Технические характеристики

Разнообразие видов пассажирских перевозок, происходящие и ожидаемые социально-экономические изменения требуют наличия соответствующего набора типов и модификаций вагонов, использования разных структур и схем формирования составов пассажирских поездов, применения новых методов обслуживания пассажиров в пути следования, развития номенклатуры и качества предоставляемых пассажирам услуг. Пассажиропотоки по дальности проезда в значительной степени «размыты», т.е. между видами перевозок нет четких границ. Пассажир выбирает тот вид и режим поездки в нужный ему пункт, которые ему удобны и выгодны. Поэтому для общесетевого использования при скоростях движения до 200 км/ч целесообразно сохранить принцип формирования поездов на основе оптимального набора базовых вагонов перспективного типа. Конструкция базовых вагонов должна обеспечивать возможность качественного обслуживания пассажиров, а также удобное и безопасное передвижение пассажиров по составу поезда.
Краткая характеристика основных типов перспективных пассажирских вагонов локомотивной тяги приведена в таблице 4.1.

Все вагоны, кроме ОСД, проектируются на базе унифицированных металлоконструкций кузова, ходовых частей, набора модульных блоков, узлов и элементов оборудования. Основные технические характеристики серийных и перспективных вагонов приведены в таблице 4.2.

Конкретные схемы формирования поездов определяются для каждого маршрута в зависимости от размера пассажиропотоков, посменных факторов и структуры спроса по типам вагонов. Использование информации об особенностях вагонов и поездов способствует наиболее эффективной работе подвижного состава и улучшению качества обслуживания пассажиров.

Технологические требования

Целесообразно предусматривать возможность применения одной и той же металлоконструкции кузова для изготовления вагонов различного класса (мягких, купейных, межобластных и др.).
В зависимости от назначенного срока службы вагона возможны два варианта:
- срок службы — 20 лет, после которого вагон списывается. При этом за весь срок службы проведение капитального ремонта не предусматривается. Через 10 лет в условиях депо производится полная замена внутреннего интерьера вагона без смены внутреннего оборудования (систем отопления и кондиционирования, электрических систем и др.);
- срок службы — 40 лет. При этом через 20 лет предусматривается проведение капитально восстановительного ремонта на заводе-изготовителе с полной заменой внутреннего и энергетического оборудования, а через каждые 10 лет, как и в первом варианте, — обновление в депо внутреннего интерьера вагона.
В обоих вариантах необходимо предусмотреть разработку мероприятий по утилизации кузовов после истечения срока их службы и списания.
Ходовыми частями пассажирских вагонов служат в основном двухосные тележки с пружинным или пневматическим рессорным подвешиванием.
Тормозные цилиндры, авторегуляторы, рычажная передача размещаются на тележке, что позволяет освободить подвагонное пространство для дополнительного оборудования, необходимого для обеспечения комфортных условий проезда пассажиров.
Оптимальным перспективным решением является унифицированное тормозное оборудование вагонов на тележках с дисковым тормозом (ДТ) и электронным противоюзным устройством (ПУ) адаптивного типа, однако в настоящее время тележки такого типа только проходят испытания.
Применяемое в настоящее время на пассажирских вагонах типовое автосцепное устройство СА-3 нежесткого типа не отвечает современным требованиям эксплуатации пассажирского подвижного состава, в частности, из-за повышенной интенсивности износа автосцепки, возможности саморасцепа и высокого уровня шума, создаваемого автосцепкой при движении поезда.
Вследствие этого перспективные пассажирские вагоны должны оборудоваться автосцепным устройством жесткого типа, обеспечивающим выполнение не только обязательных функций, установленных «Нормами для расчета вагонов...», но и ряда дополнительных требований, а именно:
- отсутствие возможности саморасцепа;
- увеличение межремонтного срока эксплуатации за счет снижения износов;
- значительное уменьшение шума от автосцепки при движении поезда;
- повышение комфорта проезда пассажиров за счет амортизации продольных колебаний вагонов при движении поезда;
- исключение зазоров в сцепленных автосцепках;
- снижение габаритов и массы устройства;
- обеспечение возможности опирания на сцепку переходного мостика и ограждения межвагонного перехода для исключения появления ступеньки между мостиками смежных вагонов при движении поезда;
- повышение надежности работы механизма сцепления и безопасности движения поездов за счет исключения падения автосцепки на путь при повреждении любых элементов устройства.
Для обеспечения устойчивой и экономичной работы энергетических систем теплотехнические качества вагона должны быть существенно улучшены за счет применения новых теплоизоляционных материалов, новых конструкций окон.
Это достигается применением экологически чистых, негорючих, высокотехнологичных теплоизоляционных материалов на основе пенобазальта или пенокаолина. Данные материалы обладают низким водопоглощением, а их водные вытяжки не являются коррозионно-агрессивными для конструкционных сталей кузова, что повышает срок службы вагона.
Окна вагонов должны быть выполнены из металлических или армированных металлом пластмассовых рам с герметичными одно-либо двухкамерными стеклопакетами.
Обязательным является применение объемно-закаленных стекол толщиной 4 — 6 мм. Стекла должны быть солнцезащитными (наружное стекло) и теплозащитными (внутреннее стекло), т.е. но пропускать внутрь вагона тепловую энергию ближнего инфракрасного излучения и ограничивать теплоотдачу изнутри вагона и области длинноволнового инфракрасного излучения. Опытные образцы таких окон уже изготовлены отечественными производителями.
Основу энергетического оборудования, обеспечивающего наиболее благоприятный для пассажиров микроклимат вагона, должен составлять реверсивный кондиционер, в летнее время охлаждающий, а в зимнее — подогревающий вентиляционный воздух, поступающий в вагон.
В ближайшей перспективе следует ориентироваться на применение работающих на экологически чистом фреоне компрессионных агрегатов, которые наиболее эффективны по энергозатратам и надежны в эксплуатации. Кондиционер должен выполнять функции автоматического поддержания требуемых параметров воздуха внутри салона по температуре, влажности, запыленности, иметь возможность индивидуальной регулировки параметров воздуха по желанию пассажира (для классных вагонов). Раздача кондиционированного воздуха должна осуществляться через двух- или трехканальную систему, обеспечивающую высокую степень равномерности распределения потоков по температуре и массе, комфортность скорости его раздачи в места пребывания пассажиров.
В качестве альтернативного типа можно рассматривать кондиционер на базе воздушной холодильной машины, в которой в качестве теплоносителя используется воздух.
В настоящее время отечественными разработчиками созданы опытные образцы кондиционеров трех указанных типов, находящихся в разных фазах готовности.
Основная система отопления перспективных вагонов должна быть жидкостной с незамерзающим экологически чистым теплоносителем, электробойлером и резервным источником нагрева с применением горелки на жидком топливе. Система жидкостного отопления максимально надежна, комфортна и наиболее пригодна для российских условий. Вместе с тем конструкция системы должна быть модернизирована с применением новых надежных узлов и приборов.
На железных дорогах стран СНГ централизованное электроснабжение (ЦЭС) пассажирских вагонов локомотивной тяги осуществляется по однопроводной высоковольтной поездной магистрали двумя вилами напряжения: 3000 В постоянного тока на электрифицированных участках постоянного тока напряжением 3 кВ; 3000 В переменного тока частотой 50 Гц на электрифицированных участках переменного тока 25 кВ частотой 50 Гц. На тепловозах с устройствами ЦЭС принята система 3000 В выпрямленного напряжения с частотой пульсаций свыше 600 Гц при минимальной частоте вращения коленчатого вала.
В соответствии с принятым типажом на пассажирских вагонах новой постройки и прошедших КВР должны применяться централизованное электроснабжение и высоковольтное отопление. Преимущественно должна использоваться унифицированная отечественная система электроугольного и электрического отопления с жидким теплоносителем. При создании пассажирских вагонов локомотивной тяги нового поколения основными гигиеническими требованиями являлись:
- обеспечение эпидемиологической безопасности путем профилактики распространения инфекции через воздух воздушно-капельным способом или через воду, перекрестных инфекций и паразитарных заболеваний контактным путем через постельные принадлежности, чайную посуду и внутреннюю поверхность вагона;
- обеспечение экологической безопасности;
- предупреждение неблагоприятного химического воздействия;
- обеспечение условий безопасности при экстремальных и чрезвычайных ситуациях химического, эпидемиологического и радиационного характера;
- ограничение шума и вибрации.
Уровни звука при движении поезда с конструкционной скоростью не должны превышать для пассажирских салонов 60 дБ (А), для тамбуров — 68 дБ (А), для межвагонных переходов — 80 дБ (А).
Эквивалентный уровень внешнего шума, создаваемый при движении поезда, не должен быть выше 84 дБ (А) на расстоянии 100м от наружного рельса.
Искусственное освещение вагона должно подразделяться на общее, местное, аварийное и ночное. Общее, аварийное и ночное освещение должно обеспечиваться светильниками, встроенными в потолок. Местное — светильниками, встроенными в вертикальную поверхность над каждым пассажирским местом.
Освещенность в вагоне должна соответствовать гигиеническим нормативам. В служебных помещениях и в пассажирском салоне общее освещение должно быть не менее 150 лк на уровне столика.
На уровне пола в коридорах горизонтальная освещенность должна быть не менее 50 лк, в тамбурах — не менее 30 лк, на ступенях при входе — не менее 20 лк.
Внедрение на сети железных дорог экологически чистых вакуумных систем туалетов обусловливает необходимость разработки на пассажирских технических станциях железных дорог России типовой системы сбора фекальных стоков из вагонов, отвечающей требованиям экологической чистоты и надежной работы во всех климатических зонах при температуре наружного воздуха от -50 до +50 °С.
Материалы, используемые в вагоне, должны обеспечивать комфортные условия проезда:
- материалы для сидений должны быть виброгасящими;
- отделочные материалы — шумопоглощающими.
Цветовое решение для интерьера вагона должно быть различным (в зависимости от функционального использования и от класса нагона).
Для экипировки спальных полок и сидений должны применяться новые типы тканей с улучшенными заданными гигиеническими показателями, т.е.обладать грязе-,водо-,масло- и пылеотталкивающими, антимикробными свойствами.
Полы вагонов должны покрываться сплошным съемным ковровым покрытием с грязе-, водо-, маслоотталкивающими и трудногорючими свойствами.
Пассажирские вагоны оснащаются моющими пылесосами.
Для безопасного проезда пассажиров обеспечивают:
- необходимую прочность и надежность несущих конструкций вагона как на стадии проектирования (выбор обоснованных параметров), так и при изготовлении (применение более совершенных технологий) и эксплуатации (более совершенные системы технического обслуживания и ремонта);
- безопасную и безаварийную работу всех узлов и систем вагона за счет применения средств диагностирования и контроля их состояния, а также необходимых страховочных устройств;
- возможность применения средств обнаружения и предотвращения аварийных ситуаций, своевременного оповещения о них пассажиров и обслуживающего персонала и обеспечения (при необходимости) аварийной эвакуации пассажиров и поездной бригады;
- личную безопасность пассажиров за счет применения системы охранной сигнализации, оповещающей пассажиров и поездную бригаду о проникновении на охраняемые объекты посторонних лиц, а также обеспечивающей (при необходимости) вызов в купе обслуживающего персонала. Для этого на вагонах эксплуатируемого парка (в первую очередь на вагонах СВ) целесообразно при плановых видах ремонта устанавливать систему охранной сигнализации по ТУ 32ЦЛ-96Ю — 97. На вагонах нового поколения эта система должна предусматриваться как составная масть системы управления и диагностики (СУиД).
Датчики состояния систем с помощью внутривагонных цепей управления сопрягаются с аппаратурой приема и передачи информации централизованной системы диагностики и управления. Эта система должна состоять из двух уровней, обеспечивающих:
- централизованное управление и диагностирование систем вагонов в составе поезда (УДП) из штабного вагона и дискретную передачу частично обработанной информации на внешние приемные устройства по пути следования;
- управление и диагностирование систем вагона (УДП) из купе проводника с передачей информации по межвагонной магистрали в штабной вагон.
Объем информации, получаемый от системы, должен обеспечивать техническое обслуживание и ремонт вагона по техническому состоянию с учетом расчетных и статистических данных.
В конструкции вагона и его частей должны быть предусмотрены устройства, исключающие падение на путь оборудования, подвешенного к кузову или тележке. Для этого узлы и детали вагона, подвергающиеся в процессе эксплуатации интенсивному нагружению, оборудуются устройствами, предупреждающими их падение на путь (предохранительные скобы, тросы и т.п.).
Основными направлениями работы по повышению пожарной безопасности пассажирских вагонов являются:
- контроль за режимом работы пожароопасных узлов;
- внесение конструктивных изменений в перегородки, отделяющие котельное отделение от купе проводников, разработка вертикальных и горизонтальных противопожарных перегородок с пределом огнестойкости 0,3 и 0,5 ч;
- внесение изменений и дополнений в технические требования «Пожарная безопасность пассажирских вагонов» в части обеспечения вагонов системой диагностики, упреждающей возникновение пожаров и работающей на принципах контроля температуры оборудования и состава газовой среды в защищаемых объектах;
- повышение конструктивной противопожарной защиты вагона за счет использования соответствующих материалов.
По степени требований пожарной безопасности должны применяться материалы со следующими свойствами:
- негорючие — для камер электрокалориферов, кожухов вентиляторов, панелей электрошкафов, дугогасителъных камер;
- трудногорючие (трудносгораемые) и медленно распространяющие по поверхности пламя — для теплоизоляционных материалов, панелей стен и потолков, настила пола, электроизоляционных материалов, полимерных и композиционных элементов электрооборудования;
- трудновоспламеняющиеся — для плафонов светильников, уплотнителей дверей и окон.
Конструкции вагона (наружные и внутренние) должны иметь минимальный предел огнестойкости 0,5 ч. Ограждающие конструкции помещений вагонов, в которых размещается оборудование систем отопления, кондиционирования и вентиляции, должны иметь предел огнестойкости не менее 0,3 ч.
Пассажирские вагоны должны иметь системы диагностики предотвращения пожаров, включающие в себя систему контроля:
- замыкания на корпус;
- нагрева букс;
- нагрева электропроводов в жгутах и электроприборах;
- газовоздушной среды в чердачном помещении вагона и котельном отделении вагона.
Система пожарной сигнализации пассажирских вагонов должна обеспечивать:
- контроль текущего значения температуры или задымления защищаемых помещениях, определение пожарной ситуации и сигнализацию об этих состояниях;
- работоспособность при обрыве или коротком замыкании линии сигнализации;
- проверку работоспособности системы с помощью имитаторов.
Пассажирские вагоны должны быть оборудованы системой пожаротушения, состоящей из установок и первичных средств пожаротушения. Установками пожаротушения должны быть защищены пульты управления системы электроснабжения и котельные помещения вагона, в котором используется дизельное топливо.
Все пассажирские вагоны новой постройки должны проектироваться на базе унифицированных металлоконструкций кузова, ходовых частей, узлов и элементов блочно-модульного исполнения следующих систем:
- энергоснабжения;
- отопления;
- вентиляции;
- кондиционирования воздуха;
- управления и диагностики;
- санитарно-технического оборудования.
Модульная сборка вагонов позволит обеспечить:
- улучшение обслуживания пассажиров и подготовки вагонов в рейс;
- упрощение технологии строительства и ремонта вагонов в условиях вагоностроительных и вагоноремонтных заводов;
- улучшение комфортабельности пассажирских вагонов;
- экономию до 30% расходов на эксплуатацию и текущий ремонт вагонов.
Оборудование для подготовки в рейс

Оборудование, предусмотренное для технического обслуживания поездов, формируемых из вагонов нового поколения мод. 9510 и 61-4170, включает в себя:
- комплект средств заправки вагонов водой (комплект Р.2010);
- комплект средств приема сточно-фекальных вод из вагонов (комплект Р.2030);
- комплект средств оттаивания вагонов (комплект Р.2050);
- комплект средств для внутренней уборки вагонов и приема бытовых отходов (комплект Р.2070).
Комплект Р.2010 предназначен для заправки питьевой водой по ГОСТ Р 5132—98 систем водоснабжения вагонов мод. 9510 и 61-4170 в РЭД.
Комплект состоит из постов, связанных напорным и сливным трубопроводами. Пост включает в себя заправочный и сливной краны, которые установлены на тройнике. Тройник с кранами закреплен на эстакаде и закрыт защитным кожухом. В кожухе имеются отверстия для специального ключа, открывающего и закрывающего краны. Заправочный кран соединен с рукавом, на другом конце которого имеется пристыковочное устройство.
Количество постов комплекта определяется выбором места расположения постов вдоль поезда. В связи с тем что формирование поезда производится произвольно, а заправочные штуцера находятся на одном конце вагона, возможны три варианта расположения постов:
- пост заправки на каждый вагон установлен в середине вагона;
- на каждый вагон установлено два поста заправки — в начале и в конце вагона;
- пост заправки установлен между вагонами и может обслуживать два вагона последовательно.
Наиболее предпочтительным является вариант расположения постов вдоль поезда.

В связи с тем что заправочный штуцер на вагоне мод. 61-4170 находится ниже платформы, а на вагоне моде. 9510 — выше, возникает необходимость применения подставки для стыковки с вагоном мод. 9510, так как высота от уровня пола до заправочного штуцера 2,5 м.

Комплект Р.2030 предназначен:
- для приема фекальных и промывочных вод из сливных баков нагонов мод. 9510 и 61-4170 вакуумным способом (количество вагонов — 16, из которых семь мод. 9510);
- выдачи дозы от 1 до 300 л воды температурой (40 ± 10)°С в сливные баки вагонов для их промывки и промывки насосов смыва;
- слива фекальных и промывочных вод в канализацию РЭД.
Состав оборудования комплекта определяется схемным решением, местом расположения оборудования, временем, выделенным на обслуживание, и другими факторами.
Возможны следующие варианты расположения оборудования по длине поезда:
- сливные емкости объемом 1 м3 с вакуумными установками на каждой емкости расположены между вагонами в начале и в конце поезда;
- сливной коллектор объемом 16 м3 разделен на четыре секции с вакуумными установками на каждой их них.
Принципиальная пневмогидравлическая схема расположения оборудования приведена на рис. 4.3

Комплект средств оттаивания вагонов Р.2050 предназначен для обдува нагретым воздухом ходовых частей и подвагонного оборудования вагонов мод. 9510 и 61-4170 в зимний период для снятия ледяных наростов при обслуживании скоростных поездов в РЭД.
Комплект обеспечивает нагрев воздуха, забираемого вентиляторами из помещения РЭД, и подачу нагретого воздуха в коллекторы оттаивания, проложенные вдоль смотровой канавы пути, и далее через воздухораспределительные устройства коллекторов в рабочую зону отогрева вагонов.
Комплект является стационарным оборудованием, принцип действия, режим работы и правила обслуживания которого одинаковы для обеих моделей вагонов.
Комплект Р.2050 состоит из восьми вагонных устройств подачи воздуха (УПВ) — по одному на два соседних вагона.
Каждое устройство включает в себя:
- приточную камеру типа КЦК-8-2 — для потоков воздуха требуемых параметров;
- приточные коллекторы с воздухораспределителями для обдува холодного оборудования в рабочей зоне;
- воздуховоды обвязки для подвода воздуха от приточной камеры к распределительным коллекторам.

Комплект Р.2070 предназначен для приема бытовых отходов и проведения внутренней уборки вагонов мод. 9510 и 61-4170 в РЭД.
В состав комплекта входят электротележки ЕТ.1040 и уборочное оборудование.
Две электротележки типа ЕТ.1040 с дополнительно установочными на них ограждениями обеспечивают возможность приема бытовых отходов, собранных предварительно в вагонах в полиэтиленовые мешки (пакеты), путем укладки их на электротележку и транспортирования на площадку сбора бытовых отходов.
Схема размещения комплекта на участке пути РЭД и общий вид доработанной электротележки ЕТ.1040 представлены на рис 4.5.

Предусматривается, что внутренняя уборка вагона мключает в себя следующие виды и периодичность проведения уборочных работ:
- очистку мусоросборника в разовые полиэтиленовые пакеты и подготовку их к выносу из вагона (проводится после каждого рейса);
- влажную уборку межвагонных переходов (проводится после окончания суточных рейсов);
- уборку тамбуров: влажную уборку пола, влажную уборку стен (на высоте 1 —1,5 м от уровня пола), влажную уборку внутренних поверхностей входных дверей (проводится после окончания суточных рейсов);
- уборку багажного отсека - влажную уборку багажных ячеек и подъемной шторы (проводится через 7-15 сут);
- уборку гардеробного отсека - влажную уборку пола, стен и подъемной шторы (проводится через 7—15 сут);
- уборку туалетов: влажную уборку и дезинфекцию саноборудования, влажную уборку и дезинфекцию стен (на высоте 1,5 ; уровня пола), влажную уборку и дезинфекцию пола (проводится по окончании суточных рейсов);
- уборку салона - сухую или влажную (в зависимости от степени загрязненности): уборку ковролинового покрытия пола (проводится по окончании суточных рейсов), сухую уборку пассажирских кресел (проводится через 7-15 сут), влажную (или сухую) уборку багажных ячеек салона (проводится через 7-15 сут), влажную уборку окон салона (проводится через 15-30 сут), влажную уборку стен и салонных дверей (проводится через 7-15 сут) , влажную уборку пола со снятием и чисткой ковролинового покрытия (проводится один раз в три месяца).
Влажная уборка должна проводиться с использованием моющих и моющедезинфицируюших растворов, которые готовятся на основе горячей воды в соответствии с рецептурой, рекомендуемой соответствующей службой РЭД.
Источником воды для уборочного оборудования комплекта должна служить техническая система РЭД, обеспечивающая подачу горячей воды (50 ± 50) °С к рабочим участкам на платформе. Для выполнения перечисленных видов уборочных работ предусматривается использование следующего уборочного оборудования:
- стационарная водоструйная установка высокого давления - 2 шт.;
- специальный водопылесос, работающий в сухом и влажном режимах, предназначенный для сбора воды после действия водоструйных установок, чистки кресел и ковровых покрытии, по 2 шт. на бригаду;
- специальный водопылесос, работающий в сухом и влажном режимах, предназначенный для сбора воды после действия водоструйных установок, чистки кресел и ковровых покрытии, по 2 шт. на бригаду;
- фен для сушки ковровых покрытий (после работы ковромоечной машины) - по 1 шт. на бригаду;
- комплект уборочного инвентаря для мойки туалетов окон, стен и т.п.; состоящий из набора ручных средств уборки (ведра, швабры, стяжки и др.); на бригаду - также один комплект, состоящий из кронштейна для хранения шлангов водоструйных установок и переносной площадки для уборки багажных полок;
- вспомогательные принадлежности, ЗИП и инструмент к уборочному оборудованию.
Перечисленное оборудование хранится в четырех помещениях, расположенных на платформе между осями. Для каждой бригады отводится отдельное помещение площадью 26 м2. В каждом помещении предусматривается:
- ванна для обмывки уборочного оборудования со сливом в трапы ливневой канализации;
- вентиляция;
- краны холодной и горячей воды;
- стеллажи для хранения уборочного оборудования, ЗИП ипринадлежностей;
- сушка для швабр и других принадлежностей.