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Un automóvil de pasajeros  es una unidad de material rodante diseñada para transportar pasajeros . El automóvil de pasajeros es la parte principal de la flota de automóviles de pasajeros , que también incluye automóviles auxiliares de la flota de pasajeros: vagones de restaurante , vagones de equipaje, vagones de correo .

Los automóviles de pasajeros según el método de movimiento se dividen en:

Según la distancia de los trenes, utilizan varios coches de pasajeros: dormitorio , compartimento , asiento reservado o sin compartimento (tipo abierto con asientos) con butacas o asientos duros.

Características del diseño

El automóvil es una estructura compleja, que incluye sistemas mecánicos, eléctricos y térmicos, sistemas de vida.

  1. equipamiento mecánico
    1. Cuerpo. Diseñado para el transporte de pasajeros o mercancías, su diseño depende del tipo de vagón.
    2. Cuadro. Es la base del cuerpo. Consiste en vigas longitudinales y transversales, rígidamente conectadas entre sí. Alberga dispositivos de choque-tracción y parte del equipo de frenado.
    3. Chasis. Diseñado para el desplazamiento seguro del coche por la vía férrea con la suavidad necesaria y la menor resistencia al movimiento. Consta de juegos de ruedas, cajas de grasa, suspensión de resorte
    4. Dispositivos de choque-tracción. Diseñado para acoplar los coches entre sí y con la locomotora, manteniéndolos a cierta distancia entre sí, suavizando la acción de las fuerzas de tracción y compresión que se producen durante el movimiento. Se componen de equipos de enganche automático y plataformas de transición elástica con juegos de topes.
    5. Equipo de freno automático. Diseñado para la resistencia artificial al movimiento o parada del tren. Se utilizan frenos: manual, electromagnético, eléctrico, neumático, electroneumático.
  2. sistema térmico
    1. Automatización
    2. Proveedor de energia
    3. Comunicaciones
    4. Calefacción y ventilación.
  3. sistemas de vida
    1. Arreglo interior (interior). Diseñado para la colocación conveniente de pasajeros y equipaje en automóviles y creando las condiciones necesarias para el trabajo del conductor. Se divide en no removible, es decir, ubicado permanentemente en el automóvil (muebles, mesas, pasamanos, escalones), y removible (ropa de cama, escobas, alfombras, aspiradoras, baldes).
    2. Sistemas de seguridad: alarma de fuga de corriente en la carcasa,
    3. Suministro de agua. Diseñado para proporcionar agua potable a los pasajeros, satisfacer sus necesidades domésticas, reponer el sistema de calefacción entre repostajes.
    4. Iluminación: básica (fluorescente), servicio, servicio, emergencia (lámparas incandescentes).
    5. Sistema de calefacción. Diseñado para mantener la temperatura establecida en el interior del coche, independientemente de la temperatura ambiente y la velocidad del aire. Además, el sistema de calefacción debe calentar el aire suministrado a la unidad de ventilación, proporcionar calentamiento de agua en el sistema de suministro de agua caliente y también calentar las cabezas de las tuberías de llenado y drenaje de agua.
    6. Ventilación y aire acondicionado. Está diseñado para proporcionar el intercambio de aire necesario y la presurización del aire en el automóvil, evitando la penetración de polvo, así como el aire no tratado, no calentado en invierno y no enfriado en verano, a través de la fuga de la cerca.

Las carrocerías de todos los automóviles de pasajeros están hechas en forma de caja de metal, que consta de un marco con piso, dos paredes laterales y dos laterales, un techo y tabiques laterales que separan el vestíbulo de la sala de pasajeros. La estructura de la carrocería se presenta en dos variantes:

  1. Con viga central (en automóviles domésticos)
  2. Sin viga central (en vagones en Alemania y Hungría)

El cuerpo tiene un marco formado por vigas de piso, pilares de paredes laterales y arcos de techo. En el exterior, el marco está cubierto con una chapa de acero de 3 mm de espesor. El revestimiento de la pared interior está hecho de tablero de madera de 19 mm de espesor o de madera contrachapada de 10 mm de espesor. Las particiones de una placa de 25 mm de espesor. El piso se coloca con losas de 19 mm de espesor [1] .

El aislamiento térmico, poliestireno expandido, se coloca en las paredes, el techo y el piso del espacio entre las láminas de metal y el revestimiento interior. La conservación del calor en el automóvil depende del estado del aislamiento térmico y la calidad de su instalación, así como del cumplimiento del modo de calefacción por parte del conductor.

Las puertas de todos los automóviles se dividen en puertas exteriores de metal y puertas interiores de tableros de madera o contrachapado revestidos de plástico y reforzados con un marco de metal. Para facilitar la entrada al coche desde plataformas bajas, las puertas exteriores están equipadas con escalones con escalón reclinable.

En todos los turismos hay lunas: abatibles (que bajan hasta 1/3 de la luna), sordas (que no se abren), lunas con paquete térmico y lunas de emergencia (selladas, después de abrirlas no se pueden cerrar).

Las partes móviles del automóvil son, por regla general, dos bogies biaxiales , que tienen una conexión con el cuerpo, proporcionando libertad de movimientos angulares mutuos en tres planos, así como la transferencia de fuerzas de tracción y frenado longitudinales.

En cada extremo del coche se instala un dispositivo de choque-tracción y transición , compuesto por un enganche automático con tren de tiro (para la transferencia de cargas longitudinales en el tren), amortiguadores tipo tope y una plataforma de transición basada en ellos (con un puente y un marco de estanqueidad), formando un túnel cerrado entre los vagones acoplados.

Todos los automóviles de pasajeros están equipados con un sistema de frenos  : un conjunto de dispositivos que consisten en un freno neumático automático (electro) y un varillaje de freno mecánico instalado en la carrocería y los bogies del automóvil, así como válvulas de frenado de emergencia (válvulas de parada). La habitación principal para pasajeros es un compartimento .

Chasis

Los automóviles de pasajeros modernos en operación en los países de la antigua URSS están equipados con bogies de los tipos KVZ-TsNII I y KVZ-TsNII II (TVZ-TsNII), que se han producido desde 1965 . Recientemente, en Rusia, Tver Carriage Works comenzó a instalar bogies sin cuna con frenos de disco y rodamientos de cassette en sus vagones , incluidos los diseñados para velocidades de hasta 200 km/h.

Datos técnicos del carro KVZ-TsNIII:

El carro consta de las siguientes unidades principales:

Juego de ruedas

El par de ruedas es la parte más crítica del bogie del vagón. La suavidad del movimiento y la seguridad del tráfico dependen de su estado. El par de ruedas consta de un eje y dos ruedas. La distancia entre los bordes interiores de las ruedas a una velocidad del tren de hasta 120 km/h debe ser de 1440 mm ± 3, ya velocidades superiores a 120 km/h - 1440 +3 −1 mm.

El eje consta de dos muñones de eje, dos piezas de buje previo, dos piezas de buje secundario y una pieza central. La rueda consta de un cubo, un disco y una llanta (la llanta tiene una cresta y una superficie de rodadura).

Examen ordinario y completo del juego de ruedas

Se lleva a cabo un examen completo durante la formación del juego de ruedas, así como al girar el juego de ruedas para alquiler, durante la reparación del juego de ruedas, después de choques y accidentes. Al final del juego de ruedas coloque sellos, de acuerdo con las reglas de marcado. En el extremo derecho del eje: el número del fabricante del eje, el número del punto que transfirió las marcas, el número del eje, los sellos de Russian Railways, la fecha de fabricación del eje, el signo de formación. Del lado izquierdo del eje: la fecha y lugar de formación, el lugar y fecha de la encuesta completa. En la llanta de la rueda: año de fabricación de la rueda, grado de acero, número de fusión, número de fabricante, número de rueda, afiliación estatal (20 - Rusia). Se lleva a cabo una inspección ordinaria antes de cada rodadura del juego de ruedas debajo del vagón. Al mismo tiempo, se diagnostican los elementos para detectar grietas y se comprueba el cumplimiento de todos los tamaños y desgastes con los estándares establecidos.

Fallos en los juegos de ruedas
  • El alquiler  es el desgaste natural de la superficie de rodadura de la rueda en contacto con el riel y las pastillas de freno. Si se enrolla demasiado, el peine puede dañar o romper los pernos de sujeción del riel. Si se excede el tamaño de los productos laminados, es necesario restaurar el perfil de la superficie de la banda de rodadura encendiendo una máquina laminadora de ruedas.
  • El deslizamiento  es un desgaste en la superficie de la banda de rodadura de la rueda, que se forma cuando los juegos de ruedas están atascados (mal funcionamiento, si las pastillas de freno están sujetas con los frenos no liberados, patinando), cuando no giran, sino que se deslizan a lo largo de los rieles. La corredera provoca fuertes impactos de la rueda sobre los raíles durante el movimiento, pudiendo colapsar tanto la rueda como el raíl.
  • Navar  es un mal funcionamiento en el que aparece un desplazamiento de metal en la superficie de la banda de rodadura.
  • Peine fino  : reducción del grosor del peine a 25 mm o menos (las Reglas Técnicas de Operación establecen el grosor del peine en no más de 33 mm).

Equipamiento

El siguiente equipo está instalado en los automóviles de pasajeros:

  • Interno
  • climático
  • Sanitario

El equipamiento interior de un turismo incluye los dispositivos que componen el interior del coche y realizan su distribución de acuerdo con su finalidad (mamparas entre estancias, revestimientos de paredes, suelos y techos, lugares para que los pasajeros se acuesten o se sienten, lugar para el equipaje, así como así como ventanas, puertas, herrajes varios). Cada automóvil de pasajeros tiene un sistema de suministro de energía que proporciona electricidad a todos sus consumidores (calefacción, dispositivos de iluminación).

Los dispositivos climáticos de un automóvil de pasajeros incluyen un conjunto de equipos: instalaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado necesarias para garantizar condiciones normales de temperatura e intercambio de aire en el automóvil.

El equipamiento sanitario de pasajeros incluye instalaciones sanitarias y un sistema de suministro de agua. Hasta hace poco, el diseño de las instalaciones sanitarias era tal que no podían utilizarse cuando el tren pasaba por zonas residenciales. El agua usada y las aguas residuales se arrojaron justo en el camino. La existencia de zonas sanitarias está relacionada con esto, cuando, al pasar por las grandes ciudades, los baños de los automóviles están cerrados durante varias horas. Con el equipamiento de vagones con armarios secos , el problema se va solucionando poco a poco.

Sistemas de suministro de energía para turismos

Los sistemas difieren en el tipo de fuente de energía y el método de suministrar electricidad al automóvil.

  • autónomo
  • mezclado
  • centralizado
  • alta tensión centralizada

En los ferrocarriles de Italia , Polonia , Eslovenia , la República Checa y Eslovaquia , los ferrocarriles de la antigua URSS , se ha adoptado el estándar para el suministro centralizado de energía de alto voltaje de automóviles de pasajeros con un voltaje de 3000 V , y en los últimos tres redes, se permite corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz, en el resto, según el documento UIC 550, sólo se debe suministrar corriente continua . Los conectores de la red de alimentación están estandarizados, se utiliza una llave estándar para conectar y desconectar los conectores y dar corriente a la locomotora. La llave de calentamiento la conserva el electricista del tren y se entrega a la tripulación de la locomotora después de conectar la línea entre la locomotora y el tren, lo que evita la desconexión de los conectores bajo voltaje. El tren está propulsado por todas las locomotoras eléctricas de pasajeros , así como algunas locomotoras diésel (por ejemplo, TEP70BS ). El voltaje de 3000 V, según el esquema del automóvil, solo se puede usar para calefacción, se puede usar para alimentar todos los equipos del automóvil.

Sistema autónomo

El sistema de distribución está montado en un tablero de distribución en el compartimiento de servicio del conductor. Los automóviles con un sistema de suministro de energía autónomo tienen un conjunto completo de dispositivos necesarios para su funcionamiento:

La fuente de alimentación está diseñada para producir energía eléctrica. Hay al menos dos fuentes de energía en un automóvil de pasajeros:

Al conducir, la energía se suministra desde el generador. El eje del generador es accionado por una transmisión mecánica, que se denomina accionamiento del generador. Para la mayoría de los turismos, el generador arranca a una velocidad de 35-40 km/h. Si la velocidad es menor, entonces la energía proviene de la batería (la batería alcalina de níquel-hierro más utilizada ). Los siguientes tipos de máquinas eléctricas se utilizan como generadores:

El alternador se conecta a la batería a través de un rectificador trifásico . Todos los consumidores están diseñados para corriente continua, como en el sistema anterior. La ventaja es la ausencia de un conjunto cepillo-colector de desgaste en el alternador .

La potencia de cualquier generador es aproximadamente:

  • 8-12 kilovatios en vagones sin aire acondicionado
  • 28-32 kilovatios en vagones con aire acondicionado (accionamiento del generador - caja de cambios desde la parte media del eje del juego de ruedas, pos. 10 en la Fig. A).

Si la velocidad del tren es baja o no se mueve, entonces el voltaje en la salida del generador está ausente o es insuficiente para alimentar a los consumidores. Si el tren se mueve a alta velocidad, entonces el voltaje del generador se vuelve más alto que el EMF de la batería. En este caso, la corriente en la batería cambia de dirección y se convierte en uno de los consumidores (acumula energía eléctrica). El diodo inverso evita que la batería se descargue a través del devanado de un generador inactivo cuando el tren no se está moviendo, con un alternador no hay tal problema, allí los diodos rectificadores juegan el papel de un diodo inverso.

La tensión de los circuitos de baja tensión (control, emergencia y alumbrado de emergencia, consumidores auxiliares) es:

  • 50 V en vagones sin aire acondicionado
  • 110 V en vagones climatizados.

Sistema de alimentación mixto

Con un sistema de suministro de energía mixto, el automóvil de pasajeros tiene todas las mismas fuentes de energía que con uno autónomo. Además de ellos, hay una línea de alto voltaje del tren de aterrizaje (pos. 12 en la Fig. A), a través de la cual se suministra alto voltaje (3000 voltios) desde la locomotora. Los 3000 voltios de cada coche se utilizan únicamente para alimentar la calefacción combinada.

Los elementos calefactores ubicados en la caldera de calefacción, cuando se les conecta un voltaje de 3000 voltios, se calientan y calientan el refrigerante (agua, anticongelante ). El refrigerante circula por los tubos de calefacción y calienta el coche.

En los vagones con sistema de alimentación mixto, existen dos tensiones de funcionamiento:

  • bajo (50/110 V)
  • alta (3000 V)

Los sistemas de alimentación autónomos y mixtos aumentan la resistencia al movimiento debido al efecto de frenado de los generadores, lo que reduce la velocidad máxima a la que la locomotora puede tirar del tren. Por lo tanto, los trenes de alta velocidad utilizan sistemas de suministro de energía centralizados sin generadores en el tren de aterrizaje.

Sistema de suministro de energía centralizado con un vagón de la estación de energía

Con un sistema de suministro de energía de este tipo, no se instalan generadores de tren de rodaje accionados por un par de ruedas. Los vagones solo tienen una batería de pequeña capacidad. Para cargar la batería, el tren incluye un coche especial que no está diseñado para llevar pasajeros. Este vagón se llama vagón de potencia. En el interior hay potentes grupos electrógenos. La energía generada por estos generadores es suficiente para alimentar todos los vagones del tren.

Los coches de la central eléctrica son motogeneradores y diésel-generadores . Las centrales eléctricas de motor-generador operaron como parte del tren de alta velocidad Avrora .

Para suministrar electricidad desde la planta de energía del vagón a cada vagón en tales trenes, se proporciona una línea principal debajo del vagón con un voltaje de 380 voltios.

Sistema centralizado de suministro de energía de alto voltaje

Utilizado en el "Nevsky Express" , "Red Arrow" y "Capital Express" (Moscú - Kiev), así como en el tren "Zhiguli" (Samara - Moscú). Con un sistema de este tipo, en lugar de un generador, se instala una unidad de fuente de alimentación especial (BEV) debajo del automóvil, que consta de convertidores electrónicos . La potencia de 3000 voltios suministrada por la locomotora eléctrica se convierte en corriente alterna y se reduce al nivel requerido, y luego se utiliza para alimentar a los consumidores.

Características de rendimiento

Para evaluar las ventajas operativas, técnicas y económicas del diseño de un turismo con el mismo nivel de confort, se suelen utilizar los siguientes indicadores:

  • peso de tara relativo: la masa del automóvil por asiento de un pasajero
  • población lineal: el número de asientos de pasajeros por unidad de longitud (1 metro) del automóvil a lo largo de los ejes de los acopladores automáticos.

Para los vagones de pasajeros de larga distancia utilizados en la flota de Russian Railways , el peso de tara relativo es de aproximadamente 1500 kg por asiento en vagones para dormir de tipo abierto y 950 kg  en vagones de compartimentos; por 1 metro de longitud, la población, respectivamente, es de 1,42 y 2,1 pasajeros.

Rótulos e inscripciones

En la pared del fondo de un automóvil de pasajeros, se aplica una plantilla (de acuerdo con el Álbum "Señales e inscripciones en automóviles de pasajeros" 0082-05 PKB TsL):

  • lugar de matriculación del vagón (LVChD No. ...)
  • fecha de la última reparación en taller (DR)
  • fecha y lugar de la última reparación de fábrica (KR-1, KR-2)
  • primavera-otoño "recuperación" (TO-2)
  • fecha de una única auditoría técnica (TO-3)
  • señal de alto voltaje
  • altura del acoplador sobre el nivel de la cabeza del riel en milímetros (980—1080)

En el lateral del coche se aplica:

  • en la puerta de entrada del vestíbulo de trabajo: el contenedor del automóvil, el número de asientos.
  • en el centro del vagón, el logo de la empresa ferroviaria y el número del vagón:
    • Por ejemplo: 003 24736 (en 2 líneas). Donde: 0 - tipo de vagón (pasajero), 03 - código ferroviario, 2 - tipo de vagón, 473 - número de serie, 6 - dígito de control

Tipos de vagones:

  • 0 - durmiendo
  • 1 - compartimento
  • 2 - asiento reservado
  • 3 - interregional
  • 4 - postales
  • 5 - equipaje
  • 6 - restaurante
  • 7 - servicio
  • 8 - propiedad de empresas privadas

Todos los coches también tienen una plantilla que indica el tipo de distribuidor de aire. Por ejemplo, la inscripción Freno 292 se coloca en automóviles con distribuidor de aire número 292.

Tipos y condiciones de reparación

De acuerdo con la orden del Ministerio de Transporte de la Federación Rusa del 13 de enero de 2011 No. 15 "Sobre las enmiendas a la Orden del Ministerio de Ferrocarriles de la Federación Rusa del 4 de abril de 1997 No. 9C", para mantener pasajeros autos en buen estado, existe un sistema para su inspección y reparación:

  • TO-1 - mantenimiento del primer volumen. Se realiza antes de la salida del vagón para un vuelo, así como en los puntos de rotación en los puntos de inspección técnica.
  • TO-2 - mantenimiento del segundo volumen. Celebrado antes del transporte de verano o invierno. Funciona del 15 de marzo al 25 de mayo o del 5 de septiembre al 31 de octubre.
  • TO-3 - mantenimiento del tercer volumen (revisión técnica única). Se realiza un año después de la revisión, reparación en fábrica, taller o desde el momento de la construcción.
  • DR - reparación en taller. Realizado en una carrera de 500 (o 600) mil kilómetros, pero a más tardar 36 meses después de la última reparación. Como regla general, se lleva a cabo en el depósito al que está asignado el automóvil.
  • KR-1 - revisión del primer volumen. Realizado en la planta o depósito seis (para vagones con frenos de disco - ocho) años después de la construcción del vagón. Además - en 6 (8) años.
  • KR-2 - revisión del segundo volumen. Realizado una vez cada 18 años en la planta. Se está cambiando el aislamiento térmico y el cableado eléctrico.
  • KVR - reparación capital y de restauración. Se lleva a cabo una vez en 25 años después de la construcción.

Perspectivas de desarrollo

Al diseñar automóviles de pasajeros de nuevos tipos, se resuelven las siguientes tareas:

  • mejorar el confort y la seguridad de los viajes de los pasajeros
  • garantizar la protección del medio ambiente (uso de dispositivos para evitar la contaminación del camino )
  • aligerar el embalaje de los vagones mediante el uso de aceros inoxidables y aleaciones ligeras en la estructura portante
  • aumentar la velocidad de diseño a 140-160 kilómetros por hora para los automóviles de larga distancia producidos en masa (automóviles de alta velocidad) mediante la mejora de las características del tren de rodaje, el equipo de frenado y el uso de una carrocería aerodinámica con altas cualidades aerodinámicas.
  • aumentar la capacidad de pasajeros mediante el uso de vagones de dos pisos.

Costo

En 2017, el precio de fábrica de un vagón de pasajeros de un tren de larga distancia de Tver Carriage Works es de aproximadamente 47 millones de rublos [2] .

Notas

  1. Directrices para mejorar el diseño, funcionamiento, turismos. Autor: Zubenko. Omsk, 2009
  2. Cómo se fabrican los vagones para los ferrocarriles rusos . Consultado el 17 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2017.

Literatura