Создание узкоколейного трамвая 71-921 «Корсар»

«Техника железных дорог», 27 мая 2021 года

Авторы:

Сергей Иванов, заместитель генерального директора по развитию продукта ООО «ПК Транспортные системы» (ПК ТС),

Андрей Матвеев, главный конструктор по тележкам ПК ТС,

Родион Мичуров, директор по развитию рельсового транспорта ПК ТС.

Ряд трамвайных систем в России – в Калининграде, Пятигорске и Евпатории – имеет ширину колеи 1000 мм. Редкость применения такой колеи обуславливает сложность нахождения поставщика для обновления парка: в указанных трамвайных системах изношенность вагонов находится на уровне 100%, а в России трамваи для такой колеи серийно не выпускали с 1937 года. В то же время создание отечественной полностью низкопольной «узкоколейной» модели позволит конкурировать с иностранными производителями и на экспортных контрактах для подобных систем в Германии, Бельгии, Сербии и Польше. На основе указанного анализа ПК ТС в 2020 году был создан двухсекционной трамвай 71-921 «Корсар» (рис. 1).

Подготовка к разработке

Создание трамвая под колею 1000 мм требует существенной переработки общей компоновки вагона, так как модель в эксплуатации должна проходить S-образные кривые с очень малым радиусом. Усложняет ситуацию то, что в отраслевых строительных нормах не указаны стандарты для метровой колеи, в частности то, под каким углом вагон проходит кривую. Специфика колеи 1000 м накладывает сейчас и эксплуатационные ограничения. Например, в Евпатории встречные трамваи одновременно не могут проходить S-образный участок, а делают это поочередно, иначе техника будет задевать друг друга.

В этих условиях ПК ТС в рамках разработки 71-921 потребовалось провести эмпирические исследования работы трамваев на всех «узкоколейных» трамвайных системах России, а также для обеспечения спроса обеспечить одновременное прохождение кривых встречными вагонами. Данная задача потребовала проработку колесной базы практически с нуля: расстояние между тележками, угол поворота, тип сочленения, количество секций и их длину.

Создание ходовой части

С учетом обязательной для современного рынка 100-процентной низкопольности трамваев требовалось разработать специальную тележку (рис. 2), не имеющую аналогов в России, а также адаптированную под выпуск вагонов на колею 950 мм (так называемая итальянская метровая колея, свойственная трамвайным системам городов Италии) и 1067 мм (широко распространена в Эстонии и Японии). Решение данной задачи было реализовано за счет предусмотрения возможностей замены осей в тележке, изменения ширины колес, а также удлинения соединительной балки в раме.

Другим важным моментом стала разработка технологической оснастки. В отличие от применяемой на колее 1524 мм цельносварной рамы, в трамвае на 1000 мм применена сборная конструкция из двух полурам, соединенных через сайлентблок – цилиндр, который берет на себя часть нагрузки при прохождении кривых и аварийных участков и защищает конструкцию. В то же время доработать технологическую оснастку удалось за несколько дней.

ПК ТС постаралась по основным параметрам максимально унифицировать тележки под колею 1524 мм и 1000 мм (табл. 1), однако отличия все же присутствуют. В целом ходовая часть трамвая 71-921 «Корсар» имеет следующие особенности:

• Тяговый двигатель тележки и редуктор вынесены из межколесного пространства, что позволяет сохранять эти механизмы в чистоте и реже обслуживать.
• Нагрузка на редуктор в 71-921 выше, чем в тележках для 1524 мм, так как он стоит на одной стороне рамы, что усложняет вращение дальней части колесной оси. В то же время нагрузка находится в пределах допустимых значений, не влияет на функциональность и срок эксплуатации редуктора.
• Двигатель и редуктор также перенесены с внутренней части колесной рамы на внешнюю, что обеспечило свободное пространство надтележечной зоны и 100-процентный низкий пол в салоне. Выступ в салоне в местах расположения поворотной тележки уменьшен на 100 мм, а в местах расположения неповоротной убран полностью.
• Применен дисковый тормоз, расположенный на двигателе. Он имеет функцию дотормаживания и работает в том числе как стояночный. Для полноценного торможения используется тормоз на колесной оси моторных тележек.
• Применена технология двухступенчатого подрессоривания с резинометаллическими элементами и винтовыми пружинами, что позволяет снизить износ рельсов.
• Над бандажами колес трамвая установлены специальные защитные кожухи, которые препятствуют попаданию воды, грязи и проч. в подвагонное оборудование.

Создание кузова

Обычно ширина кузова трамвайных вагонов для «узкоколейных» систем не превышает 2,4 м, это на 10-20 см меньше значений для стандартного подвижного состава. В то же время для решения описанной ранее задачи одновременного прохождения кривой двумя трамваями ПК ТС была выбрана самая минимальная ширина – 2,3 м. Во взятом за основу корпусе двухсекционного трамвая 71-923М была вырезана середина длины кузова, а в центральной части пассажирского салона сохранено положение силовых балок. При этом в трамваях указанной ширины удалось существенно снизить боковую качку вагона, исключить вероятность бокового выскакивания токоприемника из-под контактного провода. Также удлинены сами секции, что позволило обеспечить более высокую пассажировместимость.

Сужение вагона потребовало разработки нового дизайна интерьера. Так, с обеих сторон салона были применены полуторные сидения, подходящие для крупных пассажиров и проезда с детьми (рис. 3). Также разработка 71-921 потребовала замены кабины: внедренное решение обеспечит комфорт работы водителя, эргономичность и максимальный обзор (рис. 4). Внедрены системы видеоконтроля зон посадки-высадки пассажиров и мониторинга дорожной ситуации.

Как и в других самых современных моделях ПК ТС, в салоне 71-921 использованы алюминиевые сплавы в стеновых боковых и потолочных панелях. Алюминиевый интерьер более эстетичен, чем пластиковый, долговечен, легок в обслуживании и делает новый трамвай износостойким и самым пожаробезопасным в своем сегменте.

Все технические характеристики трамвая 71-921 «Корсар» представлены в таблице 2.

Перспективы

Испытания 71-921 проходили зимой 2021 года на инфраструктуре Калининграда. Проверялись геометрия, клиренс, вписываемость в кривые, выносы, тягово-энергетические показатели, максимальная скорость, ускорение и замедление, время разгона, тормозные свойства и другие технические характеристики. Представители ООО «НИЦ НИИ ГЭТ», принимавшие участие в проверке, признали модель годной для промышленного серийного производства, подписав соответствующий акт межведомственной комиссии. В то же время после прохождения испытаний ПК ТС инициативно в интерьере было оптимизировано расположение компонентов силового каркаса, улучшены интерьерные части и звукоизоляция, заменено расположение кнопок, USB-розеток, заменены детали для улучшения обслуживаемости вагона. В частности, защитный кожух тележки сделали быстросъемным.

Трамвай 71-921 получил высокие оценки эксплуатирующей организации и жителей Калининграда. В городе планируется обновление парка: сейчас в нем работает единственный маршрут, на который выходит 12 вагонов возрастом от 25 до 40 лет. В этом году Калининград должен объявить конкурс на 16 трамваев, и ПК ТС планирует в нем участвовать. В то же время ПК ТС уже предлагает разработанную модель ряду европейских стран и видит с их стороны позитивный отклик. Господдержка новой комфортной модели трамвая на внутреннем рынке и при поставках на экспорт может позволить обеспечить его существенную серийность и, соответственно, более низкую цену.

Опубликовано в журнале «Техника железных дорог» №2 (54) май 2021