Технологии перехода вагонов с одной ширины колеи на другую начали разрабатываться в начале ХХ в.
На пограничных станциях между царской Россией (затем СССР) и Европой основной технологией перехода была пересадка пассажиров и перегрузка грузов, что увеличивало время пребывания составов в пути и требовало дополнительных материальных затрат.
Самые распространённые колеи:
Поэтому на пограничных стыках колеи шириной 1520 мм (страны СНГ и Балтии) с колеей 1435
мм (страны Европы, Китай) были организованы специальные пункты перестановки тележек грузовых и пассажирских вагонов для разной ширины колеи.
Но наиболее эффективным способом преодоления железнодорожным подвижным составом системных стыков рельсовой колеи является применение раздвижных колесных пар (РКП).
В 1964 году испанской компанией «Talgo» разработана технология автоматического изменения ширины колеи.
Впервые была введена в эксплуатацию в 1968 году на станции Портбоу и являлась решением, предложенным для «RENFE», во избежание ненужной пересадки пассажиров на испано-французской границе.
Поезда сообщения Барселона — Женева проходили через специальное устройство, позволяющее переводить колёсные пары поезда с иберийской на европейскую колею в движении с малой (15—20 км/ч) скоростью без вмешательства обслуживающего персонала.
В основу действия системы Talgo положено принудительное поперечное смещение отдельных колесных блоков, происходящее при движении вагона.
Каждый из блоков состоит из колеса с тормозными дисками, короткой оси и конических роликовых подшипников.
Единая ось в данной конструкции отсутствует, т. е. колесной пары, в традиционном понимании этого термина, нет.
Перемещение колес происходит в разгруженном состоянии.
При снятии нагрузки с колес они перестают контактировать с рельсами широкой колеи.
Это происходит за счет того, что находящиеся с внешней стороны наружных подшипников опоры скольжения надвигаются на поддерживающие рельсы стационарной установки (высота которых плавно увеличивается) и перемещаются по ним с использованием воды в качестве смазки.
При этом Т-образные направляющие стационарной установки заходят в соответствующие пазы блокирующих устройств колесных узлов и вытягивают замки крепления подшипников.
Колеса с подшипниками высвобождаются.
Направляющие рельсы стационарной установки сходятся, воздействуя на наружные грани ободов колес, и сдвигают их в поперечном направлении к оси в положение, соответствующее ширине новой колеи.
Т-образные направляющие вновь заходят в пазы блокирующих устройств, возвращая на место замки крепления подшипников, и колеса фиксируются в новом положении. Высота поддерживающих рельсов плавно уменьшается.
Скользящие упоры сходят с них и колеса, находящиеся в положении,соответствующем колее 1435 мм, опускаются на рельсы колеи 1668 мм.
Процесс происходит подобным образом и в обратном направлении.
В конце 2016 года была начата эксплуатация трёх составов фирмы «Talgo» с автоматическим изменением ширины колеи на маршруте Москва — Берлин («Стриж»).
На Брянском машиностроительном заводе в 1957 г. была создана колёсная пара с раздвижными на оси колёсами (первый рисунок).
Передвижение колёс из одного положения в другое происходит автоматически при движении вагона по специальному переводному стенду, соединённому одним концом с колеёй 1520 мм, а вторым – с колеёй 1435 мм.
Раздвижная колёсная пара состоит из оси 2, вдоль которой могут перемещаться колёса 1 при переходе вагона с колеи одной ширины на колею другой ширины.
Были изготовлены опытные образцы РКП типа ТГ-14.
Эти колесные пары прошли цикл заводских и эксплуатационных испытаний, по результатам которых был выявлен ряд недостатков.
Основным таким недостатком являлась ненадежная работа предохранительного устройства (замка), предназначенного для исключения случаев самопроизвольного переведения колес.
К сожалению, к концу 60-х гг. все работы в СССР по созданию надежной и работоспособной конструкции раздвижной колесной пары(РКП) для ускоренного перехода грузовых
пассажирских вагонов с колеи 1520 мм на колею 1435 мм (и обратно) в силу различных при
чин были остановлены.
Позднее усовершенствованную конструкцию РКП создали на Уралвагонзаводе с применением тангенциально-осевого замка, предложенного БелИИЖТом.
В 1975 г. этими колесными парами были оборудованы две тележки модели 18-100. Одновременно была разработана и изготовлена рычажная тормозная передача для тележек с РКП и колесопереводное устройство.
Но на этом всё и закончилось.(
После объединения ГДР и ФРГ железные дороги страны активно включились в работу по созданию РКП для грузовых вагонов.
Она проходила в научно-исследовательском центре Германии в г. Деличе, где ее продолжили с того уровня, на котором закончили исследователи ГДР и СССР.
Разработанная немецкими специалистами колесная пара (система DB AG/Rafil) имеет два связанных с осью при помощи системы замыкания колеса, которые передвигаются по ней.
При прохождении через специальное переводное устройство прежде всего открывается колесный замыкатель и только после этого происходит перемещение колес с колеи 1435 мм на колею 1520 мм и наоборот.
Затем колеса фиксируются в позиции новой ширины колеи с помощью замыкающего устройства.
Просматривая периодику,наткнулся на интересную новость,что эту систему реанимировал Штадлер.)
Напомню, что ранее ЗАО «Азербайджанские железные дороги» заключило контракт с компанией Stadler на поставку вагонов с возможностью изменения ширины колесных пар для открытия пассажирского движения по маршруту Баку – Тбилиси – Карс.
При производстве вагонов использовали технологию немецкой компании Bochumer Verein Verkehrstechnik GmbH.
Последняя конфигурация колесных пар носит название RAFIL/DBAG Typ V и запатентована в 1990-е годы.
Колесная пара данного типа предназначена для колеи 1435 мм, 1520 мм и 1668 мм и позволяет составу развивать скорость до 160 км/ч.
Кстати,Европейский союз и США отказались оказать финансовую помощь в продвижении линии, так как знали, что этот маршрут предназначен для обхода Армении.
Протяженность маршрута на территории Грузии составляет 180 км, из которых 153 км с колеей 1520 мм и 27 км с колеей 1435 мм.
Участок дороги с колеей 1435 мм находится на границе Грузии и Турции, две страны соединяет пограничный железнодорожный тоннель общей длиной 4,4 км.
Переход между двумя стандартами колеи находится на территории железнодорожного вокзала Ахалкалаки.
Технология перехода на двух стандартах колеи крайне проста – это 30-метровый участок рельсов, который постепенно меняет ширину колесной пары с помощью направляющих.
По этой технологии все движущиеся части находятся именно в колесной паре.
Колеса передвигаются по оси.
Они фиксируются сначала в одной позиции, потом с помощью направляющих поочередно – сначала одна сторона, потом другая – переходят в другую позицию.
То есть в случае, например, системы, разработанной испанской компанией Talgo, в момент перехода между стандартами колеи вагоны тянут по выступам, переход получается неплавным. В случае технологии RAFIL/DBAG колесная пара все время остается на месте и держит нагрузку вагона, что обеспечивает пригодность использования технологии для пассажирских перевозок.
Поезд сможет двигаться с максимальной скоростью 30 км/ч.
К наиболее отработанным системам автоматического перехода вагонов с одной ширины колеи на другую относится система SUW 2000, которую польские железные дороги испытывают в течение многих лет.
Эта конструкция принципиально не отличается от немецкой и, что не менее важно, для перехода с одной колеи на другую используется переводное устройство, разработанное в Германии. Создателем системы SUW 2000 является инженер Ришард Мария Сувальски, с фамилией которого и связано ее название.
Из-за оборудования тележки РКП (масса одной колесной пары составляет 2,1 т) ее общая масса составляет примерно 6,1 т.
Используемое переводное устройство состоит из двух рабочих рельсов желобчатого сечения, двух разблокирующих рельсов, которые взаимодействуют с механизмом блокирования колесных пар, внутренних и внешних защитных рельсов, которые размещаются по обе стороны рабочих рельсов.
Из-за несимметричности конструкции переводного устройства в новое положение сначала перемещается одно колесо колесной пары, а затем — другое.
Так как механизмы взаимодействия с рельсовой структурой на участке перехода с одной колеи на другую у РКП системы SUW 2000 и DB AG/Rafil подобны, то это же переводное устройство можно использовать для пропуска РКП обоих разработчиков.
