Elektryczne pojazdy
trakcyjne

podział

określenia

Elektrycznym pojazdem trakcyjnym nazywamy pojazd

szynowy napędzany elektrycznymi silnikami trakcyjnymi
zasilanymi prądem elektrycznym za pośrednictwem sieci
trakcyjnej.

Elektryczne pojazdy trakcyjne przeznaczone są do

ciągnięcia lub popychania wagonów bądź do
bezpośredniego przewozu osób lub ładunku.

Podział elektrycznych pojazdów
trakcyjnych

Elektryczne pojazdy trakcyjne

Lokomotywy elektryczne

Elektryczne zespoły trakcyjne Elektryczne wagony silnikowe

Lokomotywy elektryczne

Lokomotywy elektryczne

przeznaczone są do ciągnięcia
lub popychania wagonów
kolejowych. Przeznaczenie
eksploatacyjne lokomotyw
elektrycznych określa główne
ich parametry konstrukcyjne.

Do najważniejszych parametrów

należą prędkość i moc
lokomotywy.

Podział lokomotyw elektrycznych

Lokomotywy elektryczne

Towarowe

Pasażerskie Uniwersalne

Lokomotywy towarowe oznaczają się dużą mocą potrzebną do

wytworzenia znacznej siły pociągowej a ich prędkość maksymalna nie
przekracza zazwyczaj 100 km/h.

Prędkość lokomotyw pasażerskich przeznaczonych do prowadzenia

pociągów pasażerskich wynosi najczęściej powyżej 125 km/h.

Lokomotywy uniwersalne, przeznaczone są do prowadzenia zarówno

pociągów towarowych jak i pasażerskich a ich prędkość konstrukcyjna
nie przekracza 125 km/h.

Elektryczne zespoły
trakcyjne

Elektryczne zespoły trakcyjne składają się z składają się z wagonów

przeznaczonych do pracy w stałych nierozłącznych zespołach i przeznaczone do

przewozu pasażerów i bagażu lub tylko do przewozu ładunków.

Elektryczne zespoły trakcyjne składają się z składają się z wagonów silnikowych,

sterowniczych i doczepnych. Liczba wagonów w elektrycznych zespołach

trakcyjnych mogą być różne w zależności od przeznaczenia. Zespół składa się z

co najmniej dwóch wagonów, i mogą być łączone w duże składy pociągów.

Wagon silnikowy wyposażony jest we wszystkie urządzenia elektryczne i

mechaniczne służące do wytworzenia siły pociągowej oraz do odbioru i rozdziału

energii elektrycznej dostarczanej z sieci trakcyjnej. Jeżeli wagon silnikowy

zajmuje krańcowe miejsce w zespole trakcyjnym to jest dodatkowo wyposażony

w kabinę maszynisty, w której znajdują się urządzenia sterownicze, hamulcowe i

zabezpieczające (czujności).

Wagon doczepny zajmuje w zespole trakcyjnym miejsce środkowe i nie posiada

żadnych urządzeń przeznaczonych dla całego zespołu.

Wagon sterowniczy posiada na czole jedna kabinę maszynisty w której znajdują się

urządzenia sterujące pracą zespołu trakcyjnego lub pociągu składającego się z

zespołów trakcyjnych, hamulcowe i zabezpieczające (czujności).

Elektryczne wagony silnikowe

Samodzielne wagony silnikowe łączą cechy wagonu silnikowego i

sterowniczego. Posiadają one dwie kabiny sterownicze

wyposażone w urządzenia sterujące pracą wagonu silnikowego

lub pociągu oraz urządzenia hamulcowe i zabezpieczające

(czujności). Wagony silnikowe przeznaczone są do przewozu

pasażerów i przesyłek ekspresowych lub wyłącznie pasażerów.

Wagony te mogą ciągnąc jeden bądź kilka wagonów osobowych.

Ogólna budowa
elektrycznych pojazdów
trakcyjnych

W każdym elektrycznym pojeździe trakcyjnym wszystkie zespoły i

elementy można podzielić na dwie zasadnicze części:



mechaniczną, na którą składają się elementy podwozia i

nadwozia oraz niektóre elementy wyposażenia;



elektryczną, na którą składają się maszyny, aparaty i

urządzenia elektryczne.

Natomiast pod względem spełnianych funkcji w każdym

elektrycznym pojeździe trakcyjnym rozróżnia się podwozie i

nadwozie. Podwozie składa się z zespołów umożliwiających

powstawanie sił pociągowych i poruszanie się pojazdu. W skład

podwozia wchodzą:



zestawy kołowe;



ułożyskowanie;



usprężynowanie;



wózki;



silniki trakcyjne;



Nadwozia pojazdów są różnorodne i określają ich

przeznaczenie eks ploatacyjne. Wnętrza nadwozi lokomotyw

są w całości przeznaczone na aparaty i maszyny oraz na

kabiny maszynisty. Wnętrza, nadwozi zespołów trakcyjnych

są w maksymalnym stopniu przeznaczone do przewożenia

podróżnych i ich bagaży bądź samych prze syłek. Natomiast

niezbędne urządzenia elektryczne znajdują się w spe

cjalnych skrzyniach, podwieszonych do ostoi

poszczególnych wagonów, We wszystkich pojazdach

również dach jest wykorzystywany do umieszczenia

urządzeń elektrycznych. Przykład schematu lokomotywy

elektrycznej jest przedstawiony na rysunku.

Zasada działania lokomotywy jest następująca. Prąd elektryczny z sieci

trakcyjnej 12 odbierają pantografy 3. Prąd ten przepływa przez

urządzenia regulacyjno-rozdzielcze wn 4, umieszczone w przedziałach

maszynowych 5, znajdujących się w nadwoziu 2 i dalej - do silników

trakcyjnych 8 umieszczonych w wózkach. Momenty. obrotowe

powstające na wałach wirników silników trakcyjnych są przenoszone

przez prze kładnie zębate 10 i 11 na zestawy kołowe napędne 9. Z

połączonych silników trakcyjnych prąd przepływa przez urządzenia

uziemiające do ze stawów kołowych i następnie szynami 13 wraca do

podstacji trakcyjnej. Urządzenia regulacyjno-rozdzielcze WN są

sterowane nastawnikiem jazdy 7 z kabiny maszynisty 6. Nadwozie 2 z

ostoją l spoczywa na wózkach.

Moment obrotowy Mo powodujący toczenie się zestawu

kołowego po szynach, wywołuje siłę pociągową F na

obwodzie koła, w miejscu styku koła z szyną. Wartość tej siły

zależy od wartości momentu obrotowego Mo oraz od masy

pojazdu Q przypadającej na dane koło i od współczynnika

tarcia fa między kołami a szyną. Siła pociągowa na styku koła

z szyną jest przeciwnie skierowana do siły przyczepności P,

będącej iloczynem masy Q i współczynnika tarcia fa .

Jeżeli wartość siły pociągowej F przekroczy wartość siły przyczepności P,

to koło zamiast toczyć się po szynie zacznie obracać się w miejscu.

Następuje wówczas ślizganie się kół po szynach, niszczące i koła, i

szyny. Warunkiem uniknięcia poślizgu jest, aby siła F pochodząca od

momentu obrotowego była mniejsza lub najwyżej równa sile

przyczepności P, czyli:

F ≥Q ·fo, gdyż P = Q·fo
Siły pociągowe na obwodach poszczególnych kół dodają się i są

przenoszone przez łożyska osiowe i ich prowadzenia na ramy wózków i

dalej przez połączenia wózków z ostojami na ostoje pojazdu. Ostoja

przenosi siły pociągowe na haki lub sprzęgi pojazdu trakcyjnego. Siła

pociągowa na haku, przeznaczona do ciągnięcia doczepionych

wagonów, jest mniejsza od sumy sił pociągowych poszczególnych

zestawów kołowych napędnych o wartość potrzebną do pokonania

oporów ruchu samego pojazdu trakcyjnego.

Obecnie budowane lokomotywy mają wyłącznie zestawy kołowe napędne

w celu zwiększenia siły pociągowej przy maksymalnym nacisku

zestawu kołowego na szyny, dochodzącym do 205 kN. Do prowadzenia

ciężkich pociągów towarowych stosuje się łączenie lokomotyw z sobą i

sterowanie nimi z jednej kabiny maszynisty (sterowanie wielokrotne).

Lokomotywy przewidziane do takiej współpracy są wyposażone w

elektryczne sprzęgi sterowania wielokrotnego oraz dodatkowe sprzęgi

sprężonego powietrza, łączące układy zasilania.

Buduje się też lokomotywy wieloczłonowe, w których każdy człon

krańcowy ma tylko jedną kabinę maszynisty.

Liczba i rodzaj zestawów kołowych oraz ich napędu w elektrycznych

pojazdach trakcyjnych są określane za pomocą symboli literowych,

oznaczających:



A - jeden zestaw napędny;



B - dwa zestawy napędne;



C - trzy zestawy napędne;



D - cztery zestawy napędne;



o - wózek;



‘ - indywidualny napęd zestawów kołowych;



+. - trwałe połączenie członów pojazdu.

Na przykład symbol Bo’ Bo’ oznacza lokomotywę 4-osiową, 2 - wózkową, z

indywidualnym napędem osi, Co’Co’ - lokomotywę 6-osiową, 2-wózkową,

z indywidualnym napędem osi, a symbol Bo‘ Bo‘ + Bo‘ Bo‘ lokomotywę

dwuczłonową, 8 - osiową, 4 – wózkową, z indywidualnym napędem osi.

Wagony silnikowe zespołów trakcyjnych mają w zasadzie wszystkie zestawy

kołowe napędne, natomiast wagony doczepne i rozrządcze mają tylko

zestawy kołowe toczne.

W celu zwiększenia prędkości, siły pociągowej i przyspieszenia, tak bardzo

istotnych w ruchu podmiejskim, dąży się do zwiększenia liczby zestawów

kołowych napędnych w zespołach trakcyjnych. Spotykane są rozwiązania

konstrukcyjne zespołów trakcyjnych, w których każdy wagon jest

wagonem silnikowym. Dąży się również do zmniejszania masy własnej

każdego wagonu w zespole trakcyjnym. Bardzo często dla zmniejszenia

masy własnej zespołu stosuje się umieszczanie sąsiednich wagonów na

wspólnym wózku. Zmniejszają się wtedy masa i liczba wózków w zespole

trakcyjnym, ale komplikują się podnoszenie pudeł połączonych

wagonów.

Każdy pojazd trakcyjny ma oznaczenie inwentarzowe, określające w

sposób umowny jego podstawowe cechy konstrukcyjne i
eksploatacyjne. Elektryczne pojazdy trakcyjne PKP mają oznaczenia
serii składające się z symboli literowych i liczbowych oraz bieżącego
numeru inwentarzowego, rozpoczynającego się dla każdej serii od 01.
Oznaczenia te oraz zasady ich stosowania zostały określone w
normach branżowych. Znak serii składa się z trzech umieszczonych
obok siebie symboli, które oznaczają:



symbol pierwszy -litera E - trakcję elektryczną;



symbol drugi - odpowiednia litera - przeznaczenie eksploatacyjne;



symbol trzeci - liczbowy - układ osi lokomotywy lub liczbę wagonów w
zespole, rodzaj prądu i wysokość napięcia.

Przeznaczenie eksploatacyjne określają następujące symbole:



P - lokomotywy do ruchu pasażerskiego;



T - lokomotywy do ruchu towarowego;



U - lokomotywy do ruchu pasażerskiego i towarowego (uniwersalne);



D - zespoły do ruchu dalekobieżnego;



N - zespoły do ruchu lokalnego na liniach z niskimi i wysokimi
peronami

Oznaczenia elektrycznych pojazdów trakcyjnych PKP

Symbole liczbowe obejmują następujące przedziały liczb

dwucyfrowych i oznaczają:



01 do 14 - lokomotywy czteroosiowe Bo'Bo' na prąd stały 3000 V;



20 do 34 - lokomotywy sześcioosiowe Co'Co' na prąd stały 3000

V;



40 do 49 - lokomotywy o innym układzie osi lub rodzaju prądu i

na- pięcia;



51 do 64 - zespoły trój wagonowe na prąd stały 3000 V;



70 do 74 - zespoły cztero wagonowe na prąd stały 3000 V;



80 do 89 - samodzielne wagony silnikowe na dowolny rodzaj

prądu; 90 do 99 - zespoły o dowolnej liczbie wagonów lub na

inne napięcie. Kolejnymi cyframi w danym przedziale liczbowym

są oznaczane serie pojazdów w kolejności wprowadzania ich do

eksploatacji. W przypadku lokomotyw dwuczłonowych i zespołów

trakcyjnych każdy człon otrzymuje ten sam numer serii i numer

inwentarzowy, z dodatkowym oznaczeniem literowym. Litery A i

B oznaczają poszczególne człony lokomotywy dwuczłonowe1, a

małe litery, stosowane w oznaczeniach elektrycznych zespołów

trakcyjnych, określają: s - wagon silnikowy, r _ rozrządczy, d -

doczepny. Jeżeli w zespole znajdują się dwa jednakowe wagony,

to dla ich odróżnienia dodaje się litery a i b.

Rozpatrzmy kilka przykładów oznaczeń:



lokomotywy elektryczne EU07-001 - lokomotywa uniwersalna, na

prąd stały, czteroosiowa, wprowadzona do eksploatacji jako

siódma seria w tej grupie lokomotyw, numer kolejny jeden;



ET21-001 - lokomotywa towarowa, na prąd stały, sześcioosiowa,

wprowadzona do eksploatacji jako druga seria w tej grupie lokomo

tyw, numer kolejny jeden;



ET41-001A + ET41-001B - lokomotywa towarowa, dwuczłonowa,

wprowadzona do eksploatacji jako druga seria w tej grupie

lokomotyw, numer kolejny jeden z oznaczenia nie wynika ani

liczba osi, ani rodzaj prądu;



elektryczne zespoły trakcyjne - EW51-001s+EW51-001d+EW51-

00lr - zespół trój wagonowy na prąd stały, o układzie wagonów:

silnikowy + doczepny + rozrządczy, przeznaczony do ruchu na

liniach z wysokimi peronami, wprowadzony do eksploatacji jako

pierwszy w tej grupie zespołów, numer kolejny jeden;



EN57-001ra + EN57-001s+ EN57-00lrb - zespół trój wagonowy na

prąd stały, o układzie wagonów: rozrządczy + silnikowy +

rozrządczy, przeznaczony do ruchu lokalnego, wprowadzony do

eksploatacji jako siódmy w tej grupie zespołów, numer kolejny

jeden;



EW58-001sa+EW58-001d+EW58-001sb - zespół trój wagonowy na

prąd stały, o układzie wagonów: silnikowy + doczepny + silnikowy,

Seria

Układ osi

Prędkość

max.
[km/h]

Moc ciągła

[kW]

Długość

[mm]

Masa

[t]

Średnica

kół
[mm]

EU04

Bo’ Bo’

110

1680

16370

86

1350

EU05

Bo’ Bo’

160

2032

16140

82,5

1250

EU06

Bo’ Bo’

125

2000

15940

80

1250

EU07

Bo’ Bo’

125

2000

15940

80

1250

EP08

Bo’ Bo’

140/160

2000

15940

80

1250

ET21

Co’Co’

100

2040

16500

113

1250

ET22

Co’Co’

125

3000

19240

120

1250

ET40

Bo’ Bo’ +

Bo’ Bo’

100

4080

34420

164

1250

ET41

Bo’ Bo’ +

Bo’ Bo’

125

4000

31850

167

1250

ET42

Bo’ Bo’ +

Bo’ Bo’

100

4280

31000

164

1250

Parametry techniczne
lokomotyw