Автоматические ловители токоприемников троллейбусов, требования к ним и методы расчета параметров

Автоматические ловители токоприемников троллейбуса — это механизмы, срабатывающие автоматически во время схода с проводов контактной головки, которые быстро опускают токоприемники ниже уровня, на котором находится контактная электрическая сеть.

Автоматические ловители токоприемников троллейбусов дают возможность уменьшить или предупредить случаи обрыва поперечного троса, повреждения специальных частей контактной электрической сети, прожог штанг токоприемников, несчастные случаи с людьми и повреждения головок токоприемников, когда они сходят с контактных проводов. Общий вид задней части у троллейбуса с автоматическими ловителями токоприемников, установленными на нем, изображен на рисунке 1.

Рис. 1. Общий вид заднего борта у троллейбуса с автоматическими ловителями токоприемников, установленными на нем.

Внедрение и разработка хорошей конструкции для автоматического ловителя токоприемника троллейбуса и его снабжение системой дистанционного управления дают возможность снизить аварийность в контактной электрической сети и в токоприемниках, а также увеличить маневренность и эксплуатационную скорость троллейбуса.

Для автоматического ловителя токоприемника должны выполняться такие требования:

1. Наименьшее время опускания токоприемника троллейбуса, то есть время, в течение которого осуществляется проход пути до нижнего положения от верхнего.

2. Надежное и четкое срабатывание механизма автоматического ловителя во время схода с контактного провода токоприемника при всех возможных отклонениях троллейбуса в диапазоне 4,5 метра и высоте подвески контактной электрической сети до 6 метров.

3. Возможность поднять токоприемник и безопасно его установить вручную водителем на контактный провод.

4. Наличие в кабине водителя троллейбуса дистанционного управления (для возможности подъема и опускания по желанию водителя).

6. Простота конструкции автоматического ловителя токоприемников и низкая цена изготовления.

7. Обеспечение возможности опускания токоприемника на 2–2,5 метра меньше номинальной высоты контактного провода.

8. Недопущение заноса токоприемника, который сошел с провода, во время последующего экстренного торможения троллейбуса.

Время, протекающее с момента схода токоприемника до момента прохождения уровня расположения контактной сети и ее спецчастей:

где t₁ — отрезок времени от момента схода токоприемника троллейбуса до остановки его автоматическим ловителем;
t₂ — отрезок времени, который требуется для вращения токоприемника до уровня контактной сети.

В этом случае:

где h — высота подъема токоприемника троллейбуса над уровнем контактной сети;
a — вертикальная составляющая ускорения головки токоприемника при его подъеме на высоту h.

Значение a может быть выражено через среднюю силу нажатия токоприемника на провод Q₁ (без учета незначительных сил трения в шарнирах) и приведенную массу M, т. е.:

откуда:

Аналогично:

где Q₂ — сила автоматического ловителя, приложенная к токоприемнику троллейбуса, при его опускании.

Суммируя полученные значения t₁ и t₂, получим:

или:

Используя и преобразуя полученное уравнение, можно найти зависимость между высотой h подъема головки токоприемника над уровнем контактной сети и величиной пути S (в м), проходимого троллейбусом в аварийном состоянии, т. е. когда токоприемник расположен выше уровня контактной сети и ее спецчастей. Полный S = vt, где v — скорость движения троллейбуса в м/сек. Подставляя значение t из уравнения (5), после преобразования получим:

При определении параметров автоматического ловителя токоприемника необходимо стремиться к тому, чтобы значение пути прохождения троллейбуса во время аварийного состояния была минимальной и находилась в пределах 3 м. Исходя из этого, высота подъема токоприемника (во время его схода при движении) над уровнем контактной электрической сети не должна быть больше 0,2 м.