Система многих единиц

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Система многих единиц (СМЕ) — способ управления подвижным составом, при котором в один поезд вцепляется несколько локомотивов или моторных вагонов, а управление тяговыми двигателями ведётся с одного поста управления и одной локомотивной бригадой, является частным случаем кратной тяги. Применяется на электровозах, тепловозах, моторвагонном подвижном составе, трамваях и изредка — троллейбусах. Известны случаи использования по СМЕ грузовых автомобилей и тракторов при перевозке тяжеловесных грузов, а также автобусов (см. ЛиАЗ-677), но они единичны.

СМЕ из трамваев 71-403 в Екатеринбурге

Если цепи управления двух машин соединить параллельно, то управлять обеими машинами можно будет из одной кабины. Для такого подключения необходимо, чтобы его поддерживали электрические цепи обоих локомотивов или моторных вагонов. Они соединяются специальными кабелями через внешние разъёмы. Некоторые модели современного подвижного состава оснащены сцепными приборами типа Шарфенберга, которые сразу осуществляют механическое соединение и подключение электрических цепей, или же оборудуются устройствами связи по радио. Можно также сказать, что многосекционные электровозы и тепловозы постоянно работают по СМЕ, так как они состоят из отдельных и одинаковых секций.

Существует также СМЕТ — СМЕ Телемеханическая, при которой непосредственно провода управления машин не объединяются. Сигналы управления кодируются и передаются всего лишь по одной паре проводов. При этом, если исправно работают шифратор и дешифратор, повышается надёжность работы, так как многократно сокращается число контактов в разъёмах.

История[править | править вики-текст]

Впервые эта система была применена американским изобретателем Фрэнком Спрэйгом (англ.) в 1887 году на электропоездах Чикагской эстакадной железной дороги. В дальнейшем эта система стала активно применяться на электропоездах пригородных и городских железных дорог, трамваях и локомотивах. Например, во всех метрополитенах используются поезда, работающие по СМЕ.

Преимущества[править | править вики-текст]

Соединение моторных вагонов по СМЕ на железнодорожном транспорте имеет следующие преимущества относительно компоновки поездов из локомотива и прицепных вагонов:

  • Увеличение максимального ускорения, величина которого зависит от соотношения числа обмоторенных и необмоторенных осей в составе. Для поездов на локомотивной тяге эта величина составляет около 0,2-0,3 м/с², а для электропоездов — до 1 м/с²). Это позволяет поднять скорость сообщения на маршрутах с частыми остановками (то есть на городском и пригородном транспорте), и увеличить пропускную способность линии.
  • Нет необходимости в обороте (перецепке) локомотива. Для изменения направления движения поезда локомотивной бригаде достаточно перейти в другую кабину.
  • Секционирование. Поезд с пассажирами можно за короткое время расцепить на несколько частей, которые смогут ехать отдельно по разным направлениям.
  • Надёжность. При выходе из строя одного вагона поезд может продолжать движение
  • Меньшая осевая нагрузка. Снижается нагрузка на пути от тяжелого локомотива.

Соединение по СМЕ локомотивов позволяет увеличить массы поездов и повысить провозную способность линий. Возможна организация соединенных поездов, имеющих локомотивы в голове и в середине (а иногда и в хвосте) поезда. Поезд разделяется на автономные составы и занимает боковые пути станций, а по перегону следует единым целым и использует одну нитку графика. Также СМЕ позволяет уменьшить необходимое число локомотивных бригад.

СМЕ на подвижном составе железных дорог СССР и России[править | править вики-текст]

Трехсекционный электровоз ВЛ80Р
Панель СМЕТ и межсекционное соединение ВЛ10К
Принцип действия сигнализации ВЛ80С

До революции моторвагонная электрическая тяга применялась на подъездных путях колеи 1000 мм в районе города Лодзь. Впервые в СССР СМЕ на железнодорожном подвижном составе была использована в 1926 году на электровагонах Баку-Сабунчинской железной дороги, в 1929 году на электровагонах Сд в Московской пригородной зоне.

Фактически по СМЕ работают почти все многосекционные локомотивы — электровозы ВЛ11, ВЛ15, ВЛ80 и ВЛ85, ЧС6, ЧС7 и ЧС8, тепловозы ТЭ2, ТЭ3, 2ТЭ10 всех индексов, 2ТЭ116, исключение — электровоз ВЛ10, который по электрической схеме (повторяющей схему двухкузовного ВЛ8, первого советского восьмиосного электровоза) является одним электровозом, оборудование которого распределено по двум секциям. Но по разным причинам (установка радиостанции лишь в одной из секций, запрет на поездную работу с одним токоприёмником без резерва на случай его поломки, особенности цепей управления) расцепление секций практикуется в основном с тепловозами и формально многосекционный локомотив считается единым.

Из современных локомотивов работу по СМЕ поддерживают электровозы ЧС2, ВЛ11, ВЛ60К, ВЛ80С и переоборудованные ВЛ80Р, серия Э5К, тепловозы 3М62У, 2ТЭ10М и 3ТЭ10М, 2ТЭ10У и 3ТЭ10У (работа в 2 и 3 секции), ТЭП70, а также все дизель- и электропоезда. Массово оборудованы СМЕТ электровозы ВЛ10 Куйбышевской, Южно-Уральской и Западно-Сибирской железных дорог, что позволяет одной бригаде управлять двумя электровозами и вести тяжёлый поезд, например, на линии Самара - Уфа — массой 7400 тонн, на линии Кропачёво - Челябинск — массой 6000 тонн, на равнинных участках З-СИБ ЖД — 9000 тонн, что повышает эффективность работы. У ВЛ10К (модернизированного ВЛ10 производства ЧЭРЗ) на СМЕТ построено всё управление и сигнализация, СМЕТ в данном случае называется ЭСУТ-УВ — электронная система управления телемеханическая. На случай отказа ЭСУТ-УВ на ВЛ10К предусмотрено аварийное управление по обычной СМЕ с сокращённым числом проводов и функций. По тому же принципу построено и управление электровоза 2ЭС6.

Раздельное управление однотипным оборудованием секций реализовано по-разному. На электровозах ЧС можно раздельно включать вспомогательные и главные компрессоры секций, на работающем в три секции ВЛ11 — поднимать токоприёмник любой секции, а на работающем в три секции ВЛ80 такая возможность не требуется — из-за значительно меньшего тока поднятие трёх токоприёмников не требуется и токоприёмник средней секции снимается в депо при сборке трёхсекционной машины. При работе в четыре секции токоприёмники поднимаются попарно от одной кнопки. По-разному решается и вопрос сигнализации — на ВЛ11, где требующих сигнализации аппаратов немного (быстродействующий выключатель, БВ, и контактор мотор-вентилятора, МВ), установлены отдельные лампы на каждую из трёх секций.

На ВЛ80С, где аппаратов много (защита выпрямительных установок и тяговых двигателей, реле земли, по четыре МВ на каждой секции и т. д.), отдельно для каждой секции установлены лишь лампы нулевой/ходовой позиции главного контроллера и лампы общей сигнализации неисправности, а для отдельных аппаратов — общие для всех секций лампы на расшифровочном табло. Отключение секций от расшифровочного табло (чтобы выяснить, какая из секций послала, скажем, сигнал на лампу «РКЗ») производится тумблерами с пульта машиниста через переключатели 436. Также на ВЛ80С имеется возможность увеличить плавность разгона: обычно на локомотивах все секции набирают позиции одновременно, в трёх-четырёхсекционном локомотиве такой одновременный прирост силы тяги может быть опасен для автосцепки, поэтому на ВЛ80С можно на части секций включить специальный тумблер 395, при этом сначала будут набирать очередную позицию секции со включенным тумблером, а потом — секции с выключенным.

Наиболее удобны электронные управление и сигнализацию двух-, трёх- или четырёхсекционного локомотива обеспечивает электронная система на электровозах ВЛ10К и 2ЭС6.

СМЕ на трамваях[править | править вики-текст]

Сдвоенный трамвай Tatra T3 в Самаре
Сдвоенный трамвай 71-605 в Набережных Челнах

До 1950-х годов на трамвае почти во всех странах мира в качестве дополнительного второго вагона (далее — сателлита) использовались отдельно произведенные прицепные вагоны, не имеющие кабин, тягового электрооборудования и токосьёмников. Такая компоновка была типовой для всего мира, и так работали почти все типы вагонов. В СССР использовались поезда Ф+Н, КМ+С, КМ+КП, Х+П, МТВ-82+КТП-55, ЛМ-33+ЛП-33, ЛМ-47+ЛП-47, ЛМ-49+ЛП49, а также вагоны заграничного производства.

Впервые в СССР СМЕ на трамвае стала применяться в 1956 году, на опытных вагонах РВЗ-55, однако в серийное производство такие вагоны не пошли.

В 1959 году чехословацкое предприятие «ЧКД Татра-Смихов» (позже его дочернее предприятие «ЧКД Прага», далее — ЧКД) выпустило новую модель трамвая, «Татра Т2», и стала экспортировать её в СССР. На ней на лобовой и задней частях были предусмотрены гнезда для подключения кабелей управления. Таким образом, эти вагоны можно было сцеплять по два. При соединении двух вагонов, к гнездам подключался кабель управления, представляющий собой жгут проводов, имеющий в штекере до 36 жил. Сцепные приборы при сцеплении фиксировались колышком, и в некоторых городах дополнительно — аварийным тросом.

В 1961 году ЧКД выпустило новую модель трамвая «Татра Т3». На нем также была предусмотрена возможность работы по СМЕ, аналогичная «Татре Т2». С 1970 года, когда в серию пошла новая модификация Т3, с прямоугольным маршрутоуказателем, сдвинутыми стеклами в дверях и иным расположением задних тормозных огней, на нее стали ставить гнездо для высоковольтного кабеля (далее — ВВ кабель). Таким образом можно было сцеплять два вагона по СМЕ, с питанием только от одного из вагонов, так как от питающего вагона ВВ ток шел по ВВ кабелю на вагон с опущенным пантографом. С 1977 года пошла модификация с тремя дверьми, на которой вплоть до снятия модели с производства в 1987 году, гнезда ВВ кабеля ставили всегда. ВВ кабель давал возможность уменьшать износ контактных вставок пантографа и провода КС. Питающие вагоны в разных городах были разные. В одних городах и странах питающим всегда выступал второй вагон, в других — головной вагон. Это зависело от принятого в городе расстояния расположения воздушных контактов от стрелочных переводов. С 1978 года, когда в Киеве была открыта первая в СССР линия скоростного трамвая, началось активное использование Т3 по СМЕ в составе трех вагонов. В данном случае как правило поднимались пантографы на 1 и 2 вагонах, а к 3 шел высоковольтный кабель. Иногда использовали пантографы на всех трех вагонах, но такое использование давало изрядный износ контактной сети. Интересен также тот факт, что сама по себе СМЕ в СССР вошла в использование в 1966 году, до этого «Татры Т2» и «Татры Т3» ходили исключительно одиночками.

В дальнейшем, среди вагонов Советского и Российского производства возможностью работы по СМЕ обладали модели 71-605 (КТМ-5М3), 71-608, 71-608К, 71-608КМ, 71-619 (все модификации), РВЗ-6М2, РВЗ-7, ЛМ-68, ЛМ-68М, ЛВС-86, ЛМ-93, ЛМ-99К. В начале 80-х ЧКД создало новую модель трамвая, «Татра Т6». В СССР поступила модификация «Tatra T6B5SU». Эти вагоны так же обладали возможностью работы по СМЕ, и оснащались автоматической сцепкой Шарфенберга. Такой тип сцепки уже имеет в себе питающие и управляющие жилы, позволяя с большой легкостью сцеплять вагоны Т6 по два и три. Сцепные приборы похожей конструкции стали применять и на других вагонах чехословацкого и немецкого производства, ими укомплектовывались Т3 и Т4, проходящие модернизацию в Германии. В 1992 году УКВЗ разработал семейство вагонов 71-611 для работы на скоростных линиях. Они обладают возможностью работать с промежуточными моторными вагонами без кабины управления.


Города СССР, где работали трамваи по системе многих единиц:

Город Тип Год начала работы
Бийск 71-605 ?-н.в.
Владивосток 71-605, 71-605А, 71-608К, РВЗ-6М2, КТМ-1 ? -2009
Златоуст[1] 71-605, 71-605А, 71-608К ? -1995
Казань 71-605, 71-605А, 71-608КМ, РВЗ-6М2 1974-2002
Красноярск 71-605, 71-605А, 71-608КМ, РВЗ-6М2 ?-?
Москва РВЗ-55, РВЗ-6, Tatra T2SU, Tatra T3SU, Tatra T6B5SU, Tatra T7B5, МТТЧ, МТТЕ, 71-608КМ, 71-619 1956
Омск 71-605, 71-605А, 71-608КМ ? -1997,2008
Орёл Tatra T3SU, Tatra T6B5SU 1975
Самара Tatra T3SU, Tatra T6B5SU, Tatra T3RF, 71-405, 71-605 1969
Тула Tatra T3SU, Tatra T6B5SU, Tatra T3DC, 71-608К 1966 - 2013

СМЕ на троллейбусах[править | править вики-текст]

Троллейбусный поезд в Краснодаре

В 1966 году киевский инженер Владимир Веклич придумал способ сцепления и использования троллейбусов по системе многих единиц. Тогда сцепляли МТБ-82Д. Позже СМЕ применили на Škoda 9Tr. В то же время в Чехословакии были созданы троллейбусы Skoda 12Tr, электрооборудование которых позволяло сцеплять их по СМЕ без дополнительного переоборудования в депо, но серийно они не выпускались.

Логично, что при использовании в СМЕ вместимость троллейбуса увеличивалась ровно вдвое. При этом водитель оставался один. Штанги использовались только на одной из машин, обычно на второй, в то время как на первом вагоне с крыши было демонтировано штанговое оборудование и проведены питающие кабели с сателлита (на МТБ-82 все было наоборот). СМЕ позже применили и на ЗиУ-9.

Города СССР, где работали троллейбусы по системе многих единиц:

Город Тип Год начала работы
Киев МТБ-82Д 1966
Киев Skoda 9tr 1968
Москва МТБ-82Д 1970
Москва ЗиУ-9 1972
Днепропетровск Skoda 9tr 1974
Севастополь Skoda 9tr 1976
Рига Skoda 9tr 1976-2001
Одесса Зиу-9 1990-2006гг
Таллин Skoda 9tr 1981
Алма-Ата ЗиУ-9 1981
Ленинград ЗиУ-9 1981
Нижний Новгород ЗиУ-9 1983
Коммунарск (Алчевск) ЗиУ-9 1988
Самара ЗиУ-9 1986 - начало 2000-ых
Чита ЗиУ-9 1986
Омск ЗиУ-9 1986
Новосибирск ЗиУ-9 1989
Донецк ЗиУ-9 1989
Харьков ЗиУ-9 1989
Херсон ЗиУ-9 1989
Николаев ЗиУ-9 1990
Тольятти ЗиУ-9 1991
Кемерово ЗиУ-9 1991
Краснодар ЗиУ-9 1991
Челябинск ЗиУ-9 1991?


Троллейбусные СМЕ стали вытесняться с появлением шарнирно-сочленённых троллейбусов. Они были проще в обслуживании, потребляли меньше энергии, были более маневренными. Троллейбусные СМЕ исчезли с улиц мира преимущественно к концу 1990-х годов. В Киеве последний поезд расцепили в 1994 году, в Харькове — в 1996-м, в Алчевске — в 2002-м, Николаеве — в 2001-м, в Херсоне и в Санкт-Петербурге — в 2002-м, в Одессе — в 2006-м. В Донецке эксплуатация двух последних троллейбусных поездов ЗиУ-9 завершилась в 2008 году, в Краснодаре последним месяцем эксплуатации троллейбусных СМЕ стал декабрь 2013 г.

СМЕ на городском транспорте сегодня[править | править вики-текст]

На сегодняшний день СМЕ на трамвае активно используется в Европе. В СНГ активно расцепляют трамвайные поезда, при КВР (капитально-восстановительном ремонте) лишая их возможности работы по СМЕ. Все связано с большой стоимостью новых трамвайных вагонов. В условиях нехватки вагонов для поддержания нормального интервала на маршрутах поезда расцепляются и пускаются по одному вагону с тем же интервалом. Сокращение СМЕ-поездов — явление отрицательное, показывающее безнадежность в каком-либо развитии трамвайного хозяйства. В качестве замены поездам могут служить лишь многосекционные сочлененные трамваи, как, например, Combino Supra или Astra/Inekon. Но их стоимость велика и непосильна для провинциальных трамвайных хозяйств. Но есть и исключения. Так, например, в Бийске провели исследование энергопотребления одиночных вагонов и СМЕ. Оказалось, что два вагона (71-605), работающих по СМЕ, при полной загрузке потребляют электроэнергии всего в 1,5 , а не в 2 раза больше, чем одиночный вагон. Поэтому поезда расцеплять не стали. Более того, в настоящее время при КВР у всех вагонов восстанавливаются межвагонные соединения.

В Европе крайне редко встречаются одиночки — преимущественно СМЕ и многосекционники.

Занимательные факты[править | править вики-текст]

  • Как правило по СМЕ можно сцепить только вагоны одной модели и с одинаковой электросхемой (так метровагоны 81-714/717 разных годов выпуска между собой не сцепляются). Однако в 1932 году СССР заказал итальянской фирме Итальяно Техномазио Броун Бовери электровозы, получившие обозначение СИ, которые могли работать по СМЕ с уже работавшими электровозами серии С производства другой фирмы — General Electric. А советские тепловозы ТЭ1 могли работать по СМЕ с американскими Да.
  • В 1976 году в Алма-Ате сцепили по СМЕ два автобуса ЛиАЗ-677 [2] Поезд проработал на линии около 5 лет.
  • Известны случаи сцепления по системе многих единиц автомобилей-балластных тягачей при перевозке тяжеловесных грузов. Например в каменоломнях Сицилии 4 таких тягача, сцепленных по системе многих единиц перевезли моногруз весом почти 400 тонн. При этом на автомобилях были объединены приводы подачи топлива («педали акселератора»), тормозные системы и приводы сцепления. Трансмиссии были установлены на пониженную передачу. Передача управляющих сигналов осуществлялась пневматическим оборудованием.
  • По сведениям, опубликованным в 70-х годах в журнале «Изобретатель и рационализатор», на заводе БелАЗ разрабатывался карьерный самосвал-автопоезд, работающий по системе многих единиц. Система должна была включать в себя головной автомобиль-энергомодуль (без грузового кузова) с установленным на нем дизель-генератором и активные грузовые прицепы, мотор-колеса которых должны были получать питание от автомобиля и управляться им же. Предполагалось, что такая система обеспечит грузоподъёмность состава до 2000 т. Аналогичным также мог бы стать модульный автопоезд с активными прицепами МАЗ-2000 «Перестройка», эскизы которого появились в конце 1980-х годов. Не исключено, что речь в этих двух публикациях идет об одной и той же машине.
  • Многие трамвайные вагоны, например Татра Т3, ЛМ-68М, ЛВС-86 и 71-605 можно сцепить по СМЕ хвостами. Получившиеся 2 и 4-вагонные поезда иногда использовались в некоторых городах как челноки при ремонтах пути. Например в Бийске с 1998 по 2002 годы, когда состояние моста через реку Бия не позволяло осуществлять по нему движение трамваев, четыре таких поезда в течение 4 лет работали в левобережной части.


Ссылки[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]