E-materiały do kształcenia zawodowego

Budowa taboru kolejowego

Organizacja i prowadzenie ruchu pociągów — Technik transportu kolejowego

bg‑green

Wizualizacja budowy taboru kolejowego

WIZUALIZACJA 2D/3D

Spis treści

5

Modele wagonów (wizualizacja)

6
1
RewhSfzcxCWQF
Wagony i lokomotywy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Modele wagonów przedstawiono w postaci modelu przestrzennego. Na modelach znajdują się punkty interaktywne z opisami oraz nagraniami dźwiękowymi tożsamymi z opisami.

  1. Wagon towarowy na wózkach rodziny jeden iks te
    Na podwoziu z dwoma wózkami jezdnymi znajduje się pudło, którego ściany boczne i zaokrąglony sufit są zrobione z materiału rozciągniętego na rusztowaniu. Ściany przednia i tylna są metalowe i zaokrąglone w górnej części.

    Pierwszym polskim wózkiem dla wagonów towarowych był wózek 1XT. Jest to wózek z ramą zamkniętą o kształcie prostokąta, dwuosiowy. Usprężynowanie zrealizowano przez sprężyny piórowe. Jest on zbudowany ze spawanych kształtowników giętych i walcowanych. Wózki serii 1XT posiadają tylko I stopień usprężynowania, co jest charakterystyczne dla większości wózków wagonów towarowych.
    Ostojnice tego wózka połączone są centralną belką skrętową z gniazdem czopa skrętu. Gniazdo ma kształt kulisty, dzięki czemu wózek może przechylać się na nierównościach toru i na szczycie górki rozrządowej.

    Zastosowanie wózka typu 1XT na wagonach:

    • wagony węglarki specjalne – F typ czterysta dwa V,

    • wagony cysterny – U a h typ dwadzieścia pięć R, dwadzieścia osiem R, dwadzieścia dziewięć R,

    • wagony specjalne – U typ czterysta dwa S, czterysta dwa S jeden.

  2. Wagon towarowy na wózkach rodziny dwa iks te
    Składa się on z nadwozia w postaci otwartej skrzyni osadzonej na dwóch wózkach jezdnych. Posiada drzwi na ścianach bocznych.

    Używane są one w wagonach zbiornikowych, cysternach i niektórych węglarkach specjalnych. Mają one staliwną ostoję z charakterystycznie wygiętą częścią przymaźniczą. Wózki te są konstrukcjami otwartymi o kształcie litery H. Mają tylko usprężynowanie II stopnia, ze sprężynami śrubowymi. Gniazdo skrętowe jest płaskie, umieszczone na środku belki bujakowej.

    Pojedyncze odsprężynowanie bujakowe wózka składa się z dwóch grup sprężyn śrubowych, przy czym w każdej grupie jest siedem kolumn po dwie sprężyny. Łącznie jeden wózek ma dwadzieścia osiem sprężyn. Z powodu braku tłumienia własnego sprężyn śrubowych, wózek został wyposażony w cierny klinowy tłumik drgań. Układ dźwigniowy hamulca powoduje jednostronny nacisk klocków hamulcowych na powierzchnię toczną zestawów kołowych, co daje niekorzystne działanie sił na łożyska zestawów kołowych i na ostojnice wózka.

  3. Wagon towarowy na wózkach rodziny dwadzieścia pięć te en
    Ma kształt długiego walca położonego na podwoziu osadzonym na dwóch wózkach jezdnych.

    Obecnie najpopularniejszym wózkiem w wagonach towarowych w Polsce jest wózek dwadzieścia pięć te en. Najczęściej można je spotkać w węglarkach. Pochodzi on z lat siedemdziesiątych i powstał na podstawie wózka U I Ce igrek dwadzieścia pięć Ce.

    Istnieją dwie wersje wózka dwadzieścia pięć te en: dwadzieścia pięć te en a do prędkości jazdy sto kilometrów na godzinę i dwadzieścia pięć te en be do prędkości stu dwudziestu kilometrów na godzinę.
    Wózki te wykonane są ze spawanych kształtowników. Mają ramę zamkniętą, zbudowaną z dwóch ostojnic, dwóch czołownic, belki skrętowej i belek do podwieszenia elementów układu hamulcowego. Wózek ten mocowany jest z wagonem za pomocą kulistego gniazda skrętowego i czopu skrętu.

  4. Wagon pasażerski
    Wagon jest symetryczny, na obu jego końcach oraz po bokach są drzwi, na ścianach sa okna.
    W Polsce najwięcej było eksploatowanych wagonów przedziałowych, drugiej klasy typu 111A. Całkowita liczba wprowadzonych wagonów do eksploatacji to 2825. Jest to pojazd nietrakcyjny w składzie stałym lub zmiennym, służący do transportu pasażerów. Gdy wagon pasażerski posiada kabinę maszynisty nazywany jest wówczas wagonem sterowniczym. Wagony osobowe dzielą się na:

    • silnikowe - poruszają się bez lokomotywy, ewentualnie jest sprzęgnięty z innym wagonem,

    • doczepne - doczepiane są do lokomotywy lub wagonu silnikowego.

    Wśród wagonów rozróżnia się:

    • przedziałowe - są podzielone przedziałami, w których jest sześć lub osiem miejsc (istnieją też wagony z przedziałami tzw. menedżerskimi, w których są tylko cztery miejsca). Używane są one przeważnie na dłuższych trasach.

    • bezprzedziałowe - są najczęściej używane w ruchu lokalnym, gdzie występuje częsta wymiana podróżnych. W wagonach bezprzedziałowych stosuje się wewnętrzny korytarz wzdłuż wagonu oraz szersze drzwi w środkowej części wagonu.

    Nadwozie wagonu osobowego stanowi szkielet wykonany z profili giętych z blach oraz przyspawane do niego poszycie z blach stalowych. W ścianach bocznych pudła są umieszczone drzwi i okna, a pośrodku ścian czołowych – drzwi do przechodzenia z wagonu do wagonu podczas jazdy.

    Dodatkowo zaznaczone są na modelu elementy: zderzaki, przewody hamulcowe, sprzęg, oznaczenie na pudle (długość, masa własna, nr wagonu, logo przewoźnika, informacje o przynależności, rodzaj ogrzewania, data rewizji (naprawy technicznej)), tablica relacyjna, oznaczenie klasy wagonu.

  5. Elektryczna jednostka trakcyjna na wózkach Jacobsa
    Pokazany jest skład trzech wagonów pasażerskich. Na końcach pierwszego i ostatniego znajdują się kabiny. Dwa punkty zaznaczone są na wizualizacji.

    Co to wózki Jacobsa?
    Wózki toczne Jacobsa zakładają oparcie dwóch sąsiednich członów na jednym wspólnym wózku. Zalety stosowania takiego układu:

    • poprawa dynamiki pojazdu,

    • zmniejszony opór toczenia,

    • zmniejszona masa pojazdu,

    • zmniejszone koszty eksploatacji,

    • zwiększone bezpieczeństwo przed wykolejeniem,

    • lepsza wzajemna stabilność między wózkami.

    Wady stosowania tego systemu:

    • szereg utrudnień związanych z utrzymaniem pojazdów,

    • brak możliwości rozłączenia członów pojazdu w normalnej eksploatacji.

    Elektryczne jednostki trakcyjne na wózkach Jacobsa.
    Docelowy charakter eksploatacji elektrycznych zespołów trakcyjnych jest projektowany zgodnie z przyjętymi założeniami. Warunkuje on również stosowanie odpowiednich rozwiązań oraz komponentów. Klasyczne elektryczne jednostki trakcyjne wykorzystywane w przewozie aglomeracyjnym osiągają długość do siedemdziesięciu metrów. Stosuje się w nich układ trzy lub cztero wagonowy i użytkowane są w trakcji pojedynczej lub wielokrotnej. Występują również dłuższe jednostki (powyżej stu metrów) przy konstrukcjach nawet ośmioczłonowych. W omawianych przypadkach jako podwozia stosuje się wózki Jacobsa. Ich właściwości napędowe skutkują uzyskaniem wysokich wartości przyspieszenia rozruchu oraz opóźnienia hamowania. W przewozie regionalnym, gdzie liczba członków jest większa, wprowadza się dodatkowo wózki napędne w środku składu. Dzięki nim możemy ograniczyć zapotrzebowanie mocy o kilkadziesiąt procent. Ma to również wpływ na lepsze warunki hamowania.

    Sprzęg Scharfenberga.
    To rodzaj sprzęgu samoczynnego, w którym nie stosuje się urządzeń zderzakowych, ponieważ sprzęgi tego typu pełnią funkcję pociągową, spinającą i zderzakową w jednym. Powstał w początkach dwudziestego wieku i stanowi jeden z najbardziej popularnych sprzęgów w transporcie kolejowym. Sprzęg Scharfenberga, z powodu stosunkowo niewielkiej wytrzymałości (siła ściskająca do tysiąca pięciuset kiloniutonów), stosowany jest najczęściej do łączenia lekkich pojazdów pasażerskich – autobusów szynowych, zespołów trakcyjnych, wagonów metra lub tramwajów, różnych kolei miejskich i tym podobnych.

  6. Lokomotywa elektryczna model E Te dwadzieścia dwa

    Lokomotywa elektryczna serii E Te dwadzieścia dwa.
    Lokomotywa tej serii jest stosowana do prowadzenia pociągów towarowych.

    Opis lokomotywy elektrycznej na podstawie modelu E Te dwadzieścia dwa.
    Lokomotywa Elektryczna serii E Te dwadzieścia dwa jest sześcio‑osiową lokomotywą o układzie osi CoCo. Jest napędzana silnikami elektrycznymi, które są zasilane z sieci trakcyjnej prądem stałym o napięciu trzech tysięcy woltów.

    Pudło wraz z ostoją są wykonane jako spawana konstrukcja samonośna. Dla ułatwienia obsługi dach na którym znajdują się dwa odbieraki prądu (potocznie pantografy) jest zdejmowany.

    Lokomotywa składa się z trzech części tj. dwóch kabin maszynisty (na początku i na końcu) oraz przedziału wysokiego napięcia znajdującego się w centralnej części elektrowozu.

    Lokomotywa posiada również dwa trzyosiowe wózki, z czego każdy został wyposażony w trzy silniki typu E E pięćset czterdzieści jeden o mocy pięciuset kilowatów. Minusem tej konstrukcji są odległości między poszczególnymi osiami, które utrudniają jazdę po łukach o małym promieniu, co również skutkuje dużym zużyciem obręczy zestawów kołowych i szyn. Lokomotywa jest wyposażona w drugi stopień usprężynowania, za pośrednictwem oparcia pudła na ośmiu podporach metalowo gumowych. Wózki nie posiadają czopa skrętu.

  7. Lokomotywa spalinowa model eS eM czterdzieści dwa

    Opis lokomotywy spalinowej na podstawie modelu eS eM czterdzieści dwa
    Lokomotywa spalinowa eS eM czterdzieści dwa jest przystosowana do pracy manewrowej i prowadzenia lekkich pociągów pasażerskich.

    Lokomotywa ta jest cztero‑osiowa o układzie BoBo.

    Pojazd ten wyposażony jest w przekładnie elektyczną. Silniki trakcyjne wykorzystujące energię wyprodukowaną przez prądnice główną, wykorzystywane są do rozruchu. Prądnica napędzana jest silnikiem spalinowym wysokoprężnym. Wyżej wymienione podzespoły przyczyniają się do wykonywania znacznie precyzyjniejszego manewrowania.
    W skład konstrukcji lokomotywy wchodzi:

    • silnik spalinowy a osiem Ce dwadzieścia dwa, o mocy ośmiuset koni mechanicznych ,

    • prądnica główna eL eS Pe a siedemset czterdzieści, o mocy czterystu osiemdziesięciu pięciu kilowatów,

    • cztery elektryczne silniki trakcyjne eL eS a czterysta trzydzieści o mocy ciągłej stu jeden kilowatów,

    • hamulec powietrzny systemu Oerlikon, wspomagany hamulcem ręcznym,

    • zbiornik paliwa o pojemności dwóch tysięcy ośmiuset czterdziestu litrów.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Układy w pociągu

1

Układ sprzęgowo — zderzakowy

Zderzak — jest to element służący do utrzymywania odpowiedniej odległości między sprzęgniętymi pojazdami, dodatkowo łagodzą działanie sił wzdłużnych, które wywoływane są w trakcie ruszania, jazdy i hamowania. Obecnie stosuje się tylko zderzaki tulejowe.

R1LK2UDuttR1R
Zderzak :
a) pochwa zderzakowa,
b) płyta zderzakowa,
c) tuleja,
d) tarcza zderzakowa,
e) amortyzator
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Sprzęg śrubowy  — zespół elementów odpowiedzialnych za połączenie mechaniczne pojazdów kolejowych między sobą.

RzvK6F5XZytbB
Sprzęg śrubowy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Sprzęganie pojazdów kolejowych za pośrednictwem sprzęgów śrubowych wymaga udział w tym procesie pracownika. Konieczne jest wejście pracownika między pojazdy sprzęgane, lub rozprzęgane w celu założenia pałąka na hak, oraz skręcenie sprzęgu rękojeścią, tak aby zapewniony był wzajemny docisk tarcz zderzaków.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

2

Hamulec klockowy i przekładnia hamulcowa

Hamulce klockowe są najpopularniejsze z dotychczas stosowanych hamulców ciernych na kolei — jednak nie stosuje się ich w nowowyprodukowanych pojazdach.

Do napędu hamulców klockowych wykorzystuje się sprężone powietrze (hamulec pneumatyczny, lub elektropneumatyczny).

Hamulce klockowe są wykonywane z żeliwa standardowego szarego, lub z żeliwa fosforowego. Obecnie wstawki żeliwne zastępuje się wstawkami kompozytowymi (z tworzywa sztucznego). Cechą wstawek kompozytowych jest brak iskrzenia, duża odporność na zużycie oraz brak piszczenia w końcowej fazie hamowania.

Klocki hamulcowe dociskane są do powierzchni tocznych kół poprzez układ dźwigni i cięgieł siłowych, czyli tak zwaną przekładnię hamulcową. Wprawianie w ruch tych elementów realizują cylindry hamulcowe (siłowniki).

Przekładnia mechaniczna hamulca klockowego może mieć układ pojedynczy, gdy jeden zestaw kołowy lub koło posiada indywidualny siłownik hamulcowy lub grupowy gdy jeden siłownik (cylinder) hamulcowy służy do sterowania klockami hamulcowymi jednego wózka / wózków.

W wagonach pasażerskich z hamulcem klockowym stosuje się najczęściej grupowa przekładnię mechaniczną hamulca. Wózek w takim przypadku posiada swój indywidualny cylinder hamulcowy (siłownik) zamontowany w podwoziu pojazdu. W cylindrze hamulcowym znajduje się tłok, który pod wpływem wpuszczania do cylindra sprężonego powietrza z pneumatycznego układu hamulcowego jest wypychany. Tłoczysko połączone jest przez układ dźwigni i cięgieł z klockami hamulcowymi. W wyniku ruchu tłoczyska następuje odpowiedni ruch elementów przekładni hamulca przez co następuje dociskanie klocków hamulcowych ze wstawkami ciernymi do powierzchni tocznych kół. Oczywiście im siła docisku jest większa, tym mocniejsza siła hamowania. Wypuszczenie powietrza z cylindra luzuje układ przekładniowy hamulców. Sprężyna powrotna zamontowana w cylindrze powoduje cofanie tłoka w wyniku czego przez przeciwny niż przy hamowaniu ruch cięgieł i układu dźwigni przekładniowych następuje odsuwanie się wstawek ciernych od powierzchni tocznych kół.

Ponieważ w miarę eksploatacji wstawki hamulcowe zużywają się w układzie mechanicznym hamulca zastosowany jest tak zwany nastawiacz, który dopasowuje odpowiednio długość cięgieł tak, by był zachowany prawidłowy docisk klocków niezależnie od stopnia ich zużycia.

R1NH5akwiMahl
Układ hamulcowy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rsfxay3U5BLdg
Hamulec klockowy
Źródło: Englishsquare Pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

3

Hamulce tarczowe

Hamulce tarczowe składają się z czterech głównych elementów: tarczy hamulcowej, przekładni hamulcowej, szczęk z okładzinami ciernymi, oraz siłowników (cylindrów hamulcowych) czyli elementów hydrauliczno‑mechanicznych lub pneumatyczno‑mechanicznych, dzięki którym przy załączonym hamowaniu szczęki są dociskane do do tarcz w wyniku czego zostaje wytworzona siła tarcia (opór ruchu).

Do napędu szczęk hamulcowych w pojazdach kolejowych wykorzystuje się sprężone powietrze (hamulec pneumatyczny lub elektropneumatyczny) wtłaczane do cylindrów hamulcowych (siłowników) z układu pneumatycznego. W cylindrach znajdują się tłoki, których tłoczyska połączone są z elementami mechanicznej przekładni hamulcowej. Napór powietrza na tłok powoduje jego wypychanie. Siła ta przenoszona jest przez tłoczysko na układ dźwigni / cięgieł, czego efektem końcowym jest dociśnięcie okładzin ciernych to płaszczyzn ciernych tarczy hamulcowej.

W nowoczesnych tramwajach stosuje się natomiast hamulce tarczowe elektrohydrauliczne, w których docisk szczęk z okładzinami ciernymi do tarcz hamulcowych realizowany jest przez zmniejszenie ciśnienia płynu hamulcowego w siłowniku. Do regulacji ciśnienia płynu służą w takim przypadku elektryczne pompki hamulcowe.

R1JShrhsFnSuv
Hamulce tarczowe
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przy hamulcach tarczowych w celu sprawdzenia na przykład podczas próby hamulca, czy hamulce działają prawidłowo (stan odhamowania / zahamowania) stosuje się specjalne wskaźniki wizualizujące aktualny stan hamulców. Wskaźniki te montowane są na wózkach lub na nadwoziu pojazdu trakcyjnego / wagonu.

Wskaźniki takie mogą sygnalizować następujące stany hamulca:

  • zahamowany — czerwona tarczka z czarna kropką lub czarnym pasem,

  • odhamowany — zielona tarczka,

  • stan nieznany (brak sprężonego powietrza w zbiorniku zasilającym układ wskaźników) — biała tarczka z czarnymi przekątnymi (dot. hamulca sprężynowego - postojowego).

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

4

Sposób połączenia pudła z wózkami na przykładzie EU07

Pudło pojazdu oparte jest na każdym wózku w trzech punktach leżących w osi poprzecznej wózka. Punktami podparcia są po skrajnych stronach dwie podpory boczne sprężyste i na środku wózka w gnieździe belki bujakowej jest osadzony czop skrętu. Czop skrętu to stalowy stożek sztywno przymocowany ośmioma śrubami do konstrukcji pudła. Na końcu czopa skrętu znajduje się zawulkanizowana gumowa tuleja.

Belka bujakowa w której znajduje się czop skrętu jest elementem pośrednim, między czopem a ramą wózka. Czop skrętu osadzony w gnieździe belki bujakowej umożliwia ruchy skrętu wózka oraz łączy pudło z wózkiem. Końce belki bujakowej opierają się na 3 sprężynach śrubowych naciskowych, które są II stopniem odsprężynowania. Sprężyny w/w znajdują się w tak zwanych kołyskach, które są ich gniazdem. Kołyski za pomocą specjalnych wieszaków podwieszone są do ramy wózka.

Za przeniesienie sił pociągowych z wózka na pudło odpowiadają prowadniki belki bujakowej w ten sposób że łączą końce belki bujakowej z ramą wózka.

RiMJ5uUqVTAJV
Sposób połączenia pudła z wózkami
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Powiązane ćwiczenia