Использование третьего рельса в моделировании железнодорожного транспорта — это метод, который когда-то применялся для облегчения прокладки проводов. [1]
Довоенные составы поездов таких производителей, как Hornby, почти полностью имели колею O , либо часовые, либо электрические, причем в электрических составах использовалась трехрельсовая система. И путь, и подвижной состав были изготовлены из прессованной литографированной жести с добавлением нескольких кусков литого под давлением цинка или точеной латуни. Третий рельс был изолирован от жести шпал изолирующими волоконными шайбами .
После войны [i] произошел переход от шкалы O к шкалам половинного размера HO и OO . Усовершенствованные технологии того времени, особенно для формованных пластиковых компонентов, сделали практичной двухрельсовую электрификацию. Многие из нового поколения дизайнеров живописных железных дорог построили свои новые локомотивы для двухрельсовых дорог с нуля, хотя это было далеко не общепринятым. [2] Большинство производителей коммерческих поездов какое-то время продолжали использовать трехрельсовые системы.
Использование двухрельсовой системы электрификации модельной железной дороги имеет ряд сложностей, как для пути, так и для подвижного состава.
Путь, очевидно, требует, чтобы два рельса были изолированы друг от друга и от путевого полотна, если оно сделано из металла. Если рельсовые пути двусторонние, то оба рельса должны быть изолированы. Надежная работа также требует точного контроля ширины гусеницы, для чего необходимы точно отлитые под давлением пластиковые фитинги, а не гибкое волокно.
Дополнительной проблемой была работа с иглами, поскольку крестовина и движущиеся лезвия были соединены с противоположными направляющими, в зависимости от того, в каком направлении были установлены острия. Для этого требуется либо изолированная крестовина, состоящая из двух частей, с риском плохого контакта с пересекающими ее локомотивами; или же цельнометаллическую «живую» крестовину, которую необходимо изолировать от рельсов за стрелочным переводом и которой обычно требуется дополнительный переключатель для обеспечения надежного соединения. Для сравнения, трехрельсовая система просто изолирована от движущихся линий.
Некоторые схемы, такие как баллонная петля , также создают проблемы для двухрельсовых, поскольку они соединяют противоположные рельсы вместе вокруг петли и могут потребовать изоляции.
В вагонах и вагонах могут использоваться литые пластиковые колесные пары, совместимые как с трех-, так и с двухрельсовыми системами. Hornby Dublo представила их в 1959 году, во время перехода на две направляющие, когда большинство пользователей все еще использовали схемы с тремя направляющими.
Двухрельсовый локомотив должен не только избегать замыкания двух ходовых рельсов, но и должен независимо собирать ток с обеих сторон. У трехрельсового локомотива колеса и оси обычно металлические, а металлическое шасси можно использовать в качестве заземления. Преимущество этого метода состоит в том, что все колеса, включая тележки, действуют как подхваты. Это обеспечивает большую продолжительность сбора, уменьшая проблему преодоления дефицита поставок.
В случае с двумя рельсами сбор тока обычно осуществляется с помощью пружинных коллекторов из фосфористой бронзы на задней части ободов колес. [3] Если колеса изолированы с помощью пластиковых колес в металлических ободах, сборщику доступен только обод. Только те колеса, часто два, с коллекторными пружинами могут собирать ток с гусеницы. Это может создать проблемы при пересечении пробелов в точечной работе. Альтернативной системой является конструкция «разъемной рамы», которая имела некоторую популярность для первых узких колей, таких как колея N , и моделирования прототипов узкой колеи . При этом используются проводящие металлические колеса и оси, где оси разделены пополам на две стороны, изолированные друг от друга. Аналогично разделяются и рамы локомотива. Вместо отдельных пружин приемника в качестве коллекторов используются подшипники оси. Этот метод несколько сложен для изготовления осей, но его легче адаптировать к более узкой колеи. Он также может легко собирать ток со всех ведущих колес или даже с колес грузовика. [4]
Ранние игрушечные поезда использовали два металлических рельсовых пути , как и большинство настоящих поездов . Однако производители быстро обнаружили, что использование центральной шины для подачи электроэнергии и двух внешних шин для общего или заземления делает электрический контакт намного более надежным и менее подверженным коротким замыканиям . Контакт с тремя рельсами также устраняет необходимость в изолированных колесах, что было важным фактором до того, как пластмассы стали широко доступны. В большинстве весов и датчиков, предшествовавших шкале H0, для электрического управления использовались три направляющие.
Трехрельсовые локомотивы постоянного тока будут двигаться в одном и том же направлении, «вперед», всякий раз, когда третий рельс имеет одинаковую полярность, независимо от того, с какой стороны они расположены на пути. Два одинаковых локомотива могут двигаться по пути в разных направлениях в зависимости от того, в какой ориентации они на нем расположены.
Напротив, двухрельсовые локомотивы будут двигаться в одном направлении относительно пути. Если локомотив перевернут, он все равно будет двигаться в том же направлении (относительно пути). По соглашению, все локомотивы подключены и приспособлены для последовательного движения, так что возможно движение поездов с двойным курсом .
В контактной системе Marklin используются двигатели переменного тока. Они не зависят от полярности питания и вместо этого используют внутренний переключатель, управляемый импульсом более высокого напряжения для изменения направления.
Ключевым преимуществом трехрельсового пути являются воздушные петли , когда поезд входит в петлю через стрелочный перевод , а затем выходит через тот же стрелочный перевод, чтобы изменить направление движения поезда. На двухрельсовом пути поворот пути на себя вызывает короткое замыкание . При использовании трехрельсового пути, поскольку центральный рельс остается неизменным, а внешние рельсы электрически идентичны, это не вызывает проблем.
Третий рельс также использовался для автоматизации и анимации макетов . Аксессуар, такой как железнодорожный сигнал , может быть подключен к участку пути, один из внешних рельсов которого изолирован (не заземлен), либо на заводе, либо у любителя . Затем проходящий поезд заземляет изолированный рельс, замыкая цепь и вызывая работу аксессуара.
Изолированные рельсы (или секции рельсов) также можно использовать для управления стрелками, заставляя стрелку переключаться в положение, необходимое для приближающегося поезда.
Из-за этой особенности вагоны , предназначенные для трехрельсового движения, не будут двигаться по двухрельсовому пути, если их колеса предварительно не изолируются друг от друга. Вагоны, предназначенные для двухрельсового пути, будут двигаться по трехрельсовому пути, но они не будут активировать органы управления, подключенные к изолированному рельсу. Таким образом, переоборудование трехрельсовых вагонов в двухрельсовые или наоборот является обычной практикой среди любителей. Требует либо замены тележек (колесных агрегатов) на автомобиле, либо замены металлических осей на оси из непроводящего материала.
Главный недостаток трехрельсового пути — его нереалистичность. Хотя некоторые реальные поезда используют третий рельс , прототипы большинства моделей железных дорог этого не делают. Лайонел попытался улучшить эту ситуацию в конце 1950-х годов с помощью своей гусеницы Super O , в которой средний рельс был почернен и сделан тоньше, чтобы уменьшить его видимость. Другие производители шкалы O сегодня используют аналогичные методы.
Märklin использует « фантомный » третий рельс, где средний рельс скрыт в балласте или шпалах пути , и выступают только шпильки, что дает преимущества работы с тремя рельсами, не умаляя серьезно ее реалистичности. Это контактная электрификация моделей железных дорог [5] , которая часто используется в системах садовых железных дорог . На садовых железных дорогах часто используются как электрические, так и настоящие паровозы, и, хотя это возможно, изолировать модели паровозов для работы на двух системах электрификации рельсов проблематично. На практике выяснилось, что система шпилек на открытом воздухе более устойчива к проблемам непрерывности, вызванным внешней средой.
Хотя большинство трехрельсовых систем электрически соединяют две внешние направляющие, некоторые производители подключают все три направляющие независимо друг от друга. GarGraves — североамериканский производитель трехрельсовых путей колеи O со всеми изолированными рельсами. Trix Express — европейский производитель трехрельсового пути, который изолирует все три рельса.
В простой, некомпьютеризированной схеме только один поезд может курсировать независимо по двух- или трехрельсовой системе (два поезда, если они объединены с воздушными линиями ). На изолированном трехрельсовом типе два поезда могут курсировать независимо (три поезда при совмещении с воздушными линиями).
На заре моделирования железных дорог некоторые моделисты в масштабе O (доминировавший в то время масштаб) использовали внешний третий рельс и систему подбора башмаков для подачи энергии. Преимущество этой системы заключалось в том, что она была более реалистичной за счет удаления центрального третьего рельса, общего с рельсами масштаба O, при сохранении эффективного источника энергии. По мере развития технологий более поздние разработки в конструкции локомотивов и путей позволили использовать две железнодорожные линии и в конечном итоге сделали эту практику устаревшей.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )