Электропоезда и дизель-поезда: классификация, технические характеристики и мировые разработки моторвагонного подвижного состава

Для осуществления пассажирских перевозок на наземном железнодорожном транспорте в настоящее время широко применяются электропоезда и дизель-поезда, представляющие собой разновидности моторвагонного подвижного состава. Перспективным направлением для обслуживания направлений с малыми пассажиропотоками является внедрение рельсовых автобусов, которые планируются к эксплуатации в ближайшем будущем. Такая дифференциация подвижного состава позволяет оптимально сочетать провозные способности с фактическим пассажиропотоком на различных участках железнодорожной сети.

Электропоезд представляет собой моторвагонный подвижной состав, получающий электрическую энергию от контактной сети либо от собственных аккумуляторных батарей. В состав электропоезда входят моторные и прицепные вагоны, при этом головные вагоны (передний и задний) оборудуются кабинами управления с пультами машиниста. По назначению и дальности следования различают несколько категорий электропоездов: городские (дальность до 60 км, скорость 80–100 км/ч), пригородные (до 150 км, скорость 80–140 км/ч) и местные (до 700 км, скорость до 160 км/ч на обычных магистралях, до 250 км/ч на скоростных линиях и до 350 км/ч на специализированных высокоскоростных магистралях).

Классификация электропоездов по роду тока и напряжению. По роду используемого электрического тока электропоезда подразделяются на модели постоянного тока, переменного тока, двухсистемные и многосистемные, что позволяет эксплуатировать их на участках с различными системами электрификации. На железных дорогах России основное распространение получили электропоезда постоянного тока с номинальным напряжением 3 кВ и переменного тока напряжением 25 кВ частотой 50 Гц. Такая стандартизация обеспечивает унификацию оборудования и упрощает эксплуатацию на отечественной сети железных дорог.

В странах дальнего зарубежья применяется более широкий спектр систем электрификации. Например, во Франции эксплуатируются двухсистемные электропоезда, рассчитанные на напряжение 25 кВ частотой 50 Гц переменного тока и 1,5 кВ постоянного тока. В Испании на линиях с напряжением 25 кВ переменного тока и 3 кВ постоянного тока курсируют двухсистемные электропоезда типа AVE. Особого внимания заслуживает четырехсистемный электропоезд «Евростар», эксплуатируемый в тоннеле под проливом Ла-Манш и способный работать при переменном токе 25 кВ частотой 50 Гц, постоянном токе 1,5 и 3 кВ от контактной сети, а также при напряжении 750 В постоянного тока от контактного рельса. В Германии спроектирован высокоскоростной четырехсистемный электропоезд типа ICEM, предназначенный для международных перевозок.

Современное российское электропоездостроение представлено широкой гаммой моделей, включая серии ЭД2Т, ЭД4, ЭД4М, ЭД9Т, ЭД9М, ЭД9МК, ЭД6, а также серии ЭТ2, ЭТ2М, ЭТ2Л и ЭТ2А. В 1999 году был построен опытный пятивагонный электропоезд переменного тока серии ЭНЗ, оснащенный системой рекуперативного торможения, позволяющей возвращать электроэнергию в контактную сеть при торможении и тем самым повышать энергоэффективность перевозок.

Конструктивные особенности и технические характеристики дизель-поездов. Дизель-поезда предназначены для пассажирских перевозок на неэлектрифицированных участках железных дорог и представляют собой автономный моторвагонный подвижной состав. Конструктивно дизель-поезда формируются из моторных вагонов (располагаемых по концам состава), оснащенных кабинами машиниста и дизельными силовыми установками, а также из одного-четырех прицепных пассажирских вагонов с местами для сидения. К характерным особенностям дизель-поездов относятся малая удельная масса, высокая удельная мощность, отличная маневренность (возможность работы «челноком» без разворота) и высокий уровень комфорта для пассажиров. Мощность дизельных двигателей варьируется в диапазоне 350–800 кВт.

На отечественных железных дорогах эксплуатируются дизель-поезда типов ДР-1, ДР-1А и ДР-2 производства Рижского вагоностроительного завода с мощностью дизеля соответственно 735 и 442 кВт. Также в эксплуатации находятся дизель-поезда типов Д и Д1 производства венгерского предприятия Ганц-Маваг мощностью 368 и 535 кВт соответственно. Все указанные дизель-поезда оснащены гидравлической передачей (за исключением типа Д) и способны развивать максимальную скорость 120 км/ч, что соответствует требованиям пригородных и межобластных перевозок на неэлектрифицированных линиях.

Современные разработки в области отечественного дизель-поездостроения представлены конструкцией типа ДЛ2, разработанной в ООО УК «Людиновотепловоз». Данный дизель-поезд имеет мощность дизеля 770 кВт и состоит из двух моторных и десяти прицепных пассажирских вагонов, изготавливаемых ОАО «Тверской вагоностроительный завод». Такая компоновка позволяет обеспечить высокую пассажировместимость при сохранении автономности тяги.

Международный опыт и перспективные разработки. На Украине в ОАО ХК «Лугансктепловоз» в 1990 году был сконструирован дизель-поезд типа ДЭЛ01 с дизелем мощностью 590 кВт, оснащенный электрической передачей переменного тока. Состав включает два моторных и два прицепных вагона, что делает его пригодным для эксплуатации на линиях с небольшим пассажиропотоком. Применение электрической передачи обеспечивает более плавное регулирование силы тяги и улучшает тяговые свойства поезда.

Среди зарубежных разработок особого внимания заслуживает дизель-поезд типа HST (High Speed Train), эксплуатируемый в Великобритании и развивающий максимальную скорость движения 200 км/ч. Данный поезд демонстрирует возможность достижения высоких скоростей при автономной тяге, что особенно актуально для линий, где электрификация экономически нецелесообразна. Технические решения, реализованные в HST, учитываются при создании перспективных отечественных дизель-поездов.

Дальнейшее развитие моторвагонного подвижного состава связано с внедрением асинхронных тяговых двигателей, микропроцессорных систем управления и диагностики, а также с повышением комфортабельности салонов. Для электропоездов актуальным направлением является создание накопителей энергии, позволяющих проезжать участки без контактной сети и повышающих энергоэффективность за счет рекуперации. Для дизель-поездов приоритетным является снижение расхода топлива и вредных выбросов, что достигается применением экономичных дизелей и гибридных силовых установок.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Анисимов П.С., Винокуров В.А., Воробьев В. И., и др.

Источник: Подвижной состав железных дорог

Данные публикации будут полезны студентам железнодорожных специальностей (эксплуатация железных дорог, подвижной состав), начинающим специалистам в области локомотивостроения и эксплуатации тягового подвижного состава, а также всем, кто интересуется устройством, классификацией и современными тенденциями развития железнодорожной техники.