы водитель, не прекращая движения, успел перестроить режим движения (включить или выключить двигатели).
Стрелки располагают на горизонтальных участках улиц (дорог) или продольных уклонах не более 20°/оо. в исключительных случаях при благоприятных климатических условиях (отсутствие гололедных образований с ветром большой интенсивности) допускается установка на подъемах до 30°/оо.
Стрелочные узлы обладают большой массой, для подвешивания каждой из них монтируют специальную поперечину. Допускается подвеска двух стрелочных узлов на одной несущей поперечине, что несколько снижает надежность сети. Сход штанг в этом случае на пути одного направления вызывает колебание стрелки другого направления, где вследствие этого возможны также сходы.
Управляемая стрелка типа СТУ-5, разработанная проектной конторой Мосгортрансниипроект, получила широкое распространение во многих городах СССР- В конструкции заложен принцип прохода центров встречи на плитах стрелки и крестовины скольжением контактной вставки головки токоприемника, а угол расхождения проводов в стрелочном узле 25 делится симметрично по 12°30" в каждую сторону.
Стрелочный узел СТУ-5 представляет собой сборную конструкцию (рис. 94), состоящую из двух управляемых стрелок, каждая на один провод (правая 8 и левая 2), соединенных планочными изоляторами, двух контактов включения 1, крестовины 4 с двумя специальными планочными изоляторами, трех коротких и трех длинных шин, секционного изолятора 3 марки СИ-6ДУ и секционного изолятора 5 марки СИ-6У, двух электрических перемычек 9, электрической перемычки, которая проходит через секционные изоляторы, трех концевых зажимов 2, двух подвесных зажимов марки ЗПВ-2 и отбойника 7, препятствующего заклиниванию на крестовине штанги при сходе. Стрелка комплектуется распором симметрии 6 марки РСС-6, который при монтаже может быть заменен поперечиной (тросом симметрии).
Рис. 94. Управляемая стрелка СТУ-5
Рис. 95. Стрелка, управляемая на один провод
Каждая стрелка (рис. ,95.) состоит из плиты 1, разделенной на две части, электрически изолированные друг от друга воздушным промежутком. Механическое соединение обеих частей восполнено изоляционными брусьями из древесно-слоистого пластика ДСП-Б-Э. (Снизу на плите закреплены ходовые элементы со скошенными торцами для облегчения перехода головки токоприемника с одного элемента на другой. По концам плиты имеются отверстия для закрепления шин и концевой части, с боков - ушки для соединения с планочными изоляторами, связывающими правую и левую стрелки, а снаружи - для фиксирующей поперечины и анкерных ветвей. Связь стрелок достаточно жесткая благодаря применению тpex изоляторов разной длины, один из которых выполняет функцию раскоса, препятствующую перекосам и перемещениям стрелок относительно друг друга.
В плане стрелочный узел фиксируется поперечиной. Для уравновешивания сил натяжения двух пар контактных проводов, отходящих от стрелки, и одной пары, подходящей к ней, со стороны входа на стрелочный узел подключаются с обеих сторон анкерные ветви. Наверху, плиты в ее передней части устанавливают съемный механизм управления стрелкой 2.
Рис. 96. Механизм привода пера
Рис. 97. Контакт включающий:
1- скоба контактная; 2- накладка длинная; 3- скоба; 4- брус; 5- зажим
концевой; 6- зажим специальный; 7- элемент подгорающий
Механизм привода пера (рис. 96) состоит из электромагнита, катушка которого помещена в цилиндрический корпус. Крышка корпуса 1 закреплена шарнирно и является элементом рычажной системы поворота оси 2, на которой снизу закреплены два пера 5 для перевода штанг троллейбуса в правое или левое направление. На оси закреплена возвратная пружина 3, удерживающая перо стрелки для движения направо. Натяжение пружины регулируется закреплением ее конца в тот или иной зубец стакана 4, в котором помещена ось. Механизм вместе с перьями собран в отдельный съемный узел, что представляет большое удобство для замены его на линии, сохраняя нетронутым стрелочный узел.
Один конец провода электромагнитной катушки соединяют с контактом на задней части плиты (за воздушным промежутком), второй электрически связан с передней частью плиты. Сверху механизм закрыт кожухом 3 (см. рис. 95), закрепляемым барашковой гайкой.
При входе на стрелку контактный провод соединяется концевым зажимом с контактом включения (рис. 97), состоящим из двух скоб, электрически изолированных воздушным промежутком и механически соединенных изоляционными брусьями из ДСП-Б-Э, расположенными по бокам контакта. Перед воздушным промежутком со стороны входа имеется подгорающий элемент (рис. 98), назначение которого - воспринимать действие вспышек электрической дуги, возникающих при переходе штангой воздушного промежутка. При вспышках электрической дуги конец подгорающего элемента оплавляется, что довольно быстро (в сравнении с другими деталями) приводят его к износу. Подгорающий элемент выполнен с учетом возможности быстрой его замены и оставления других деталей.
Электрически изолированный участок между двумя воздушными промежутками (один на контакте включения, второй на плите) находится под напряжением от электромагнита, он используется как датчик в цепи управления срелкой.
В месте пересечения проводов разной полярности устанавливают крестовину (рис. 99), представляющую собой раму с ходовыми элементами в центре встречи. Со стрелками крестовину соединяют длинной ходовой и короткой шинами и секционном изолятором СИ-6ДУ.
Рис. 98. Подгорающий элемент
Электрическая энергия передается в обход секционные изоляторов на перемычке. От боковых перемещений крестовина предохранена двумя специальными распорными изоляторами. В направлении направо за крестовиной устанавливают секционный изолятор СИ-6У. Непрерывность электрической цепи в изолированном направлении осуществляется через электрическую перемычку. Центр встречи является наиболее ответственной и быстро изнашиваемой деталью, он делается съемным, легко заменяемым и закрепляется на раме болтами.
Рис. 99. Стрелочная крестовина: 1-- центр встречи; 2- рама
Комплектующий стрелку распор симметрии РСС-6 (рис. 100) служит для фиксации и изменений направления контактных проводов после прохода стрелочного узла и представляет собой сборную конструкцию. Два средних изоляционных бруса 3 из ДСП-Б-Э, связанных обоймой 4 в середине, соединяются средними кронштейнами 2 с брусьями 5. На концах распора закреплены, крайние кронштейны 6. На каждом кронштейне закрепляет держатели кривой 7 марки КД-14. (На рис. 100 п: 1 - загибное ушко.) За счет плавного изгиба щечек достигается спокойный проход токоприемников по кривому держателю.
Pиc. 100. Распор симметрии стрелочный PCC-6
Рассмотрим электромеханическую схему стрелки (рис, 101). Перо стрелки постоянно удерживается пружиной в направлении движения токоприемника направо. При проходе троллейбусом зоны контакта и передней части плиты стрелки с выключенным тяговым двигателем на ходовой линии находится перо для движения направо, а перо левого направления остается в стороне. При проходе этой зоны с включенным тяговым двигателем ток протекает через катушку электромагнита стрелки. Электромагнит притягивает якорь, преодолевая силу возвратной пружины, переводит перья, меняя их положения: перо левого направления ставит на ходовую линию, а правого - отодвигает в сторону. В таком положении перья стрелки удерживаются до тех пор, пока через электромагнит протекает ток. Как только токоприемник пройдет воздушный промежуток на плите, катушка электромагнита обесточивается, и перья под действием возвратной пружины возвращаются в исходное положение. Каждая из стрелок положительной и отрицательной полярности работает самостоятельно и независимо друг от друга.
Минимальный ток срабатывания переводного механизма регулируется натяжением возвратной пружины в пределах 30-90 А; он выбирается в зависимости от тока, необходимого для освещения троллейбуса, работы компрессора, обогрева салона и других собственных нужд троллейбуса. Чтобы исключить ложные переводы стрелки, ток срабатывания принимают несколько большим суммарного тока для собственных нужд. Если на линиях курсируют троллейбусы разных типов, для регулирования стрелок принимают ток собственных нужд более энергоемких машин (например, сочлененные) .
Рис. 101. Электромеханическая схема СТУ-5:
1- включающий контакт; 2- перо; 3- катушка электромагнита; 4- пружина;
5- ось вращения пера
Скоростные троллейбусные стрелки НЭМЗ
В этой статье постараемся дать ответ на вопрос — нужны ли городам троллейбусные стрелки и в каком виде?
Много критики в последнее время звучит в адрес как отечественных производителей контактной арматуры и спецчастей, так и в адрес эксплуатирующих предприятий. Одни не предлагают ничего нового, а другие и не требуют. Новые конструкторские разработки в этом направлении велись в основном за рубежом.
Наше предприятие 30 лет назад уже ставило перед собой задачу по модернизации троллейбусных стрелок с целью увеличения скорости прохождения троллейбуса по ним. Мы перешли тогда на выпуск управляемых стрелок с соленоидным приводом, с углом схождения 20 градусов вместо 25, увеличили длину шины при входе на стрелку, что позволило увеличить время для перевода перьев на нужное направление. Но сегодня, когда на дорогах городов большие «пробки», существующая скорость троллейбусов на стрелках недопустима.
Чтобы водитель троллейбуса правильно произвёл переключение управляемой троллейбусной стрелки на нужное направление, ему необходимо подойти к ней на такой скорости, чтобы головки токоприемников, находящиеся на концах штанг троллейбуса, прошли метровый изолированный участок стрелки или с включенным двигателем или с выключенным. От этого зависит успеет ли катушка сработать и перевести перья стрелки на нужное направление или нет, в противном случае произойдёт сход штанг. Поэтому и тормозят троллейбусы перед управляемыми стрелками, а следовательно и всё движение транспорта.
За счёт чего можно увеличить время необходимое для своевременного перевода стрелки, чтобы троллейбусы не сбавляли скорость перед ней? Современные достижения в области электроники и электротехники позволяют нам сегодня решить эту проблему, применив дистанционное бесконтактное управление стрелками. На западе такие системы уже давно работают.. Для установки таких стрелок там устанавливают на троллейбусы — радиопередатчики, на столбах в районе стрелки, радиоприемники, и особого рода светофоры — сигнальные установки, указывающие водителю направление, в котором открыта стрелка. В этом случае у водителя троллейбуса нет необходимости оперировать прохождением тока через силовую цепь машины, что повышает скорость прохождения через стрелку.
Радиоуправление осуществляется кодированным сигналом, переключение происходит при получении верного радио — кода. Но явные преимущества таких стрелок порой не перетягивают их большой стоимости, проблем с переоборудованием троллейбусов, с подключением дополнительного питания механизма привода пера, сигнальной установки и т. п.
Проанализировав всё это, мы взялись за освоение так называемых скоростных стрелок, но на новом уровне.
Для управляемой стрелки радиопередатчик (пульт) сделали автономным, т. е. не связанным с энергосистемой троллейбуса, а работающим от батареек. Питание механизма перевода перьев, светодиодной сигнальной установки и прочей электроники управления стрелкой разместили на самой стрелке и запитали от 600 вольт самой линии. При современной комплектации это по весу сопоставимо с весом тех метровых стальных шин и входных изоляторов, которые для радиоуправляемых троллейбусных стрелок не нужны.
Теперь водитель троллейбуса, подъезжая к управляемой стрелке и посмотрев на световом табло над стрелкой направление движения, может нажатием кнопки на пульте дистанционного управления метров за 50 изменить это направление и проехать эту стрелку на полной скорости.
Порой разработчики новых конструкций не учитывают условия эксплуатации, ремонтопригодность, унификацию, технологию изготовления на производстве и покупательную способность ТТУ. Мы стараемся решать эти вопросы в комплексе.
Если посмотреть на сходную стрелку и на управляемую, то там и там к ним подходят два провода и отходят четыре, только через одну стрелку идут троллейбусы в одном направлении, а через другую — в другом. Как сходная стрелка, так и управляемая состоит в основном из 2-х станин, на которых происходит переход головок токоприёмников с 2-х направлений на одно или наоборот, 2-х секционных изоляторов и крестовины. В наших скоростных стрелках сходных и управляемых мы постарались максимально сделать эти узлы взаимозаменяемыми. Более того, мы на станинах сходной стрелки установили элементы ходовые такие же, как и на управляемой. Проход головок токоприёмника по этой стрелке осуществляется за счет перемещения ходовых элементов на одно направление боковой стороной щечки головки.
Пожалуй, главная проблема у существующих троллейбусных стрелок по сравнению со скоростными — это отсутствие плавного прохода головок токоприёмника по элементам станин. Только на одной станине управляемой стрелки головке приходится пройти 4 стыка и резко изменить направление движения.
В новой стрелке мы убрали 2 из 4-х стыков, увеличили длину ходовых элементов и значительно увеличили их радиус. Для оптимального решения пришлось проработать более 100 вариантов конфигурации ходовых элементов и их центра вращения. Это позволило улучшить плавность хода, уменьшить износ элементов и увеличить скорость прохождения троллейбусом стрелок.
При изготовлении новых скоростных стрелок старались учесть все замечания заказчиков, применить новые технологии и новые материалы. Сейчас наши новые сходные стрелки СТС-9 НЭ работают в Ставрополе, в Краснодаре, в Новосибирске и других городах. От эксплуатационников нет никаких замечаний. Радиоуправляемая троллейбусная стрелка СТУ-9 НЭ проходит испытания в городе Новосибирске.
Надеемся, что эта информация вас заинтересовала и в Вашем городе скоро появятся наши скоростные троллейбусные стрелки, а «пробок» станет меньше.
В троллейбусных системах стран бывшего СССР применяется управление по току . Если троллейбусу необходимо проследовать направо, то водитель проходит стрелку с выключенной силовой цепью. При этом через катушки стрелки течёт небольшой ток, перья стрелки остаются в исходном положении. При левом повороте водителю следует проходить стрелку с включённой силовой цепью. В результате создаётся электрическая цепь : контактный провод (положительный) - левая катушка стрелки - левая штанга - активное сопротивление - правая штанга - правая катушка стрелки - контактный провод (отрицательный). При этом срабатывают обе электромагнитные катушки и переводят перья стрелки для левого направления движения. В таком положении они удерживаются до тех пор, пока башмаки обеих штанг не пройдут стрелку. Цепь разрывается, катушки обесточиваются, и перья стрелки под действием пружин возвращаются в положение для движения в правом направлении. В некоторых хозяйствах при низкой квалификации обслуживающего персонала данная система может иметь недостаток - необходимость отключения отопления, компрессора и других вторичных потребителей при прохождении стрелки, так как они тоже потребляют некоторый ток, на который правильно работающая стрелка реагировать не должна.
Также существуют стрелки, где для поворота в ту или иную сторону необходимо действовать наоборот, то есть налево - с разомкнутой цепью, а направо - с замкнутой. Такие стрелки встречаются в городах Киеве , Ровно , Саратов , Днепре и Уфе .
Похожую конструкцию имеет селектрическая стрелка (Selectric switch) в ней контакты делаются скошенными (обычно на 45 градусов). При этом в прямом направлении машина проходит без переключения стрелки, а для переключения она делает крутой поворот, (обычно направо в странах с правосторонним движением). За счёт скоса обеспечивается замыкание контактов и переключение стрелки.
Также применяется индукционное (посредством транспондера) и радиоуправление перьями стрелки. В таком случае у водителя нет необходимости оперировать прохождением тока через силовую цепь машины, что повышает скорость прохождения через стрелку. Применение дистанционного управления также позволяет избежать «подрезания» впереди идущего троллейбуса следующей за ним машиной - управляющая логика запрещает перевод перьев до прохождения башмаками штанг всех элементов стрелки. Нередко стрелки с дистанционным бесконтактным приводом снабжаются светофором для указания положения перьев. Этот светофор также может иметь запрещающий сигнал для предупреждения «подрезания». Радиоуправление осуществляется кодированным сигналом, переключение происходит при получении верного радиокода. Такие стрелки установлены в Вологде .
Для организации разветвления в более чем двух направлениях устанавливаются несколько стрелок.
Теперь троллейбусы маршрутов, проходящих по Электрозаводскому мосту, могут проходить её без снижения скорости.
В цивилизованных странах все уже давно забыли, что спецчасти у троллейбусов когда-то выглядели совсем по-другому и проходить их надо было со скоростью не более 15 км/ч, а у нас такие древние стрелки и крестовины изготавливаются до сих пор. Поэтому, водители 2-го троллейбусного парка ничего не подозревают о новой плавной скоростной стрелке и с непривычки проходят её всё также медленно. Кроме того, в качестве площадки для установки первой такой стрелки было выбрано не самое удачное место: через 50 метров после неё находится остановка...
Собственно стрелки крупным планом.
Пересечение. Как можно видеть по маркировке, стрелка изготовлена чешской фирмой «Elektroline».
И, как это ни удивительно, Москва уже не первый город России, в котором появились такие стрелки. Год назад несколько современных спецчастей разных типов были установлены в Вологде , однако не смотря на громкие планы по замене всех стрелок Вологды на современные, на данный момент их количество пока остаётся прежним.
Для Мосгортранса это уже не первый опыт сотрудничества с чешской компанией. Так именно ей принадлежит разработка и реализация централизованной автоматизированной системы перевода стрелок в Краснопресненском (Строгинском) депо Москвы.
Как говорится на сайте «Elektroline», специализация компании - создание новой инфраструктуры контактной сети и путевых устройств трамвая, троллейбуса и железной дороги. На сайте компании можно посмотреть другие её работы в разных странах и увидеть продукцию: скростные крестовины, кривые, цепные подвески проводов...
К сожалению пока Москва выбрала для установки только сходную стрелку - покупать расходные стрелки пока возможности нет. Дело в том, что для них используется совершенно другой принцип перевода - по радиоканалу, для чего необходимо оснастить кабину каждого троллейбуса специальным устройством, передающим на стрелку направление движения.
Стрелка имеет электрифицированную систему управления с электромагнитным приводом. В стрелочной коробке находятся два соленоида. Они имеют фактически двойной сердечник, соединённый с тягой, которая, в свою очередь, соединена с перьями стрелки (см. рисунок).
Работает система управления стрелкой от контактной сети трамвая напряжением 600 вольт. Один из электроприводов сериесный (С ), он включён в электрическую цепь последовательно цепи трамвайного вагона. Второй - шунтовой (Ш ) - включён в электрическую цепь параллельно. Сериесный привод устанавливается в коробке стрелки справа по ходу движения, а шунтовой - слева.
На контактном проводе в 16-18 метрах перед стрелкой находятся сериесные воздушные контакты (СК ), которые опускают дугу (токоприемник) трамвая, плавно отрывая её от контактного провода (КП ). В 25 метрах за стрелкой, на левом направлении, на одном уровне с контактным проводом установлены шунтовые воздушные контакты (ШК ).
Если трамваю надо проследовать направо, то водитель проводит его под сериесными воздушными контактами накатом, с выключенными двигателями. Поэтому стрелка остаётся в правом положении, так как сериесная цепь оказывается разомкнутой.
Если трамваю надо повернуть налево, то водитель с помощью контроллера включает двигатели. Когда поезд проходит под сериесными контактами с включенными двигателями, то возникает электрическая цепь: контактный провод - сериесный электропривод - сериесные воздушные контакты - двигатели вагона - рельсы - тяговая подстанция (Т П/С ). При этом сериесный соленоидный привод втягивает сердечник и переводит стрелку для левого направления движения.
После того как вагоны прошли стрелку под шунтовыми воздушными контактами, автоматически возникает другая электрическая цепь: контактный провод - шунтовые воздушные контакты - шунтовой электропривод - рельс - тяговая подстанция. В результате шунтовой электропривод втягивает сердечник и возвращает перья стрелки для правого направления движения.
Теперь о троллейбусах
Чтобы машина пошла в нужном направлении, необходимо туда же направить обе ее штанги, эту функцию и выполняет троллейбусная стрелка. При левом повороте она работает по тому же принципу, что и трамвайная: водителю для движения налево надо проходить стрелку с включенным двигателем. Но вот возвращение стрелки в правое положение происходит не в результате действия электромагнитных устройств, а под действием возвратных пружин. Работа троллейбусной стрелки значительно проще трамвайной.