Внутреннее оборудование и системы пассажирских вагонов
Система энергоснабжения предназначена для выработки, преобразования и передачи электроэнергии потребителям вагона во время движения поезда или на стоянках, а также для обеспечения энергией отдельных потребителей соседних вагонов в случае возникновения неисправностей в их собственных системах. На пассажирских вагонах применяют, в основном, три вида систем энергоснабжения:
- индивидуального энергоснабжения для вагонов без кондиционирования воздуха;
- то же с кондиционированием воздуха;
- централизованного энергоснабжения вагонов с кондиционированием воздуха.
Каждая из перечисленных выше систем включает ряд специальных аппаратов и устройств, предназначенных для выполнения указанных выше функций. Причем часть аппаратов и устройств является одинаковой для всех систем, а часть, в зависимости от типа вагона, имеет специальное назначение. При этом каждая система в зависимости от типа вагона должна обеспечивать требуемую мощность.
Система индивидуального энергоснабжения вагона без кондиционера включает в себя:
- силовую электромагистраль напряжением 3000 В;
- ящик высоковольтного оборудования;
- генератор переменного тока с приводом;
- аккумуляторную батарею;
- выпрямитель;
- регулятор напряжения в сети и зарядное устройство;
- поездную магистраль напряжением 50 В;
- пульт управления.
Силовая магистраль предназначена для транзитной передачи электрического тока напряжением 3000 В в вагоны поезда, в которых установлено электрооборудование на это напряжение (Рис.3.3). В плацкартных и купейных вагонах с системой кондиционирования воздуха таким потребителем является нагревательный котел системы отопления.
|
|
|
Источником электроэнергии при движении поезда служит генератор, расположенный на тележке тормозного конца вагона или на раме вагона с тектстропно-ременным приводом вращения от торца шейки оси колесной пары. На вагонах используется малооборотный генератор ЭГВ.01У1, возбуждение обмотки которого начинается при частоте вращения якоря 600 об./мин., что соответствует скорости движения поезда 40 км/ч и обеспечивает мощность 16 кВт.
Рисунок 3.3 – Схема силовой высоковольтной магистрали системы энергоснабжения пассажирского вагона
1 – пульт управления; 2 – низковольтные провода управления; 3 – штепсель с кабелем сечением 95 мм2 и длиной 4250 мм; 4 – высоковольтная розетка; 5 – провод высоковольтной магистрали (3000 В) с сечением кабеля 95 мм2; 6 – ящики высоковольтной аппаратурой; 7– высоковольтные теплостойкие провода (3x2,5 мм2); 8 – провод высоковольтной магистрали (3000 В) сечением кабеля 10 мм2; 9– холостой приемник
|
|
|
Вариант установки генератора на раме тележки показан на Рис.3.4. Привод генератора состоит из ведущего шкива 8, расположенного на оси колесной пары 7, комплекта приводных клиновых ремней 6, узла ведомого шкива 4, натяжного устройства 3, генератора 5, подвешенного на кронштейне 2 на раме тележки 1.
Рисунок 3.4 – Текстропно-карданный привод ТК-2
Система энергоснабжения для вагонов с кондиционированием воздуха имеет индивидуальный привод. Для обеспечения ее работоспособности применяют генератор мощностью 32 кВт и массой 800 кг, который закреплен на раме вагона восемью болтами и снабжен предохранительным устройством 5 от падения на путь (Рис.3.5). Привод генератора включает: редуктор 1, расположенный на оси колесной пары, карданный вал 3, передающий вращение от редуктора на вал генератора 2 через эластичную муфту 4. С последнего снимается переменное напряжение 110 В, обеспечивающее электропитанием всех потребителей электроэнергии в вагоне.
Рисунок 3.5 – Схема привода генератора от средней части оси системы
энергоснабжения вагона с кондиционированием воздуха
Система энергоснабжения вагонов с централизованным энергообеспечением используется для высокоскоростных вагонов. Она позволяет обеспечить электроэнергией высоковольтные потребители от магистрали напряжением 3,0 кВ и низковольтные потребители через:
|
|
|
а) высоковольтный статический преобразователь – блок энергоснабжения вагона (БЭВ) мощностью до 42 кВА;
б) внешнюю трехфазную сеть напряжением 380/220 В частотой 50 Гц мощностью до 10 кВт с глухозаземленной нейтралью;
в) соседний вагон напряжением до 142 В постоянного тока мощностью до 5 кВт в аварийном режиме;
г) аккумуляторную батарею емкостью 180 Ач с номинальным напряжением 110 В;
д) статический преобразователь соседнего вагона мощностью до 5 кВт.
Система энергоснабжения включает в себя:
· силовую магистраль напряжением 3000 В;
· блок энергоснабжения вагона;
· подвагонный ящик высоковольтного оборудования;
· подвагонные ящики низковольтного оборудования с разъемами внешнего питания;
· аккумуляторную батарею;
· поездную магистраль напряжением 110 В.
Высоковольтный статический преобразователь БЭВ является наиболее сложной, ответственной и определяющей частью системы энергообеспечения вагонов. Он предназначен для преобразования входного напряжения 3000 В постоянного тока или 3000 В однофазного переменного тока частотой 50 Гц, поступающего от высоковольтной магистрали, в необходимые значения напряжений для низковольтных потребителей:
|
|
|
· энергоснабжения собственного вспомогательного оборудования;
· энергоснабжения собственных электронных модулей;
· управления модулями силовой электроники;
· контроля и диагностики работы;
· обработки и передачи информации к внешним устройствам и от них.
Система отопления предназначена для обеспечения комфортной температуры во время длительного пребывания пассажиров и обслуживающего персонала в вагоне.
В соответствии с Санитарными нормами система отопления поддерживает температуру воздуха в купе и служебных помещениях +22±20С, в умывальных помещениях (душевых) спальных вагонов от +23 до +250С. В туалетных помещениях вагонов допускается снижение температуры до +160С. Колебания температуры воздуха в салоне по вертикальному градиенту – до 30С. Температура наружных ограждений поверхностей стен не должна быть ниже температуры окружающей среды более чем на 30С. Температура на поверхности отопительных приборов не превышает +600С, для электронагревателей +2000С. Отопительные приборы имеют защитные кожухи температура на поверхности которых не превышает +550С.
По способу поддержания определенной температуры в вагонах используются три системы отопления: электрическая, воздушная и с жидким теплоносителем.
Электрическая система обеспечивает нагрев воздуха за счет электрических печей, устанавливаемых, как правило, равномерно по площади пола. Такая система отопления используется, в основном, в электропоездах и позволяет быстро устанавливать необходимые параметры.
Воздушная система обеспечивает подачу воздуха в вагон через калориферную установку. Такая система используется в сочетании с электрической или жидкостной.
В пассажирских вагонах основной системой является жидкостная, в которой нагрев помещений осуществляется жидким теплоносителем, проходящим по трубам или батареям через все помещения вагона. Большая инертность теплоносителя позволяет в случае отключения источника тепла значительное время поддерживать положительную температуру в вагоне. В качестве теплоносителя применяют обыкновенную воду. В последнее время выпускают вагоны, в которых вместо воды используют незамерзающие жидкости.
Система отопления пассажирского вагона с жидким теплоносителем (Рис.3.6) включает в себя отопительный котел 8 с расширителем 2, коллектором 1 и дефлектором дымовой трубы 3, разводящие и отопительные трубопроводы 4, ручной 9и электронасос 7, наливной насос 6, обогреватели наливных труб 5 системы водоснабжения, возвратную трубу с пробкой, трубопроводы для выпуска воздуха, контрольные приборы, арматуру для регулировки и управления системой. Отопительный котел, ручной и электронасос, часть трубопроводов и приборов расположены в котельном отделении. Котел позволяет осуществлять нагрев воды твердым топливом либо от электрических нагревателей.
| 9 |
Рисунок 3.6 – Схема системы отопления с жидким теплоносителем
Для пассажирских вагонов с системами кондиционирования воздуха наряду с описанными выше приборами к системе отопления можно отнести трубчатые низковольтные электронагреватели, размещенные в купе вагона перед трубами водяного отопления (электропечи), и калориферы (водяные и электрические), установленные в корпусе кондиционера, блок обработки воздуха.
Нагрев помещений вагона в холодное время года обеспечивается совместной работой систем водяного отопления и вентиляции. При этом половина тепла нагретой в котле воды расходуется на конвекционный нагрев находящегося в вагоне слабоподвижного воздуха нагревательными и разводящими трубами системы отопления, а другая половина тепла, генерированного котлом, вносится в вагон с вентиляционным воздухом, нагретым в водяных и электрических калориферах кондиционера. Нагретый воздух, в свою очередь, разогревает помещения (стены, перегородки, полы, потолки) и находящееся в них оборудование.
В отопительный период, включая переходные времена года при температурах наружного воздуха до +100С, водяное отопление может дополняться электрическим.
В переходные периоды времени года с температурами наружного воздуха от+100С до +180С нагрев помещений вагона может обеспечиваться только одним электрическим отоплением: электронагревательными элементами (тэнами) в купе и подачей в вагон вентиляционного воздуха, нагретого электрокалориферами кондиционера.
В результате совместного действия нагревательного оборудования климатической установки в зимнее время при наружной температуре до -400С температура воздуха внутри вагона поддерживается на уровне не ниже +180С при нагреве воды в котле системы отопления твердым топливом.
Управление этими системами и контроль за их работой в пути следования возложен на проводников вагонов и поездного электромеханика.
Система водоснабжения предназначена для обеспечения водой:
– пассажиров и персонала (кипяченой и охлажденной кипяченой);
– умывальников, туалетов и мойки служебного отделения;
– холодной водой кипятильника, унитаза, системы пожаротушения;
– холодной водой системы отопления (пополнение).
Система водоснабжения состоит из резервуаров для воды, распределительных трубопроводов и водопроводных кранов, изготовленных из материалов, не оказывающих вредного влияния на качество воды и разрешенных к применению органами и учреждениями Госсанэпидслужбы для питьевого водоснабжения в установленном порядке. Конструкция системы водоснабжения должна обеспечивать предотвращение загрязнения в ней воды по мере опорожнения резервуаров, полный слив из резервуаров и распределительного трубопровода и возможность эффективной очистки, промывки и дезинфекции. Резервуары должны иметь указатели уровня воды и устройство с сигналом, свидетельствующим об окончании их заполнения.
С целью предупреждения возможного вторичного бактериального загрязнения воды в системе водоснабжения вагона предусмотрена установка обеззараживающих устройств.
Резервуары, трубопроводы имеют теплоизоляцию для предохранения от замерзания в них воды после выключения отопления при температуре наружного воздуха -100С в течение 12 ч.
Объем резервуаров обеспечивает подачу не менее 25 л холодной и горячей воды в расчете на каждое место в спальном пассажирском вагоне и не менее 10 л — на одно место в вагоне с креслами для сидения. В тех вагонах, где предусмотрены душевые установки, объем подаваемой воды составляет не менее 30 л на одно место.
Современные пассажирские вагоны имеют следующие параметры системы водоснабжения (Рис.3.7):
Общий объем воды в системе, л 1030
Вместимость большого бака, л 850
Вместимость малого бака, л 80
Вместимость бойлера, л 75
Объем воды в трубопроводах, л 25
Движение воды в системе самотечное
Работа системы (Рис.3.7) заключается в следующем. Вода из водоразборной колонки на станционных путях через наливные трубы 5 с соединительными головками поступает в бак 4, а из него во все трубопроводы и другие емкости, в том числе в малый бак 1. По мере необходимости производится разбор ее пассажирами и слив под вагон. В вагонах с экологически чистым туалетом слив воды происходит в баки-накопители, которые расположены на консольных частях рамы.
Вода для нужд горячего водоснабжения предварительно нагревается в бойлере 2 путем топки плиты или нагрева ее от змеевика, подключенного к котлу системы отопления, либо с помощью электрических тэнов. Для нужд питьевого водоснабжения используют воду, полученную в кипятильнике 3, которая поступает в промежуточный 8 и основной 7 баки горячей кипяченой воды. Она охлаждается с помощью водоохладителя 6. Кроме того, в системе питьевого водоснабжения применен обеззараживатель воды или специальная система ее подготовки, что позволяет использовать для питья некипяченую воду.
Рисунок 3.7 – Схема системы водоснабжения некупейного вагона
Системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона предназначены для обеспечения подачи свежего воздуха в вагон и создания нормальных санитарно-гигиенических условий пребывания пассажиров и обслуживающего персонала. Система вентиляции рассчитана на непрерывную работу для обеспечения подачи наружного воздуха летом не менее 20 м3/ч и зимой не менее 10 м3/ч на каждое место в вагоне.
В зависимости от наружной температуры на каждое место обеспечиваться подача воздуха не менее, м3/ч:
10 – при температуре наружного воздуха ниже –200С;
15 – при температуре наружного воздуха от –20 до –50С;
20 – при температуре наружного воздуха от –5 до +260С;
25 – при температуре наружного воздуха выше +260С.
Скорость движения воздуха в местах нахождения пассажиров не превышает в зимний период 0,2 м/с, а при работе кондиционера в летний период – 0,25 м/с. Подаваемый в вагоны воздух очищается с помощью фильтров. Запыленность подаваемого воздуха после его очистки не должна превышать 0,5 мг/м3.
Система кондиционирования воздуха обеспечивает равномерное охлаждения вагона. В вагонах «люкс» и первого класса устанавливается оборудование, обеспечивающее индивидуальное регулирование микроклимата в каждом купе в диапазоне от +18 до +280С с шагом не более 10С. Температура подаваемого в вагон воздуха при его охлаждении не должна быть ниже +160С.
Объем рециркуляционного воздуха составляет не более 30 %, при этом выполняется обеззараживание воздуха.
Система вентиляции вагона (Рис.3.8) имеет заборные жалюзи 1, инерционные и сетчатый фильтры 2, вентилятор 3, диффузор 4, воздухонагреватель 5, конфузор 6, воздуховод 7, вентиляционные решетки и дефлекторы, противопожарную заслонку. Принцип работы системы следующий. Наружный воздух засасывается с двух сторон вагона вентилятором через заборные решетки и фильтры, а затем через диффузор, калорифер и конфузор нагнетается в воздуховод.
Из воздуховода воздух через вентиляционные решетки подается во все помещения вагона (Рис.3.9). Отработанный воздух удаляется через дефлекторы, установленные на крыше в зоне туалетов, коридора и тамбура нетормозного конца, а также в зоне служебного купе и коридора тормозного конца вагона.
Рисунок 3.8 – Схема установки узлов системы вентиляции
Рисунок 3.9 – Схема вентиляции салона
Система кондиционирования воздуха включает в себя подкрышевой кондиционер, расположенный над потолком тамбура тормозного конца вагона, систему воздуховодов и дефлекторы.
На вагонах последней модификации монтируется установка УКВ-31, обеспечивающая создание и автоматическое поддержание требуемой температуры внутри вагона (Рис.3.10). Габаритные размеры установки 2160x1700x590 мм, масса 760 кг. Она работоспособна при скоростях движения вагонов от 0 до 220 км/ч и температуре наружного воздуха от +45 до +150С в режиме охлаждения и от +15 до –500С при работе в режиме вентиляции и отопления.
Рисунок 3.10 – Компоновочная схема установки кондиционера
1 – электрические воздухонагреватели; 2 – конденсатор; 3 – осевой вентилятор; 4 – компрессор; 5 – выход воздуха в атмосферу после охлаждения в конденсаторе; 6 – вход свежего (наружного) воздуха, поступающего на воздухоохладитель (воздухонагреватель); 7 – вход рециркуляционного (внутреннего) воздуха; 8 – фильтрующие ячейки; 9 – воздухоохладитель; 10 – водяные воздухонагреватели; 11 – центробежный вентилятор; 12 – выход горячей воды из водяного воздухонагревателя; 13 – подача горячей воды в водяной нагреватель
Установка представляет собой подвесной горизонтальный кондиционер с рециркуляцией и состоит из парокомпрессионной холодильной машины, воздухонагревателей и вентиляционного оборудования. В качестве холодильного реагента в машине используется хладон R134a (фреон R134a) – озонобезопасное, нетоксичное, не воспламеняющееся индивидуальное химическое соединение.
В процессе эксплуатации установка работает в режимах:
– охлаждения воздуха внутри вагона;
– вентиляции внутреннего пространства вагона;
– подогрева воздуха внутри вагона (отопления).
При работе в режиме охлаждения задействованы холодильная машина и вентиляционное оборудование. Водяные и электрические воздухонагреватели отключены.
Воздуховод сечением 1000x250 мм размещен по центру вагона за потолком, изготовлен из оцинкованной стали толщиной 0,6 мм и обеспечивает подачу воздуха в каждое купе через потолочные отверстия.
Производительность вентиляционной установки – 4000 м3/ч, из них наружного воздуха – не менее 1000 м3/ч летом и 800 м3/ч – зимой, остальной объем воздуха поступает от рециркуляции.
В воздуховоде над служебным отделением установлена противопожарная заслонка, предназначенная для автоматического перекрытии воздуховода с целью предотвращения распространения пламени в случае пожара. Нормальное положение заслонки – открытое. При пожаре, в случае повышения температуры воздуха выше 80–1000С, плавкам вставка разрушается, рычаг механизма удержания освобождает заслонку, которая под действием пружины перекрывает воздуховод.
Система освещения пассажирского вагона предназначена для освещения всех внутренних помещений вагона в нормальном и аварийном режимах и световой сигнализации. Система освещения в соответствии с Санитарными нормами в вагоне отвечает следующим требованиям:
– искусственное освещение вагона обеспечивает хорошую освещенность помещений вагона без отраженной блесткости и резких контрастов. Для искусственного освещения использованы люминесцентные лампы, близкие по спектру к дневному свету;
– параметры искусственной (общей) освещенности: поверхность столиков в купе, в вагонах с местами для сидения – 150; коридор, проход – 50; пульт управления в служебном купе – 100; тамбур –30; туалет – 100; пол в туалете – 50 люкс;
– в купе пассажирских вагонов предусмотрено ночное освещение синего цвета, которое включается по желанию пассажиров;
– на всех вагонах предусмотрено аварийное освещение для эвакуации людей с освещенностью на полу не менее 11 люкс.
Для этого на вагонах устанавливают светильники люминесцентного освещения с лампами накаливания. Люминесцентные светильники с двумя лампами мощностью 20 Вт каждая устанавливаются во всех помещениях вагона, кроме туалетов, тамбуров и котельного отделения.
Над каждым спальным местом установлен светильник софит для чтения с индивидуальным выключателем с лампочкой накаливания мощностью 15 Вт.
Цепи освещения питаются стабилизированным напряжением 50 или 110 В от подвагонного генератора или аккумуляторной батареи.
Светильники с лампами накаливания мощностью 40 Вт установлены в тамбуре в зоне входных дверей и туалетах. В служебном отделении над мойкой установлен светильник мощностью 15 Вт, в котельном отделении над входом – светильник герметического исполнения с лампой накаливании мощностью 25 Вт.
Для освещения переходных площадок установлены светильники с защитной решеткой, которые сблокированы с сигнальным фонарем. В зависимости от местонахождения вагона в составе поезда (последний или промежуточный) включаются сигнальные фонари или освещение переходных площадок.
На торцевых стенах вагона установлены сигнальные фонари в металлическом корпусе со съемными линзами и лампами накаливания мощностью 40 Вт. Для защиты от угольной пыли сигнальные фонари тормозного конца вагона помещены внутрь специальных коробок, створки которых уплотнены резиновыми прокладками и запираются на трехгранный ключ.
Схема расположения светильников в вагоне показана на Рис.3.11.
Рисунок 3.11 – Схема расположения светильников в вагоне
– светильники с лампами накаливания,
– софиты,
– светильники люминесцентные
Питание цепей освещения обеспечивается включением автоматических выключателей на пульте управления. Светильники купе имеют и индивидуальные выключатели. В аварийном режиме и при питании от соседнего вагона включаются только светильники с лампами накаливания и люминесцентные светильники.
Экологически чистые туалетные системы. Экологически чистые замкнутые туалеты представляют собой систему вакуум-нагнетательного типа с баком-накопителем, слив которого осуществляется в пункте приписки, оборота или, при необходимости, в пути следования с использованием специальных машин. Такими туалетами можно пользоваться и во время стоянки поезда и при движении в санитарных зонах.
В туалете тормозного конца купейного вагона модели 61-4186 установлен вакуумный модуль «ВАК-мини», а в туалете нетормозного конца вагона установлен модуль «Экотол-Вак».
В состав комплекта «Экотол-Вак» входят вакуумный туалетный модуль, пульт управления и пульт сервисного обслуживания. Вакуумный туалетный модуль (Рис.3.12) включает унитаз, пневмогидросистему, электросистему и декоративно-защитный кожух. Пневмогидросистема состоит из промежуточной емкости, пневмоклапанов, эжектора, клапанов воды, дозатора воды, соединительной арматуры и трубопроводов.
Рисунок 3.12 – Вакуумный туалетный модуль
Унитаз монтируется на пол туалетной кабины и имеет подключение к канализационной системе, выходящей из пола туалетной комнаты. На корпусе унитаза размещены пневмогидросистема, электросистема и декоративный кожух. Электросистема предназначена для формирования сигналов, обходимых для исполнительных устройств и для обеспечения гностики модуля.
Пульт управления служит для контроля работы и сервисного обслуживания туалетных модулей.
Работа комплекта. При нажатии на педаль унитаза срабатывает датчик положения педали и включается насос смыва. Затем срабатывает электромагнитный клапан и находится в открытом состоянии в течение времени подачи дозы воды. Отключение насоса и электромагнитного клапана происходит одновременно. Сток осуществляется самотеком в сливной бак. При достижении 80% и 95% заполнения бака сигналы отдатчиков поступают на пульт вагона. При достижении заполнения бака на 95% необходимо закрыть туалетное помещение от дальнейшего посещения. Откачка содержимого ба производится на стоянке с помощью ассенизационной машины специализированного комплекса Р.2030.
В холодное время года предусмотрен обогрев сливного бака: костной и электрической системами. Сливные баки расположены под вагоном, в зоне тамбуров. Баки сообщаются с туалетными блоками с помощью сливших труб, а освобождаются - через магистраль откачки. Для обогрева сливных труб используются медные обогревательные трубы.
Предприятия-изготовители, блоков оборудования разрабатывают документацию по их эксплуатации и техническому обслуживанию, правила проверки, описание неисправностей и способов их устранения при текущем ремонте. Все работы должны быть согласованы с системой технического обслуживания и ремонта пассажирского вагона. При подготовке пассажирского вагона в рейс все системы приводятся в рабочее положение, а при подготовке к длительному отстою в резерве – в нерабочее. Современные пассажирские вагоны оснащены разнообразным и сложным оборудованием, поэтому необходим тщательный, систематический и квалифицированный уход (техническое обслуживание и ремонт). При этом для удовлетворения требований к качеству, уровню комфорта и безопасности перевозок необходимо не только организовать техническое обслуживание, выполнять необходимые ремонтные работы всех устройств в пунктах формирования и оборота поездов и на промежуточных станциях, но и контролировать работу всех бортовых технических систем, а также подвагонного оборудования в пути следования.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 2826; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!