Носовой коллектор — одно из трех основных устройств, используемых в трамваях для передачи электрического тока от проводов вверху к трамваю внизу. Когда-то он был очень распространен в континентальной Европе , но был заменен пантографом или троллейбусным столбом , который позже часто заменялся пантографом.
Когда в конце 1880-х годов немецкий изобретатель Эрнст Вернер фон Сименс впервые придумал луковый коллектор , американский изобретатель Фрэнк Дж. Спрэг из Вирджинии только что запатентовал свою систему сбора тока с контактного провода с контактного столба . Чтобы избежать нарушения этого патента, компания Siemens была вынуждена разработать собственную, уникальную форму коллекции токов, а именно луковый коллектор. Носовой коллектор впервые был использован электрической компанией Siemens в своих первых электрических трамваях в конце 1880-х или начале 1890-х годов. Система электрического трамвая в Хобарте — первая в своем роде в Южном полушарии , открытая в 1893 году — использовала автомобили Siemens с очень ранними носовыми коллекторами. Многие другие трамвайные системы континентальной Европы и некоторые британские трамвайные системы, включая Лидс и Глазго, также использовали этот метод.
Носовой коллектор — один из самых простых и надежных способов сбора тока, применяемых на трамваях. Самые ранние версии представляли собой просто очень толстую проволоку или стальные стержни, согнутые в прямоугольную форму и установленные длинной стороной вниз на крыше трамвая. Затем коллектор поднимался с помощью пружины так, чтобы его верхний край прижимался к проводу наверху. Этот верхний край сделан из стального стержня шириной 1 дюйм (или более), обработанного таким образом, чтобы иметь дугообразное поперечное сечение; это поперечное сечение послужило вдохновением для названия. Этот дугообразный стержень называется «сборной пластиной», и в более поздних моделях его ширина может достигать нескольких дюймов, положительная полярность собирается дужкой, а другая полярность находится на направляющих, это сделано в целях безопасности. В отличие от многих опор троллейбуса, носовой коллектор обычно не имеет вращающегося основания (исключением был Рим, где весь узел мог вращаться), а скорее крепился по центру к крыше трамвая.
После 1900 года упомянутые выше простые методы создания постепенно были заменены более сложными и изощренными методами, но общий принцип работы остался прежним. Изменения конструкции наиболее заметны на системах, где в одной системе использовались как двухэтажные, так и одноэтажные вагоны. Одноэтажные трамваи обычно имеют высокие и легкие коллекторы со сложными рамами для поддержки тяжелой литой стальной пластины коллектора, тогда как двухэтажные вагоны обычно имеют более тяжелые коллекторы с менее сложными рамами.
Чтобы поддерживать хороший электрический контакт, токоприемник должен оказывать довольно сильное давление на провод, расположенный выше, поэтому для обеспечения хорошего электрического контакта используется сложная система пружин или грузов. Сама проволока должна быть натянута и сохранена как можно более плоской. Это требование является общим как для луковых коллекторов, так и для пантографов .
Стальные рельсы на путях выполняют функцию электрического возврата .
Правильно, луковый коллектор следует монтировать таким образом, чтобы верхний край пластины коллектора возвышался на несколько дюймов над проводом, когда рама коллектора стоит прямо вверх. При этом коллектор обычно наклоняется против направления движения; когда придет время двигаться в обратном направлении, коллектор необходимо перевернуть. Чтобы это произошло, воздушный провод должен быть поднят на несколько дюймов в местах переворачивания дуг, например, на клеммах и стрелочных переводах. Эта операция обычно выполняется с помощью веревок и блоков. Коллектор складывается в горизонтальное положение, когда автомобиль не используется.
У некоторых ранних автомобилей не было возможности перевернуть носовую часть. Считалось, что это произойдет автоматически, когда трамвай поедет в другую сторону, но подобные сборщики потерпели неудачу.
У большинства советских трамваев (некоторые из которых до сих пор используются в государствах-преемниках СССР) не было возможности перевернуть носовую часть. Эти трамваи были «односторонними» и не предназначались для движения в обе стороны. Некоторые трамваи, например трамвай КТВ-55-2, имели два носовых коллектора для управления в обоих направлениях.
Носовой коллектор имеет меньше движущихся частей, чем опора тележки, но он тяжелее, а иногда и сложнее в изготовлении. Конструкция контактных проводов луковых коллекторов проще, чем проводка троллейбусных опор. Поскольку у луковых коллекторов нет вращающихся креплений, коллектор не может соскочить с провода или следовать не по тому проводу на перекрестках, как это иногда случается с троллейбусными опорами. Таким образом, при использовании носовых коллекторов нет необходимости в подвесных «лягушках» и направляющих для опор тележки. Однако коллекторы для луков гораздо более шумные, чем опоры для тележек.
Воздушные провода для носовых коллекторов натянуты сильнее, чем для опор троллейбусов, а прямые участки расположены «в шахматном порядке», то есть провод не проходит совершенно прямо по осевой линии пути, а слегка зигзагообразно движется на небольшом расстоянии. Это распределяет износ по коллекторной пластине коллектора и продлевает срок его службы. Воздушные провода также расположены «в шахматном порядке» для пантографов, поэтому системы могут заменять носовые коллекторы пантографами на трамваях без изменения подвесной системы.
Помимо некоторых старинных трамваев, носовые коллекторы до сих пор используются в некоторых трамвайных системах бывшего Советского Союза, например, в Казани , Минске и Дзержинске .
На острове Мэн реализация горной железной дороги Снафелл необычна тем, что воздушный провод провисает и может свободно висеть в контактной сети . Носовые коллекторы Хопкинсона используются, чтобы избежать проблем с опорами тележки при сильном ветре на горном маршруте [1] - на линии Снафелл также используется рельс Фелла для торможения. Каждый вагон имеет два жестко вертикальных носовых коллектора, над которыми провисает проволока, контактирующая под собственным весом. Коллекторы недостаточно высоки, чтобы контактировать с проводом в точках его подвеса. Они расположены достаточно далеко друг от друга относительно расстояния между полюсами, так что, хотя один из них не контактирует с проводом, другой находится в середине пролета и обеспечивает хороший контакт. Коллекторы можно опустить, только открутив их на уровне крыши, при отключенном питании. Эта неспособность изолировать их легко затруднила тушение пожара, когда в 1970 году загорелся автомобиль №5 .
Подобные коллекторы также использовались сначала на соседней и немного ранее Мэнской электрической железной дороге . Первоначально они доставляли проблемы из-за плохого контакта, поэтому была разработана система провисания проволоки. Натянутый провод обычно давал хороший контакт, но разрывался, когда коллектор проходил мимо столба. Ослабление провода и намеренное поднятие его над коллектором на полюсах позволило его весу обеспечить надежный контакт с другим коллектором, расположенным посередине между полюсами. Переработанный коллектор использовался в течение первых нескольких лет, к 1900 году. Небольшая шарнирная носовая рама была помещена поверх неподвижных стоек, обеспечивая подпружиненный контакт. [2] Однако коллекторы для луков прослужили недолго, и их заменили опорами для тележек.