Метки: Троллейбус загрязняет воздух или нет, троллейбус 3 маршрут на карте, троллейбус 9, троллейбус движущийся со скоростью 36 км ч останавливается, троллейбус картинки, Троллейбус, троллейбус массой 11т движется равномерно со скоростью 36 км/ч.
| Троллейбус | |
| Привод | |
|---|---|
| Период | |
| Область применения |
общественный транспорт, городской или междугородный |
| Инфраструктура |
автомобильная дорога, контактная сеть |
Тролле́йбус — безрельсовое механическое транспортное средство (преимущественно пассажирское, хотя встречаются троллейбусы грузовые и специального назначения[1]) контактного типа[1] с электрическим приводом, получающее электрический ток от внешнего источника питания (от центральных электрических станций)[1] через двухпроводную контактную сеть с помощью штангового токоприёмника[2] (в народе штанги называют рогами) и сочетающее в себе преимущества трамвая и автобуса[3].
К комбинированному подвижному составу электрического транспорта относятся троллейбусы, дополнительно оснащённые системами автономного хода на аккумуляторах (контактные электробусы), суперконденсаторах[4], двигателях внутреннего сгорания[1] или топливных элементах. Троллейбус, имеющий на борту два тяговых двигателя — электрический и внутреннего сгорания — получающие питание раздельно, и имеющие независимый привод на ведущие колеса, называется дуобусом. Если же тяговым является только электродвигатель, а тепловой двигатель (внутреннего или внешнего сгорания) питает его через тяговый электрогенератор и не имеет прямого привода на ведущие колеса, то такой вид называется теплоэлектробусом[1].
Троллейбусы используются преимущественно в городах, но также существуют междугородные и пригородные троллейбусы. Изначально троллейбусы рассматривались в СССР как пригородный транспорт[5], но позднее ими стали заменять трамваи на участках, где использование последних затруднено — например, в исторических центрах городов с узкими улицами. В СССР троллейбусами ежегодно перевозилось более 10 млрд пассажиров в 178 городах,[6] в 122 из которых во внутригородских перевозках грузов использовались грузовые троллейбусы[7].
Слово «троллейбус» заимствовано из англ. trolley bus. Это английское название возникло, по одной из версий, как сочетание американизма trolley («трамвайный вагон» — ср. брит. streetcar, tram)[8] и английского bus («автобус»)[9] — первые троллейбусы воспринимались публикой как «гибрид автобуса и трамвайного вагона» (в ранних публикациях на русском языке троллейбус описывался как «безрельсовый трамвай»)[10]. По другой версии, в этом сочетании слово trolley используется в значении «тележка» и содержит ссылку на токосъёмник в виде катящейся по проводам тележки, использовавшейся в первых троллейбусах[11], что в дальнейшем привело к заимствованию термина «тролле́й».
Первый троллейбус был создан в Германии инженером Вернером фон Сименсом, вероятно, под влиянием идеи его брата, проживавшего в Англии доктора Вильгельма Сименса, высказанной 18 мая 1881 года на двадцать втором заседании Королевского научного общества[12]. Электросъём осуществлялся восьмиколёсной тележкой (Kontaktwagen), катившейся по двум параллельным контактным проводам. Провода располагались достаточно близко друг от друга, и при сильном ветре нередко перехлёстывались, что приводило к коротким замыканиям. Экспериментальная троллейбусная линия протяжённостью 540 м (591 ярд), открытая компанией Siemens & Halske в предместье Берлина Галензе (Halensee), действовала с 29 апреля по 13 июня 1882[13].
В том же году в США бельгиец Шарль Ван Депуле запатентовал «троллейбусный ролик» — токоприёмник в виде штанги с роликом на конце. Более надёжный штанговый токоприёмник изобрёл и в 1888 году внедрил в трамвайной сети Френк Спрейг. Но на троллейбус штанговые токоприёмники Спрейга установил лишь в 1909 году Макс Шиманн (Max Schiemann)[1], и его система с многочисленными усовершенствованиями дожила до наших дней[14].
В начале XX века троллейбусы существовали только в качестве вспомогательного варианта для трамвайных путей, без перспективы использования в оживленных городских центрах, работая для «растущего, но разобщенного населения»[15].
В России инженер В. И. Шуберский предложил проект троллейбусной линии Новороссийск — Сухум ещё в 1904—1905 годах[16]. Несмотря на глубокую проработку проекта, он так и не был осуществлён. Первая троллейбусная линия была построена лишь в 1933 году в Москве. Первыми троллейбусами Советского Союза стали машины ЛК-1, названные в честь Лазаря Кагановича.
Двухэтажные троллейбусы были широко распространены во многих европейских городах. В 1938 году в Москве эксплуатировались двухэтажные троллейбусы ЯТБ-3, однако первая же зима выявила их недостатки: снег и наледь снижали управляемость такой тяжёлой машины и вызывали её опасное раскачивание. Кроме того, высота троллейбуса была ограничена высотой существующей контактной сети, рассчитанной на обычные троллейбусы, и низкие потолки создавали неудобства пассажирам. В конце 1939 года выпуск ЯТБ-3 был прекращён, и дальнейших попыток создания двухэтажных троллейбусов не предпринималось, хотя имевшиеся экземпляры продолжали эксплуатироваться вплоть до 1948 года[21].
Для условий СССР, как и в мире, более продуктивным для повышения пассажировместимости оказалось использование прицепов, троллейбусных поездов и особенно сочленённых троллейбусов, появившихся к концу 1950-х — началу 1960-х годов[22]. От троллейбусов с прицепом вскоре отказались в пользу сочленённых троллейбусов. В СССР сочленённые троллейбусы выпускались в явно недостаточном количестве, поэтому достаточно широкое распространение получили троллейбусные поезда, соединяющиеся по системе Владимира Веклича. В Киеве 12 июня 1966 года[23][24] Владимир Веклич[18] создал свой первый[25] троллейбусный поезд[17], который впоследствии успешно применялся более чем в 20 городах бывшего СССР[26][27]. Использование 296 поездов только в Киеве[28][29] позволило высвободить более 800 водителей[30][31] и на ряде маршрутов реализовать провозную способность до 12 тысяч пассажиров в час в одном направлении[32].
Пик развития троллейбусных перевозок в мире пришёлся на период между мировыми войнами и раннее послевоенное время. Троллейбус воспринимался как альтернатива трамваю, который к тому времени казался устаревшим. Нехватка автомобильного транспорта (в том числе обычных автобусов), равно как и автомобильного топлива, в военное и раннее послевоенное время дополнительно способствовала повышенному интересу к троллейбусу. Эти проблемы утратили свою остроту в 60-е годы, в результате чего эксплуатация троллейбуса начала становиться невыгодной, а троллейбусные сети — закрываться. Как правило, троллейбус сохранился там, где не имелось возможности заменить его автобусами — в основном из-за сложного рельефа, либо там, где стоимость электроэнергии была низка. К началу XXI века в Австралии, Бельгии и Финляндии полностью отказались от троллейбусов, а в Австрии, Германии, Испании, Италии, Канаде, Нидерландах, США, Франции, Японии сохранились лишь единичные троллейбусные системы.
В СССР, тем не менее, троллейбус продолжил своё развитие. В первую очередь это было связано с острой нехваткой автобусов, их низкой мощностью и малой вместимостью, а также сравнительной дешевизной электроэнергии. Вместе с тем, имеется и ряд чисто технических причин: механическая часть троллейбуса более проста в сравнении с автобусной, не имеет топливной системы и сложной системы охлаждения, коробки передач, не требует смазки под давлением. Вследствие этого снижается трудоёмкость регламентных работ, отпадает необходимость в ряде технологических жидкостей — моторного масла, антифриза.
Из восточноевропейских государств лишь в Польше количество троллейбусных систем неуклонно сокращалось, с 12 в середине 1970-х годов до трёх к 1990 году. В настоящее время, несмотря на значительные экономические трудности, во многих бывших социалистических странах продолжает эксплуатироваться большинство троллейбусных систем. Сокращение или полная ликвидация троллейбусного движения в ряде городов были вызваны как экономическими, так и чисто субъективными, политическими причинами (в последнем случае троллейбус нередко заменялся трамваем — современный трамвай в таком случае воспринимается как знак принадлежности к Европе). Вместе с тем, за тот же период в России были введены в эксплуатацию четыре новые троллейбусные системы (закрыты 5), на Украине — 2 (и две закрыты), в Чехии — 1, в Словакии — 2.
В конце XX — начале XXI века экологические, экономические и иные проблемы, вызванные массовой автомобилизацией, возродили интерес к городскому электротранспорту и в Западной Европе. Однако большинство европейских стран сделали ставку на трамвай, как более энергоэффективный и более пассажироёмкий[33]. Новых троллейбусных линий строится мало, и перспективы развития троллейбуса как вида транспорта на данный момент остаются неясными.
Троллейбус, как и автобус, движется по автомобильной дороге с твёрдым покрытием, что позволяет использовать существующую дорожную сеть города практически без переоборудования. Тем не менее, троллейбус требует более качественных доро́г, чем автобус или автомобиль[2]: плохое состояние дорожного покрытия не только ухудшает комфортность езды и ускоряет износ подвесок, но и может вызвать сход штанг с контактных проводов, иногда приводящий к коротким замыканиям и повреждению контактной сети. Так, в России троллейбус должен эксплуатироваться на дорогах категорий Т или П с покрытием капитального типа, соответствующих ГОСТ Р 50597-93[34][35].
Контактная сеть троллейбуса разделена на ряд сегментов, изолированных друг от друга при помощи секционных изоляторов. Каждый сегмент подключается к одной или нескольким тяговым подстанциям посредством подземных или воздушных фидерных линий. Такая схема позволяет избирательно отключить отдельную секцию в случае её повреждения либо для проведения ремонтных работ. В случае неисправности питающих кабелей на секционные изоляторы могут быть установлены перемычки, в результате чего секция будет получать питание от соседней. Однако такой режим работы не является штатным (нерекомендуемый), поскольку может перегрузить питающий фидер.
Тяговые подстанции осуществляют преобразование поступающего из энергосистемы переменного тока (в России — обычно 6-10 кВ — среднее второе напряжение) в постоянный, напряжением 600[36][37] вольт. По техническим нормам падение напряжения в любой точке контактной сети не должно превышать 15 %[36]. В городах, где трамвай сосуществует с троллейбусом, эти виды транспорта, как правило, имеют общее энергохозяйство.
Контактная сеть троллейбуса двухпроводная — в отличие от контактной сети трамвая, где в качестве второго провода используются рельсы, — и как следствие, значительно сложнее и тяжелее. Провода разных полюсов расположены на относительно небольшом расстоянии друг от друга, и поэтому должны быть тщательно защищены от сближения. Помимо этого, они должны быть изолированы в местах пересечений и ветвлений линий контактной сети или пересечений с трамвайной линией, что требует устройства стрелок и специальных пересечений с трамвайной или другой троллейбусной линией, и более тщательной регулировки натяжения во избежание захлёстывания проводов при сильном ветре. В связи с этим также затруднено использование в качестве токоприёмника бугеля или пантографа. Двухпроводные сети, рассчитанные на использование пантографов, существуют, но они применяются в основном для грузового движения[38]. В троллейбусах используется в основном штанговый токоприёмник. Но, в отличие от пантографа, штанга более чувствительна к дефектам контактной сети, и хотя сами по себе они редко становятся причиной повреждения токоприёмников, соскочивший с провода токоприёмник может повредить контактную сеть и близко расположенные строения[39]. Также причиной схода штанги может быть слишком малый радиус поворота контактной сети. По строительным нормам, угол излома в местах крепления контактного провода к спецчасти не должен превышать 4°[36]. Поэтому при повороте на угол более 10-12° устанавливаются специальные кривые держатели. Кроме того, башмак штангового токосъёмника движется вдоль провода и не может самостоятельно менять направление вместе с троллейбусом. Чтобы машина пошла в нужном направлении, необходимо туда же направить обе её штанги, эту функцию и выполняет троллейбусная стрелка. В городах, где используются трамваи с штанговым токоприёмником, троллейбус и трамвай могут иметь общие для обоих видов транспорта участки контактной сети.
Троллейбусная стрелка, типичная для систем бывшего СССР.
Троллейбусная стрелка с указателем направления.
Трамваи и троллейбус в Цинциннати за неделю до закрытия трамвайной линии. Используется общая контактная сеть.
Троллейбус следует в составе колонны в честь 140-летия общественного транспорта в Брно, используя контактную сеть трамвая, временно переоборудованную для движения троллейбусов.
Остановки троллейбуса обычно совмещены с автобусными, однако при большом пассажиропотоке они могут быть раздельными или даже многопозиционными (каждая позиция для своего маршрута). В России автобусная и троллейбусная остановка обозначается одним и тем же дорожным знаком[40][41]. То, что на остановке останавливается троллейбус, обычно пишется на щите с расписанием движения и названием остановки («аншлаге»).
Таблички — «аншлаги» указывают, что здесь останавливается как автобус, так и троллейбус. Расписания отсутствуют, нанесен только номер маршрута троллейбуса и название остановки
Табличка с расписанием на троллейбусной остановке в Севастополе
Старая троллейбусная табличка в Праге
Хранение, ремонт и техническое обслуживание подвижного состава производится в троллейбусных депо (парках). В Российской Федерации традиционно название «троллейбусный парк» применяется в Москве и Санкт-Петербурге, столицах автономных республик (кроме Казани и Уфы), в городах Абакане, Архангельске, Благовещенске, Видном, Воронеже, Рубцовске, Твери, Тюмени, Химках. Предприятия 76 остальных троллейбусных городов именуются «депо». В Белоруссии, напротив, существовавшее повсеместно название «депо» в 2007 году было заменено на «парк». В депо могут быть как открытые стоянки с разветвлённой контактной сетью, так и закрытые боксы. На территории троллейбусных депо размещаются также цеха по обслуживанию и ремонту троллейбусов, гаражи для специальной техники, склады для хранения расходных материалов (шин, контактных вставок, смазочных материалов и т. д.) и инструментария, помещения для окраски, сушки, медпункт, диспетчерский пункт, комнаты отдыха и т. д[36]. Существуют совмещённые трамвайно-троллейбусные или автобусно-троллейбусные депо[43].
Новокосинский автобусно-троллейбусный парк в Москве
Боксы второго троллейбусного парка Воронежа
Троллейбус Jelcz 120ME въезжает на смотровую яму в депо в Гдыне
Конечные пункты троллейбусов имеют оборотные кольца. В первых троллейбусных системах на конечных пунктах устраивались треугольники (например в Инстербурге[44]). Обычно есть разветвления контактной сети для возможности отстоя троллейбусов, обгона различных маршрутов. (Современные троллейбусы с системами автономного хода и с дистанционно управляемым подъёмом-опусканием токосъемных штанг уже не нуждаются в таком разветвлении.) Иногда обустраиваются пункты контроля технического состояния, диспетчерские пункты. В пунктах контроля технического состояния производится прежде всего проверка сопротивления изоляции, состояния штанг, тормозов и прочих узлов, от которых зависит безопасность движения.
Музей под открытым небом Блэк Кантри в Дадли, Великобритания
Движение троллейбусов регламентируется графиком. Основные исходные данные для составления графика — время оборота по маршруту и количество машин на маршруте. Время оборота по маршруту зависит от протяжённости маршрута, частоты расположения остановок, перекрёстков и пешеходных переходов (в том числе и оборудованных светофорами), ограничений скорости на линии, состояния контактной сети, дорог и подвижного состава, затруднённости движения на улицах и других факторов; определяют его опытным путём. В условиях прикрепления водителей (и кондукторов) к машинам необходимо также учитывать предельно допустимую длительность рабочего дня и сроки обедов. Во время оборота включается время (несколько минут) для отдыха водителя. Распределение наличного парка по маршрутам зависит от пассажиропотоков.
На основе общего графика составляются расписания для каждой отдельной машины и иногда для каждой отдельной остановки (столбовое расписание). В графиках для отдельных машин обычно указывают не все остановки, а несколько ключевых пунктов маршрута. В последнее время популярен метод составления графиков, называемый тактовым графиком. Тактовым называют график, в котором интервал является точным делителем часа (обычно 10, 15, 20 или 30 минут, иногда 1 час). Расписание прохождения троллейбуса по любой остановке в таком случае повторяется каждый час и легко запоминается, что повышает привлекательность для постоянных пассажиров даже при редком движении.
Водители троллейбусов несут ответственность за исполнение расписания. Согласно российским правилам технической эксплуатации (ПТЭ) троллейбуса, регулярным считается такое движение, которое выполняется в соответствии с расписанием или отклонением от него:
Отслеживают исполнение графика и регулярность движения диспетчеры. В случаях вынужденного прекращения движения на каком-либо участке или сбоев в движении диспетчеры оперативно корректируют график, перераспределяют подвижной состав, обеспечивают выпуск на линию резервных троллейбусов. Чтобы отслеживать соблюдение расписания в некоторых городах используется спутниковый мониторинг транспорта, что даёт возможность использовать электронные табло на остановках, высвечивающие приблизительное время ожидания для машины того или иного маршрута.
Обычно в технических характеристиках троллейбусов указывается максимальная конструкционная скорость 60-75 км/ч. В новых троллейбусах можно встретить установленные в контроллере ограничения, не позволяющие двигаться с большей скоростью. Теоретически возможно создание троллейбусных линий, работающих на большей установившейся скорости, но основным ограничением является контактная сеть и токосъёмники. Проблема в том, что штанговый токоприёмник очень чувствителен к дефектам контактной сети и дорожного покрытия. Также вероятность схода токоприёмника увеличивается при отклонении троллейбуса от контактной сети, что очень сильно ограничивает манёвренность троллейбуса на большой скорости. Для достижения большей скорости требуется применять более сложную подвеску контактной сети (в частности цепную) и увеличивать прижимную силу токоприёмника (что приводит к ускоренному износу контактных вставок и контактной сети). Поэтому троллейбусы достаточно редко используются на междугородних линиях — они применяются в основном в городах, где разрешено движение с максимальной скоростью 60 км/ч, и где более ценным является их свойство преодолевать крутые подъёмы до 8-12 %.
Также причиной ограничений скорости троллейбуса являются спецчасти контактной сети. Применяемые в большинстве городов стран СНГ спецчасти имеют следующие ограничения по скорости прохождения[45][46]:
В других странах выпускаются спецчасти, рассчитанные на большую скорость прохождения, но на территории СНГ они применяются достаточно редко.
Оплата проезда в троллейбусе принципиально обычно не отличается от оплаты проезда в других видах общественного транспорта: автобусе и трамвае. Оплату за проезд может принимать водитель или кондуктор. В 70-80х годах в СССР билеты продавались в автоматизированных кассах в салоне. Позже билеты продавались водителем, а иногда в киосках на остановках, и пассажир был обязан пробить билет на компостере. Аналогичным образом действует система, в которой вместо билетов используются бесконтактные карты, а вместо компостеров — валидаторы. Большое распространение получили проездные билеты, которые действуют в течение определённого времени (обычно месяц) на неограниченное количество поездок. В некоторых городах действует автоматизированная система контроля проезда. Эта система предполагает установку турникета в салоне, что приводит, с одной стороны, к уменьшению вместимости, увеличению времени простоя на остановках, а с другой — к уменьшению количества безбилетных пассажиров и экономии на зарплате кондуктора. Как один из вариантов решения этой проблемы иногда используется оплата проезда при входе в остановочный павильон — для этого он оборудуется турникетами и специальными ограждениями.
Кроме пассажирских троллейбусов, составляющих основную часть парка, в ведении троллейбусных управлений могут находиться учебные, экскурсионные, служебные, грузовые троллейбусы, машины обслуживания контактной сети, тягачи-эвакуаторы для буксировки неисправных или оказавшихся на обесточенных участках контактной сети троллейбусов.
Грузовой троллейбус (троллейвоз, троллейтрак, или троллейкар) широко использовался на заре развития троллейбусного транспорта: к примеру, довольно успешными были системы грузовых перевозок Макса Шиманна[14]. В России он не нашёл широкого распространения в связи с тем, что стоимость эксплуатации троллейвоза оказалась выше, чем грузовика[47]. В основном, грузовые троллейбусы использовались во время Великой Отечественной войны, когда большинство грузовиков было отправлено на фронт[47]. В большинстве случаев требуется наличие систем автономного хода, обычно на основе дизельных генераторов. На сегодняшний день в большинстве своём сохранившиеся троллейвозы переоборудованы в тягачи для буксировки неисправных троллейбусов или в лаборатории технадзора контактной сети, а иногда даже просто в грузовики[48].
Среди машин для обслуживания контактной сети (троллейбусы специального назначения) можно отметить: передвижные лаборатории технадзора, ремонтные вышки и иногда инеесбиватели[49] для борьбы с обледенением контактного провода. Чаще всего для борьбы с обледенением просто пускают на линию на всю ночь несколько троллейбусов с металлическими вставками вместо графитовых.
Грузовой троллейбус КТГ-1 в Москве
Троллейбус с открытой площадкой предназначен для проведения экскурсий
Тягач отвозит троллейбус в депо
Вышка для обслуживания контактной сети
Троллейбус по конструкции близок к автобусу. Многие производители (например, ЛиАЗ) строят троллейбусы на платформе серийных автобусов. Иногда в троллейбусы переделывали старые автобусы, ранее выходившие на линию, но выработавшие ресурс двигателя (при условии, что состояние кузова позволяло дальнейшую его эксплуатацию). Такие модификации производил, к примеру, Сокольнический вагоноремонтно-строительный завод[50]. Тем не менее, конструкция троллейбуса имеет существенные отличия. Вся ходовая часть, тяговая передача и частично органы управления схожи с оборудованием автобусов. А тяговый электродвигатель, система электрического управления и электроаппаратура имеют много общего с электрооборудованием подвижного состава электрических железных дорог[51].
К основным составным частям троллейбуса относят[1]:
Шасси может иметь рамную или безрамную конструкцию. При использовании рамной конструкции узлы, агрегаты и кузов крепятся к раме, которая воспринимает динамические нагрузки и обеспечивает прочность конструкции. В безрамной конструкции узлы крепятся непосредственно к кузову, для чего в кузове сделаны соответствующие посадочные места, а все нагрузки распределяются по элементам кузова.
Как и кузов автобуса, кузов троллейбуса по компоновке может быть однообъёмным или сочленённым, одно- и двухэтажным. Есть отдельные случаи компоновки в виде седельного тягача с пассажирским полуприцепом[52].
По уровню пола троллейбусы бывают высокопольными, полунизкопольными и низкопольными. Основное преимущество низкопольных троллейбусов в удобстве и скорости посадки и высадки пассажиров (включая погрузку и выгрузку багажа). В низкопольный троллейбус гораздо удобнее внести крупногабаритный багаж, а также детские коляски, велосипеды, проще посадка для пожилых людей. Часто низкопольные троллейбусы оборудуют выдвижным пандусом для инвалидов в колясках. Основной недостаток низкопольного кузова — в некотором уменьшении вместимости, так как колёсные арки занимают больше места в салоне и разместить на них сидения гораздо сложнее. Кроме того, полунизкопольные троллейбусы имеют либо ступеньку в салоне, либо наклонный пол, неудобный для стоящих пассажиров. В целом, однако, низкопольный троллейбус получается более вместительным, чем низкопольный автобус[53], потому что значительную часть электрооборудования троллейбуса можно разместить на крыше (что позволяет также снизить уровень шума в салоне от системы управления), а тяговый электродвигатель занимает совсем немного места, по сравнению с двигателем автобуса.
Для входа и выхода пассажиров в кузове имеются дверные порталы (на отечественных троллейбусах только по правому борту). Количество дверных порталов может быть от одного (например в некоторых экземплярах троллейбуса ЯТБ-3) до пяти (в сочленённых троллейбусах). Двери могут быть ширмовыми, поворотно-сдвижными, сдвижными или прислонно-сдвижными. Преимущество поворотно-сдвижных дверей в том, что они легко закрываются даже в переполненном троллейбусе. Прислонно-сдвижные двери обеспечивают наибольшую среди описанных конструкций герметичность, обеспечивая защиту от сквозняков и брызг. Привод дверей может быть пневматическим или электрическим. Створки дверей выполняются из металла и обязательно оснащаются резиновыми уплотнениями, предотвращающими проникновение влаги, снега и пыли в пассажирское помещение. Стоит также отметить, что в Великобритании некоторые двухэтажные троллейбусы не имели дверей. Вход и выход осуществлялся через открытую площадку, аналогично тому, как это было сделано в автобусах рутмастер.
Двери современных троллейбусов оснащаются функцией противозащемления[54], системой аварийного открывания дверей снаружи и изнутри троллейбуса, а также сигнализацией требования пассажиров о необходимости их открывания (связь с водителем)[54].
Пассажирский салон — это пространство, предназначенное для пассажиров, за исключением любого пространства, в котором расположены закрепленные элементы оборудования, такие как буфеты, кухни или туалеты.
Салон троллейбуса может быть предназначен[55]:
Пассажирские сидения могут быть как совместного, так и раздельного типа. Крепление сидений обычно консольное, обеспечивающее возможность механической уборки салона[54]. В среднем одно сидячее место занимает столько же пространства, сколько три стоячих. Поэтому в троллейбусах иногда устанавливаются откидные сидения, позволяющие экономить место в часы пик. Для стоящих пассажиров, в целях безопасности, по обеим сторонам дверей и вдоль всей или большей части салона предусматриваются металлические поручни, хромированные, крашеные или покрытые пластиком. Верхние горизонтальные поручни оснащены кожаными или пластиковыми ручками[54]. Концы вертикальных поручней закреплены в полу и на потолке напрямую или через горизонтальные поручни.
Перед дверями устраиваются накопительные площадки, на которых располагаются пассажиры, только что вошедшие в салон или готовящиеся к высадке. Также на них обычно располагаются пассажиры с крупногабаритными грузами, например с детскими колясками. Особенность двухэтажных троллейбусов в том, что перевозка стоящих пассажиров в них, во избежание потери устойчивости троллейбуса, разрешается лишь на первом этаже. Кондуктор обязан строго за этим следить. Сложность контроля заполнения такого троллейбуса — одна из причин, по которой двухэтажные троллейбусы в СССР не прижились[21].
Для удобства посадки и высадки пассажиров у основания дверей сделаны подножки (у низкопольных троллейбусов отсутствуют), скрытые при закрытых дверях. Высота дверного проёма обычно составляет не менее двух метров. Подножки изготавливаются из металла и покрываются резиной, а края подножек окантованы резиновыми угольниками — это защищает пассажиров от возможного воздействия токов утечки. В тёмное время суток подножки должны освещаться[56].
В кабине водителя троллейбуса ElectroLAZ-12
В салоне троллейбуса Škoda 22TrG
В салоне троллейбуса Irisbus Cristalis
Задняя накопительная площадка троллейбуса Solaris Trollino 18AC
Во многих странах, в том числе в России[57], троллейбус не имеет номерного знака. Есть лишь парковый номер, нанесённый на кузове и на стёклах. Это связано с тем, что троллейбус не может передвигаться автономно (без наличия контактной сети), следовательно, его невозможно угнать в корыстных целях. Соответственно, у дуобуса, который может передвигаться автономно, номерной знак должен быть. Также троллейбус должен иметь маршрутоуказатель, на котором обозначается номер маршрута, начальная, конечная и, если возможно, промежуточные станции. Маршрутный указатель располагают в специальных нишах или держателях спереди, сзади и по правому борту в странах с правосторонним движением[40] (соответственно, в странах с левосторонним движением — по левому). В последнее время распространены электронные маршрутоуказатели, на которых маршрут отображается на специальном матричном индикаторе.
| Внешние видеофайлы | |
|---|---|
| Планетарный редуктор задних колёс троллейбуса ЗиУ-682 | |
Колёса, полуоси, элементы тормозных механизмов и подвески собраны в отдельный конструктивный узел — мост. На специальных опорах обоих мостов устанавливаются ступицы с колесами, передающие его нагрузку на дорогу. Мост шарнирно соединяется с кузовом при помощи рессорной или иной подвески, а также передаёт нагрузку своей части (передней или задней) троллейбуса на дорогу через колёса[1]. Передний и задний мосты существенно различаются по конструкции, так как, помимо общих функций, они выполняют свои специфические задачи.
Передний мост является менее массивным и сложным по устройству. Он содержит в себе механизм поворота колёс.
Задний мост, обычно ведущий (обеспечивает реализацию силы тяги), состоит из полуосей, дифференциала и иногда колёсных редукторов; все это заключено в корпус, образующий балку заднего моста. Иногда задний мост может быть сдвоенным, в этом случае задние колёса зачастую имеют дополнительный механизм поворота для улучшения манёвренности.
Также следует отметить такую конструкцию ведущего моста, как портальный мост. В отличие от обычного, он имеет колёсные редукторы, что позволяет разместить его ниже или выше оси колёс. Для городского транспорта актуально расположение моста ниже оси колёс, что позволяет значительно понизить уровень пола в районе ведущего моста. Кроме того, его полуоси обычно имеют разную длину, что позволяет вынести карданный вал и двигатель в сторону от середины салона, а значит — избавиться от повышения уровня пола в задней его части.
Подвеска смягчает и поглощает удары и толчки, возникающие при качении колеса по поверхности дороги[1]. Ранее применялась полностью рессорная подвеска, но на современных троллейбусах применяется подвеска с пневматическими упругими элементами (мембранными или сильфонными «пневмоподушками»). Пневмоподвеска позволяет достичь большей плавности хода, поддерживать неизменный дорожный просвет при изменении нагрузки, а в современных моделях — также управлять дорожным просветом с места водителя, позволяя уменьшать его наклоняя кузов на остановке для удобства посадки и высадки пассажиров[54]. Тем не менее в подвеске троллейбуса могут одновременно с пневмоподушками использоваться и листовые рессоры, играющие вспомогательную роль (как это сделано в троллейбусе ЗиУ-682[33][58]): рессоры воспринимают усилия, возникающие при трогании и торможении, в то время как толчки от неровностей дороги смягчаются пневмоподушками. Колебания кузова, возникающие при движении по неровностям дороги, гасят амортизаторы[1].
Применение электродвигателя устраняет необходимость использования коробки передач. Тяговый электродвигатель обычно располагается вблизи ведущего моста, в результате чего троллейбусная трансмиссия получается конструктивно более простой, нежели автобусная. Она содержит карданный вал, редуктор ведущего моста с дифференциалом, и иногда — колёсные редукторы. Существуют троллейбусы с независимым приводом колёс[22], или даже с мотор-колёсами[59], что позволяет обойтись без дифференциала.
Наиболее распространенными являются следующие виды тяговых передач[60]:
Электрическую схему троллейбуса условно делят на высоковольтные (550 В) и низковольтные (12, 24 или 28 В) цепи[58]. Высоковольтные цепи получают напряжение от контактной сети посредством токоприёмников. Непосредственно за токоприёмниками включается радиореактор (так называемый «домик») — электрический фильтр, предотвращающий попадание помех из контактной сети в цепи троллейбуса (что может привести к сбоям в работе систем управления) и обратно (для предотвращения помех радиоприёму). От перегрузок и коротких замыканий высоковольтные цепи защищают с помощью плавких вставок и автоматических выключателей. В сеть высокого напряжения включаются:
Низковольтные цепи в современных троллейбусах имеют гальваническую развязку от высоковольтных, и предназначены для безопасного питания устройств, потребляющих небольшую мощность, таких как:
Для питания низковольтных цепей в отсутствие высокого напряжения (при опущенных токоприёмниках или при пропадании напряжения в контактной сети) устанавливается аккумуляторная батарея.
В кабине современных троллейбусов не должно быть высоковольтного оборудования, доступного для водителя. Приборная панель обычно содержит, по крайней мере[55]:
Аккумуляторные батареи размещаются отдельно от пассажирского салона и хорошо обдуваются наружным воздухом[55].
Тяговый электродвигатель (или электродвигатели, если их несколько) приводит троллейбус в движение посредством передачи создаваемого им вращающего момента через специальные механизмы (тяговая передача) ведущим колесам[1], а также используется в процессе электродинамического или рекуперативного торможения. С момента появления троллейбусов виды используемых ТЭД менялись, и можно выделить следующие фазы их развития:
Устройство регулирования тока через ТЭД называется системой управления. Системы управления (СУ) подразделяются на следующие виды:
Троллейбус может оснащаться системой автономного хода, которая позволяет снабжать электроэнергией двигатель троллейбуса в случае, если по каким-то причинам троллейбус не имеет доступа к контактной сети. В качестве источника электроэнергии может использоваться аккумулятор[61] или суперконденсатор[4], либо генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания[54]. Также получают распространение системы автономного хода на основе суперконденсаторов и топливных элементов. Обычно системы автономного хода используются для движения на незначительные расстояния (меньше километра). Однако существуют троллейбусы, рассчитанные на длительное движение вне контактной сети. Такие троллейбусы успешно эксплуатируются в Новосибирске, Челябинске, Братске, Барнауле, Туле, Владимире, Нальчике и других городах России. Они по сути являются электромобилями, лишёнными их важного недостатка — длительного времени зарядки без возможности перемещения. В местах, где троллейбусы после автономного движения подсоединяются к контактной сети, могут быть установлены специальные ловушки, упрощающие установку токоприёмников на провода контактной сети, позволяя делать это с помощью дистанционного управления из кабины водителя.
Вспомогательная электрическая аппаратура включает и выключает электродвигатели компрессоров и вентиляторов, аккумуляторные батареи, реле и регуляторы, необходимые для обеспечения правильной их работы, цепи освещения, отопления, сигнализации, электронные маршрутоуказатели, бортовой компьютер, системы связи и навигации и т. п. В современных троллейбусах большинство вспомогательных устройств (за исключением потребляющих большое количество электроэнергии, таких как отопители, компрессоры и т. д.) питаются от отдельного низковольтного источника (12 или 24 В), гальванически развязанного от высоковольтных цепей. Получение низкого напряжения из напряжения контактной сети обеспечивается посредством мотор-генератора, либо статического преобразователя. В случае отсутствия высокого напряжения (при срыве штанг, падении напряжения в контактной сети либо на стоянке) низковольтное электрооборудование получает питание от аккумуляторов.
В ранних конструкциях троллейбусов (например, МТБ-82) гальваническая развязка низковольтного оборудования от высоковольтных цепей отсутствовала, низковольтные потребители подключались либо последовательно, либо через балластные сопротивления. Недостатками такой схемы являются опасность поражения электрическим током, повышенный расход электроэнергии, которая рассеивается на балластных сопротивлениях, нестабильность низкого напряжения и проникновение помех в низковольтные цепи.
Обеспечение электрической безопасности является важнейшей задачей при проектировании электрооборудования троллейбуса. В связи с низкой проводимостью шин и дорожного покрытия, между кузовом троллейбуса и землёй при утечке тока на кузов может возникнуть опасная для человека разность потенциалов. Это особенно опасно при посадке и высадке пассажиров, так как при этом ноги человека оказываются на земле, а рука держится за поручень троллейбуса. Также токи утечки опасны для обслуживающего персонала, особенно в моечных цехах. Поэтому предъявляются очень жёсткие требования к проектированию, производству и содержанию троллейбусов. В частности изоляция электрооборудования от кузова троллейбуса должна быть двойной (II класс защиты от поражения электрическим током). Изоляторы должны сохранять свои свойства в условиях загрязнения и попадания влаги. Тяговый двигатель должен быть отделён от карданного вала изолирующей текстолитовой шайбой. Такая же шайба должна быть в соединении карданного вала с ведущим мостом. Поручни и ступеньки посадочных площадок также изолируют от кузова[62]. В некоторых странах для троллейбусов используются специальные электропроводящие шины. В процессе эксплуатации троллейбуса требуется ежедневно продувать сжатым воздухом и протирать сухой ветошью опорные изоляторы электрооборудования и измерять токи утечки на кузов троллейбуса. Запрещается эксплуатация троллейбуса, если токи утечки на кузов превышают 3 мА[63].
Ранее большая часть силового электрооборудования троллейбуса располагалась под полом. На крышу обычно был вынесен лишь радиореактор. Это позволяло упростить задачу отопления салона за счёт тепла, выделяемого пускотормозными реостатами. Однако такая схема имеет много недостатков, связанных прежде всего с электробезопасностью пассажиров. Троллейбус в этом случае не может ехать по луже, глубиной более 10 см, а грязь и противогололёдные реагенты, попадая под днище, не только приводят к утечке тока на корпус, но и способствуют ускоренному износу изолирующих и токоведущих частей[64]. Поэтому в последнее время электрооборудование троллейбуса выносят на крышу в специальные ящики. Кроме всего прочего, такая компоновка электрооборудования позволяет понизить уровень пола в троллейбусе, а также способствует лучшему его охлаждению и понижению шума. Однако в этом случае требуется отдельная система отопления салона, что повышает расход электроэнергии зимой.
Электроизоляция подножек, дверей и поручней позволяет обезопасить пассажиров от ударов током при посадке и высадке
На крыше электрооборудование троллейбуса лучше защищено от загрязнения и воды, чем под полом
Резинометаллические ленты, касающиеся поверхности дороги — часть системы контроля утечки тока
В современных троллейбусах устанавливается по два токоприёмника штангового типа, расположенных на крыше троллейбуса на специальном постаменте. На заре троллейбусостроения было опробовано множество других решений. В первом троллейбусе Сименса в качестве токосъёмника использовалась тележка, соединённая гибким проводом с троллейбусом и приводящаяся в движение с помощью вспомогательного двигателя. Но эта система не прижилась, во-первых, потому что требовала близкого расположения проводов, что нередко приводило к коротким замыканиям в ветреную погоду, а, во-вторых, тележку сложно было устанавливать на место при сходе с проводов. Тем не менее, было опробовано множество подобных систем, но все они, в конечном итоге, вышли из употребления[1][65]. Существовали схемы токоприёмников с одной штангой[1] (такие троллейбусы эксплуатировались до 1957 года в городе Эберсвальде[66]), однако и они не получили широкого распространения из-за недостаточной надёжности. На первых штанговых токоприёмниках токосъём осуществлялся с помощью ролика[1], но вскоре от ролика отказались из-за плохого токосъёма и быстрого износа. Ролик был заменён так называемым башмаком с медно-графитовыми вставками. Такая схема почти без изменения применяется до сих пор[65][67].
Как сами штанги, так и контактные башмаки закреплены с использованием шарниров, что позволяет троллейбусу отклоняться от контактной сети (например, при объезде препятствия или при подходе к остановке). Штанги механически не связаны друг с другом, устанавливаются и опускаются они также независимо. Для прижатия токосъёмника к контактному проводу у основания штанги установлены пружинные подъёмные механизмы с ограничителями подъёма штанг. Здесь же могут быть расположены гидравлические или пневматические штангоуловители. Штангоуловители нужны для автоматического опускания штанг в случае их схода с целью предотвращения коротких замыканий и повреждения контактной сети. Применяются также механические и электрические штангоуловители, которые обычно расположены в задней части троллейбуса и соединяются со штангами тонкими тросами. В случае если штангоуловителей нет, тросы прикрепляются к кольцам, которые могут свободно перемещаться по штангам. Установка и снятие штанг обычно производится вручную водителем. В случае применения электрических, гидравлических или пневматических штангоуловителей штанги могут опускаться дистанционно, по команде из кабины водителя. Тем не менее установка все равно производится вручную. В некоторых троллейбусных хозяйствах, использующих дуобусы, для решения этой проблемы используют специальные ловушки, позволяющие частично автоматизировать подъём штанг, но их невозможно установить на всем протяжении контактной сети.
Обычно в непосредственной близости от токосъёмников располагают радиореактор, который призван подавлять радиопомехи, создаваемые двигателем и системой управления, которая иногда тоже располагается на крыше. Для обслуживания электрооборудования и штанг в большинстве случаев имеется лестница — в задней части или справа возле одной из дверей. Крыша обычно покрывается резиновым изоляционным покрытием для безопасности обслуживающего персонала.
Штанги на шарнирах с пружинами и пневматическими штангоуловителями
Башмаки токосъёмников
Троллейбус с одной штангой в городе Эберсвальде, 1940 г.
Ранняя конструкция штангового токосъёмника
Более ранняя конструкция троллейбусов с одной штангой — Гамбург, между 1911 и 1914 г.
Троллейбус, использующий токоприёмник на гибком кабеле — Бремен, 1910 г.
Троллейбусы обычно оснащаются тремя типами тормозов[4]:
При электродинамическом торможении энергия рассеивается на реостатах, либо, при использовании систем рекуперации, возвращается в контактную сеть. По мере замедления электродинамические тормоза теряют свою эффективность и в действие вступают колодочные пневматические тормоза. После полной остановки троллейбус фиксируется на месте стояночным тормозом. В экстренных случаях эти тормоза могут работать совместно.
Существует возможность торможения включением заднего хода, однако торможение таким способом обычно запрещено, потому что это может привезти к перегрузке и выходу из строя двигателя и системы управления.
Также современные троллейбусы оснащаются остановочной тормозной системой, обеспечивающей автоматическую блокировку движения троллейбуса при открытых пассажирских дверях[54].
Для работы пневмооборудования сжатый воздух производится компрессором. В отличие от автобуса, где компрессор приводится в движение непосредственно от двигателя, в троллейбусе компрессор имеет собственный электропривод, который работает в повторно-кратковременном режиме и питается током от контактной сети[33]. Привод компрессора от тягового электродвигателя невозможен, так как при этом после длительной стоянки пришлось бы какое-то время двигаться на пониженном давлении для набора давления в пневмосистеме, что недопустимо. Для хранения сжатого воздуха имеются резервуары. Обязательно наличие регулятора давления, предохранительного клапана и системы очистки воздуха. От сжатого воздуха работают тормоза, иногда усилитель руля, механизмы открытия-закрытия дверей, стеклоочистители (например, на МТБ-82). Также сжатый воздух обеспечивает работу пневмоподвески. Пневмооборудование располагается под кузовом и внутри его[1].
Так же, как и для компрессора пневмосистемы, для насоса гидравлических приводов требуется собственный электропривод. Применение гидравлических приводов в троллейбусе ограничено в основном усилителем руля и, иногда, штангоуловителями.
Вентиляция в троллейбусах бывает естественная и принудительная. Естественная осуществляется через форточки окон и расположенные на крыше люки. Для искусственной вентиляции применяются приточные вентиляторы или вентиляторы электрокалориферов (в режиме вентиляции)[54]. В современных троллейбусах устанавливаются также системы кондиционирования.
Во многих троллейбусах с РКСУ, в том числе ЗиУ-682, для отопления салона использовалось тепло, которое в большом количестве выделялось на пускотормозных реостатах[58]. Такая конструкция требовала размещения реостатов под полом троллейбуса со всеми присущими такой системе недостатками. В случае размещения электрооборудования на крыше, а также при использовании тиристорной или транзисторной системы управления отопление салона осуществляется электрообогревателями, установленными в салоне и кабине водителя[54]. Так как все системы троллейбуса (системы отопления, вентиляции и кондиционирования в том числе) питаются от контактной сети, в троллейбусе практически отсутствуют свойственные автобусу ограничения на электрическую мощность систем отопления, вентиляции и кондиционирования в частности. В автобусе электрическая мощность этих же систем всегда ограничена мощностью автобусного электрогенератора, поэтому отопление осуществляется от тепла двигателя, или от печи, работающей на жидком или газообразном топливе, а кондиционер часто имеет прямой механический привод от двигателя.
Троллейбус имеет ряд как преимуществ, так и недостатков по сравнению с другими видами городского общественного транспорта.
По состоянию на начало апреля 2015 года в мире 289 троллейбусных систем[70].
Северная Америка представлена троллейбусами Ванкувера (Канада) и пятью троллейбусными системами в США. Примечательна троллейбусная система в Бостоне, штат Массачусетс, где кроме обычного уличного действует система подземного скоростного троллейбуса (так называемая серебряная линия (англ.)[71], см. Транспортное управление залива Массачусетс).
Латиноамериканские страны на начало 2015 года представлены 10-ю троллейбусными системами в Аргентине (в Кордове, Мендосе и Росарио), Бразилии, Венесуэле (в Мериде), в Мексике, Чили (в Вальпараисо) и в Эквадоре (в Кито)[72]. Последняя примечательна тем, что расположена ближе всех к экватору[73].
Кроме России и стран СНГ, в Азии большинство троллейбусных систем находится в Китае и Северной Корее. Троллейбус также есть в Турции (в Малатье), Монголии (в Улан-Баторе) и Японии.
В Европе на начало 2015 года работает 90 троллейбусных систем (вместе с Украиной, Белоруссией и Молдавией — 141)[79].
Кроме того, в Европе по состоянию на начало 2015 года троллейбусы есть в городах Австрии, Болгарии, Боснии и Герцеговине, Венгрии, Германии, Испании, Италии, Латвии, Литве, Нидерландах, Норвегии, Польше, Португалии, Румынии, Сербии, Словакии, Франции, Чехии, Швеции и в Эстонии. По данным 2000 года в Европе действовало 112 троллейбусных систем[59].
В России на начало апреля 2015 года действует 85 троллейбусных систем[84] — больше, чем в любой другой стране мира.
В настоящее время на территории бывшего СССР эксплуатируются троллейбусы, выпущенные в России, Белоруссии, в Таджикистане, Украине, а также в Чехии, Польше и Китае.
В большинстве стран, в отличие от стран СНГ, нет специализированных производителей троллейбусов, что связано с небольшим количеством троллейбусных хозяйств (по сравнению с Россией и постсоветским пространством), хотя в прошлом из-за большого заказа СССР чешская фирма «Шкода» имела подразделение, занимавшееся сугубо троллейбусным производством. Очень часто зарубежные троллейбусы представляют собой слегка модифицированный кузов автобуса, приспособленный для установки соответствующего электрооборудования. Само электрооборудование поставляется сторонним по отношению к производителю кузовов поставщиком. Исключение составляют только крупные концерны, агрегирующие внутри себя сразу несколько отраслей машиностроения, например итальянский FIAT или немецкий MAN SE. Оба этих концерна в прошлом самостоятельно выпускали троллейбусы, некоторые из этих машин до сих пор работают на линиях, например троллейбусы FIAT 60-х гг. выпуска в Неаполе. В настоящее время потенциальный заказчик имеет возможность выбора и сочетания кузовов с электрооборудованием различных фирм. Кузова для троллейбусов могут выпускаться практически любым производителем автобусов, например Daimler AG (под торговой маркой Mercedes-Benz), Neoman и др. Электрооборудование для троллейбусов поставляется целым рядом известных мировых компаний — Siemens AG, Bombardier, Van Hool, Kiepe и др.
Исключением является польская фирма Solaris Bus & Coach, которая выпускает троллейбусы трёх моделей — Solaris Trollino 12, Solaris Trollino 15 и Solaris Trollino 18.
Троллейбус Богдан Т701.10 в Симферополе
Irisbus Cristalis в г.Лимож, Франция
В отличие от трамвая, нашедшего широкое отражение во многих художественных произведениях, троллейбус представлен в них в гораздо меньшей степени. Иногда ему посвящают песни (например, «Последний троллейбус» Булата Окуджавы, или «Троллейбус» Виктора Цоя), фильмы («Первый троллейбус»), или он становится героем городских легенд (как, например, в Инстербурге).
Одна из особенностей троллейбуса — постоянный доступ к электроэнергии, что даёт больше возможностей к оборудованию «клуба на колёсах», чем для автобуса. Например, в Москве действует музыкально-экскурсионный маршрут «Синий Троллейбус», на котором проводятся выступления коллективов авторской песни[92].
| Портал «Транспорт» | |
| Троллейбус в Викисловаре? | |
| Siemens AG | |
|---|---|
| Основатели | Вернер фон Сименс • Иоганн Гальске |
| Предприниматели | Карл Вильгельм Сименс • Хайнрих фон Пирер • Клаус Кляйнфельд • Петер Лёшер |
| Персоналии | Фридрих фон Хефнер-Альтенек • Густав Герц • Дейнеш Габор • Эрнст Август Руска • Вальтер Шоттки • Ганс Домицлафф |
| Изобретения и проекты | трамвай • троллейбус • электрический лифт |
| Бренды и товарные знаки | Siemens • SIMATIC • SICAM • Velaro |
| Совет директоров | Петер Лёшер |
| Секторы концерна | Industry • Energy • Healthcare |
| Стратегические партнёрства (SEI) |
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH • Unify GmbH & Co. KG |
| Дочерние компании | Areva NP • Gigaset Communications GmbH • Voith Siemens Hydro Power Generation GmbH & Co. KG • OSRAM GmbH |
| Компании, входившие ранее в концерн |
Infineon Technologies AG (1999) • Wincor Nixdorf AG (1999) • Dematic (2005) • VDO Automotive AG (2007) • Fujitsu Technology Solutions (2009) • Nokia Siemens Networks BV (2013) |
| Оборот: ▼SIEGn • Website: www.siemens.com | |
