Научно-популярный журнал «Как и Почему»

Как трамвай переводит стрелки и поворачивает?

С детства все знают, что трамвай поворачивает при помощи стрелок. Как это происходит, знают немногие. Практически никто не знает, что у трамвайных путей не бывает развилок «право-центр-лево». На трамвайных путях предусмотрена только двойная развилка.

В прошлом стрелки переводились вручную. Вагоновожатые делали это обычными ломиками. Такой анахронизм до сих пор присутствует в некоторых городах России, но все же сейчас большинство стрелок работает в автоматическом режиме.

Классический принцип работы автоматизированной трамвайной стрелки

Изначально стрелка расположена так, чтобы трамвай двигался направо. Если вагоновожатому необходимо изменить маршрут, он делает это заранее прямо из кабины. Для этого примерно за 20 метров предусмотрен воздушный (его еще называют сериесным) контакт. Питание от него идет к соленоидам, которые расположены в сравнительно небольшой металлической коробке, находящейся рядом со стрелкой.

Чтобы далее рассматривать поворот трамваев, давайте сначала разберемся, что подразумевают вагоновожатые, когда говорят о понятиях «право» и «лево».
В нашем понимании развилка «направо-налево» выглядит так:

          Развилка «направо-налево»

Но не всегда стрелки выглядят подобным образом. Чаще всего встречаются другие виды стрелок.

          Трамвайная стрелка
Здесь, например, поворотом направо будет считаться дальнейшее движение по центру, а здесь:

          Трамвайная стрелка
Под понятие «право» уже действительно попадает поворот направо, зато центральный путь теперь будет считаться «лево».

Как трамвай поворачивает направо?

Чтобы повернуть направо, водителю трамвая не нужно предпринимать никаких действий по переводу стрелки. До подъезда к сериесному контакту он отключает двигатель, и трамвай доезжает до стрелки по инерции. Так как на соленоиды не поступило напряжение, стрелка остается в положении «направо».

Имеется в виду, что даже если, к примеру, трамвайный путь прямой, а слева стрелка, то “прямо” считается лево.

Как стрелка переключается налево?

При необходимости повернуть налево вагоновожатый подъезжает к стрелке с включенными двигателями. Ток последовательно протекает через контактный провод на сериесный электропривод, затем по цепи – на воздушные контакты и через токосъемник и двигатель попадает на рельс, попутно создавая электромагнитную индукцию в соленоиде. Катушка соленоида втягивает в себя сердечник, благодаря чему стрелка устанавливается в положение «поворот налево».

          Поворот трамвая

Интересный факт: в нашей стране самый старый трамвайный путь – в Калининграде. Конка здесь была проложена в 1881 году. Первый пассажирский рейс трамвай на электротяге осуществил в 1895 году.

Как стрелка возвращается на место?

После того, как трамвай проедет по нужному пути, требуется вернуть систему в стандартное положение. Этот процесс также автоматизирован. Благодаря токосъемнику происходит замыкание воздушного контакта (шунтового). Он проводит ток через шунтовой привод на рельсы. Запитанная катушка соленоида возвращает стрелку на место.
Безопасность: При автоматическом переводе пешеходам не угрожает поражение электричеством, потому что напряжение на рельсах не превышает 16 В.

Современная автоматизация перевода стрелок

На современных трамвайных путях используется несколько иная автоматизация перевода стрелок. После проезда трамвая стрелка остается в последнем положении («направо» или «налево»). Для управления движения на каждом из направлений имеются находящиеся два воздушных контакта и один выходной – после стрелки.

Когда водитель трамвая отключает двигатель и едет по инерции, стрелка переводится направо. При включенном двигателе – налево. В остальном принцип работы схож с классическим.

Интересный факт: До революции почти все трамваи двигались по узкоколейкам. Широкая колея была только в Москве и Петрограде. В Нижнем Новгороде два вида трамвайных путей успешно (или почти успешно) существовали вместе. В Ростове-на-Дону ширина колеи составляла 1435 мм) (Стефенсоновский стандарт), а в Киеве – 1511 мм. Переход всех этих городов к единым стандартам трамвайной колеи длился более 20 лет.

Индукционный перевод стрелок

В нашей стране применяется в Бийске и Барнауле. На стрелках здесь установлены мотор-редукторы, а на вагонах – индукционные катушки, питающиеся от генератора с частотой 11 кГц. Чтобы перевести стрелку в нужное положение, водитель трамвая включает генератор. В закопанной перед стрелкой металлической петле возникает ток индукции. Он усиливается схемой управления стрелки. Из-за этого срабатывают контакты, которые переводят перья стрелки в нужное положение. Отличительной особенностью такого способа является отсутствие возможности двигаться задним ходом.

Как переводят стрелки за рубежом?

В наиболее крупных городах мира все чаще для перевода стрелок используют бесконтактные высокочастотные механизмы, разработанные компанией «Signaltechnik-Elektronik AG» (Швейцария). Вагоновожатый делает установку согласно предполагаемому маршруту в начале рабочей смены, когда покидает депо.

В вагоне имеется передатчик, непрерывно излучающий сигнал. Находящиеся на его пути стрелки оборудованы приемниками и микропроцессорами, которые, уловив сигнал подъезжающего трамвая автоматически переключают стрелку в нужное положение. Таким образом вагоновожатый не отвлекается на лишние действия и может более внимательно следить за дорогой. Одну стрелку подобного типа можно увидеть в Москве на развилке к/ст Таллинская – Строгинское депо.