TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
OPIS
OPIS
LOKOMOTYWY TRAXX F140 MS
LOKOMOTYWY TRAXX F140 MS
TYP E186
TYP E186
PAKIET KRAJOWY: D/A/PL
PAKIET KRAJOWY: D/A/PL
1 WPROWADZENIE...............................................................................................................3
2 DANE TECHNICZNE ..........................................................................................................4
2.1 Dane ogólne...................................................................................................................................4
2.2 Wykresy siły pociągowej i siły hamowania ..................................................................................5
2.3 Rysunek gabarytowy uproszczony ................................................................................................7
2.4 Schemat blokowy - obwód prądu głównego .................................................................................8
3 WYKONANIE I KONSTRUKCJA .....................................................................................9
3.1 Rozmieszczenie urządzeń..............................................................................................................9
3.2 Urzadzenia na czołownicy...........................................................................................................10
3.3 Wentylacja i chłodzenie ..............................................................................................................10
3.4 Ochrona przeciwpożarowa ..........................................................................................................12
4 PUDAO LOKOMOTYWY .................................................................................................13
4.1 Informacje ogólne........................................................................................................................13
4.2 Obliczenia statyczne pudła..........................................................................................................13
4.3 Kształt zapewniający ochronę w razie kolizji .............................................................................13
4.4 Odgarniacz szynowy / pług śnieżny ............................................................................................15
4.5 Zewnętrzna powłoka malarska....................................................................................................15
5 WÓZEK................................................................................................................................16
5.1 Rama wózka ................................................................................................................................16
5.2 Zestawy kołowe...........................................................................................................................16
5.3 Jednostki hamulcowe ..................................................................................................................17
5.4 Smarowanie obrzeży kół .............................................................................................................17
5.5 Piasecznica ..................................................................................................................................17
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 1/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6 CZŚĆ ELEKTRYCZNA ..................................................................................................18
6.1 System napięcia zasilania............................................................................................................19
6.2 Przekształtnik trakcyjny ..............................................................................................................21
6.3 Silnik trakcyjny i przekładnia......................................................................................................23
6.4 Opornik hamowania ....................................................................................................................24
6.5 Zabezpieczenie przed porażeniem prądem elektrycznym ...........................................................25
6.6 Zasilanie urządzeń pomocniczych...............................................................................................26
7 WYPOSAŻENIE PNEUMATYCZNE I HAMULEC......................................................29
7.1 Generowanie siły hamowania i moc hamowania ........................................................................29
7.2 Sterowanie hamulcami ................................................................................................................30
7.3 Wytwarzanie sprężonego powietrza............................................................................................33
7.4 Pneumatyczne urządzenia pomocnicze .......................................................................................35
7.5 Rozmieszczenie instalacji sprężonego powietrza........................................................................35
8 KABINA MASZYNISTY....................................................................................................36
8.1 Okna ............................................................................................................................................36
8.2 Pulpit maszynisty ........................................................................................................................36
8.3 Kamera wideo jako urządzenie do obserwowania obszaru za lokomotywą................................38
8.4 Klimatyzacja................................................................................................................................38
8.5 Światła przednie i tylne ...............................................................................................................38
9 STEROWANIE LOKOMOTYW, STEROWANIE POCIGIEM I SYSTEM
DIAGNOSTYCZNY............................................................................................................39
9.1 Informacje ogólne........................................................................................................................39
9.2 Funkcje sterowania......................................................................................................................40
9.3 Niezawodność i redundancja.......................................................................................................41
9.4 System diagnostyczny .................................................................................................................41
10 WYPOSAŻENIE ZABEZPIECZAJCE ORAZ RADIOACZNOŚĆ POCIGOWA
................................................................................................................................................42
10.1 Systemy zabezpieczające.............................................................................................................42
10.2 System łączności radiowej pociągu.............................................................................................42
10.3 Rejestrator danych.......................................................................................................................43
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 2/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
1 Wprowadzenie
Opisana poniżej lokomotywa elektryczna stanowi wariant powstały na bazie czterosystemowej
lokomotywy TRAXX F140 MS i została dostosowana, jako lokomotywa dla pociągów towarowych, do
eksploatacji pomiędzy Niemcami, Austrią i Polską wraz z ich odpowiednimi systemami sieci trakcyjnej
15 kV AC i 3 kV DC.
Lokomotywa TRAXX F140 MS to czteroosiowa lokomotywa wielosystemowa o mocy 5600 kW, która z
pełnym wyposażeniem nadaje się do eksploatacji w sieciach kolejowych normalnotorowych o napięciu
przewodów jezdnych rzędu 15 kV 16,7 Hz, 25 kV 50 Hz, 1,5 kVDC i 3 KVDC, i została zaprojektowana
specjalnie z myślą o ruchu transgranicznym.
Lokomotywa wyposażona jest w dwa niezależne przekształtniki trakcyjne, jak również hamulec
odzyskowy i oporowy. Siła pociągowa przenoszona jest za pośrednictwem cięgieł z wózków na pudło
lokomotywy.
Wymienione poniżej systemy częściowe zostały zaprojektowanie specjalnie w celu sprostania wielorakim
wymaganiom w wielu krajach Europy:
" skrajnia pojazdu,
" wyposażenie wysokiego napięcia,
" filtr sieciowy DC,
" modułowa koncepcja zapewniająca samoczynne hamowanie,
" instalacja radiokomunikacyjna w pociągu,
" przedział maszynisty, obsługa lokomotywy oraz systemy wizualizacji informacji dla maszynisty,
" rozmieszczenie i obsługa świateł przednich i tylnych.
Dzięki trwałym napędom z zawieszeniem za nos lokomotywa może być eksploatowana z prędkością
maksymalną rzędu 160 km/h.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 3/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
2 Dane techniczne
2.1 Dane ogólne
Układ osi Bo Bo
Rozstaw kół 1 435 mm
Profil pojazdu UIC 505-1, rys. 6 i 7 / EBO G1
Długość nad zderzakiem 18 900 mm
Szerokość maks. 2 977 mm
Średnica kół nowe: 1 250 mm
zużyte: 1 170 mm
Napięcie znamionowe sieci 3 kV DC, 15 kV AC 16,7 Hz
Wahania napięcia sieciowego EN 50163
Minimalny promień skrętu, poziomy 100 m
pionowy 300 m
Maksymalna prędkość robocza 160 km/h
Prędkość obliczeniowa + 10 % maks. prędkości roboczej
Ciężar lokomotywy 86 t
Zakres temperatury otoczenia -30 C...+40C
Wilgotność powietrza zgodnie z normą EN 50125
Maks. wys. ponad p. zerowy odniesienia 1200 m
Siła pociągowa podczas rozruchu 300 kN
Maks. moc znam. jazda pociągowa 5,6 MW na kole przy 15 kVAC i 3 kVDC
Maks. moc znam. - hamowanie 5,6 MW na kole przy 15 kVAC
2,6 MW na kole przy 3 kVDC
Elektryczna siła hamowania: maks. 240 kN, ograniczenia w zal. od wymagań eksploat.
Układ hamulcowy hamulec pneumatyczny wg UIC 541-03
hamulec elektropneumatyczny wg UIC 541-5
Hamulec mechaniczny hamulce tarczowe na wszystkich kołach.
hamulec postojowy- spręż. na jednym kole na oś
Napęd elektryczny trójfazowe silniki asynchroniczne, jedna przetwornica na wózek
na która składają się następujące elementy:
- dwa przekształtniki czterokwadrantowe, działające w trybie
DC jako rozruszniki impulsowe,
- dwa przemienniki częstotliwości
Silnik / przekładnia układ napędowy ze zintegr. silnikiem trakcyjnym, zawieszenie
za nos (typ (Typ MITRAC 3600 N)
Zasilanie układów pomocn. 2 przetwornice wyposaż. pomocn. po 180 kVA;
napięcie i zakres częstotliwości do 3 x 460 V, 60 Hz
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 4/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Niskonapięciowe zasilanie DC - statyczny prostownik do ładowania akumulatorów 3 x 460 V
60 Hz / DC 110 V
- pojemność akumulatora obl. dla zasilania inst. elektr. pojazdu
System sterowania i redundantny system sterowania lokomotywą oparty na
komunikacji magistrali pojazdu MVB,
komputer do diagnozowania i wizualizacji włącznie z GPS
System samoczynnego hamow. pociągu - SHP w wersji na rynek polski,
- LZB/PZB w wersji na rynek niemiecki i austriacki
SIFA wg UIC 641
Instalacja radiowa pociągu Dual Mode Radio (radio analogowe oraz GSM-R)
Normy EN, IEC, instrukcje UIC, obowiązujące w momencie
zaprojektowania pierwszej lokomotywy.
2.2 Wykresy siły pociągowej i siły hamowania
Przedstawiony wykres siły pociągowej (V) odnosi się do napięcia znamionowego na przewodzie
trakcyjnym poniżej 15 kV i 3 kV.
PRM
PMM
ORM
OMM
NRM
NMM
RM
M
M OM QM SM UM NMM NOM NQM NSM
d=xćLz
Prędkość [km/h]
pociąg 650 t; 27%o tryb pracy AC & DC 3 kV
=SRM==wX=OTB =^`=C=a`=P=s=_ę
NMMM==wX=NMB =NSMM==wX=OB
pociąg 1 000 t; 10%o pociąg 1 600 t; 2%o
Rysunek 2.1: Wykres siły pociągowej
Siła hamowania elektrodynamicznego ograniczona jest z reguły do 150 kN.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 5/43 2005-12-01
wę~Ń=xkz
Siła pociągowa [kN]
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Ustawienie to można zmienić w określonych krajach oraz/lub w przypadku określonych sposobów
eksploatacji, gdy np. dopuszczalne są wyższe siły hamowania, lub też jeśli obowiązują ostrzejsze
ograniczenia.
Ponadto w przypadku niskich prędkości można ustawić redukcję maks. siły hamowania na 0 kN.
PMM
ORM
OMM
NRM
NMM
RM
M
M OM QM SM UM NMM NOM NQM NSM
Prędkość [km/h]
d=xćLz
^ =kęć=J=_ęćę~Ń=ę=~Ń=NRM=k
Hąmulec odzyskowy AC - siła hamowania ograniczona do 150 kN
a =kJC=tę~ęć=OKS=jt=
SiŁć DC i hamulec oporowy 2,6 MW
Rysunek 2.2: Wykres siły hamowania (hamulec elektrodynamiczny)
Wskazówka: Ilość energii, jaka zostanie przekazana zwrotnie przewodom trakcyjnym, zależy od
zdolności pochłaniania sieci.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 6/43 2005-12-01
_ęćę~Ń=xkz
Siła hamowania [kN]
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
2.3 Rysunek gabarytowy uproszczony
Rysunek 2.4: Rysunek gabarytowy uproszczony
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 7/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
2.4 Schemat blokowy - obwód prądu głównego
Przedstawione poniżej trzy rysunki poglądowe prezentują konfigurację schematu połączeń dla wózka
przy uwzględnieniu różnego napięcia przewodów trakcyjnych.
AC 15 kV
AC 25 kV
TR1 M
1
Obw.
wejściowy:
przekształtnik
czterokwadran
towy
TR2
M
1
opornik
hamowania i
przerywacz
impulsowy
Wyjście do przetwornic wyposażenia pomocniczego
(choopper) jako
filtr - zabezp. przed
przepięciem
Wyjście do przetwornic wyposażenia pomocniczego
DC 3 kV
TR1 TR2
Obw.
M
wejściowy:
przekształtnik
obniżający
napięcie
M
Opornik
hamowania przy
filtrze sieciowym
Wyjście do przetwornic urządzeń pomocniczych
DC 1,5 kV
TR1
M
Obw.
wejściowy:
przekształtnik
podwyższający
napięcie
M
Opornik
hamowania przy
filtrze obwodu
pośredniego
Rysunek 2.5: Podstawowy schemat instalacji elektrycznej dla trybu pracy: 15/25 kVAC, 3 kVDC i 1,5
kVDC W korytarzu tworzonym przez Niemcy, Austrię i Polskę nie przewiduje się
napięcia niższego niż 25 kV i 1,5 kV.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 8/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
3 Wykonanie i konstrukcja
3.1 Rozmieszczenie urządzeń
Lokomotywa składa się z samonośnego pudła z kabinami maszynisty po obu stronach. Wspiera się ono
na dwóch dwuosiowych wózkach typu Flexifloat.
Dach przedziału maszynowego podzielony jest na trzy zdejmowane segmenty. Wszystkie cztery
odbieraki prądu zamontowane są na dwóch zewnętrznych, zdejmowanych elementach dachowych.
Wzdłuż linii środkowej dachu biegnie wykładzina zapobiegająca poślizgnięciu. Na stałych końcach
dachu (nad przedziałami maszynisty) znajdują się po dwie syreny pneumatyczne.
Większa część urządzeń zamontowana jest w przedziale maszynowym. Natomiast transformator, skrzynie
akumulatorów, kompresor główny, osuszacz powietrza oraz zbiornik powietrza zamontowane są na
podwoziu.
Rysunek 3.1 przedstawia schematyczny obraz przedziału maszynowego. Wszystkie urządzenia można na
czas montażu lub demontażu opuścić lub podnieść pionowo przez otwory dachowe, bez konieczności
uprzedniego odłączania lub przesuwania sąsiednich podzespołów.
1, 2 Przedział maszynisty 1 / 2 6.3 Urządzenia rozdzielcze
3 Blok wys. napięcia i przekształtników 6.4 Przekształtnik (AC/DC & DC/AC)
3.1 Podwójny przekształtnik trakcyjny 6.5 Transformator wyposażenia pomocn.
3.2 Szafa urządzeń wys. napięcia 7.1 & 7.4 Wentylator silnika trakcyjnego
3.21 Wyłącznik szybki AC 8 Opornik hamowania
3.22 Filtr wyższych harmonicznych 9 Szafa urz. niskiego napięcia (110 V)
3.23 Wyłącznik szybki DC 10 Tablica automatyki (110 V)
3.24 Zasilanie szyny zbiorczej pociągu 11 Szafa układów elektronicznych
3.3 Zamykany przedział wys. napięcia 12.1, 12.2 Szafa syst. samoczynnego hamow. 1 / 2
4 2-kanałowa wieża chłodnicza 13 szafa pneumatyczna
5 Szafa układu ssania powietrza 14 Szafka narzędziowa i wyposażenie spec.
6 Szafa urządzeń pomocniczych 15 Przedział dla urządzeń ppoż. (wolny)
6.1, 6.2 Przetwornica wyposaż. pomocn. 1, 2
Rysunek 3.1: Rozmieszczenie urządzeń w przedziale maszynowym
W pierwszej i w trzeciej sekcji przedziału maszynowego poszczególne podzespoły rozmieszczone są
wzdłuż bocznych ścian lokomotywy i tworzą pojedynczy korytarz środkowy, dostępny z przylegającego
do niego przedziału maszynisty. Przez środkową część lokomotywy, korytarz przebiega wzdłuż lewej
ściany.
Wyposażenie wysokiego napięcia oraz szafa przekształtnika trakcyjnego połączone są w jeden blok, co
zapewnia najlepszy poziom integracji oraz krótkie połączenia. Obie jednostki znajdują się ponad
transformatorem, zaś ich przedłużeniem z jednej strony jest przylegający do nich, dwukanałowy agregat
chłodzący transformator / przetwornicę. Cały blok zabudowany jest centralnie i zapewnia z jednej strony
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 9/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
miejsce dla korytarza przedziału maszynowego, z drugiej zaś dostęp do wyposażenia wysokiego napięcia
w postaci zamykanego przedziału (przedział wys. napięcia).
Poszczególne szafy wyposażone są w drzwi i klapy, dzięki czemu ich konserwację można wykonać łatwo
z korytarza przedziału maszynowego. Zamki drzwi przekształtników oraz drzwi dostępu do przedziału
WN są zintegrowane z systemem blokad bezpieczeństwa (patrz rozdz. 6.5).
Sterowanie ukladem hamulcowym oraz zbiornik sprężonego powietrza umieszczono w jednej i tej samej
szafie.
Pod płytami podłogowymi odcinków korytarza środkowego znajdują się kanały, w których biegną
przewody elektryczne, powietrzne i sterujące, przechodzące przez całą długość lokomotywy. Przewody o
określonej funkcji są położone oddzielnie, zgodnie z ich przeznaczeniem, co ma na celu zapobieganie
wpływom elektromagnetycznym, wywieranym przez elementy mniej wrażliwe na elementy bardziej
wrażliwe. W obszarze bloku wysokiego napięcia kable i rury przebiegają po bokach.
3.2 Urzadzenia na czołownicy
Na obu końcach lokomotywy znajdują się następujące złącza:
" 2 zderzaki wysokiej wydajności z systemem elastycznych sprężyn i o wysokiej zdolności
pochłaniania energii,
" sprzęg śrubowy i hak wg UIC 520, o obciążeniu max. rzędu 850 kN wzgl. 1000 kN,
" węże pneumatyczne wraz z zaworami: 2 x przewód główny oraz 2 x przewód zbiornika głównego wg
UIC 648,
" sprzęg elektrycznego zasilania pociągu wg UIC 552,
" gniazdo hamulca elektropneumatycznego wg UIC 541-5,
" gniazda przewodów komunikacyjnych wg UIC 558.
3.3 Wentylacja i chłodzenie
Element dachowy nad wieżami chłodniczymi transformatora / przetwornicy wyposażone są w kratki
wlotu powietrza oraz zintegrowane kanały wentylacyjne. Rysunek 3.2 przedstawia przykładowy wygląd
takiej kratki, która znajduje się na płaskiej części górnej, po której można chodzić, oraz żaluzję filtra
wlotu powietrza do wentylatora silnika trakcyjnego umiesczonej wzdłuż ukośnej części elementu dachu.
Rysunek 3.2: Element dachowy z wlotami powietrza (wykonanie typowe)
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 10/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Wloty powierza do silników trakcyjnych wyposażone sa w kratki filtrujące, które działają na zasadzie
mechanicznego, inercyjnego oddzielania osadu. Filtr tego typu zatrzymuje kurz, krople wody i śnieg. Nie
wymaga on z reguły konserwacji lub też jedynie niewielkiej konserwacji w przypadku ekstremalnych
obciążeń.
Zasada działania przedstawiona została poniżej.
Rysunek 3.3: Zasada mechanicznego, inercyjnego oddzielania osadu pod wpływem bezwładności
Schematyczny obraz na rysunku 3.4 zawiera ogólny widok urządzeń chłodzących lokomotywy oraz
kierunki przepływu powietrza. Ze względu na to, iż wszystkie jednostki, które powodują większe straty
mocy, chłodzone są bezpośrednio powietrzem z zewnątrz, nie zaś z przedziału maszynowego, przepływ
powietrza w przedziale maszynowym zmniejsza się, do ilości niezbędnej dla chłodzenia własnego a
wnikanie kurzu zostaje zminimalizowane. Powietrze rozgałęzia się po stronie tłocznej wentylatora silnika
trakcyjnego i przez syntetyczne maty filtracyjne doprowadzane jest do przedziału maszynowego.
2x 0.3 ca.
1 m3/s
m3/s 9 m3/s
2 m3/s 2 m3/s 2x 5.6 m3/s 2 m3/s 2 m3/s
6.1
7.4 7.3 8 3.1 4 5 7.2 7.1
6.2
0.5 0.5 0.5 0.5
m3/s m3/s m3/s m3/s
1.5 m3/s 1.5 m3/s 1.5 m3/s 1.5 m3/s
20
Legenda
Urzadzenia zamontowane: Przepływ powietrza: Urządzenia
Wieża chłodnicza.
Wentylator
3.1 Przekształtnik
Silnik trakcyjny
4 Wieża chłod. (2 kan.) Kratka filtra
Przedział maszynowy
zbiorczego
5 Szafa ukł. ssania pow..
Przetwornica wyp. pomocn.
6.1/6.2 Przetwornica wyp. pomoc.
Mata filtrująca
Opornik hamowania
7.1 - 7.4 Wentylator siln. trakc. powietrze
8 Opornik hamowania
Kratownica
20 Transformator
siatkowa
Rysunek 3.4: Rozmieszczenie urządzeń chłodzących oraz odpowiednie kierunki przepływu powietrza -
najwyższy stopień wentylacji
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 11/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Transformator główny oraz przekształtniki chłodzone są pośrednio przez wieżę chłodniczą.. Wymienniki
ciepła odprowadzają ciepło z obiegów czynnika chłodzącego do powietrza, które przepływa przez wieżę
chłodniczą.
Wnętrze szafy przekształtnika chłodzone jest za pomocą wentylatora znajdującego się w jednostce
przekształtnika, przy użyciu świeżego, przefiltrowanego powietrza zassanego z przedziału maszynowego.
Wlot powietrza po stronie ssawnej wiezy chłodniczej zasysa powietrze z wnętrza przekształtnika i
odprowadza tym samym niewielką część strat przekształtnika, jaka nie trafia do obiegu czynnika
chłodzącego (ok. 5 %).
3.4 Ochrona przeciwpożarowa
Jako pasywne środki ochrony służą zastosowane w lokomotywie materiały, zwłaszcza te, które zostały
użyte w większych ilościach, w rodzaju izolacji kabli, okładzin przedziału maszynisty itp., a które zostały
dobrane zgodnie z obowiązującymi normami przeciwpożarowymi.
W celu wczesnego rozpoznawania pożaru w przedziale maszynowym poszczególne szafy wyposażono w
czujniki dymu, ktorych zasada dzialania polega na rozpraszaniu swiatla, spowodowanym przez wnikające
do czujników cząsteczki dymu. W przypadku zadziałania jednego z czujników maszynista otrzymuje
akustyczny i optyczny sygnał powiadomienia o pożarze.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 12/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
4 Pudło lokomotywy
4.1 Informacje ogólne
Skrajnia pojazdu odpowiada profilowi zalecanemu przez UIC 505-1, co pozwala zapewnić eksploatację
praktycznie na wszystkich odcinkach linii normalnotorowych w Europie kontynentalnej.
Pudło lokomotywy składa się: z ostoi o konstrukcji samonośnej, która spoczywa na dwóch wózkach
dzięki cylindrycznym sprężynom śrubowym, z przedziału maszynisty na obu końcach, przedziału
maszynowego oraz trzech zdejmowanych sekcji dachu.
Pudło lokomotywy (bez sekcji dachowych) stanowi spawaną w całości konstrukcję strukturalną z
materiału S355J2G - stali o dobrych właściwościach spawalniczych. Trzy sekcje dachu wykonane są z
blachy aluminiowej. Dwie zewnętrzne z nich wykonane są w taki sposób, iż można umieścić na nich po
dwa odbieraki prądu.
Dwa demontowalne belki poprzeczne przechodzą przez górną część przedziału maszynowego i są
przykręcone śrubami do ścian bocznych. Wspierają one elementy dachu i zapewniają uszczelnienie
pomiędzy elementami, dzięki czemu dach pozostaje wodoszczelny i pyłoszczelny. Boki dachu opadają
pod kątem ok. 30, przyczyniając się w ten sposób do atrakcyjnego wyglądu lokomotywy.
Wszystkie urządzenia przymocowane są do pudła lokomotywy zgodnie z normą EN 12663.
4.2 Obliczenia statyczne pudła
Pudło lokomotywy zaprojektowane jest dla następujących obciążeń:
" obustronne unoszenie lokomotywy z wózkami w oznaczonych punktach podnoszenia nad wózkami
lub też unoszenie lokomotywy z jednej strony w oznaczonych punktach podnoszenia, podczas gdy
druga strona spoczywa na wózku,
" 700 kN siły nacisku w postaci siły powierzchniowej, przyłożonej do pow. czołowej przedziału
maszynisty pod wycięciem okna;
" 300 kN siły nacisku w postaci siły powierzchniowej powyżej wycięcia przedniego okna;
" 2000 kN siły nacisku, przyłożonej w osi zderzaków;
" 500 kN naprężenia ściskającego, po przekątnej zderzaków;
" 1000 kN siły pociągowej, mierzonej w punkcie mocowania urządzenia cięgłowego.
4.3 Kształt zapewniający ochronę w razie kolizji
Pudło lokomotywy oraz jego czołownica spełniają pod względem zdolności pochłaniania energii
uderzeniowej (wytrzymałość na zderzenie) aktualne normy TSI High Speed (2002), jak też prEN 15227,
stan 2005-04.
Pochłanianie energii (patrz rys. 4.1, do którego odnoszą się dane pozycji (X)) odbywa się w trzech
etapach przy zdefiniowanym stopniu deformacji:
1. Stopień: Zderzaki. Absorbują ok. 60-80 kJ energii zderzenia na każdym końcu lokomotywy, w
sposób całkowicie odwracalny (1).
2. Stopień: Przykręcone elementy pochłaniające energię w przedniej części czołownicy. Zdolność
pochłaniania energii wynosi ok. 1,6 MJ: 0,6 MJ zderzak + 1 MJ elementy pochłaniające na
każdym z końców lokomotywy (1).
3. Stopień: Zdefiniowane odkształcenie struktury pudła lokomotywy w przedniej części przedziału
maszynisty i ostoi (2). W zal. od przebiegu zderzenia mogą pochłonąć ponad 3 MJ.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 13/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Wytrzymała konstrukcja zabezpieczająca (4) zintegrowana jest z przednią częścią pudła lokomotywy.
Składa się ona z belki poprzecznej pod oknem przednim (min. obciążenie statyczne - 700 kN), belki
poprzecznej nad oknem przednim (min. obciążenie statyczne rzędu 300 kN) oraz z dwóch narożnych
słupków okiennych. Konstrukcja zabezpieczająca pochłania energię zderzenia i chroni maszynistę przed
skutkami poważnych kolizji.
Ścianka antypenetracyjna (5) zmyka lukę pomiędzy czołownicą a belką poprzeczną pod przednim oknem,
a przed pulpitem sterowania. Wykonana jest ona ze stali drobnoziarnistej i w przypadku zderzenia chroni
osoby w przedziale maszynisty przed wniknięciem do wnętrza różnych elementów. Instalacja
klimatyzacyjna znajduje się przed ścianką antypenetracyjną. Takie umieszczenie zmniejsza hałas,
przenikający do przedziału maszynisty, i zapobiega rozlaniu czynnika chłodzącego w przedziale
maszynisty w przypadku zderzenia.
Tylny obszar przedziału maszynisty (6) pomiędzy drzwiami wejściowymi (długość co najmniej 750 mm),
jak też przedział maszynowy, zaprojektowane zostały jako strefy przeżycia dla maszynisty. Dodatkowe
usztywnienie pudła lokomotywy przed drzwiami wejściowymi zapobiega odkształceniom plastycznym w
obrębie drzwi przed całkowitym wchłonięciem energii zderzenia w przedniej części.
Trzecia bariera przeciwzderzeniowa w obrębie tylnej ściany przedziału maszynisty zapobiega
odkształceniu przedziału maszynowego.
Blacha zamykająca w formie bramy pełni funkcję złącza w przypadku wymiany kompletnej części
przedniej po ciężkim zderzeniu.
2
6
4
5
3
1
7
8
min. 750 mm
Rysunek 4.1: Koncepcja projektu przedniej części lokomotywy
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 14/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
4.4 Odgarniacz szynowy / pług śnieżny
Wytrzymały odgarniacz szynowy (7), który dzięki swemu specyficznemu kształtowi działa również jako
skuteczny pług śnieżny, został zintegrowany z całym systemem zabezpieczeń jako kolejny element
pochłaniający energię.
4.5 Zewnętrzna powłoka malarska
Powłoka zewnętrzna lokomotywy została w ciągu wielu lat eksploatacji sprawdzona na licznych seriach
pojazdów Kolei Niemieckiej (DBAG). Jest ona odporna na działanie urządzeń myjących, w których np.
stosowany jest roztwór kwasów lub zasad o stężeniu do 8 % i ciśnienie wody do 10 barów. Jednakże
konieczna jest coroczna kontrola warstwy farby.
Struktura zewnętrznej powłoki malarskiej składa się z warstwy podstawowej, dwuskładnikowej, na którą
nakładana jest powłoka poliuretanowa. Stosowane barwniki mają niską zawartość rozpuszczalników.
Ochrona przed korozją spełnia zalecenia normy UIC 842-5.
Bez wielkiego trudu można z niej usunąć np. napisy w rodzaju grafitti.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 15/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
5 Wózek
Układ jezdny lokomotywy składa się z dwóch wózków dwuosiowych, na których pudło lokomotywy
spoczywa za pomocą dwóch cylindrycznych sprężyn śrubowych zgodnie z systemem Flexicoil. Wózek
wyposażony jest w dwa napędy z zawieszeniem za nos typu MITRAC 3600 N (napęd i przekładnia
wysokiej mocy ze zintegrowanym silnikiem trakcyjnym) oraz w tarczowe hamulce kół.
5.1 Rama wózka
Ramę wózka stanowi spawana konstrukcja skrzyniowa, złożona z dwóch prostych podłużnic, belki
poprzecznej środkowej, na której wahadłowo zawieszone są silniki trakcyjne, oraz dwóch belek
czołowych, na których znajdują się cylindry hamulcowe. Jedna z tych belek czołowych przenosi za
pomocą cięgna siły pociągowe i hamujące z wózka na pudło lokomotywy.
Rysunek 5.1: Przykład wózka jezdnego TRAXX z cięgnem i drążkiem naciskowym
5.2 Zestawy kołowe
Zestawy kołowe połączone są w sprawdzony sposób z jednej strony z ramą wózka za pomocą prowadnika
zestawu kołowego. Rama wózka opiera się za pośrednictwem pary sprężyn śrubowych na obudowach
łożysk zestawu kołowego.
Zestawy kołowe wyposażone są w koła pełne ze stali o jakości R8T i średnicy 1250 mm (nowe) i
1170 mm (zużyte). Wał zestawu kołowego ze stali jakości A4T jest wydrążony w celu kontroli
ultradzwiękowej i zwymiarowany zgodnie z normą EN 13104.
Aożyska zestawu kołowego oraz maznice są zaprojektowane w taki sposób, aby skutecznie zapobiegały
przepływowi prądu elektrycznego przez łożyska (prąd pierwotny lub też prąd zwrotny szyny zbiorczej
pociągu). Elementy gumowe w prowadnikach zestawu kołowego, w pierwotnym stopniu
odsprężynowania, w mocowaniach amortyzatorów pierwotnych, jak też w zawieszeniu silnika izolują
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 16/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
cały zestaw kołowy od ramy wózka. Kontrolowaną drogę dla prądu zwrotnego zapewniają szczotki
uziemiające na końcówkach wałów.
Aożyska zestawów kołowych wykonano w postaci smarowanych łożysk walcowych. Nie wymagają one
dodatkowego smarowania pomiędzy planowymi terminami konserwacji.
5.3 Jednostki hamulcowe
Każde z kół posiada tarcze hamulcowe. Odpowiednie jednostki cylindrów hamulcowych z automatyczną
regulacją odpowiednio do zużycia zawieszone są na wspornikach czołowych. Jedna jednostka hamulcowa
na oś wyposażona jest w układ sprężynowy, zapewniający możliwość korzystania z funkcji hamulca
postojowego.
Rysunek 5.2: Fragment wózka z jednostką hamulcową, odgarniaczem, dyszą smarowania obrzeża koła,
przekładnią
5.4 Smarowanie obrzeży kół
Lokomotywa wyposażona jest w sterowaną zdalnie jednoprzewodową instalację smarowania obrzeży kół.
Dysze rozpylające umieszczone są przed pierwszym oraz za ostatnim zestawem kołowym pojazdu.
Sterowanie odbywa się zgodnie z aktualnym kierunkiem jazdy. Dochodzący do wózka przewód
powietrzno-smarowy rozgałęzia się w nim dzięki rozdzielaczowi na dyszę lewą i prawą, które są zasilane
równomiernie biodegradowalnym środkiem smarnym. Dysze rozpylające można regulować odpowiednio
do zużycia kół.
Instalacja smarowania obrzeży kół zasilana jest smarem ze wspólnego zbiornika smaru o pojemności 18 l,
łatwego do napełnienia z zewnątrz.
5.5 Piasecznica
W celu polepszenia warunków przyczepności kół w przypadku niekorzystnego stanu szyn zamontowano
działającą elektropneumatycznie, zależną od kierunku jazdy piasecznicę. Sterowanie piasecznicą
umożliwia przycisk na pulpicie maszynisty.
Piaskowany jest zawsze przedni zestaw kołowy każdego wózka lokomotywy. Każdy zbiornik piasku
posiada urządzenie dozujące. Osiem napełnianych z zewnątrz zbiorników piasku o łącznej pojemności
60 l/pudło najduje się w pudle pojazdu. Zbiorniki i przewody piasku wyposażone są w instalację
grzewczą w celu utrzymania suchego stanu sypanego piasku.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 17/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6 Część elektryczna
Skróty :
CON: Przekształtnik
LC/AUX: Przekształtnik czterokwadrantowy/Falownik urządzeń pomocniczych
3kVdc 15kV, 16,7Hz LC/CRB: Moduł przekształtnika czterokwadrantowego/Chopper hamowania
MC: Moduł falownika
AUX Con: Przetwornica zasilania urządzeń pomocniczych
RB: Opornik hamowania
ZS: Zasilanie szyny zbiorczej pociągu
LS15/1
U
U
LS15/2 LS25
HSac
HSdc
CON 1
DC AC DC AC
15/1,5
25/3
LC / AUX 3
DC
AC/1,5
~
AC ~
RD1 RD2
C1aux
25
~
CD1
15
MC
Imot
3
3~ 3~
AC F1aux
CD5 CD6 CSaug
3~
CD7 CD8 CD4
25
3~
15
~ ~
C2aux
1,5 3
~ aux aux
CD2
DC1
DC
LC / CRB
RB1
Aux Con 1
1~
fVAR
3~
1~
CF 50 - 60 Hz
3~
Aux Con 2
1~
RFA
LFA
LS15/1
LS15/2 LS25
aux aux
CON 2
DC AC DC AC
15/1,5
F1aux 25/3
3
LC / AUX
DC
AC/1,5
~
AC ~
RD1 RD2
25 C1aux
~
CD1
15
15 MC
3
3~ 3~
AC
CD5 CD6 CSaug
3~
25 CD7 CD8 CD4
25
3~
ZS U
15
~ ~
U
C2aux
1,5
3
~
CD2
DC1
DC
LC / CRB
RB2
Styczniki i wyłączniki:
15, 25, 3, 1.5, DC, AC, opisują miejsca
występowania przełączników dla danego napięcia
zasilania
Izwrotn
Rysunek 6.1: Główny schemat instalacji elektrycznej
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 18/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6.1 System napięcia zasilania
System napięcia zasilania składa się zasadniczo z wyposażenia dachowego, podzespołów wysokiego
napięcia AC i DC oraz transformatora głównego. Dławiki niezbędne dla trybu pracy DC są wbudowane
w transformator.
6.1.1 Wyposażenie dachowe
Wyposażenie dachowe obejmuje następujące elementy:
" dwa odbieraki prądu DC,
" dwa odbieraki prądu AC,
" odgromniki,
" izolatory przepustowe,
" przełączniki systemu zasilania AC/DC.
Rozmieszczenie odbieraków prądu dla korytarza Niemcy/Austria/Polska
D/A (15 kV) PL (3 kV)
D/A : AC: PL: DC: 2 x 1950 mm, miedziane D/A : AC:
1950 mm, węglowe 1950 mm, węglowe
Rysunek 6.2: Rozmieszczenie urządzeń na dachu
Odbieraki prądu odpowiadają normie UIC 608. Są to pantografy jednoramienne. Zamontowano je na
zewnętrznych elementach dachu. Siła docisku pantografów prądowych korygowana jest za pomocą
kierownic powietrznych, zgodnie z własnościami aerodynamicznymi lokomotywy.
Podstawowe dane odbieraków prądu:
Typ DSA 200 (AC) / WBL 85 (DC)
Nominalne napięcie izolacyji 25 kV
Materiał nakładek ślizgowych a) węgiel przy 15 kVAC
b) miedz przy 3 kVDC (lub też inny materiał,
dopuszczony przez operatora infrastruktury)
Siła docisku 70 ... 120 N
Prędkość robocza 160 km/h
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 19/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6.1.2 Szafa urządzeń wysokiego napięcia
Główną cechą lokomotywy TRAXX jest wysoki stopień integracji wyposażenia WN i napędu
(przekształtników) w jeden centralny blok mocy. W celu zapewnienia atwej obsługi obie jednostki można
jednakże rozdzielić w prosty sposób po odkręceniu kliku połączeń śrubowych oraz przyłączy
elektrycznych.
Szafa urządzeń wysokiego napięcia WN dla zasilania AC i DC jest rozdzielona na dwie sekcje: sekcja
urządzeń WN AC i WN DC. Do tego dochodzi jeszcze trzeca sekcja, mieszcząca podzespoły filtra
wyższych harmonicznych. W celu ochrony personelu, korytarz biegnący wzdłuż elementów wysokiego
napięcia zamknięty jest za pomocą drzwi, których zamek zintegrowany jest z systemem blokad
bezpieczeństwa.
Ze względu na sposób rozliczania w Niemczech zużycia energii przez sieć Kolei Niemieckiej
lokomotywa wyposażona jest w skalibrowany elektroniczny licznik energii elektrycznej, który można
odczytać z zewnątrz szafy urządzeń wysokiego napięcia.
Sekcja urządzeń WN AC posiada wyłącznik próżniowy o sprawdzonej konstrukcji z uziemnikiem AC i
odpowiednimi przekładnikami prądowymi i napięciowymi. Dzięki zamontowaniu wewnątrz pudła
lokomotywy przełącznik chroniony jest przed wszelkiego rodzaju wpływami atmosferycznymi.
Sekcja urządzeń WN DC posiada odpowiednie elementy dla pracy w trzbie sieci trakcyjnej prądu stałego,
głównie zaś wyłącznik szybki. Jest to jednobiegunowy, dwukierunkowy, wyłącznik elektromagnetyczny,
wyposażony w bezpośredni wyzwalacz przetężeniowy. Ze względu na szybką reakcję i szybkie
powstawanie napięcia łuku przepływ prądu w przypadku zwarcia przerywany jest w bardzo krótkim
czasie. Funkcja ograniczania napięcia łuku, zintegrowana w komorze łukowej, zapobiega powstawaniu
nadmiernego przetężenia i oddawaniu go do sieci trakcyjnej.
Styczniki szyny zbiorczej pociągu, czujniki napięciowe i prądowe szyny zbiorczej pociągu oraz elementy
filtrów prądu zakłóceniowego AC znajdują się w dalszej sekcji szafy urządzeń WN.
Uziemiacze dla obwodów wysokiego napięcia DC i AC zapewniają niezawodne i sprawdzone uziemienie
obwodów prądu pierwotnego i są zintegrowane z systemem blokad bezpieczeństwa lokomotywy
(rozdział 6.5).
Wyłączniki główne używane są nie tylko do wyłączania prądu zasilającego lokomotywę, lecz w celu
zabezpieczenia obwodów prądowych w przypadki przetężenia. W takim przypadku układ sterowania
pojazdem, jak też sterownik przekształtników lub inne urządzenie zabezpieczające mogą wyzwolić
wyłącznik.
Ponadto dostępne są dwa wyłączniki awaryjne na pulpicie maszynisty, które umożliwiają mu
bezpośrednie otwarcie wyłącznika głównego i opuszczenie odbieraka prądu z obejściem elektronicznych
układów sterowania. Umieszczony na środku pulpitu przycisk odpowietrza przy tym główny przewód
powietrzny wyzwala tym samym szybkie hamowanie.
6.1.3 Transformator główny
Transformator główny redukuje napięcie przewodu trakcyjnego 15/25 kVAC do napięcia o odpowiednim
poziomie, jakie może być przetworzone przez przekształtnik trakcyjny bez szeregowego łączenia
półprzewodników w celu przekształcenia na napięcie trójfazowe dla silników trakcyjnych. Odrębne
uzwojenie transformatora zasila energią elektryczną szynę zbiorczą pojazdu. Transformator posiada
ponadto uzwojenie filtrujące, umożliwiające obniżenie prądu harmonicznych wyższych poniżej 15/25
kVAC. Kadz transformatora zawiera transformator właściwy pojazdu, jak też wszystkie niezbędne
elementy indukcyjne.
W przypadku przewodów trakcyjnych prądu stałego uzwojenia trakcyjne stosowane są jako dławiki
filtrów sieciowych, zaś dławiki obwodu kompensacyjnego jako dławiki przerywaczy impulsowych.
Transformator zawieszony jest w ostoi pomiędzy wózkami. Umożliwia to obniżenie środka ciężkości
pojazdu i pozostawia w przedziale maszynowym wolne miejsce dla wyposażenia elektronicznego.
Aączny ciężar wraz z cieczą chłodzącą wynosi ok. 12,8 t.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 20/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Chłodzenie odbywa się za pośrednictwem dwóch oddzielnych obiegów chłodzenia, łączących się w
transformatorze. Dwukanałowa wieża chłodnicza. zainstalowana jest w przedziale maszynowym i posiada
wymiennik ciepła dla cieczy chłodzącej transformator w każdym z kanałów, wymiennik ciepła
przekształtnika oraz wentylator. Jako ciecz chłodząca transformator stosowany jest ester polialkoholowy.
Podstawowe dane elektryczne:
Uzwojenie Częstotliwość Napięcie [V] Moc znamionowa Prąd [A]
[Hz] [kVA]
pierwotne 16,7 / 50 15000 / 25000 5800 / 5800 387 / 232
trakcyjne 16,7 / 50 / DC 1468 / 1468 / - 4 x 1300 / 4 x 1300 / - 885 / 885 / 1400
zasilania 16,7 / 50 994 / 1506 600 / 600 604 / 398
pojazdu 900 / 900 1):
1)
: temp. otoczenia poniżej 12 C
6.2 Przekształtnik trakcyjny
Lokomotywa wyposażona jest w dwa identyczne pod względem elektrycznym, niezależne funkcjonalnie
przekształtniki wielosystemowe, które (w daleko idącym stopniu) zamontowane są w tej samej ramie w
układzie lustrzanego odbicia. Każdy przekształtnik zasila silniki wózka i składa się z dwóch
przekształtników czterokwadrantowych (4QS), dwóch trójfazowych falowników, choppera hamowania
oraz z układu mostkowego ('falownika urządzeń pomocniczych '), zasilającego przetwornice urządzeń
pomocniczych napięciem zmiennym (200 Hz) z obwodu pośredniego niezależnie od rodzaju napięcia
przewodu trakcyjnego. Obydwie przetwornice urządzeń pomocniczych zasilane są z tego samego
przekształtnika trakcyjnego, podczas gdy odpowiedni układ mostkowy w innym przekształtniku znajduje
się w trybie gotowości (Stand by).
Wylot powietrza Czujniki 1 Sterowanie napędami 1 & 2 Czujniki 2 Odłącznik uziemienia
Moduły przekształtnika 1 Moduły przekształtnika 2
Zesp. przełączający, pompy i
przyłącza do transformatora
Rysunek 6.3: Konstrukcja przekształtnika
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 21/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Przekształtnik czterokwadrantowy reguluje przepływ mocy pomiędzy siecią i obwodem pośrednim w
przypadku przewodu trakcyjnego AC. Kąt fazowy prądu sieciowego dostosowywany jest zazwyczaj do
cos = 1. Aączny współczynnik mocy ma wartość bardzo bliską 1. Zaprojektowany odpowiednio do
podwójnej częstotliwości sieciowej obwód kompensacyjny, niezbędny w celu wyrównania
jednofazowych pulsacji mocy sieci, znajduje się poza przekształtnikiem: elementy indukcyjne
zamontowane są w kadzi transformatora, podczas gdy kondensatory ustawione są w odrębnej ramie
obwodu kompensacyjnego w przedziale maszynowym.
W przypadku przewodu trakcyjnego prądu stałego jeden z dwóch mostków przekształtników
czterokwadrantowych stosowany jest jako rozrusznik impulsowy (chopper) w celu przekształcenia
wahającego się napięcia przewodu trakcyjnego na uregulowane napięcie obwodu pośredniego. (Drugi
przekształtnik czterokwadrantowy nie jest wtedy używany.)
Obydwa falowniki impulsowe prądu trójfazowego wytwarzają napięcie trójfazowe o zmiennej
amplitudzie i częstotliwości, służące do zasilania obu silników trakcyjnych w wózku.
Ze względu na uregulowane napięcie obwodu pośredniego na sposób działania silników trakcyjnych
podczas eksploatacji w obrębie dużego pasma tolerancji nie wpływają wahania napięcia przewodu
trakcyjnego.
Jako elementy przełączające stosowane są półprzewodniki IGBT o napięciu odcięcia rzędu 6,5 kV. Aby
pokonać w sposób trwały duże obciążenie izolacji, obudowa wyposażona jest w drogi upływu dłuższe w
porównaniu z innymi ogólnie znanymi wersjami.
Układy IGBT umieszczone są na płytach chłodzących, przez które przepływa woda, i na których mieści
się do 12 układów IGBT. Izolacja wewnętrzna pomiędzy płytką półprzewodnikową oraz elementem płyty
podstawowej umożliwia uziemienie płyty chłodzącej. Umożliwia to prostsze umieszczenie przetwornicy i
zastosowanie jako cieczy chłodzącej zwykłej wody destylowanej (z dodatkiem środka zapobiegającego
zamarzaniu).
Rysunek 6.4: Moduł przekształtnika oraz układ połączeń z maks. liczbą zamontowanych podzespołów
Przekształtnik trakcyjny umożliwia odzyskanie energii mechanicznej w wyniku hamowania odzyskowego
zarówno w przypadku przewodu trakcyjnego AC, jak i DC, i zasilenie tą energią sieci trakcyjnej przy
wysokim współczynniku sprawności. Podczas gdy ogólnie wychodzi się z założenia, że sieć AC zawsze
może przyjąć energię, o tyle możliwe jest, że sieć DC nie będzie w stanie przyjąć energii i ze względu na
podstacje trakcyjne, których nie można zasilać zwrotnie i czasowy niedostatek innych pociągów, które
pobierałyby energię. W takim przypadku włączany jest chopper hamowania i energia niwelowana jest w
sposób kontrolowany przez opornik hamowania, dzięki czemu napięcie obwodu pośredniego pozostaje
stałe.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 22/43 2005-12-01
GD
GD
GD
GD
GD
GD
GD
GD
GD
GD
GD
GD
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Dane techniczne przekształtnika trakcyjnego:
Technologia półprzewodników IGBT
Napięcie wejściowe AC, nominalnie: 1468 V
DC, nominalnie: 3000 V
Napięcie wyjściowe dla siln. trakcyjnych 2183 V wart. znam. & wart. maks.
Napięcie wyjściowe dla przetw. urz. pomocn. 1000 1400 V / 200 Hz
(przed transformatorem urz. pomocn.)
Napięcie obwodu pośredniego 2,1 - 2,8 kV DC
(w zależności od obciążenia oraz częściowo od akt. wartości napięcia przewodu trakcyjnego DC)
Tryb pracy AC przekształtnik czterokwadrantowy jako stopień
wejściowy
Tryb pracy DC przerywacz impulsowy jako stopień wejściowy
Czynnik chłodzący mieszanina wody destylowanej / Antifrogen N
Wymiary 4000 x 1050 x 1980 mm (dł.*gł.*wys.)
6.3 Silnik trakcyjny i przekładnia
Każdy wózek lokomotywy wyposażony jest w jeden układ napędowy na każdy zestaw kołowy.
Czterobiegunowe asynchroniczne silniki trójfazowe chłodzone są powietrzem z układu zewnętrznego i
są zaprojektowane specjalnie do zasilania napięcia z przekształtników. Silniki trakcyjne wraz z
przekładnią tworzą kompaktowy zespół .
Dane techniczne silnika trakcyjnego:
Typ MITRAC DR 3600 N
Moc maksymalna Pmax 1428 kW
Maks. prędkość obr. (przy 160 km/h) nmax 3871 min 1
Wentylacja Qi 1,5 m3/s
Ciężar m 2 050 kg
Silnik oraz przekładnia zaprojektowane są jako jednostka łączona. Zębnik podtrzymywany jest przez dwa
łożyska. Wał wirnika podtrzymywany jest po stronie przeciwnapędnej przez jedno łożysko, zamocowane
na pokrywie silnika, zaś po stronie napędu przez elastyczne, lecz odporne na drgania promieniowe i
skrętne sprzęgło membranowe, znajdujące się na wałku zębnika. Rozdział sił przekładni na dwa łożyska
redukuje znacznie obciążenie łożysk i zwiększa ich żywotność. Ze względu na taki rodzaj łożyskowania
na wał wirnika oddziałuje wyłącznie obciążenie skręcające oraz ciężar samego wirnika. Siły wynikające z
zazębiania nie prowadzą do ugięcia.
Zmniejszona średnica łożysk wspomaga wyższe prędkości obrotowe silników asynchronicznych.
Wykonanie całości zapewnia wlot powietrza chłodzącego po stronie napędu silnikowego, co poprawia
chłodzenie zębnika oraz przekładni.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 23/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Rysunek 6.5: Jednostka napędowa Mitrac DR3600 N z zawieszeniem za nos
6.4 Opornik hamowania
Jak to już zostało opisane, odzyskana energia hamowania zasila zasadniczo ponownie przewód trakcyjny
za pośrednictwem przekształtnika czterokwadrantowego lub przerywacza impulsowego. Jeśli zasilenie
zwrotne sieci trakcyjnej nie jest możliwe (np. ze względu na wysokie napięcie przewodu), energię
hamowania można zniwelować w oporniku hamowania aż do wartości jego mocy znamionowej.
Na poniższym rysunku zaprezentowano wykonanie wentylowanej powietrzem zewnętrznym jednostki
opornika hamowania, zawierającej dwa niezależne oporniki (dla każdego wózka).
Ucho do
Transportse
Transportse
transportu
Podstawowe dane opornika hamowania
Rezystancja: 2 x 6,5 &!
Moc opornika: 2 x 1200 kW
Strumień powietrza: 9 m3/s
Prędkość wentylatora: 1740 1/min
(zasilanie 60 Hz)
Przyłącze dla silnika
Anschluss fr
Anschluss fr
Moc silnika wentylatora: ok. 25 kW
wentylatora
den Lftermotor
den Lftermotor
Punkty mocowania dla
doprowadzenia kabli
Befestigungspunkte
Befestigungspunkte
der Kabelzufhrung
der Kabelzufhrung
Rysunek 6.6: Opornik hamowania - typowe wykonanie
Powietrze zasysane jest przez cztery powierzchnie pionowe, wystające pod podłogą przedziału
maszynowego w obszarze ostoi, oraz przez powierzchnię podstawy. Siatka z oczkami zapobiega
przedostaniu się do wnętrza ciał obcych.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 24/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6.5 Zabezpieczenie przed porażeniem prądem elektrycznym
Wszystkie szafy, zawierające obwody wysokiego napięcia (U > 1000 V), zintegrowane są w jeden system
zabezpieczający, zapewnia on: zgodnego z przepisami uziemienia wszystkich metalowych elementów
lokomotywy, jakie mogłyby się znalezć pod napięciem ze względu na usterki izolacji lub oddziaływanie
indukcyjne albo pojemnościowe, jak również połączenia przewodzącego pomiędzy pudłem lokomotywy
a zestawami kołowymi zgodnie z normą UIC 533. System przedstawiony jest na rysunku poniżej.
Użycie kluczy do otwarcia drzwi poszczególnych szaf uzależnione jest od uprzedniego uziemienia
odpowiedniego obwodu prądowego. Uziemienie obejmuje ponadto rozładowanie wszystkich
kondensatorów w danym obwodzie prądowym.
Schlsselschalter Stromabnehmer
Schlssel gesteckt und
Przełącznik kluczykowy odbieraków prądu Kluczyk wetknięty i
Abziehen des Schlssels entlftet
verriegelt
Wyjęcie kluczyka powoduje odpowietrzenie przewodu zablokowany
Druckluftleitung zum Stromabnehmer.
ciśnieniowego do odbieraka prądu. Odbieraki prądu
Stromabnehmer werden gesenkt und
są opuszczane i nie można ich podnieść. Schlssel abgezogen
Kluczyk wyjęty
knnen nicht mehr gehoben werden.
Przedstawiona pozycja kluczyka
Dargestellte Schlsselposition
odpowiada stanowi uziemienia
Uziemienie głównego wyłącznika DC, szyny
Erdung DC-Hauptschalter,
entspricht geerdetem Zustand
zbiorczej pociągu
Zugsammelschiene
Kluczyk odbieraków prądu umożliwia przełączenie
Der Stromabnehmer-Schlssel ermglicht
odłącznika uziemienia w szafie urz. WN DC na poz.
das Schalten des Erdungstrenners im HSG-
uziemienia. Powoduje to udostępnienie kluczyków dla
DC in die Erdungsposition. Dadurch werden
szyny zbiorczej pociągu oraz wyłączników głównych
Wyłącznik szybki DC
DC-Hauptschalter
die Schlssel fr die Zugsammelschiene
AC.
szyny zbiorczej hiene
Zugsammelsc
und den AC-Hauptschalter freigegeben.
i
Szyna zbiorcza pociągu
Zugsammel-
schiene
Uziemienie wyłącznika głównego AC
Erdung AC-Hauptschalter
Odłącznik uziemienia w ramie urz. WN AC ustawiany
Der Erdungstrenner im HSG-AC wird nach
jest, po udostępnieniu przez kluczyk w ramie urz. WN
Freigabe durch den Schlssel vom HSG-DC in
DC, na poz. uziemienia.
die Erdungsposition gebracht.
Wyłącznik szybki AC
AC-Hauptschalter
Erdung Stromrichter 1
Uziemienie przekształtnika 1 (SR 1)
Kluczyk wył. głównego AC umożliwia uziemienie
Schlssel vom AC-Hauptschalter ermglicht
przekształtnika 1. romrichters 1
das Erden des St
SR 1
Uziemienie przekształtnika 2 (SR 2)
Erdung Stromrichter 2
Kluczyk przekształtnika 1 umożliwia uziemienie
Schlssel vom Stromrichter 1 ermglicht
przekształtnika 2. romrichters 2
das Erden des St
SR 2
Listwa zwielokrotniająca kluczyków 1
Schlsselvervielfacher 1
Kluczyk przełącznika uziemienia przekształtnika 2
Der Schlssel vom Erdungsschalter des
udostępnia kluczyki dla kolejnego, niższego poziomu.
Stromrichters 2 geben die Schlssel fr
die nchsttiefere Ebene frei.
Rezerwa e
Reserv
Drzwi szafy przekształtnika
Tren des Stromrichterschrankes
Za pomocą kluczyków krotnika można otworzyć drzwi
Mit den Schlsseln vom Vervielfacher knne
szafy przekształtnika.
die SR-Tren geffnet werden. Drzwi przekształtnika
Strom-
richtertren
Drzwi przedziału wysokiego napięcia
Tr des Hochspannungsraumes
Kluczyk krotnika pozwala na otwarcie drwi do przed-
Ein Schlssel vom Vervi
ziału wysokiego napięcia. elfacher erlaubt das
ffnen der Tr zum Hochspannungsraum.
Tr Hoch-
Drzwi przedziału
spannungsraum
wysokiego napięcia
Rysunek 6.7: Zasada koncepcji blokady
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 25/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6.6 Zasilanie urządzeń pomocniczych
6.6.1 Rozmieszczenie
Urządzenia zasilające wyposażenie pomocnicze (obie przetwornice urządzeń pomocniczych oraz aparaty
rozdzielcze i ochronne) zamontowane są w szafie zasilania urządzeń pomocniczych. Znajduje się w niej
ponadto także prostownik do ładowania akumulatorów oraz zasilany z akumulatorów niewielki falownik.
Transformator urządzeń pomocniczych jest ustawiony za przetwornicami zasilania urządzeń pomocn. i
stanowi także element szafy.
Przetwornica zasilania urządzeń pomocn. 2.
Przetwornica zasilania urządzeń pomocn. 1.
Wymiennik ciepła
Wyłączniki Filtr wyjściowy
ochronne
Moduł mocy
ze sterownikiem
Falownik
110VDC /
230VAC
Elementy
wejściowe
Prostownik do
ładowania
akumulatorów Wentylator
Styczniki prądu trójfazowego i inne wyposażenie
Rysunek 6.8: Szafa urządzeń pomocniczych
6.6.2 3-fazowe zasilanie urządzeń pomocniczych
Lokomotywa wyposażona jest w dwie identyczne, całkowicie niezależne przetwornice zasilające
urządzenia pomocnicze o mocy znamionowej 180 kVA każda, zamontowane są obok siebie w szafie
zasilania urządzeń pomocniczych. Obie przetwornice zasilane są z jednego z dwóch przekształtników
trakcyjnych za pośrednictwem wspólnego transformatora, zapewniającego galwaniczne rozdzielenie
głównego obwodu prądowego oraz obwodu urządzeń pomocniczych. Znamionowe napięcie wejściowe
wynosi 420 V. Każdą z przetwornic można izolować za pośrednictwem styczników wejściowych i
wyjściowych. Wyjściowe napięcie znamionowe wynosi 460 V przy 60 Hz.
Wnętrze przetwornic zabezpieczone jest przed zanieczyszczeniem. Powietrze chłodzące zasysane jest
przez wlot na spadku dachu za pomocą wentylatora wbudowanego z dołu w każdej przetwornicy i
przepływa w tylnej części przetwornicy przez szyb (nie widać go na rysunku), w którym znajdują się
różne elementy chłodzące, a następnie jest wydmuchiwane przez ostoję.
Układ połączeń przetwornicy z symetrycznym elementem podwyższającym napięcie na wejściu (patrz
ryz. 6.9) jest w tej formie stosowany od lat w lokomotywach TRAXX napędzanych prądem zmiennym.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 26/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
I II III
D
LCH
T
IE1
IR
IS
IGRD UE
Ud
IT
Rysunek 6.9: Schemat blokowy przetwornicy urządzeń pomocniczych
W normalnym trybie pracy przetwornica urządzeń pomocniczych 1 zasila odbiorniki, wymagające
zmiennej prędkości obrotowej ze względu na zmniejszenie zużycia energii oraz emisji hałasu:
wentylatory silników trakcyjnych, wieży chłodniczej i oporników hamowania. Przetwornica urządzeń
pomocniczych 2 zasila te odbiorniki, które wymagają stałego napięcia oraz częstotliwości.
1~ =
= 3~
HBU1
M M M M M M M
3~ 3~ 3~ 3~ 3~ 3~ 3~
Hilfs-
betriebe- KT2 FML4 FML3 KT1 FML2 FML1 BWL
Trafo
1~ =
=
3~
HBU2
M M M M M M
M
3~ 3~ 3~ 3~ 3~ 3~ 3~
M M
3~ 3~ HBU1L HBU1KL SRKP2 SRL2 SRKP1 SRL1 LP
HBU2L HBU2KL
3~
M M
1~
3~ 3~
=
BLG TKP2 TKP1 Klima2 Klima1
Fremd-
Zasilanie z obcych zródeł
einspeisung
HzgFR2 HzgFR1 SdHzg
=
1~
HWR
M
M
Steckdosen 1~ 1~
1~ 1~ 1~ 1~ 1~ 1~ 1~ 1~
Gniazdo
wtyczkowe
FB/NI SS li SS re FB/NI SS li SS re DG2 DG1
żWTES
Rysunek 6.10: Schemat połączeń urządzeń pomocniczych
Napięcie znamionowe silników urządzeń pomocniczych wynosi 380 V przy 50 Hz. Gdy proporcja U/f =
jest stała, wartość ta wymaga napięcia rzędu 460 V przy częstotliwości maks. 60 Hz. Podwyższona
częstotliwość robocza została wybrana po to, aby zwiększyć przepływy powietrza pomimo niewielkich
wentylatorów.
Jeśli nastąpi awaria jednej z przetwornic, druga przetwornica zasila wszystkie odbiorniki ze stałą
częstotliwością.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 27/43 2005-12-01
Transformator urządzeń
pomocniczych
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
6.6.3 Zasilanie akumulatorowe 110 VDC
Do zasilania niskim napięciem (110 VDC) stosowany jest akumulator ołowiowy nie wymagający
konserwacji. Jest on zamontowany pod podłogą w skrzyni i dostępny bardzo łatwo z boku lokomotywy.
Prostownik do ładowania akumulatora zasilany jest napięciem stałym przez przetwornicę urządzeń
pomocniczych 2. Przetwarza on napięcie zmienne na napięcie stałe 100 V, zasila sieć pokładową 110 V i
ładuje akumulatory.
Prąd ładowania ograniczany jest przez prostownik, zaś napięcie wyjściowe prostownika dostosowywane
jest do aktualnej temperatury roboczej w celu zapewnienia optymalnego stanu naładowania przy
minimalnym zużyciu wody.
Gniazda zasilania ze żródła zewnętrznego 230 V/50 Hz (16 A) znajdują się na bocznych ścianach
lokomotywy. Za pomocą tych gniazd można zasilać prostownik do ładowania akumulatorów podczas
postoju pojazdu oraz w trakcie prac konserwacyjnych. Akumulator można więc utrzymywać w stanie
pełnego naładowania lub też naładować go po przypadkowym rozładowaniu.
Wszystkie odbiorniki, w zależności od funkcji - pojedynczo lub pogrupowane wg funkcji, zabezpieczone
są za pomocą dwubiegunowych wyłączników ochronnych. Rozdział prądu przedstawiono w ogólnym
zarysie na rysunku 6.11. W celu zabezpieczenia baterii przed niezamierzonym rozładowaniem rozróżnia
się przy tym odbiorniki, które muszą być gotowe do eksploatacji nawet wtedy, gdy lokomotywa jest
wyłączona z eksploatacji, oraz takie, które potrzebne są tylko wtedy, gdy lokomotywa jest
eksploatowana. Są one włączane przez układ sterowania lokomotywy za pośrednictwem styczników.
Akumulator kontrolowany jest stale pod kątem zbyt wysokiego i zbyt niskiego napięcia. Przekaznik
podnapięciowy steruje kontrolowanym wyłączaniem odbiorników, jeśli prostownik nie jest używany
przez długi czas.
6.6.4 Zasilanie niskim napięciem 24 VDC
Różne systemy zasilane są stabilizowanym napięciem 24 V. Jest ono wytwarzane przez nadmiarowy
przekładnik DC/AC z napięcia 110 V. Poniższy schemat zawiera rysunek poglądowy.
Hilfsbetriebe-
Direkt an die Batterie gekoppelte Verbraucher
netz
~
=
Depot-
Steckdose
Batterie-
Ladegert
Steuerung Steuerung
Beleuchtung Beleuchtung Display & Control
Gleitschutz
Batteriehaupt- Stirn-
Maschinenraum Fhrerhaus Processing Unit
schtz beleuchtung
alle andern 110 V Verbraucher
Batterie
(inkl. 110 VDC / 230 VAC Wandler
Batterie-
Batterie-
sicherungen Hauptschtz
Fhrerraum 1
Fhrerraum 2
(Gruppe A)
(Gruppe B)
110 V= 110 V= 110 V= 110 V=
24 V= 24 V= 24 V= 24 V=
Scheiben- Stirn- Fhrertisch- Scheiben- Stirn- Fhrertisch-
Sonstiges Sonstiges
wischer beleuchtung beleuchtung wischer beleuchtung beleuchtung
Rysunek 6.11: Zasilanie napięciem stałym (110 V & 24 V) (rys. zostanie jeszcze zaktualizowany)
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 28/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
7 Wyposażenie pneumatyczne i hamulec
7.1 Generowanie siły hamowania i moc hamowania
Lokomotywa jest wyposażona w hamulec elektrodynamiczny, pneumatyczny hamulec cierny
(samoczynny hamulec pneumatyczny spełniający wymagania Międzynarodowego Związku Kolei UIC =
hamulec pośredni i hamulec bezpośredni) oraz w hamulec postojowy.
7.1.1 Hamulec elektrodynamiczny
Hamulec elektrodynamiczny jest używany jako główny hamulec eksploatacyjny lokomotywy ze względu
na jego zalety (nie wymaga konserwacji i nie ulega zużyciu).
Poprzez zmianę kierunku przekształtników elektrycznych silniki trakcyjne pracują jako prądnice oddając
energię do sieci lub zwiększają intensywność hamowania.
Hamulec elektrodynamiczny realizuje funkcje zabezpieczenia przeciwpoślizgowego z wykorzystaniem
regulacji siły pociągowej.
Opis budowy hamulca elektrodynamicznego zawarty jest w rozdziale 5.
Diagram przedstawiający intensywność hamowania w zależności od prędkości dla hamulca
dynamicznego zawarty jest w rozdziale 2.2.
Maszynista może uruchomić oddzielnie hamulec elektrodynamiczny lokomotywy poprzez naciśnięcie na
nastawnik jazdy / hamowania.
7.1.2 Pneumatyczny hamulec cierny
Lokomotywa wyposażona jest w pneumatyczny hamulec cierny zaprojektowany jako hamulec
eksploatacyjny i wykonany w formie hamulca tarczowego.
Na każdy zestaw kół przypadają dwa kompaktowe zestawy szczęk hamujących oddziałujących na obie
strony tarcz hamulcowych.
Układy szczęk hamulcowych wyposażone są w zintergowane automatyczne urządzenie do regulacji
ustawienia z zależności od stopnia zużycia. Pneumatyczny hamulec cierny jest wyposażony we własne
urządzenie przeciwpoślizgowe spełniające wymogi karty UIC 541-05.
Od strony termicznej hamulec cierny jest tak zaprojektowany, iż lokomotywa będąca w ruchu bez
wagonów może wykonać dwa hamowania jedno po drugim od poziomu prędkości maksymalnej do
zatrzymania się przy zastosowaniu samego tylko hamulca pneumatycznego bez uszkodzenia
mechanicznych elementów systemu hamulcowego.
7.1.3 Hamulec postojowy
Hamulec postojowy jest wykonany jako hamulec sprężynowy i zabezpiecza stojącą lokomotywę przed
przesunięciem na odcinku o nachyleniu do 40 0 .
Na każdą oś przypada jeden układ szczęk hamulcowych oraz jeden układ sprężynowy. Sterowanie jest
opisane w rozdziale 7.2.3.
Aby umożliwić zwolnienie hamulca sprężynowego w sytuacji braku ciśnienia w układzie sprężonego
powietrza, kompaktowe hamulce szczękowe układu sprężynowego wyposażone są w awaryjne
urządzenie luzujące.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 29/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
7.2 Sterowanie hamulcami
7.2.1 Informacje ogólne
Zadanie sterowania hamulcami polega na sterowaniu oraz kontroli systemów hamulcowych lokomotywy
(sterowanie siłą hamowania lokomotywy) oraz hamulcami pociągu sterowanymi z lokomotywy
(sterowanie siłą hamowania pociągu). Rysunek 7.1. zawiera schematyczne przedstawienie.
Nastawnik jazdy
Sterowanie
Wartość zadana hamulca elektrodyna-
/ hamowania
napędu
micznego Sterowanie lokomotywy
Sterowanie hamowaniem pociągu
Maksymalne ciśnienie napełniania
Zawór
Hamulec pośredni, wartość zadana
hamowania
Nagłe hamowanie (1)
Nagłe hamowanie (2)
Sterowanie HL
Sterowanie HL wył./ włącz.
Sterowanie HL otwiera-
Praca Praca
nie /
normalna zastępcza
odcinanie
Wyrównanie
Wyrównanie ciśnień
ciśnień
Hamowanie
awaryjne głównym
wyłącznikiem
wyłączone
Hamulec Hamulec bezpośredni,
Sterowanie ciśnieniem
bezpośredni wartość zadana
w cylindrach hamulca
Odluzować hamulec Odluzowanie
Zatrzymanie Urządzenie
bezpośredni lokomotywy
przeciw
poślizgowe
Sterowanie
Hamulec
Zaciąganie akumulatora
postojowy
/ Luzowanie sprężynowego
Prędkość
zestawu
kołowego
Legenda:
A Ciśnienie A (wstępne ciśnienie sterowania HL) ED (Hamulec) elektrodynamiczny
ATP System zabezpieczenia pociągu (Automatic Train Protection) FSP Hamulec sprężynowy
BCCP Moduł sterowania ciśnieniem C (Brake Cylinder Control Portion) FZ Ciśnienie w cylindrze hamulca sprężynowego
BCR Ciśnienie C na zaworze przekaznika (Brake Cylinder Relay) HB Przewód zasilający
BLE Układ hamujący / luzujący HBF Zbiornik powietrza hamulca postojowego
BPCP Moduł sterowania HL (Brake Pipe Control Portion) HR1 Zbiornik powietrza, hamulec DG1
BPEx Moduł opróżniania HL (BP Exhaust) HR2 Zbiornik powietrza, hamulec DG1
BPR Moduł HL zaworu przekaznikowego (Brake Pipe Relay) NB/ep Bocznikowanie hamulca awaryjnego / elektropneumatyczne
BWG Grupa czynna hamowania sterowanie hamulcem
C1/C2 Ciśnienie w cylindrze hamowania DG 1/ DG 2 SB hamowanie nagłe
HL Przewód główny UIC przewód UIC zgodnie z kartą UIC 541-5
DG Wózek jezdny
Rysunek 7.1: Sterowanie hamulcami
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 30/43 2005-12-01
(np. wartość rzeczywista hamulca
elektrodynamicznego)
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
7.2.2 Sterowanie hamowaniem pociągu
Lokomotywa wyposażona jest w samoczynny pośredni hamulec pneumatyczny ze sterowaniem HL
spełniający wymogi karty UIC 541-03.Układ sterowania hamowaniem pociągu obejmuje funkcję
sterowniczą służącą do regulacji ciśnienia HL oraz do wykonywania szybkiego, awaryjnego i
wymuszonego hamowania.
Regulacja ciśnienia HL
Sterowanie hamulcami pociągu poprzez przewód główny powietrza (HL) odbywa się w drodze
ustawienia wartości ciśnienia z zakresie od 0 do 5 bar zgodnie z kartą UIC 541-03.
Maszynista może ustawiać wartości ciśnienia w przewodzie HL w zależności od czasu, a zatem i
wpływać na działanie hamulców pociągu poprzez uruchomienie dzwigni hamulcowej (ZHB). Włączenie /
wyłączenie sterowania HL odbywa się poprzez odrębny przycisk umieszczony na pulpicie maszynisty.
Dzwignia hamulcowa, oprócz pozycji załączania siły hamowania, posiada także pozycję do ustawienia
szybkiego hamowania, w której następuje zwiększenie przekroju przewodu głównego, co powoduje
szczególnie szybkie odpowietrzenie przewodu i spadek ciśnienia w przewodzie HL, co z kolei prowadzi
od szybkiego wzrostu intensywności hamowania w pociągu.
Poprzez naciśnięcie na odpowiedni przycisk w kabinie maszynisty można przerwać sterowanie HL także
przy uaktywnionym stanowisku maszynisty (np. podczas pracy na napięciu początkowym).
Maksymalne ciśnienie napełniania / zmiana przekroju
W celu szybkiego napełniania zbiorników powietrznych w przyłączonym składzie pociągu dzwignia
hamulcowa posiada przycisk F ; jego naciśnięcie powoduje zwiększenia przekroju między
redukcyjnym przewodem zasilajączm i głównym przewodem powietrznym.
Wyrównanie ciśnień
Funkcja Wyrównanie ciśnień służy do wyrównania ciśnienia między komorami sterowniczymi
zaworów sterujących w składzie pociągu do poziomu ciśnienia zwalniającego w lokomotywie. W tym
celu na każdym pulpicie maszynisty przewidziany jest przycisk funkcyjny.
Hamowanie nagłe / hamowanie awaryjne i hamowanie wymuszone
W celu zatrzymania jadącego pociągu w krytycznych sytuacjach na jak najkrótszym odcinku konieczne
jest odłączenie zasilania z trakcji i jak najszybsze opróżnienie przewodu głównego powietrza (HL). Do
tego celu służą sterowane elektrycznie lub mechanicznie zawory szybko odpowietrzające służące do
opróżniania głównego przewodu powietrza przez większy przekrój i tym samym sprawiające szybki
wzrost intensywności hamowania w hamulcach pociągu sterowanych pośrednio.
Ręczne załączenie nagłego i awaryjnego hamowania można wykonać:
" ustawiając dzwignię hamulca w pozycji hamowania nagłego SB ,
" ustawiając boczną dzwignię pomocniczego nastawnika jazdy w pozycji SB,
" uderzając w przycisk hamowania awaryjnego znajdującego się w kabinie maszynisty.
Załączenie hamowania awaryjnego można zostać włączone automatycznie:
" poprzez układ sterowania hamulcami
" urządzenie czuwakowe (SiFa),
" poprzez system kontrolny sterowania lokomotywy,
" wskutek zaniku napięcia w sieci pokładowej,
" wskutek rozerwania sprzęgu pomiędzy wagonami lub przerwania przewodu głównwgo,
" poprzez system zabezpieczeń pociągu.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 31/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Bocznikowanie hamulca awaryjnego poprzez sterownik ep
Lokomotywa posiada bocznikowanie hamulca awaryjnego / sterownik ep zgodnie z wymogami karty
UIC 541.
Hamulec typu ep umożliwia zapewnienie jednoczesnego zadziałania hamulców na całej długości
składu wagonów poprzez elektryczne zadziałanie na zawory ep . Ponadto maszynista otrzymuje
optyczny i akustyczny sygnał, jeśli pasażer użyje hamulca bezpieczeństwa w składzie wagonów. W takiej
sytuacji maszynista może albo zbocznikować hamulec bezpieczeństwa (bocznikowanie hamulca
awaryjnego NB) albo wspomóc jego działania przez nagłe hamowanie.
Przy włączonym bocznikowaniu hamulca awaryjnego / sterowniku ep następuje w zależności od
pożądanej intensywności hamowania uaktywnienie regulacji ciśnienia w przewodzie głównym, a także
styczników hamowania i obluzniających hamulca typu ep . Sygnały te przekazywane są przewodami
sterowniczymi pociągu zgodnymi z kartą UIC 541-5 do składu pociągu.
System diagnostyczny
Sterowanie hamowaniem pociągu jest zintegrowane w systemie diagnostycznym lokomotywy. Meldunki
diagnostyczne ze sterowania hamowaniem pociągu są zapisywane w centralnym systemie
diagnostycznym lokomotywy. Maszynista otrzymuje potrzebne informacje jak np. o błędach w regulacji
ciśnienia w głównym przewodzie powietrznym. System zawiera wskazówki dla maszynisty oraz obsługi
pociągu. Opis systemu diagnostycznego zawarty jest w rozdziale 9.
7.2.3 Sterowanie hamowaniem lokomotywy
Sterowanie hamowaniem lokomotywy zawiera następujące funkcje podstawowe:
" generowanie siły hamowania według wartości zadanej ciśnienia w głównym przewodzie
powietrznym (hamulec pośredni)
" generowanie siły hamowania według wartości zadanej przez hamulec bezpośredni
" ochronę przed poślizgiem
" sterowanie hamulcem postojowym
Hamulec pośredni
Lokomotywa jest wyposażona w samoczynny, pośrednio działający hamulec pneumatyczny. Hamulec
zachowuje stałą siłę przy kilkakrotnym zaciąganiu i odluznianiu.
Dzięki sterowaniu istnieje możliwość wyboru pozycji hamulca G, P oraz R zgodnie z wymogami karty
UIC 540 (wybór maksymalnego ciśnienia w cylindrach / siły hamowania oraz czasu zaciągania i
obluzniania hamulca).
W przypadku załączenia hamowania poprzez obniżenie ciśnienia w głównym przewodzie powietrznym
(HL) w pierwszej kolejności jest włączany hamulec elektrodynamiczny.
Jeśli hamulec elektrodynamiczny nie osiągnie zadanej siły hamowania na oś, następuje wyłączenie
hamulca dla poszczególnych wózków wagonu i włączany jest hamulec pneumatyczny
Hamulec bezpośredni lokomotywy
Włączenie hamulca bezpośredniego następuje poprzez ustawienie dzwigni hamulca lokomotywy na
nastawniku ciśnienia w cylindrach hamulca. Przy czym przetransponowanie wartości zadanej w siłę
hamowania zarówno przy hamowaniu jak i odluznianiu następuje w zależności od czasu tzn. w zależności
od czasu uaktywnienia dzwigni hamulca i nie zależnie od ustawienia kranu w pozycji G/P/R.
Hamulec bezpośredni można zaciągać także z nie uaktywnionego stanowiska maszynisty. Do odluznienia
hamulca stanowisko maszynisty musi być uaktywnione. Rozkaz Hamuj ma zawsze pierwszeństwo
przed rozkazem Odluznij .
Hamulec bezpośredni jest używany przy jezdzie lokomotywy luzem na niskich prędkościach. Ponadto
hamulec bezpośredni służy jako automatyczny hamulec postojowy.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 32/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Urządzenie antypoślizgowe
Lokomotywa posiada urządzenie antypoślizgowe zgodnie z wymogami karty UIC 541-05 do
pneumatycznych hamulców ciernych. Urządzenie antypoślizgowe działa według zestawów kołowych i
składa się z następujących komponentów:
" komputer systemu antypoślizgowego
" zawory antypoślizgowe (jeden na zestaw kołowy)
" czujnik prędkości zestawu kołowego (jeden na zestaw kołowy)
Podczas ciągnięcia wagonów system antypoślizgowy jest w pozycji oczekiwania (tryb Sleep). Podczas
rozpoczęcia ciągnięcia wagonów zostaje on automatycznie uaktywniony poprzez wyłącznik ciśnieniowy
rozpoznający napełnianie się głównego przewodu powietrza, a po zakończeniu ciągnięcia następuje jego
dezaktywacja.
Hamulec postojowy
W normalnym przypadku pociąg zatrzymuje się wskutek hamowania służbowego lub nagłego. Hamulec
postojowy sprężynowy służy do zabezpieczenia stojącej lokomotywy przed niezamierzonym ruszeniem
przy spadku ciśnienia w cylindrach hamulca.
Uaktywnienie hamulca odbywa się poprzez przycisk Federspeicher anlegen ( Zaciągnąć hamulec
sprężynowy ) lub Federspeicher lsen ( Odluznić hamulec sprężynowy ) znajdujący się na pulpicie
sterowniczym na tylniej ścianie kabiny maszynisty.= Odluznienie hamulca postojowego odbywa się
poprzez napełnienie sprężonym powietrzem cylindra układu sprężynowego.=
W trybie holowania pociągu (systemy sterowania i diagnozy wyłączone) można zwolnić hamulec
postojowy jeżeli w akumulatorach jest odpowiednie napiecie i podłączony jest przewód główny, przy
pomocy przełącznika obrotowego znajdującego się na pulpicie obsługi.
Pęknięcie przewodu podczas jazdy automatycznie skutkuje rozpoczęciem hamowania awaryjnego. Aby
mimo to móc kontynuować jazdę, należy odciąć pneumatycznie hamulec sprężynowy (zawór odcinający
na zewnątrz przy podłużnicy) i mechanicznie odluzować.
Aby przygotować lokomotywę do trybu holowania, należy włączyć przycisk znajdujący się na pulpicie
umieszczonym na tylnej ścianie kabiny maszynisty.=W ten sposób następuje m. in. elektropneumatycznie
zwolnienie hamulca sprężynowego i uaktywniony zostaje układ kontroli pęknięcia przewodu. W
przypadku braku ciśnienia lub braku napięcia należy odluzować hamulce sprężynowe poprzez
mechaniczne zadziałanie na awaryjne urządzenia odluzowujące.
Informacja o zaciągnięciu hamulca postojowego podawana jest po obu stronach lokomotywy przy
pomocy wskaznika optycznego.=
System diagnostyczny
Sterowanie hamowaniem pociągu jest zintegrowane w system diagnostyczny lokomotywy. Meldunki
diagnostyczne ze sterowania hamowaniem pociągu są zapisywane w centralnym systemie
diagnostycznym lokomotywy. Maszynista otrzymuje potrzebne informacje jak np. o błędach w
zaciągnięciu lub wyluzowaniu hamulca. System zawiera wskazówki dla maszynisty oraz obsługi pociągu.
Opis systemu diagnostycznego zawarty jest w rozdziale 9.
7.3 Wytwarzanie sprężonego powietrza
7.3.1 Opis ogólny
Instalacja wytwarzania sprężonego powietrza jest wykonana zgodnie z najnowocześniejszymi
standardami. Szczególnie dzięki zastosowaniu sprężarki bezolejowej wyeliminowano zbiornik na
kondensat (z podgrzewaniem) oraz precyzyjnych filtrów olejowych. Tym samym odpadają czynności
związane z kontrolą oleju w sprężarce, opróżnianiem zbiornika zbiorczego kondensatu oraz precyzyjnego
filtra olejowego, a tym samym i utylizacja kondensatu oraz oleju (redukcja kosztów stałych związanych z
utrzymaniem instalacji i urządzeń przemysłowych).
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 33/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Do wytwarzania sprężonego powietrza służy dwustopniowa bezolejowa czterocylindrowa sprężarka
tłokowa chłodzona powietrzem o wydajności tłoczenia 2400 l/min przy 1750 obrotach / min. Napęd jest
realizowany poprzez asynchronicznz silnik prądu przemiennego pracujący na częstotliwości prądu 60Hz.
Umieszczony za chłodnicą końcową sprężarki separator służy do odseparowania kondensatu ze
sprężonego powietrza i odprowadzenia go. Ponieważ sprężarka pracuje bez oleju kondensat może być
odprowadzany bezpośrednio do otoczenia. Bezpośrednio do otoczenia można także odprowadzać
powietrze regeneracyjne z podłączonego w obwód dwukomorowego urządzenia suszącego.
Kompresor jest sterowany ciśnieniem w głównych zbiornikach powietrza. Przy wartości ciśnienia 8,5 bar
następuje załączenie kompresora, a po osiągnięciu wartości 10, o bar jest on wyłączany.
7.3.2 Poglądowe przedstawienie pobierania i klimatyzowania powietrza sprężonego
Schemat wytwarzania powietrza sprężonego, jego klimatyzowania i rozprowadzania jest przedstawiony w
uproszczony sposób na rysunku 7.2.
Agregat sprężarki Sprężarka pomocnicza
460V AC 110V DC
Odbierak prądu /
wyłącznik szybki
Piasecznica
Legenda:
Smarowanie obrzeża
koła
Ciśnienie C Ciśnienie w cylindrze hamulca
HB Przewód zasilający, zbiornik główny
HBF Pomocniczy zbiornik powietrza hamulca spręży- Syrena 1
nowego
HBS Pomocniczy zbiornik powietrza odbieraka prądu
HBL Przewód do zbiornika głównego lokomotywy Syrena 2
HK Przewód do sprężarki pomocniczej
HL Główny przewód powietrzny Zasłony ciśnieniowe
HR1 Pomocniczy zbiornik powietrza hamulca wózka 1 systemu klimatyzacji1
HR2 Pomocniczy zbiornik powietrza hamulca wózka 2
LB Zbiornik główny zasilania powietrzem Klapy ciśnieniowe
systemu klimatyzacji2
Fotel maszynisty 1
Fotel maszynisty 2
Sterowanie HL
Sterowanie ciśnieniem C
wózka jezdnego 1
Sterowanie ciśnieniem C
wózka jezdnego 2
Sterowanie hamulcem
sprężynowym
Rysunek 7.2: Poglądowe przedstawienie wytwarzania sprężonego powietrza, jego klimatyzowania i
rozprowadzania
7.3.3 System diagnostyczny
Instalacja sprężonego powietrza jest zintegrowana w systemie diagnostycznym lokomotywy. Meldunki
diagnostyczne z instalacji sprężonego powietrza są zapisywane w centralnym systemie diagnostycznym
lokomotywy. Maszynista otrzymuje potrzebne informacje jak np. o błędach na stycznikach załączających
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 34/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
kompresora. System zawiera wskazówki dla maszynisty oraz obsługi pociągu. Opis systemu
diagnostycznego zawarty jest w rozdziale 9.
7.4 Pneumatyczne urządzenia pomocnicze
7.4.1 Smarowanie obrzeża kół
Smarowanie obrzeża koła jest opisane w rozdziale Wózek pojazdu .
7.4.2 Piasecznica
Piasecznica jest opisana w rozdziale Wózek pojazdu .
7.4.3 Akustyczne urządzenia sygnałowe
Na każdym dachu kabiny maszynisty lokomotywa posiada po jednej syrenie o częstotliwościach 660 Hz i
370 Hz. Pod każdym względem spełniają one wymagania karty UIC 644 i mogą być zaączane
pojedynczo lub razem za pomocą przełącznika wychylnego znajdującego się na pulpicie maszynisty.
7.4.4 Inne pneumatyczne urządzenia pomocnicze
- Fotel maszynisty z amortyzatorem powietrznym
- klapy ciśnieniowe systemu klimatyzacji
7.5 Rozmieszczenie instalacji sprężonego powietrza
Urządzenia służące do pobierania i klimatyzowania powietrza sprężonego umieszczone są pod podłogą.
Urządzenia do pneumatycznego sterowania hamowaniem i sterowania pneumatycznych urządzeń
pomocniczych są zamontowane w zabudowie kołnierzowej na tablicy pneumatycznej , która znajduje się
na szafie urządzeń pneumatycznych. W bezpośrednim sąsiedztwie umieszczona jest szafa sterownicza do
sterowania urządzeniami pneumatycznymi. Ponieważ na tablicy pneumatycznej zintegrowane są także
pneumatyczne urządzenia zabezpieczenia pociągu, pozostałe wyposażenie pneumatyczne stanowią już
tylko zbiorniki główne i sterujące. W ten sposób szafa ma bardzo zwartą budowę i można ją w całości
wymontować z lokomotywy.
Na poniższym rysunku przedstawiony jest układ urządzeń w lokomotywie:
Rysunek 7.3: Rozmieszczenie instalacji sprężonego powietrza na szafie dla urządzeń pneumatycznych
oraz pod podłogą.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 35/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
8 Kabina maszynisty
Lokomotywa posiada dwie identyczne kabiny maszynisty, do których jest bezpośredni dostęp z obywdu
stron poprzez drzwi wejściowe.
Wejście do kabiny maszynisty ułatwiają trzy stopnie oraz poręcz. Drzwi znajdujące się w tylnej ścianie
kabiny maszynisty pozwalają na wejście do przedziału maszynowego.
Efektywna izolacjia akustyczna pozwala na minimalizowanie poziomu hałasu w kabinie maszynisty w
każdych warunkach eksploatacyjnych.
Kabina maszynisty jest oświetlona wewnątrz przy pomocy świetlówek. Przy maksymalnym nastawieniu
jasność na pulpicie maszynisty wynosi ok. 300 lx, lecz można ją zredukować do 60 lx. Ponadto na
wyposażeniu jest lampa miejscowa.
8.1 Okna
Dwa identyczne, ogrzewane okna przednie wykonane z nieprzyciemnianego szkła bezodpryskowego są
wklejone w pudło lokomotywy. Pod względem wytrzymałośći spełniają one wymogi karty UIC 651,
załącznik 3. Okna są ogrzewane przez zintegrowaną folię grzewczą (brak przewodów grzewczych).
Sterowanie ogrzewaniem, wycieraczki o napędzie elektrycznym, a także spryskiwacz szyb zasilane są
prądem 24 VDC. Na każdą kabinę maszynisty przypada ok. 15 litrów płynu do spryskiwacza.
Wycieraczki pracują w następujących trybach: Wyłączone z przerwami powoli szybko.
Przednie szyby wyposażone są w rolety.
Szyby boczne są opuszczane i posiadają blokadę w pozycji zamkniętej, a po otwarciu pozostają w danej
pozycji. Wykonane są z przyciemnionego szkła, aby zredukować przepuszczalność światła zewnętrznego
i tym samym ułatwić odczytywanie wskazań na urządzeniach.
8.2 Pulpit maszynisty
Ergonomiczny pulpit maszynisty został opracowany na podstawie standardowego pulpitu maszynisty
Kolei Niemieckich (DB), przy czym przy jego udoskonaleniu uwzględniono aspekty wynikające z ruchu
międzynarodowego. Widok pulpitu przedstawia rysunek 8.1.
Przycisk awaryjny w formie bezpośrednio działającego zaworu hamulca bezpieczeństwa w połączeniu z
sygnałem opuszczającym odbierak prądu umieszczony jest na środku pulpitu maszynisty, co zapewnia
optymalny dostęp do niego także dla pomocnika maszynisty. Przycisk umieszczony na prawej ścianie
(Schnell AUS szybkie wyłączenie) wyzwala wyłącznik szybli i opuszcza pantograf prądu.
Na pulpicie maszynisty (wyświetlacz ETCS) wyświetlana jest informacja o prędkości rzeczywistej,
komunikaty z różnych systemów zabezpieczających pociągu oraz dane techniczne urządzeń. Ponadto
wyświetlacz służy do wprowadzenia ustawienia kraju, systemu zasilania trakcji oraz danych pociągu.
Sterowanie wyświetlacza diagnostycznego oraz wyświetlacza ETSC pozwala na zastąpienie jednego
drugim w razie usterki.
Pozostałe wyposażenie pulpitu:
" miejsce na postawienia pojemnika z napojem
" kosz na śmieci
Wyposażenie znajdujące się na ścianie tylnej
" Gaśnica oraz wyposażenie awaryjne i bezpieczeństwa
" szafka do podgrzewania i chłodzenia posiłków i napojów
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 36/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Obsługa ra- Wyświetlacz Konsola DMI Manometry Wyłącznik
Wybór kie-
diołączności diagnostyczny (wyświetlacz hamulcowe awaryjny
runku jazdy
pociągowej ETSC)
Nastawnik Miejsce na
Wyłącznik Obsługa Obsługa za- Nastawnik Hamulec
Hamulec
jazdy / rozkład
awaryjnego klimatyzacji bezpieczeń prędkości bez-
automaty-
hamowania jazdy / do
zatrzymania pociągu zadanej pośredni
czny
pisania
Rysunek 8.1: Pulpit maszynisty
Po obydwu stronach kabiny maszynisty umieszczony jest pomocniczy nastawnik jazdy, aby ułatwić
manewrowanie lokomotywą lub ułatwić maszyniście podjechanie do składu przy jednoczesnej obserwacji
peronu.
Rysunek 8.2: Pomocniczy nastawnik jazdy
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 37/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
8.3 Kamera wideo jako urządzenie do obserwowania obszaru za
lokomotywą
Firma Bombardier zdecydowała się na zastosowanie wytrzymałego rozwiązania w postaci kamer jako
alternatywy dla składanych ogrzewanych lusterek wstecznych. Są one umieszczone w pobliżu drzwi do
kabiny na pudle lokomotywy.
Do wyświetlania obrazu nie służy dodatkowy ekran, lecz wyświetlacz diagnostyczny. Maszynista może
włączyć albo lewą albo prawą kamerę.
8.4 Klimatyzacja
Instalacja klimatyzacji ze zintegrowaną wentylacją, ogrzewaniem i ochrona przed nagłym wzrostem
ciśnienia umieszczona jest przed kabiną maszynisty. Ponieważ klimatyzacja umieszczona jest poza
kabiną maszynisty, to takie rozwiązanie minimalizuje poziom hałasu urządzeń dochodzący do kabiny.
Powietrze wpływające jest rozprowadzane kanałami znajdującymi się pod szybą czołową. Wydajność
instalacji grzewczej, nawiewnej i klimatyzacji spełnia wymogi podane na karcie UIC 651.
ti = 20C+ 0,5 (tA 20C)
Dodatkowe ogrzewanie umieszczone jest w podłodze kabiny maszynisty oraz w obrębie podnóżka.
Instalacja klimatyzacji posiada klapy zamykające, co umożliwia 100% cyrkulację powietrza. W
przypadku usterki instalacji chłodzącej lub jeśli takie jest życzenie maszynisty istnieje możliwość
realizacji nawiewu powietrzem z zewnątrz w 100%
Wolumen świeżego powietrza jest stale regulowany prędkością wentylatora. Pracy z powietrzem w
obiegu zamkniętym jest możliwa z podgrzewaniem, chłodzeniem wstępnym lub przy utrzymaniu
warunków klimatycznych, gdy lokomotywa jest stosowana w pociągach wahadłowych lub jako druga
lokomotywa z nie obsadzoną kabina maszynisty.
W trybie pracy "Auto" następuje samoczynna regulacja temperatury wnętrza kabiny w zakresie od 18C
do 26C. Wolumen strumienia powietrza jest automatycznie regulowany w stosunku do zadanej
temperatury, aby zapewnić maszyniście maksimum komfortu. W trybie pracy Ręczny maszynista może
ustawiać ręcznie wolumen strumienia powietrza,
System ochrony przed nagłym wzrostem ciśnienia służy do ograniczania wahań ciśnienia w kabinie
maszynisty (powstających wskutek działania fali uderzeniowej przy mijaniu się pociągów w tunelu) do
wartości maksymalnej 1000 Pa w ciągu 10 sekund i do 200 Pa w ciągu sekundy. System ochronny działa
niezależnie od klimatyzacji i w razie potrzeby można go wyłączyć.
8.5 Światła przednie i tylne
Światła czołowe tworzą kształt litery A, przy czym górne światło znajduje się na środku poniżej szyb
przednich. Przełącznikiem obrotowym znajdującym się na tylnej ścianie kabiny maszynisty można
wybrać różne ustawienia świateł. Przełącznik umożliwia wybór układu świateł na czole i końcu
lokomotywy oraz ustawienie funkcji wymaganych w danym kraju jak np. awaryjnego światła
migoczącego jakie jest wymagane w Belgii. Natężenie świateł przednich można regulować przy pomocy
przełącznika umieszczonego na pulpicie maszynisty.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 38/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
9 Sterowanie lokomotywą, sterowanie pociągiem i system
diagnostyczny
9.1 Informacje ogólne
W związku z wysokimi wymaganiami eksploatacyjnymi wobec instalacji elektrycznych i mechanicznych
systemy sterowania oraz oprzyrządowanie magistrali lokomotywy zostały opracowane i skonstruowane
na podstawie europejskiej normy EN 50155.
Struktura systemu sterowania oraz jego komponenty przedstawione są na rysunku 9.1.
DAVIS 185
DAVIS 185 WLAN
WLAN
WLAN
Diagnoza MMI Diagnoza MMI
GSM/GPRS GPS
GSM/GPRS GPS
GSM/GPRS GPS
MMI - Diagnose DMI
DMI MMI - Diagnose
DCPU1 LS+ I/O
DCPU1 LS+ I/O
DCPU1 LS+ I/O
DCPU1 LS+ I/O
DCPU1 LS+ I/O
DCPU2
DCPU2
DCPU2
DCPU2
DCPU2
Z prawej strony
Z prawej strony
rechts
rechts
rechts
rechts
MVB CAN
ZBF
ZBF
Z lewej strony
links
links Z lewej strony
links
links
Videokameras FR2 Videokameras FR1
Videokameras FR2 Videokameras FR1
Kamery wideo FR2 Kamery wideo FR1
BC BC
BC BC
EBICAB 2000
ZMS SR1 MBS SR2
SHP ZMS SR1 MBS SR2
SR1 MBS SR2
PZB LZB
Profibus
Sieć Profibus
D,A
PL D,A UIC
PL D,A UIC
Rysunek 9.1: Struktura systemu sterowania
DCPU Display and Control Processing Unit: komputer główny
DMI wyświetlacz ETSC pulpit sterowniczy oraz wyświetlacz maszynisty
Diagnoza MMI interfejs człowiek maszyna (wyświetlacz diagnostyczny)
LS+ Zabezpieczenie lokomotywy (zabezpiecznie nadprądowe i kontrola prądów
zakłóceniowych)
MVB Magistrala (bus) lokomotywy
CAN system magistrali I/O (umieszczony w pulpicie maszynisty oraz w szafach)
BC łącznik magistrali MVB
MBS Komputer hamulcowy
SR1, SR2 Sterownik przekształtników prądowych 1, 2
HBU1, HBU2 Przetwornice urządzeń pomocniczych 1, 2
ZBF system komunikacji radiowej pociągu
ZMS sterowanie systemu teletransmisyjnego czasowego
Klimatyzacja Sterowanie klimatyzacji
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 39/43 2005-12-01
Teloc
(JRU)
Teloc
(JRU)
Teloc
(JRU)
HBU1
HBU1
HBU1
HBU2
HBU2
HBU2
Klima
Klima
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
Obydwa zespoły DCPU łączące w sobie funkcje sterowania lokomotywą oraz zapisywania
/zarządzania/wizualizacji komunikatów meldunkowych stanowią główny element systemu. Lokomotywa
posiada dwa DCPU oraz dwa komputery hamulcowe, co zapewnia zwiększenie niezawodności pracy.
Na poziomie sterowania pociągiem następuje obliczanie i przenoszenie sygnałów do maksymalnie
czterech sprzężonych lokomotyw. Wypełnia on następujące zadania:
" rola interfejsu dla sygnałów do obsadzonej kabiny maszynisty oraz ich analiza
" przenoszenie poprzez ZMS rozkazów jezdy i hamowania na całej długości pociągu wprost do
jednostki sterującej napędu
" wykrywanie ograniczeń występujących na całej długości pociągu (np. moc łączna pobierana z sieci
trakcyjnej)
" generowanie komunikatów diagnostycznych z całego pociągu
" przekazywanie danych poprzez magistralę pociągu
Magistrala (bus) MVB stanowi interfejs między podsystemami lokomotywy (urządzenia sterujące
napędem, system hamowania, zabezpieczenia pociągu, itp.) W MVB został zastosowany szeregowy
interfejs RS 485 z separatorem galwanicznym.
Sygnały MVB charakteryzuja się wysokim poziomem dostępności, lecz w wąskim zakresie nie są pewne.
Dlatego na wyższych poziomach lub strefach protokołu przenoszenia danych zdefiniowano odpowiednie
zabezpieczenia logiczne. Ustalono również dopuszczalne tolerancje błędu.
System wielokrotnego sterowania typu ZMS służy komunikacji między lokomotywami lub między
wagonem sterowniczym a lokomotywą. Maksymalnie można sterować czterema lokomotywami łącznie.
9.2 Funkcje sterowania
9.2.1 Sterowanie jazdą i hamowaniem
Rozkazy jezdy i hamowania wydane z aktywnego pulpitu maszynisty są przetwarzane i podawane do
urządzeń sterujących napędem.
" Rozkaz jazdy
" Rozkaz hamowania
" Kierunek jazdy
" Wartość odniesienia 0& 100 % dla trakcji
" Wartość odniesienia 0& 100 % dla jazdy trakcyjnej
Obliczenie wartości zadanych zależy od wartości żądanych przez maszynistę, automatycznego sterowania
jazdy i hamowania (AFB patrz następny rozdział), trybu pracy lokomotywy oraz wykresu
(prędkość/siła pociągowa). Wartości zadane podlegają pewnym ograniczeniom, jeśli przekorczone
zostały pewne zdefiniowane progi ( temperatury, napięcie trakcyjne, itp.) Odpowiednio skorygowane
wartości zadane przenoszone są poprzez MVB do urządzeń sterujących napędem.
9.2.2 Automatyczne sterowanie jazdą i hamowaniem
System AFB oblicza siłę trakcyjną / hamowania lokomotywy w celu osiągnięcia wartości prędkości
zadanych przez maszynistę i utrzymania ich.
W trybie hamowania system AFB oblicza łączną siłę hamowania i rozdziela tę wartość między
elektrodynamiczny hamulec lokomotywy i pneumatyczny hamulec wagonu. W ten sposób podczas jazdy
w systemie kontrolnym LZB istnieje możliwość wyhamowania docelowego aż do całkowitego
zatrzymania pociągu. W przypadku standardowej regulacji prędkością na podstawie wartości zadanych
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 40/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
przez maszynistę istnieje jedynie możliwość hamowania bezwładnościowego i redukowania prędkości z
automatycznym zadziałaniem pneumatycznego hamulca wagonu.
W trybie hamowania priorytet ma wyższa z obydwu wartości zadanych z nastawnika hamulca
elektrodynamicznego i systemu sterowania prędkości AFB. Włączenie samoczynnego hamulca pociągu
unieważnia obie wymienione wartości zadane.
9.2.3 Regulacja przyczepności kół
Ciężkie warunki w zakresie przyczepności między szynami a kołami powodują konieczność zastosowania
specjalnych środków, aby parametry siły pociągowej jak najbardziej zbliżyły się do wartości
realizowanych w normalnych warunkach przyczepności. System przeciwpoślizgowy umożliwia
regulację poślizgu i zawiera następujące funkcje:
" automatyczne przystosowywanie się do zróżnicowanych warunków na torach
" automatyczne przystosowywanie się do zróżnicowanych obciążeń pociągu
" automatyczne ustawianie optymalnych parametrów sterowania np. maksymalnego poślizgu
" skuteczne ograniczanie poślizgu
" uwzględnienia różnej średnicy kól
Te funkcje sterownicze są zintegrowane w sterowniku napędu. Jeśli koła się ślizgają lub wpadają w
poślizg, następuje redukcja siły pociągowej lub elektrycznej siły hamowania. Regulacja przyczepności
kół nie wymaga zastosowania dodatkowych czujników, gdyż wykorzystywane są sygnały z czujników
obrotów silnika trakcyjnego.
9.3 Niezawodność i redundancja
System sterowania jest tak skonstruowany, iż spełniane są wymagania wobec stopnia dostępności i
niezawodności całej lokomotywy. W zależności od funkcji przypadającej danemu systemowi,
wprowadzono następujące środki, aby sprostać tym wymaganiom.
CAN bus posiada redundantne zasilanie, tak aby w każdym przypadku utrzymać działanie ważnych
modułów, połączeń do podsystemów, czujników aktuatorów. Ważne sygnały wejściowe oraz wyjściowe
posiadają połączenie redundantne z modułami na wejściu i wyjściu.
Zespół DCPU wyposażony jest w dwa niezależne komputery, zasilane z dwóch niezależnych systemów,
aby utrzymać wszystkie funkcje pociągu w przypadku awarii jednego komputera zespołu DCPU.
Dwa wyświetlacze w kabinie maszynisty (diagnoza MMI, DMI) mogą również całkowicie przejmować
swe funkcje i obsługę.
Każdy przekształtnik trakcyjny posiada własne niezależne sterowanie.
Przetwornice pomocnicze oraz sterowanie systemu zasilania przetwornic są tak skonstruowane, iż
lokomotywa nie przerwie jazdy, jeśli jedna z przetwornic ulegnie awarii.
9.4 System diagnostyczny
System diagnostyczny lokomotywy nadzoruje podzespoły elektronicznych systemów sterowania
lokomotywy, a ponadto przetwornice pomocnicze, komputer układu hamowania, system zabezpieczeń
pociągu oraz status styczników, wyłączników ochronnych oraz bezpieczników.
Oprócz trwałego zapisywania wyników diagnozy realizowana jest także wizualizacja danych, wyników,
interpretacji (np. wskazówek do lokalizowania usterek) na wyświetlaczu diagnostycznym w kabinie
maszynisty. W zestawie danych diagnozy zawarty jest kod usterki, stan, dane z otoczenia, data, godzina
oraz miejsce wystąpienia awarii.
Dzięki systemowi komunikacji telefonicznej GSM w każdej chwili można ściągnąć dane diagnostyczne
na odległość oraz ustalić dokładną lokalizację lokomotywy dzięki zastosowaniu odbiornika GPS. Ponadto
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 41/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
przez system GPS odbywa się transmisja dokładnego czasu do systemu sterowania napędu oraz
lokomotywy.
10 Wyposażenie zabezpieczające oraz radiołączność pociągowa
10.1 Systemy zabezpieczające
Bezpieczeństwo pociągu gwarantują homologowane systemy:
" w Polsce system samoczynnego hamowania pociągu (SHP)
" w Niemczech i Austrii systemy PZB/LZB. Obydwie funkcje wypełniane są przez moduły STM,
które osadzone są na oprzyrządowaniu ETSC. W ten sposób lokomotywa jest optymalnie
przygotowana do rozszerzenia o funkcje ETSC w przyszłości.
Czynności Sterowanie lokomotywy / Diagnoza MMI
maszynisty System diagnostyczny
Kabina maszy-
nisty
Sieć (bus) lokomotywy
Niemcy / Austria Polska
Główny przewód powietrzny
Rysunek 10.1: Schemat blokowy systemów zabezpieczeń pociągu
10.2 System łączności radiowej pociągu
Lokomotywa wyposażona jest w dualne urządzenie do radiołączności (łączność analogowa oraz GSM-R).
Analogowa część urządzenia wyposażona jest w moduły oprogramowania do Niemiec, Austrii i Polski.
Te moduły są od siebie niezależne i przy przekraczaniu granicy należy je każdorazowo uaktywnić.
Urządzenie GSM-R spełnia wymogi dotyczące interoperacyjności zgodnie ze specyfikacją EIRENE.
Uwzględniono również krajowe wymogi sieci Kolei Niemieckich (DB). Obecnie trwają pracę nad
uzyskaniem (europejskiej) homologacji prowadzone przez akredytowane centrum badawcze.
Urządzenie radiokomunikacyjne posiada dodatkową funkcję dla zastosowań w Polsce, a mianowicie
możliwość odbioru sygnału zatrzymania awaryjnego (radiostop) i przekazania go do układu sterowania
lokomotywy.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 42/43 2005-12-01
TRAXX F140 MS dla ATC / D-A-PL
10.3 Rejestrator danych
Rejestracja odbywa się przy pomocy homologowanego urządzenia rejestrującego. Rejestrowana
informacja o prędkości dotyczy danych z aktywnego w danej chwili systemu zabezpieczającego. Na
wyposażeniu znajduje się także dodatkowy moduł pamięci chroniony na wypadek kolizji i pożaru.
3EH-214330-0001 Rev. A Strona 43/43 2005-12-01
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
The Hungarian Language, A Short Descriptive GrammarA short history of the short story100 0001Short Test* Unit2Output Section DescriptionSHORT TEST VIIIMaturaSolutionsAdvanced Unit 8 short test 1 and 20001 ToulenDescriptionSize0001 0009 Cz 0Ready Promotion World Lines Promo 108 TRAXX (17 12 2014) TracklistaBeginning Short Stories with Quetsions, An Overcast DayKLAN NIESMIERTELNYCH Joanna Rybak16 0001więcej podobnych podstron