Admin

Моторные вагоны электропоездов серии ЭС104

Основные особенности конструкции

Е.А. РЫСТИНА, сервисный инженер, ООО «Рейлкомп»,
А.Е. КАРПОВ, заведующий лабораторией «Системы управления транспортными средствами» кафедры «Тяговый подвижной состав» РОАТ,
д.э. лимонов, начальник Департамента конструкторских разработок и исследований ООО «Уральские локомотивы»

К настоящему времени назрела необходимость освоения, как в технической, так и в производственной эксплуатации электропоездов нового базового для ОАО «РЖД» семейства ЭПЭ серии ЭС1О4, получившего название «Финист». Производство этих самых современных электропоездов на базе отечественных технологий и комплектующих освоил завод «Уральские локомотивы».


Моторные вагоны электропоездов пригородных экспрессов типа ЭПЭ серии ЭС104 предназначены для перевозки пассажиров на электрифицированных постоянным током линиях железных дорог, оборудованных высокими и низкими платформами, в условиях умеренного климата.


Каждая секция такого электропоезда имеет всё необходимое оборудование для комфортной перевозки различных пассажиров, в том числе, с ограниченными возможностями.
Технические характеристики моторных вагонов приведены в табл. 1. Количество мест для пассажиров в вагонах приведено в табл. 2.
На крыше вагона расположены токоприемник, быстродействующий выключатель, климатическая установка пассажирского салона, система охлаждения тягового преобразователя и тормозной резистор. Над входными дверями салона установлены внутри-потолочные контейнеры электрооборудования.
В подвагонном пространстве расположены модуль торможения и пневмосистема, контейнеры +374.20 или +474.20, +374.32, контейнер источников питания ИП-ЛЭ, тяговый преобразователь.
В настоящей статье речь пойдет, в основном, об оборудовании, которому не посвящены другие изданные или готовящиеся к изданию материалы.
Для подъема на крышу вагонов электропоезда предусмотрена складная лестница. Лестница установлена на торцевой стенке вагонов 2-го типа со стороны головного вагона. Для предотвращения подъема на крышу, при наличии высокого напряжения, лестница оснащена замковым механизмом и заперта при помощи ключа в сложенном положении. Ключ находится в устройстве выдачи ключей, расположенном во внутрипотолочном контейнере +462.20. Вагоны оборудованы системой подачи песка под колесные пары.
Расположение оборудования в вагонах показано на рис. 1, 2. Планировка моторных вагонов приведена на рис. 3. Необходимо отметить, что электропоезд обеспечивает выполнение всех условий эксплуатации с учетом внешних климатических и механических воздействий.
Моторные вагоны предназначены для эксплуатации при температурах окружающей среды от -40 до +40 °C. Рабочие температуры для оборудования систем безопасности и средств радиосвязи, расположенного открыто снаружи вагона и без подогрева, составляют от -45 до +50 °C.


Предельные рабочие температуры для электропоездов по ГОСТ 15150 составляют от -50 до +45 °C. Предельные рабочие температуры для оборудования систем безопасности и средств радиосвязи, оборудования, расположенных открыто снаружи вагона и без подогрева, составляют от -50 до +55 °C.
Как показывает практика, предельные рабочие температуры возникают крайне редко. Поэтому в настоящее время, согласно действующей редакции ГОСТ 15150, расчетное действие таких температур при проектировании электропоездов принимается не более 6 ч для верхнего значения температуры, а для нижнего - не более 12 ч.
Моторный вагон и его оборудование изготавливаются в климатическом исполнении «У» по ГОСТ 15150 со следующими категориями размещения:

• категория 1 — для оборудования, открыто расположенного вне вагона;
• категория 2 — для оборудования, размещенного в неотапливаемых ящиках и камерах;
• категория 3 — для остального оборудования, размещенного в отапливаемой зоне вагона.

Электропоезд предназначен для эксплуатации в климатических зонах II 4 — II 9 по ГОСТ 16350, максимальная высота над уровнем моря составляет 1200 м.
Работоспособность моторного вагона обеспечена во всех режимах работы системы тягового электроснабжения постоянного тока 3 кВ, при напряжениях в контактной сети в соответствии с табл. 3.
Конструкция электропоезда позволяет осуществлять соединение двух электропоездов в один состав с вариантами составности «5+5» и возможностью управления сдвоенным составом из кабины первого по ходу электропоезда головного вагона.
Также в конструкцию электропоездов заложена возможность гибкого формирования поездов. В частности, увеличение количества моторных вагонов при уменьшении количества прицепных позволит увеличить динамические качества электропоезда до уровня лучших мировых образцов, а увеличение количества прицепных вагонов при уменьшении количества моторных — снизить себестоимость перевозок в случаях, когда от электропоезда не требуются самые высокие динамические свойства, но важна минимальная себестоимость перевозок при максимально возможном количестве перевозимых пассажиров.
Электрическое и пневматическое оборудование вагонов электропоезда располагается в контейнерах подкузовного пространства, на крыше вагонов, во внутрипотолочных контейнерах и в электрошкафах. Кабельные каналы расположены во внутрипото-лочной зоне.


Для входа и выхода пассажиров в салон электропоезда каждый вагон оборудован четырьмя входными прислонно-раздвижными дверями. Снаружи и изнутри вагона входные двери снабжены устройствами для их автоматического открывания. Для обеспечения возможности посадки и высадки пассажиров с низких платформ входные двери салонов электропоезда по требованию заказчика могут оборудоваться автоматическими выдвижными ступеньками, управляемыми машинистом из кабины.
Для возможности прохода по составу электропоезда вагоны соединены неразъемными межвагонными переходами, отгороженными от салона двухстворчатыми раздвижными дверями.
В салонах электропоезда установлены двухместные и трехместные кресла 3-го класса комфортности, багажные полки и стеллажи, контейнеры для мусора. В начале и в конце вагонов под пассажирскими креслами располагаются огнетушители.
Все вагоны оборудованы системой видеонаблюдения и оповещения пассажиров, системой доступа к сети Интернет по технологии Wi-Fi.
Планировка вагонов электропоезда выполнена с учетом требований эргономики и системотехники.
Внутреннее освещение вагонов обеспечивает освещение пассажирского салона и служебных помещений в штатных и аварийных условиях эксплуатации. Климатическое исполнение У категория размещения 3 по ГОСТ 15150.
При эксплуатации электропоезда предусмотрены следующие режимы освещения:

• рабочее;
• дежурное, используется, когда нет необходимости в рабочем освещении (реализуется благодаря включению одного ряда светильников рабочего освещения);
• аварийное.

Система рабочего освещения пассажирского салона выполнена в виде двухрядной «световой линии» над центральным проходом, а также световых модулей, размещенных в зонах входа и выхода пассажиров и в зоне перед санитарным комплексом.
Световые модули крепятся к кронштейнам облицовки потолка и между собой, крепление выполнено потайным. «Световая линия» состоит из последовательно расположенных световых полупроводниковых модулей различной длины со встроенными динамиками системы видеонаблюдения и оповещения пассажиров (СВОП) и светильниками аварийного освещения.
Каждый световой модуль имеет самостоятельное конструктивное исполнение. В состав модулей входят приборы светосигнальные полупроводниковые (далее - ПСП) со своими блоками питания, обеспечивающими стабилизированное напряжение питания от сети электроснабжения 110 В постоянного тока. В качестве источника света используются светоизлучающие диоды.
Клеммные соединители ПСП установлены на алюминиевом основании светового модуля и закрыты опаловым рассеивателем из поликарбоната, защищающим ПСП от механических повреждений.



Для аварийного освещения применяются светильники G105W мощностью 5 Вт.
В вагонах устанавливаются блоки пассажирских кресел, внешний вид которых приведен на рис. 4.
В районе окон с аварийным выходом, под блоками пассажирских кресел в специальных контейнерах расположены складные лестницы для эвакуации пассажиров через окна или двери вагона при отсутствии пассажирской платформы.
В салонах вагонов в зоне входных межвагонных дверей под пассажирскими креслами на специальном кронштейне размещаются огнетушители. Для опционального размещения дополнительных огнетушителей под креслами предусмотрены также кронштейны огнетушителей в салонах вагонов в конце и начале вагона.
Багажные полки и стеллажи предназначены для размещения ручной клади и багажа пассажиров. Багажные полки установлены над рядами пассажирских кресел на боковой стене кузова вагона. На нижнем профиле багажной полки расположены крючки для одежды, которые передвигаются в пазе по всей длине полки.
В вагонах электропоезда также установлены багажные стеллажи, которые представляют собой пространственную конструкцию из металлических труб.
Внутренняя облицовка вагона создает интерьер пассажирского салона, а также скрывает проходящие под ней коммуникаций. Внутренняя облицовка вагона разделяется на четыре группы:

• • облицовка боковых стен;
• • облицовка торцевых стен;
• • облицовка потолка;
• • облицовка в зоне входных дверей.

Облицовка боковых и торцевых стенок, потолка и дверного проема состоит из отдельных элементов и собирается в салоне после установки необходимых коммуникаций, закладных элементов, утепления и прочего оборудования.
Облицовка торцевых стен вагонов соединена с облицовкой боковых стен и завершает декоративную отделку интерьера пассажирского салона.


Центральная часть облицовки потолка представляет собой вентиляционный канал коробчатого сечения, закрепленный тыльной стороной к крыше вагона при помощи кронштейнов. По вентиляционному каналу осуществляется распределение воздуха от климатической установки по сало
ну электропоезда. Лицевая сторона вентиляционного канала закрыта перфорированным листом облицовки потолка. Снизу вентиляционного канала (на лицевой стороне) устанавливается лист отбойника, предназначенный для равномерного распределения воздушного потока по перфорированному листу (рис. 5).
Для проведения планового обслуживания и чистки воздушных каналов конструкцией предусмотрены специальные люки, обеспечивающие доступ к вентиляционному каналу.
Справа и слева от облицовки потолка расположены кронштейны с направляющими для установки линии потолочных светильников. Кронштейны крепления к крыше кузова вагона имеют регулировку по высоте. К основанию кронштейна крепятся боковые элементы потолка.

Вдоль левой и правой боковых стен вагона, к основанию кронштейна линии потолочных светильников,крепятся боковые элементы потолка, завершающие декоративный вид облицовки потолка вагона. Противоположная сторона бокового элемента потолка устанавливается в паз элемента сопряжения (вута). Часть боковых элементов потолка оснащена люками для доступа к компонентам, расположенным за облицовкой. Данные люки не имеют шарниров и фиксируются с одной стороны с помощью замка, с другой — специальным зацепом.
Переход от вертикальной плоскости облицовки стен к горизонтальной плоскости облицовки потолка осуществлен при помощи закругленных элементов сопряжения — вутов, закрепленных к кузову вагона специальными кронштейнами. В верхней части элемента сопряжения выполнен паз для установки бокового элемента потолка и закреплены кронштейны для крепления элемента к кронштейну кузова вагона. В нижней части элемента имеются специальные упоры,
покрытые войлоком, обеспечивающие неплотность прилегания вута к элементам боковой облицовки стен для теплообмена между внутренним объемом вагона и внутренним объемом потолка.
Облицовка дверного проема закрывает привод двери и систему подачи воздуха с каналами боковых стен, а также элементы управления дверями. Облицовка зоны входных дверей состоит из двух боковых облицовочных элементов и верхнего облицовочного элемента дверного привода.


Боковые облицовочные элементы в собранном виде представляют собой полую перегородку. Стыковка боковых облицовочных элементов с облицовкой боковой стены осуществляется с помощью стыковочных профилей.
Правый и левый боковые облицовочные элементы в зоне входа-выхода пассажиров оборудованы поручнями. В местах установки поручней предусмотрены съемные панели для их монтажа-демонтажа.
На внутренних сторонах боковых облицовочных элементов размещаются:

• рукоятка стоп-крана;
• рукоятка аварийного открывания входных дверей;
• переговорное устройство «пассажир - машинист»;
• элементы фотоэлектрического устройства защиты от зажатия пассажиров закрывающимися наружными дверьми;
• тепловентилятор зоны входных дверей;
• технологические люки, закрытые на специальный четырехгранный ключ.

На наружных сторонах боковых облицовочных элементов размещаются однофазные бытовые розетки напряжением 220 В. Вверху боковые облицовочные элементы прикреплены к облицовочному элементу дверного привода.
В центральной части облицовочного элемента дверного привода расположена откидная панель, обеспечивающая доступ к механизму привода дверей и внутрипотолочному контейнеру электрического оборудования. В закрытом положении панель фиксируется замками, закрываемыми на специальный четырехгранный ключ. На панели крепятся светильник зоны входных дверей, сигнальная лампа закрытия дверей, динамик СВОП, лампы дежурного освещения.
Завершающим элементом облицовки зоны входных дверей являются стеклянные перегородки с поручнями. На внутренней стороне перегородок устанавливаются контейнеры для мусора.

Главным базовым конструктивным элементом моторного вагона является кузов. Он представляет собой цельнометаллическую сварную конструкцию с применением полых экструдированных профилей из алюминиевых сплавов. В конструкции профилей предусмотрены элементы для обеспечения крепления оборудования, компонентов и внутренней облицовки.
Кузов состоит из рамы, двух боковых и двух торцевых стен, крыши и имеет четыре наружные двери для входа и выхода пассажиров, расположенные с правой и левой сторон кузова, а также одну или две двери в торцевой стене.
Кузов маркируется ударным способом со стороны торца, в районе примыкания торцевой стены и рамы кузова и имеет маркировку, обеспечивающую идентификацию продукции независимо от года ее выпуска. Срок службы кузова составляет не менее 40 лет от момента ввода в эксплуатацию (без учета времени длительного отстоя в законсервированном состоянии). Диапазон рабочих температур наружного воздуха от -50 до +45 °C.
Конструкция кузова обеспечивает возможность технического освидетельствования, ремонта, контроля металла и сварных швов. Материалы, используемые при производстве кузова, не оказывают вредного влияния на окружающую среду.
Кузов, отслуживший срок службы или пришедший в негодность, подлежит демонтажу, разборке, сортировке на черные и цветные металлы и неметаллические материалы с последующей утилизацией по правилам, утвержденным в установленном порядке.

Кузов вагона опирается через двухступенчатое рессорное подвешивание на две двухосные тележки, оборудованные дисковыми тормозами. В тележках моторных вагонов установлено по два асинхронных тяговых двигателя. Вагоны оборудованы стояночными пружинными тормозами. Между собой вагоны соединены специальными межвагонными сцепками.
Остов кузова состоит из нижней рамы, двух боковых стенок, двух торцевых стенок и крыши. Основным элементом остова является рама. Кроме вертикальных нагрузок от массы кузова и размещенных в нем узлов и оборудования, рама воспринимает продольные усилия тяги и торможения. Она состоит из настила, усиленного по торцам поперечными балками. По консольным частям рамы размещены буферные брусья для установки сцепок, а по бокам — продольные боковины. Верхняя поверхность рамы образует пол вагона.
Боковые и торцевые стенки с оконными и дверными проемами привариваются к нижней раме и свариваются между собой, образуя внутреннее пространство вагона. Сверху к стенкам приваривается цельная крыша.
Изоляционные материалы кузова вагона обеспечивают звукоизоляцию, сохранение тепла, исключение промерзания, образования конденсата и повышенную огнестойкость конструкции. Кроме того, изоляция защищает пассажиров и обслуживающий персонал от инфразвука, вибрации, электромагнитных излучений и воздуха, загрязненного вредными веществами. В конструкции кузова применяются два типа изоляции — напыляемая и сухая.


Вагоны электропоезда оборудованы системой пассивной безопасности, предназначенной для снижения угрозы жизни и здоровью пассажиров и обслуживаемого персонала при аварийных столкновениях электропоезда с плохо преодолимым препятствием. Устройства системы пассивной безопасности являются устройствами постоянной готовности, не требующими при аварийном столкновении дополнительных команд для включения механизма поглощения энергии.
Электромонтаж вагонов электропоезда сосредоточен в электрических шкафах и контейнерах, которые предназначены для размещения устройств защиты тягового и вспомогательного электрооборудования, а также систем
информирования пассажиров (СВОП), системы автоматического обнаружения и тушения пожара, системы управления и безопасности электропоезда.

На электропоезде различают следующие виды электрических шкафов и контейнеров:

• внутрипотолочные контейнеры;
• внутривагонные электрические шкафы;
• подкузовные контейнеры.

Климатическое исполнение подкузовных контейнеров - У категория размещения 1 по ГОСТ 15150, внутри-вагонных шкафов и внутрипотолочных контейнеров - У по ГОСТ 15150.
Внутрипотолочные контейнеры представляют собой совокупность электрических и электронных компонентов, предназначенных для защиты и питания электрических потребителей, а также цепей управления электропоезда. Состав контейнеров приведен на рис. 6-10. Эти контейнеры имеют однотипную конструкцию и располагаются во входной дверной зоне между приводом двери и кабельными каналами непосредственно под крышей вагона с обеих сторон от центрального климатического канала.
Корпус контейнеров представляет собой листовую конструкцию, выполненную из оцинкованного стального листа. При помощи кронштейна листы крепятся к каркасу корпуса. В качестве соединения элементов корпуса между собой применяется метод клепки.
Корпусы контейнеров на обеих торцевых стенках имеют платы разъемов, которые соединяются при помощи винтов с боковыми стенками контейнеров. В платах имеются отверстия для установки соединителей, кабельных вводов и скоб для прокладки кабелей. Количество кабельной арматуры для резьбовых соединений, а также количество и исполнение штекеров устанавливаются для каждого вну-трипотолочного контейнера отдельно. Крышки контейнеров оборудованы замками, которые отпираются и запираются при помощи специального четырехгранного ключа.

Электрическое оборудование монтируется на монтажные платы и устанавливается внутри контейнера. В качестве основного места для прокладки кабелей между торцевыми кабельными вводами и монтажными платами предусмотрены кабельные каналы и кабельные скобы в верхней части внутрипотолочных контейнеров. Контейнеры не имеют вентиляционных отверстий, поэтому отведение тепла происходит посредством теплопередачи через листовую обшивку контейнера.
(Окончание следует)

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК