Elektrický vlak (hovorově elektrický vlak ) - druh neautonomního vícejednotkového vozového parku , který získává energii zpravidla z vnější kontaktní sítě pomocí sběračů proudu [1] .
Elektrické vlaky jsou široce používány v příměstské a železniční dopravě krátkého dosahu , stejně jako městské vlaky . Na rozdíl od jiných typů trakčních kolejových vozidel jsou schopny rychle akcelerovat a brzdit na krátkých úsecích mezi stanicemi, jsou relativně tiché a neznečišťují životní prostředí, což je v hustě obydlených oblastech velmi důležité. Kromě toho se elektrické vlaky používají ve vysokorychlostní osobní dopravě.
Kromě železnice se elektrické vlaky používají v metru i v jednokolejné dopravě .
Elektrický vlak je tvořen z motorových (plnících funkci trakce) a přívěsných vozů . Přívěsné vozy mohou obsahovat zařízení, které provádí pomocné funkce - například kompresory (získávání stlačeného vzduchu pro brzdový systém , zvedání pantografů , otevírání a zavírání dveří, pneumatické stykače a další systémy), baterie , měniče napětí a tak dále. Vozy elektrického vlaku s řídicími kabinami se nazývají hlavní vozy . Cestující se mohou ubytovat ve všech vozech elektrického vlaku.
Minimální složená pořizovací jednotka, která obsahuje celý komplex zařízení, se nazývá sekce .
V některých elektrických vlacích má každý vůz řídicí kabinu nebo standardně uzavřený záložní ovládací panel v kabině a lze jej použít jako vedoucí - například mnoho vlaků vnitrostátního metra začínajících z A a končících Ezh-3 bylo tvořené pouze z předních vozů s řídicími kabinami, z nichž většina se používá jako mezilehlá.
Existují však elektrické vlaky, ve kterých není hlavní vůz navržen pro přepravu cestujících , ve skutečnosti by se dal považovat za elektrickou lokomotivu , pokud by nebylo konstruktivní propojení s mezilehlými vozy a dalším předním vozem (nebo zadním vozem s kabina dálkového ovládání) elektrického vlaku. Takový (v některých meziměstských řadových dieselových vlakech a turbovlacích je také nalezený/setkal se) hlavní vůz se běžně nazývá trakční „hlava“ . Například podle tohoto schématu se staví elektrické vlaky TGV a (první modifikace se dvěma „hlavami“, druhá modifikace s jednou „hlavou“ a „ocasem“) ICE .
Existují také elektrické vlaky tažené lokomotivou, kde je místo hlavového vozu nasazena plnohodnotná elektrická lokomotiva (jednotlivá nebo oddílová), která se používá v běžném provozu se spřaženými osobními nebo nákladními vlaky. V rámci takového elektrického vlaku lze použít jak hlavovou část vícečlánkové elektrické lokomotivy s jednou řídicí kabinou, tak jednu elektrickou lokomotivu se dvěma řídicími kabinami. Elektrické lokomotivy mohou být spřaženy jak na obou stranách vlaku (v tomto případě se obvykle používají sekce dvoučlánkových elektrických lokomotiv), tak na jedné straně (lze použít jak oddílovou, tak dvoukabinovou jednoduchou elektrickou lokomotivu, a na na druhé straně je připojen mezilehlý přívěs). V Rusku byl vyroben malý počet lokomotiv tažených elektrických vlaků ED1 , ED4DK , jedna sekce elektrické lokomotivy VL80 S byla umístěna v čele elektrického vlaku, druhá sekce byla na konci („push-pull“). . Mírnou obměnou prošly sériové elektrické lokomotivy VL80 S , přibyly řídicí systémy osvětlení a vytápění vozů, dveřní otvory. V Německu je rozšířená praxe vytváření vlaků tažených lokomotivou z jediné dvoukabinové elektrické lokomotivy a několika přívěsných vozů s předním vozem s řídicí kabinou v zadní části vlaku.
Pro spřažení vozů mezi sebou na železnicích zemí, které byly součástí SSSR , se používá především automatické spřáhlo SA-3 , které zajišťuje zaměnitelnost úseků a možnost přepravy jednotlivých úseků posunovací lokomotivou. Automatická spřáhla Scharfenberg , která automatizuje proces spojování pneumatických linek a elektrických řídicích obvodů, jsou také rozšířena na mnoha moderních elektrických vlacích povrchových drah a podzemních elektrických vlacích . Automatická spřáhla Scharfenberg jsou instalována před předními vozy, což také umožňuje automatické spřažení několika elektrických vlaků do jednoho vlaku pro provoz na vícejednotkovém systému , na druhé straně na železnici přítomnost automatických spřáhel Scharfenberg vpředu komplikuje proces spojování vlaků s jinými kolejovými vozidly (například lokomotivami během přepravy) kvůli potřebě spojování přes adaptér. Samostatné elektrické vlaky jsou vybaveny i dalšími typy spřáhla ( automatické spřáhlo Janney , šroubové spřáhlo ). Mezi vozy mnoha moderních elektrických vlaků se často instalují speciálně navržené spřáhla bez vůle, odlišná od spřáhel před předními vozy. Takové elektrické vlaky jsou zpravidla jediným strojním komplexem, který obsahuje různá zařízení v různých vozech, a proto nemohou být provozovány s jiným složením, které výrobce nedodává, a za normálních podmínek nepodléhají rozpojování.
Mechanická část vozu obsahuje karoserii, podvozky , rázově - trakční zařízení a brzdové zařízení. Na rozdíl od elektrických lokomotiv jsou trakční motory vyrobeny s vlastním větráním (to znamená, že jejich chlazení zajišťují ventilátory umístěné přímo na ose elektromotoru, zatímco elektrické lokomotivy používají samostatné motory ventilátorů).
Cestující nastupují do vagonů bočními dveřmi. Většina moderních elektrických vlaků má automatické dveře ovládané z konzoly strojvedoucího, nejstarší elektrické vlaky a elektrické vlaky úzkorozchodných tratí mohou mít manuální dveře. Dveře mohou být konstrukčně posuvné, sklopné-posuvné nebo otočné a jsou poháněny pneumatickým nebo elektrickým pohonem. Výškově mohou být dveře navrženy pro výstup pouze na vysoká nástupiště umístěná přibližně v úrovni podlahy vozu nad podvozky ve výšce cca 900-1400 mm od úrovně hlavy kolejnice, v závislosti na trati, pouze na nízká nástupiště umístěná ve výšce cca 200-600 mm od úrovně hlavy kolejnice (u nízkopodlažních elektrických vlaků), nebo mají kombinované dveře se žebříky a zástěry pro přístup na oba typy nástupišť . Ve většině případů se každý vůz spoléhá na dva samostatné podvozky pro každý vůz, nicméně značná část modelů elektrických vlaků má kloubové podvozky , které jsou umístěny mezi dvěma vlakovými vozy a jsou konstrukčně spojeny s mezivozovým průjezdem, a u některých elektrických vlaky, jednotlivé vozy nebo sekce mají podvozky pouze na jedné straně a na druhé straně se opírají o rám sousedního vozu nebo sekce prostřednictvím speciálního kloubového mechanismu. Podvozky elektrických vlaků jsou v naprosté většině případů dvounápravové, nicméně některé elektrické vlaky s lehkými vozy mají podvozky jednonápravové, např. mezilehlé vozy elektrických vlaků Talgo se systémem změny rozchodu [2] nebo úzkorozchodné elektrické vlaky s krátkými vozy [3] . U motorových vozů jsou trakční motory nejčastěji instalovány na obou podvozcích, existují však elektrické vlaky s vozy, ve kterých je motorizován pouze jeden ze dvou podvozků. Trakční motory s rámovým odpružením jsou obvykle instalovány na motorové podvozky. Pro zajištění plynulejšího pohybu a zmírnění rázů mají podvozky dvojité odpružení .
Klasické elektrické vlaky přijímají energii z trolejového drátu nebo troleje pomocí sběračů proudu. Pantografy mohou být umístěny na motorových i přívěsných vozech, v druhém případě je výkon přenášen do motorového vozu prostřednictvím mezivozových elektrických kabelů. Nejběžnějším typem odběru proudu je horní odběr proudu z trolejového drátu zavěšeného nad železniční tratí pomocí sběračů proudu ve formě pantografu nebo polopantografu. Na tratích metra se pro zásobování energií častěji používá spodní boční nebo mezikolejová trolejová kolej, ze které elektrický vlak získává energii přes sběrače proudu ve formě vyčnívajících ližin, přičemž umístění sběrače proudu vůči kolejnici může také lišit se. Ve většině případů se používá jednofázový odběr proudu, ale existují i třífázové sběrné linky, kde elektrické vlaky používají speciální sběrače proudu pro samostatný kontakt s více dráty nebo trolejovými kolejnicemi.
Některé modely elektrických vlaků jsou vybaveny trakčními bateriemi, umožňujícími jejich krátkodobý provoz v oblastech bez kontaktní sítě; dobíjení baterií se provádí za provozu elektrického vlaku na elektrifikovaných úsecích. Takové elektrické vlaky, nazývané vlaky s kontaktní baterií (například elektrický vlak s kontaktní baterií ER2A6 ), nejsou široce používány.
V roce 2017 vytvořil Byron Bay v Austrálii elektrický vlak poháněný solárními panely umístěnými na střechách jejích vozů a na mezilehlých stanicích. Za slunečného počasí se kompozice může pohybovat bez použití jiných zdrojů energie; baterie jsou k dispozici i pro provoz za oblačného počasí [4] .
Elektrické vybavení elektrických vlaků závisí na typu proudu (stejnosměrné, střídavé, dvousystémové elektrické vlaky), typu trakčních motorů ( kolektorové , asynchronní ), přítomnosti či nepřítomnosti elektrického brzdění .
V zásadě je elektrická výzbroj elektrických vlaků podobná elektrické výzbroji elektrických lokomotiv. Na rozdíl od elektrických lokomotiv je však u většiny modelů elektrických vlaků umístěn pod skříní a na střechách vozů, aby se zvětšil prostor pro cestující, salonní prostor je zpravidla obsazen pouze několika skříněmi s elektrickým vybavením ( s výjimkou elektrických vlaků tažených lokomotivou a elektrických vlaků s motorovými vozy lokomotivního typu) . Principy ovládání motorů elektrických vlaků jsou přibližně stejné jako u elektrických lokomotiv . Na rozdíl od elektrických lokomotiv je proces zrychlování elektrického vlaku částečně automatizován: spínání rozjezdových odporů (nebo odboček trakčního transformátoru u elektrických vlaků na střídavý proud) probíhá automaticky pod kontrolou zrychlovacího relé až do dosažení jedné ze čtyř jízdních poloh. A u elektrických lokomotiv (s výjimkou moderních modelů s mikroprocesorovým řízením) se všech několik desítek poloh přepíná ručně otáčením rukojeti ovladače strojvedoucího.
Prvním dopravním systémem v Rusku využívajícím elektrické vlaky měla být Oranela , jejíž spuštění bylo plánováno v letech 1914-1915. Kvůli první světové válce a následné revoluci však nebyl projekt dokončen. Nicméně v roce 1920 byla Oranela spuštěna jako experimentální příměstská linka v rámci Severozápadních drah , jako vozový park sloužily modernizované (zvětšené karosérie) vozy z Rigy vyráběné firmou Phoenix (v budoucnu je RVZ přední sovětskou výrobce elektrických vlaků), dostaly označení MS -F. Kapacitou vozů, jejich počtem ve složení a síťovým napětím (stejné jako v městské tramvaji - 600 V) však zaujímaly mezimísto mezi elektrickým vlakem a městskou tramvají.
Elektrické vlaky vyrobené v SSSR
V SSSR začaly první elektrické vlaky jezdit v roce 1926 na trati Baku-Sabunchi-Surakhani (stejnosměrný proud, napětí 1200 V). Pro stavbu této silnice byl rozebrán a převezen téměř hotový úsek Oranely ze Strelny do Oranienbaumu . Speciální elektrické vlaky (na obrázku), první v historii SSSR, byly postaveny v závodě Mytishchi s použitím elektrického zařízení od rakouské společnosti „ Elin “, dodávané také do Oranely před revolucí .
3. srpna 1929 byl zahájen pohyb elektrických vlaků řady C na trati Moskva - Mytišči (stejnosměrný proud, napětí 1500 V). Od roku 1937 do roku 1958 Sovětské elektrické vlaky řady C fungovaly jak při napětí 1500 V, tak při 3000 V, přepínání elektrických zařízení na jiné napětí probíhalo v dokovacích stanicích . V 50. letech 20. století téměř všechny stejnosměrné elektrické vlaky řady C byly přepnuty z napětí 1500 V na napětí 3000 V. Elektrické vlaky se skládaly převážně ze tří vozů - dvou čelních přívěsů a jednoho motorového mezilehlého, některé vlaky se skládaly ze dvou čelních (motorové a střední) vozy. Vlaky mohly být provozovány podle systému mnoha jednotek , sdružujících se v šestivozových a devítivozových vlacích. Dveře těchto elektrických vlaků se otevíraly ručně a většinou měly východy na nízká nástupiště a některá pouze na vysoká. Později byla vyrobena experimentální série elektrických vlaků CH , u kterých byly poprvé použity automatické vnější dveře.
Později v SSSR byly všechny elektrické vlaky sériově vyráběny závodem na výrobu vozů v Rize ve spolupráci s závody na výrobu elektrických strojů v Rize a závody na výrobu vozů Kalinin (všechny vlaky řady ER). Uvolňování začalo koncem 50. let 20. století u vlaků ER1 pro konstantní napětí 3000 V a ER7 pro sekce se střídavým napětím 25 000 V, které se začaly prosazovat. Počátkem 60. let začaly vyrábět ER2 (stejnosměrný proud) a ER9 (střídavý proud). Tyto elektrické vlaky se zásadně lišily od předchůdců řady C a byly tvořeny dvouvozovými elektrickými sekcemi, z nichž každá obsahovala motorový a přívěsný vůz, podle principu proměnlivého počtu vozů ve složení a provozu. dvou a více vlaků podle systému mnoha jednotek nebylo zajištěno. Vlaky měly také nové kabiny, vybavení a automatické posuvné dveře. Konstrukční rychlost všech těchto vlaků je 130 km/h.
Vlaky ER2 a ER9 se staly nejběžnějšími na železnicích SSSR a sloužily jako konstruktivní základ pro většinu následujících modelů elektrických vlaků vyrobených v SSSR a Rusku, včetně vlaků z jiných továren. Později byly uvolněny modifikace s regeneračně-reostatickým brzděním - ER2R / ER2T a ER9T .
Elektrické vlaky postsovětského prostoru
V 60. a 70. letech vyráběla RVZ čtyřvozové elektrické vlaky s delšími vozy a třemi vstupními dveřmi na vůz, schopné provozu na vícejednotkovém systému - ER10 a ER22 (stejně jako modifikace ER22M a ER22V) stejnosměrný a ER11 střídavý proud. Čelní vozy těchto vlaků byly motorové se sběračem proudu a mezilehlé vozy přívěsné. Vlaky ER22 a ER11 byly číslovány jako osmivozové a ve skutečnosti se skládaly ze dvou čtyřvozových elektrických vlaků s jediným číslem CME. Všechny byly vybaveny elektrickým brzděním. Závod také vyrobil dávku dvou vysokorychlostních elektrických vlaků ER200 pro trať Moskva-Leningrad.
V devadesátých letech, po rozpadu SSSR, byla výroba elektrických vlaků zvládnuta v závodech Demikhov a Torzhok . V Demikhově byla zahájena výroba elektrických vlaků řady ED: stejnosměrný proud rodiny ED2T / ED4 a střídavý proud ED9 s modifikacemi různých indexů, které byly modifikací ER2T a ER9T s poněkud prodlouženými vozy a vestibuly a novým tvar přední části. V Torzhoku začala výroba vlaků ET, hlavní modely byly ET2 a ET2M , konstrukčně vycházející z ER2T . Novocherkassk Electric Locomotive Plant také vyvinul model elektrického vlaku ( EN3 ) a vyrobil prototyp.
Od roku 2007 vyrábí Torzhok Carriage Works čtyřvozový dieselelektrický vlak DT1 . V neelektrifikovaných úsecích jsou trakční motory poháněny dvěma dieselagregáty , v úsecích elektrizovaných konstantním napětím 3 kV jsou napájeny trolejí. Pod skříní hlavových vozů jsou umístěny dieselagregáty, na motorovém voze (se sběračem proudu) jsou podvozky s trakčními motory, jeden z vozů je přívěsný.
Od poloviny roku 2000 bylo v Rusku a zemích bývalého SSSR rozhodnuto o nákupu dovážených elektrických vlaků pro vysokorychlostní a vysokorychlostní komunikaci. Rusko dostalo vysokorychlostní elektrické vlaky Velaro RUS vyráběné společností Siemens ve dvou modifikacích - EVS1 pro stejnosměrný proud a EVS2 pro dvousystémové napájení. Na trase Petrohrad - Helsinky začal jezdit dvousystémový rychlovlak Sm6 . Pro příměstské trasy byly zakoupeny dvousystémové elektrické vlaky Siemens Desiro - ES1 Lastochka. Později byla výroba podobných vlaků v úpravě ES2G stejnosměrného proudu lokalizována v Rusku v závodě Ural Locomotives .
V současné době jsou v Rusku na příměstských a regionálních trasách provozovány stejnosměrné elektrické vlaky následujících řad: ER2 (a také modernizované ER2, které dostaly nové názvy EM2 , EM2I, EM4 , ES2 , nebo ER2K), ER2R , ER2T , ET2 , ET2M , ET4A , ED2T , ED4 , ED4M (a modifikace), EP2D , ES2G ; Střídavé elektrické vlaky ER9 , ER9P, (stejně jako modernizované s přiřazením indexu EM9) ER9E, ER9T, ED9T , ED9M , ED9E . Nejnovější kolejová vozidla jsou DC ESH2 a EG2Tv , AC EP3D .
Od dob prvního promítání bratří Lumierů až dodnes zůstal vlak pohybující se v záběru natočený z určitého úhlu poměrně výrazným a rozšířeným výtvarným prvkem kinematografie.
V mnoha zemích světa existuje fenomén cestování bez jízdenek v elektrických vlacích, který má v Rusku vysokou úroveň rozvoje. Aby se černí pasažéři vyhnuli kontrole jízdenek v elektrických vlacích, mohou používat různé taktiky, z nichž nejběžnější je vyhýbat se vlakovým dispečerům ve směru jejich pohybu s následným přeběhnutím nástupiště během zastávky do kontrolované části vlaku [5] [6] . V současnosti se v Rusku rozvinula subkultura černých pasažérů elektrických vlaků, sdružujících se v neformálních komunitách. Také v Rusku existuje neformální subkultura „elektromobilů“ – pasažérů elektrických vlaků, kteří praktikují různé techniky k zajištění pohodlnějšího cestování elektrickými vlaky nebo cestování bez jízdenky, jehož komplex nazývají „elektrická jízda“ [7] .
Od srpna 2014 mají dispečeři právo kontrolovat jízdenky a také vykázat černé pasažéry z příměstských vlaků. Umožňují to nová pravidla pro cestování a přepravu zavazadel na železnici, která byla schválena nařízením Ministerstva dopravy Ruské federace [8] .
Na řadě železničních tratí ve světě někteří cestující cvičí cestování z vnějšku elektrických vlaků mimo prostor kabiny (hlavně na zadních kabinách, na střechách a mezi vozy), známé také jako „trainsurfing“, „trainhopping“, „hákování“. “, nebo jednoduše „ZCHR“. Přestože je tento způsob cestování všudypřítomný a lze jej praktikovat na městských, příměstských a dálkových elektrických vlacích, nejvíce se využívá v jihovýchodní Asii na příměstských železničních tratích s přetíženou osobní dopravou, zejména v Bangladéši a Indonésii [9] . V Rusku se během léta 2010 rozšířilo cestování mimo příměstské elektrické vlaky v řadě směrů Moskevské železnice v důsledku abnormálního vedra a rozsáhlého zrušení elektrických vlaků [10] , což vedlo k prudkému nárůstu počet cestujících praktikujících tento způsob dopravy [11] a popularizace komunit vlakových surfařů v Rusku [12] . Na většině železnic na světě je průjezd zvenčí považován za porušení správních zákonů a pravidel pro průchod cestujících a mnoho železničních společností spolu s orgány činnými v trestním řízení přijímá opatření, aby tomuto jevu čelilo.
V Rusku a dalších zemích SNS je mezi rusky mluvícím obyvatelstvem populární hovorový název pro elektrický vlak – „ elektrichka “; ačkoli slovo je také aplikováno na předměstské vlaky non-elektrifikovaná kolejová vozidla: dieselové vlaky , železniční autobusy , železniční vozy (takový jako RA-2 ) a dokonce lokomotiva-natažené vozy .
Dalším slangovým názvem pro elektrické vlaky je „ psi “: tento žargon je například zmíněn v písni DDT „Lyudmila Night“. Původ názvu může souviset s rčením „dojet se psy“: na vrcholu rozvoje příměstské komunikace mohly elektrické vlaky dosáhnout téměř jakéhokoli většího města v SSSR. Později se objevila další analogie se psem - spojená s obrázkem značkového psa ve vlacích servisní společnosti REKS , což je agent pro obsluhu cestujících několika příměstských rychlíků a rychlých příměstských vlaků ED4M a EP2D v Moskvě a Moskvě. regionu [13] .
| Elektrické vlaky a elektromotory SSSR a postsovětského prostoru [~ 1] | |
|---|---|
| stejnosměrné elektrické vlaky |
|
| střídavé elektrické vlaky | |
| Elektrické vlaky s dvojitým napájením | |
| Úzkorozchodné elektrické vlaky | |
| Pseudoelektrické vlaky elektrické trakce | |
| Veřejná doprava | |
|---|---|
| Železnice | |
| Trasa bez kolejí | |
| Voda | |
| Vzduch | |
| Žoldák | |
| jiný | |
| Obecné podmínky | |
| Nastupování a vystupování cestujících |
|
| Platba jízdného |
|
| Infrastruktura | |
| Řízení | |