130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций

1. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Научно-технический Совет ДТ и РДТИ Москва, 14 февраля 2013 г. Сергей КОРОЛЬКОВ, к.т.н.Председатель троллейбусной группы МСОТ, ПСД, Руководитель инновационных проектов

2. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Содержание • От идеи до первых испытаний. 1847-1882 • Техническая реализация. Экспериментальная эра • Техническая эволюция. Эра становления • Проверенные технологии. Эра расцвета и упадка • Изменение движущих факторов. Эра стабилизации • Перспективные тенденции. Современная эра • Заключение НТС Январь 2013

3. Все начинается с идеи… Идея транспортного средства впервые появилась, в 1847 году, в год основания компании Siemens & Halske. Вернер Сименс пишет в письме: "Когда у меня появятся свободное время и деньги, я хочу построить экипаж на электротяге ..."

4. Все начинается с идеи… • Параллельно с Вернером Сименсом его брат Карл Вильгельм Сименс работал над этой идеей, он написал в 1880 году: • «Питание такого экипажа будет иметь подвеску в интервалах от одной стороны улицы на другую, и два провода, по которым будет катиться тележка связанная через контакт-ролики с электромотором. Через эти два провода ток может быть доведен до экипажа, и снова возвращен к динамо-машине на станции, без необходимости использования рельсов "

5. Испытания первого Электромота (Electromote) 130-летие изобретения троллейбуса Токосъем с контактных проводов осуществлялся при помощи четырехосной тележки имеющей восемь колесных контактных ролика, которые катились по проводам. Гибкий кабель соединял и тащил тележку по воздушной линии. 1882 in Halensee bei Berlin: Das Elektromote von Werner Siemens Postcard

6. Испытания первого Электромота • Электромот был изготовлен на базе открытого экипажа типа Landauer и был оснащен коваными деревянными колесами. • Экипаж управлялся водителем, восемь пассажиров сидели на двух длинных скамьях по четыре пассажира. • Вес экипажа составлял всего 1,5 тонны, из которых 1,1 тонны приходились на два электродвигателя постоянного тока мощностью по 2,2 кВт установленные под сиденьем водителя. • Привод на задние ведущие колеса осуществлялся при помощи цепной передачи.

7. Испытания первого Электромота Испытательный маршрут протяженность 540 метров проходил к северо-востоку от станции Halensee между Charlottenburg and Spandau Bock (Берлин). Он начинался на улице № 5, сегодняшняя Joachim-Friedrich-Strasse, и заканчивался на улице № 13, сегодняшние Johann-Georg-Strasse

8. Отчет о испытаниях • Испытания электромота продолжались чуть более шести недель и 20 июня 1882 контактная сет была демонтированы. • Система оказалась работоспособной в принципе, но не получила в то время дальнейшего развития в связи с общими плохими дорожными условиями в первую очередь. Прежде всего, это оказывало негативное влияние на нормальное функционирование системы токосъема.

9. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Содержание • От идеи до первых испытаний • Техническая реализация. Экспериментальная эра. 1982-1920 (30) • Техническая эволюция. Эра становления • Проверенные технологии. Эра расцвета и упадка • Изменение движущих факторов. Эра стабилизации • Перспективные тенденции. Современная эра • Заключение НТС Январь 2013

10. Основные технические усовершенствования • Конструкция контактной сети • Скользящий токосъем • Рулевое управление • Подвеска • Шины • Тяговая передача • Система управления • Кузов

11. Катящаяся тележка – как ложная концепция

12. Катящаяся тележка – как ложная концепция

13. Системы токосъема с нижним контактом

14. Первый троллейбусный маршрут • Biela Valley Trolleybus (German: Bielatalbahn or Bielathalbahn) – троллейбусная линия была открыта 10 июля 1901 года и закрыта в сентябре 1904 года. Протяженность линии: 4.4 км Напряжение(постоянное): 500 В Максимальный уклон: 0.125 %, Максимальная скорость: 12 км/ч

15. Society for trackless trains Max Schiemann & Co.

16. Первая троллейбусная линия в США1910 год Hollywood Laurel Canyon Cars at P.E. Station, 429 South Hill Street, connecting with Trackless Trolley in Lauren Canyon

17. Первые и последний троллейбусы в Англии 20 июня 1911 года – параллельный запуск троллейбусных систем в Лидсе и Бредфорде 26 марта 1972 года завершилась эпоха английского троллейбуса после прощальной церемонии в Бредфорде http://www.yorkshirefilmarchive.com/film/bradford-trolley-buses-1972

18. Прототип первого троллейбуса в России Первый прототип троллейбуса в России был построен в Санкт-Петербурге в 1902 году Петром Фрезе на собственном машиностроительном заводе. Он использовал катящийся токосъемник, как на электромоте Вернера фон Сименс. Никакие попытки организовать пассажирские или грузовые перевозки в то время не были предприняты.

19. Полная техническая готовность1930-е годы

20. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Содержание • От идеи до первых испытаний • Техническая реализация. Экспериментальная эра • Технический прогресс. Эра становления. 1930-1945 • Проверенные технологии. Эра расцвета и упадка • Изменение движущих факторов. Эра стабилизации • Перспективные тенденции. Современная эра • Заключение НТС Январь 2013

21. Технический прогресс промышленностиЦепная реакция • Совершенствование двигателей внутреннего сгорания • Асфальто-бетонное покрытие дорог • Пневматические резиновые шины • Доступность и развитие частного автотранспорта • Пассажировместимость троллейбусов стала конкурентной с трамваями • Высокая динамика определяемая практически неограниченная мощностью внешних источников электроэнергии • Положительные примеры

22. Прямые и косвенные причины развития троллейбусов • Повышение требований к городской мобильности • Электрогенерирующие компании являлись собственниками питающих контактных сетей • Троллейбус был признан транспортным средством для замены трамваев • Возможность использования трамвайной инфраструктуры для построения троллейбусных линий • Вторая мировая война

23. Первый троллейбус в Советском Союзе80-летие московского троллейбуса • Первая троллейбусная система была введена в эксплуатацию в 15-го ноября 1933 года в Москве. • Первые троллейбусы марки ЛК в серийном производстве изготавливались в Москве на СВАРЗе. Всего в первые годы было выпущено 63 троллейбуса модели ЛК (1933-1936 гг.).

24. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Содержание • От идеи до первых испытаний • Техническая реализация. Экспериментальная эра • Техническая эволюция. Эра становления • Проверенные технологии. Эра расцвета и упадка. 1945-1960 (70) • Изменение движущих факторов. Эра стабилизации • Перспективные тенденции. Современная эра • Заключение

25. Основные причины уменьшения интереса к троллейбусам • Бензиновый двигатель стал проверенным и надежным решением • Переоборудование трамвайных линий в автобусные стало преобладающим • Национализация электрогенерирующих компаний • Быстрые темпы урбанизации и расширения городов • Негативные примеры (Лондон, Чикаго и пр.) • Цели развития общества все еще носили индустриальный характер

26. Троллейбусные системы Азии, Северной и Латинской Америки numberofcities year

27. Троллейбусные системы Африки, Австралии и Океании numberofcities year

28. Подвижной состав троллейбуса в СССР (СНГ и страны Балтии), США и Англии Numberofvehicles year

29. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Содержание • От идеи до первых испытаний • Техническая реализация. Экспериментальная эра • Техническая эволюция. Эра становления • Проверенные технологии. Эра расцвета и упадка • Изменение движущих факторов. Эра стабилизации. 1970-2000 • Перспективные тенденции. Современная эра • Заключение НТС Январь 2013

30. Факторы воспрепятствовавшие троллейбусному коллапсу • Нефтяные кризисы • Осознание конечности углеводородных ископаемых • Изменение целей развития общества • Экология (глобальное потепление, загрязнение, уровень жизни и пр.) • Опасность нефтяной зависимости • Транспортная мобильность

31. Троллейбусные системы Европы и СССР (СНГ и стран Балтии) Numberof cities year

32. 130-летие троллейбуса. Техническая эволюция и панорама наиболее перспективных тенденций Содержание • От идеи до первых испытаний • Техническая реализация. Экспериментальная эра • Техническая эволюция. Эра становления • Проверенные технологии. Эра расцвета и упадка • Изменение движущих факторов. Эра стабилизации • Перспективные тенденции. Современная эра. • Заключение НТС Январь 2013

33. Глобальные и урбанистические концепции • Ограниченность углеводородных ископаемых • Принятие в Европейском союзе, США и других странах программ по развитию альтернативных энергетик и уход от углеводородной зависимости к 2025-2050 годам

34. Глобальные и урбанистические концепции • Изменение климата и уменьшение выбросов парникового газа (СО2) • Официальное признание влияния техногенного развития общества на изменение климата на планете. • Принятие программ и норм по снижению промышленных и транспортных выбросов. • Повышение энергоэффективности и уменьшение расхода топлива.

35. Глобальная и урбанистическая концепции • Городская среда и здоровье • В развитых странах средипричин, приводящих к смерти, поражение дыхательной системы из-за этих и других загрязняющих веществ стоит на четвёртом месте. • Воздействие шума уровнем выше 85 децибел может привести к потере слуха. • ОБЩЕЕВРОПЕЙСКАЯ ПРОГРАММА ПО ТРАНСПОРТУ, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ОХРАНЕ ЗДОРОВЬЯ, • Амстердам , 2009

36. Глобальные и урбанистические концепции • Городская мобильность и пробки • Пробки делают город непривлекательным для жизни и неэффективным для бизнеса • Общественный транспорт является, по видимому, единственным средством исцелением города от пробок иобеспечения требований разумной городской мобильности населения

37. Троллейбус как транспорт будущего – принимая вызов • Троллейбус - наиболее энергоэффективное из всех дорожных транспортных средств. Он использует чистое электричество – «горючее будущего». • Для питания троллейбусов может и будет использоваться электроэнергия, вырабатываемая электростанциями, работающими по разнообразным технологиям, применение многих из которых непосредственно на борту транспортного средства является непрактичным или невозможным.

38. Троллейбус как транспорт будущего – принимая вызов • Троллейбус не производит выбросов там, где это особенно важно - на улицах наших городов • Троллейбус работает тихо и плавно, поскольку он имеет колёса на резиновых шинах и лишён недостатка трамвая – шума от соприкосновения стального колеса и стального рельса. • Троллейбус служит дольше дизельного автобуса, потому что на нём нет двигателя, производящего вибрацию.

39. Троллейбус как транспорт будущего – принимая вызов • Расходы на его содержание и эксплуатацию троллейбуса ниже, чем дизельного автобуса сегодня, не говоря уже о будущем, с учётом того, что стоимость дизельного топлива быстро изменяется лишь в одном направлении. • Троллейбус легче и дешевле трамвая при соизмеримой пассажировместимости, как например, у 24-метровых троллейбусов с двойным сочленением. • Троллейбус может быть гибридным для обеспечения автономности хода при размещении на борту вспомогательной накопительной или генерирующей энергоустановки.

40. Троллейбус как транспорт будущего – принимая вызов • Троллейбусная сеть может быть построена весьма быстро и с минимальным вмешательством в окружающий городской ландшафт. • Троллейбус присутствует во многих городах мира – среди них Цюрих, Женева, Зальцбург, Лозанна, Люцерн, Винтертур, Монтрё, Сан-Франциско, Сиэттл, Ванкувер, Веллингтон, Афины, Пекин, Шанхай, Москва, Рим, Милан, Парма, Лион, Каунас, Рига, Будапешт, София, Бухарест, Неаполь, Верона, Арнхейм, Золинген, Мехико-сити, Сан Пауло, Кито, Мерида и другие – они все не могут ошибаться!

41. Троллейбусные системы мира 17th TWG, Leipzig 2012

42. Перспективные тенденцииДизайн

43. Перспективные тенденцииКонтактная сеть. • Новый дизайн подвески контактной сети значительно снижает отрицательный визуальный эффект от наличия проводов и резко повышает надежность токосъёма, скорость движения в кривых и на пересечениях

44. Перспективные тенденцииРегулярный и маневровый автономный ход LYON • ROME Zurich

45. Перспективные тенденцииЭлектроприводы переменного тока Высокая эффективность асинхронных двигателей, компонентов и электронных систем троллейбуса - более 90%, и дополнительная экономия за счет максимального использования рекуперируемой энергии торможения.Электростанции были и остаются лучшим местом для производства электроэнергии, сети электропередачи – лучшим способом передачи электроэнергии, провода контактной сети – лучшим способом подачи электроэнергии для питания транспортного средства Транспортное средство без источника энергии на борту или без генерирующего оборудования имеет меньший вес, больше места для пассажиров и надёжнее в эксплуатации

46. Перспективные тенденцииСкоростные троллейбусные системы • СТС получили широкое распространение, после того как на первой троллейбусной линии в Кито, Эквадор объем перевозок составил более 250.000 пассажиров в на маршруте длинной 11,2 км • CTC открылась в Мериде и Barquisimeto в Венесуэле • Скоростные системы представляют собой реальную альтернативу трамваю, но со значительно меньшими издержками

47. Перспективные тенденцииТроллейбусы с двойным сочленением • Троллейбусы «супер большой» вместимости с двойным сочленением длинной 24 м, получивших название “LightTram”,является реальной альтернативой современным системам ЛРТ по обеспечению высоких пассажиропотоков • и не имеющим аналогов в автобусостроении. • При этом троллейбус, в отличие от систем ЛРТ остается уличным видом транспорта, полноправным участником дорожного движения

48. Перспективные тенденцииСистемы оптической навигации • Преимущества системы 'Optiguide' обеспечивают возможность автоматического паркования на остановочных пунктах с большим радиусом подъезда с менее чем 50-мм зазором от края остановочной платформы • и для поддержания высоких скоростей сообщения на узких транспортных коридорах. • Впервые введен в городе Кастеллон, Испания.

49. Технические концепцииСистемы управления токоприемниками • Системы автоматического токосъёма, позволяющие водителю троллейбуса непосредственно из кабины осуществлять • опускание штанг, их • механическое закрепление на крыше, • подъём и присоединение к контактному проводу • для обеспечения полностью автоматического управления работой токоприёмников

50. Перспективные тенденцииВспомогательная энергетическая установка • Оптимизация режимов использования вспомогательных установок и проектирование для конкретного применения (реальных потребностей эксплуатации) на данном маршруте • регулярность применения на определённой части маршрута • в центре города • на концевых участках маршрута • включение только в депо или при выезде на линию • включение в случаях: • аварии на линии или сбое в контактной сети • вынужденного отклонения от маршрута по любой причине