Teoria trakcji

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 1/18

LOKOMOTYWY ogólnie

Przeznaczenie
– lokomotywy

– liniowe towarowe, pasażerskie, uniwersalne,

– manewrowe (praca przetokowa),
– specjalne, np. w składach szybkich pociągów (TGV, ICE, ...), przemysłowe,
– jednostki trakcyjne (o rozłożonym na pojazdy napędzie i sterowaniu),
– wagony silnikowe tramwajowe, SKM, metra, autobusy szynowe.

Rodzaj trakcji (trakcja autonomiczna, nieautonomiczna),
parowe,
spalinowe,
elektryczne.

Przeniesienie siły trakcyjnej
adhezyjne,
zębate,
linowe( linowo-terenowe, linowe),
magnetyczne - elektryczne silniki liniowe (koleje na poduszce magnetycznej lub powietrznej).

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 2/18

Budowa ogólna lokomotywy spalinowej

część mechaniczna (nadwozie i podwozie, w skład którego wchodzą wózki),
część cieplna (silnik spalinowy oraz układ chłodzenia),
układ napędowy,
maszyny i urządzenia pomocnicze (zapewniające właściwą pracę samej lokomotywy i całego
pociągu, urządzenia sterowania jazdą, diagnostyki składu i lokomotywy).

Podwozie
Bezwózkowe (ostojnicowe)
Wózkowe

Nadwozie
Ostoja
Pudło:  niesamonośne (ramowe),  półsamonośne
– szkielet - układ kratowy: słupki lub belki skośne, podłużnice (i tzw. pasy), krokwie,
– poszycie.
Kabina maszynisty

pojedyncza - środkowa w przetokowych, trakcja mniejszej mocy

- krańcowa - w specjalnych (TGV, ICE,...)

podwójna na końcach - w pozostałych

zawiera urządzenia sterujące, winna zapewnić bezpieczeństwo (wzmocniona rama, szyby
bezpieczne), ergonomię (klimatyzacja).

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 3/18

Przedziały maszynowe (silnikowy, sterowniczy, sprężarki,...)
przejście dla załogi:

- wewnątrz pudła

- na zewnątrz (zwężone pudło przedziałów maszynowych, tzw. kapoty).

Układ napędowy lokomotywy spalinowej
Spalinowy silnik trakcyjny (wysokoprężny, 4-suwowy, rzadziej 2-suwowy, turbina gazowa)

Przekładnia (główna)
- mechaniczna
- hydrauliczna - hydrokinetyczna (hydrodynamiczna), hydromechaniczna
- hydrostatyczna
- elektryczna ( zarówno lokomotywy spalinowe i elektryczne, z silnikami trakcyjnymi
umieszczonymi przeważnie na wózkach), przykładowo lokomotywa ET 22

silniki elektryczne przyosiowe

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 11/18

Lokomotywy spalinowe
Silnik spalinowy

Cechy nowoczesnego silnika dużej mocy: wysokoprężny, czterosuwowy, średnioobrotowy.
Silnik trakcyjny umieszczony jest centralnie w lokomotywie liniowej lub (mniejszy)
podpodłogowy w jednostce trakcyjnej

przykład VP185Rail Traction

Cykl: 4 suwowy
Wymiary cylindra: Φ 185 x 196mm
Moc do 3100 kW

Doładowanie: turobodoładowanie, chłodnica międzystopniowa i końcowa

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 13/18

Zespół silnika trakcyjnego (power pack) podpodłogowego jednostki trakcyjnej

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 14/18

LOKOMOTYWY elektryczne , napęd

Układ elektryczny lokomotywy elektrycznej: sieć trakcyjna - elektryczne silniki trakcyjne

DC - DC (PKP: prawie wszystkie lokomotywy)
AC - DC (alternating current- direct current)
AC - AC
DC - AC
wielosystemowe

Napędy elektrycznych pojazdów trakcyjnych



I generacji: z silnikami prądu stałego z układem regulacyjnym oporowo-stycznikowym przy

zasilaniu DC lub z silnikami komutatorowymi prądu przemiennego z regulacją napięcia za
pomocą zaczepów transformatora głównego (praktycznie bez półprzewodników) przy zasilaniu
AC,



IV generacji: z bezkomutatorowymi silnikami prądu przemiennego w pojazdach zasilanych

przez przekształtniki z tyrystorami GTO lub tranzystory IGBT (w obu systemach zasilania).

GTO – gate turn off – tyrystor wyłączalny prądem bramki
IGBT – insulated gate bipolar transistor – tranzystor mocy z izolowaną bramką

Wprowadzone obecnie do eksploatacji pojazdy trakcyjne należą w zdecydowanej większości do
grupy czwartej, a pojazdy z układem regulacyjnym oporowo-stycznikowym nie są już
budowane.

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 15/18

LOKOMOTYWY, wyposażenie

1 Urządzenia pociągowo-zderzne

– sprzęg niesamoczynne (np. śrubowy i zderaki miedzywagonowe)
– sprzęg samoczynny

2 Urządzenia pomocnicze

2.1  Układ chłodzenia silnika spalinowego
2.2  Chłodzenie (wentylatory) silników trakcyjnych i aparatury elektrycznej
2.3  Prądnice pomocnicze
2.4  Układy sprzężonego powietrza

hamulec, sprężarki, osuszacze,zbiorniki
urządzenia pomocnicze i rozrządu:
odbieraki prądu, aparaty elektryczne, piasecznice, syreny, smarowanie obrzeży,
zamykanie drzwi

2.5 Ogrzewanie składu:

– ogrzewanie elektryczne,
– parowe kotły grzewcze.

2.6  Aparatura elektryczna
2.7  Urządzenia przeciwpoślizgowe
2.8  Urządzenia przeciwpożarowe

3 Urządzenia sterowania pociągu

3.1 SHP, czuwaki, czujniki przytorowe
3.2 elektroniczne urządzenia sterowania, diagnostyki i kontroli składu i lokomotywy

T. Piechowiak 5 Lokomotywy, pojazdy trakcyjne 16/18

Miejsce maszynisty

wg Operators Requirements Specification (ORS) ORS traction units 612_0