В связи с тем, что вопрос о том, как работает поршневой штангоуловитель, возникает примерно раз в две недели то тут, то там, и каждый раз, как в первый раз, выношу иллюстрированное объяснение (данное 2 года назад здесь же) в отдельную тему, и очень прошу, либо как-то это зафиксировать, либо перенести в какой-нибудь FAQ, поскольку писать одно и то же (когда кратко, а когда и не очень) по несколько раз в год не могу и не хочу, желающих спросить меньше не становится, а поиск не работает, и дать ссылку даже на одно из последних обсуждений (и уж тем более отправить в «поиск») не получается.

Итак, отвечая на тревожащий многих вопрос, предлагаю вашему вниманию краткое обозрение штангоуловителя троллейбуса GANZ-SOLARIS-18T, как версии конструкции с наиболее обширной кинематической схемой, с корявым авторским текстом и авторскими фотографиями устройства. Текст наверняка содержит ошибки, поэтому все дополнения и исправления горячо приветствуются и компенсируются моей безмерной благодарностью :)

Ссылка на полноразмерную иллюстрацию:

Общий принцип действия этого и аналогичных устройств:

Конструкция крепления штанги и самой штанги совершенно типовая, мало чем принципиально отличающаяся от ЗиУ-682/683 или Шкоды-14Тр/15Тр. На основании токоприёмника, устанавливаемого на крыше вагона, крепится подвижный шарнир, обеспечивающий перемещение токосъёмника в вертикальной и горизонтальной плоскостях, к корпусу шарнира (11) крепится штангодержатель (1), в разрезной части которого двумя стягивающими болтами удерживается штанга (2). Между закрепленным на опоре шарниром токоприёмника и кронштейнами в верхней части штангодержателя расположены цилиндрические пружины (3), обеспечивающие необходимое нажатие головки токосъёмника на провод. Между штангой и основанием токоприёмника по внешним кронштейнам проброшен гибкий токоведущий провод (4) в полимерной изоляции. Над штангодержателем расположен пневматический цилиндр (5) штангоуловителя, закреплённый между шарниром токоприёмника (11) и упорным кронштейном (7) штангодержателя посредством подвижной рычажно-поршневой системы (6). На основании токоприёмника расположен пневмоцилиндр (8) штангоуловителя, закреплённый подвижно между вертикальным штырём на опоре токоприёмника (посредством крепёжного уха) и корпусом шарнира (11) токоприёмника с помощью тяго-поршневой системы (9).
При срабатывании датчика схода головки токосъёмника с провода в пневмоцилиндр (5) подаётся сжатый воздух под давлением, который производит выталкивание поршня, усилие от которого через рычажно-поршневую систему (6) передаётся на кронштейн штангодержателя (7), создаёт момент в вертикальной плоскости относительно шарнира, и обеспечивает экстренное опускание штанги токосъёмника к крыше вагона, перемещая конструкцию токосъёмника в вертикальной плоскости.
Одновременно с этим в пневмоцилиндр (8) подаётся сжатый воздух под давлением, который производит втягивание поршня внутрь цилиндра, приводя в действие тяго-поршневую систему (9). Втягиваемый внутрь цилиндра поршень с помощью шарнирных тяг передаёт усилие на выступающую скобу, расположенную спереди на корпусе шарнира (11), создавая вращательный момент относительно вертикальной оси шарнира, и обеспечивает тем самым экстренное возвращение конструкции токосъёмника в положение, параллельное продольной оси вагона, перемещая её в горизонтальной плоскости.
То же самое происходит при подаче команды ручного управления водителем. В системах, предусматривающих автопостановку штанг на провода, также производится плавный подъём штанг в вертикальной плоскости за счёт втягивания поршня пневмоцилиндра (5)

Предвосхищая возможный вопрос «А нафиг нужна система (8)+(9)», сразу скажу, что троллейбус имеет обыкновение ехать не ровно под проводами, а с некоторым боковым смещением (до трёх метров), а штанга при сходе имеет обыкновение мотаться вправо-влево с изрядной амплитудой (особенно если успела задеть какой-нибудь элемент несущей конструкции подвески КС). Так вот, чтобы минимизировать эту амплитуду и «положить» в итоге штангу на крышу, а не шарахнуть ею кого-нибудь или что-нибудь, находящееся сбоку от троллейбуса (последствия таких инцидентов многократно и красочно описаны участниками форума) и нужно «выпрямить» её направление вдоль продольной оси машины с помощью системы (8)+(9).

Продемонстрированные на иллюстрации устройства принадлежат машинам 1-607 (верхний слайд) и 2-652 (нижний слайд) SIA Rīgas Satiksme.

Всего же для поршневых штангоуловителей, работающих по описанным выше принципам, можно выделить две базовые разновидности по типу кинематической схемы, и две разновидности по типу привода:

Кинематика:
1. Описанная выше система с отдельными приводами для вертикального и горизонтального перемещения.
2. Однопоршневая система, когда один поршень отвечает и за вертикальное и за горизонтальное перемещение: верхний конец так же крепится на штангодержатель, а нижний не на корпус шарнира, а на упор-кронштейн на основании токоприёмника перед шарниром, и крепления осуществляются не через плоские сочленения, имеющие одну степень свободы, а через шаровые опоры и карданные соединения, имеющие множественные степени свободы. Таким образом раздвигающийся цилиндр создаёт момент относительно шарнира штанг и в вертикальной плоскости, и в горизонтальной.

Привод:
1. Пневматический. Рабочим телом системы является воздух, подаваемый под давлением из резервуаров. Система называется Пневматический ШтангоУловитель (ПШУ).
2. Гидравлический. Рабочим телом системы является специальная жидкость, подаваемая под давлением мощным компрессором. Система называется Гидравлический ШтангоУловитель (ГШУ).

То есть выходит, что рабочее нажатие головки на провод создается исключительно пружиной, а пневматика используется только для снятия штанг?
А вроде ведь где-то рекламировали пневматику в том духе, что она позволяет добиться более равномерного (вне зависимости от положения по вертикали и горизонтали) контактного нажатия. Есть такие системы?

E69 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Есть такие системы?

Есть. Называются успокоителями штанг и, НЯП, действуют с помощью гидравлики. Отличаются от ГШУ отсутствием гибких подводов, активно используются в Питере.

Фото машины с успокоителями мэйд ин Питер - http://stts.mosfont.ru/photo.php?pid=24733
Фото машины с ГШУ мэйд ин Питер - http://stts.mosfont.ru/photo.php?pid=20825

Не знаю как насчёт более равномерного нажатия - оно всё же зависит от угла подъёма штанг и требует компенсации для обеспечения равномерности (хотя с чисто теоретической точки зрения не вижу никаких проблем в том, чтобы реализовать систему, которая по мере необходимости усиливала или ослабляла давление в цилиндрах в зависимости от угла подъёма). Что же до общего случая существующих систем, то поскольку там всегда есть рабочее тело, которое перепускается через клапаны и патрубки малого диаметра, то они всегда действуют как гидравлический или пневматический демпфер колебаний, о чём, собственно, в представлении продукции "Синтез-Кировца" и написано. Демпферы же "отдельные" производят впечатление тех же самых гидроцилиндров, сделанных на том же самом "Кировце", но только вместо системы привода у них что-то типа расширительного бачка.