prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD. 141 0 KOĽAJOVÉ VOZIDLÁ 2 1. Vysokorýchlostné KV. 2. Dvojkolesia (materiály, tlmiče hluku) a nápravové ložiská (výpočet). 3. Vedenie dvojkolesí. 4. Vypruženie (duplex. pruž. lomená charakt., flexi coil, gumené prvky, pneumatické vypruženie). 5. Rámy podvozkov (Výpočtové zaťaženia, materiály); Podvozky. 6. Uloženie skriní na pojazde (zmeny kolesových síl na zbortenej koľaji, spôsoby zabezpečenia mechanického optima, naklápacie skrine). 7. Skrine KV (požiadavky, zaťaženia, kĺbové vozidlá, odolnosť pri náraze, použitie Al zliatin). 8. Pohony dvojkolesí (základné výpočty tlapový motor, úplne odpružené pohony, spojka Škoda, skupinové pohony). 9. Spaľovacie motory pre KV. Mechanické a hydraulické prenosy výkonu. 10. Elektrické prenosy výkonu (trakčné motory, trakčné generátory, regulácia, hybridné pohony). 11. Ťahadlové a narážacie ústrojenstvo. 12. Brzdy KV (výpočty brzdovej hmotnosti, výkonnosť bŕzd, zaisťovacie brzdenie, koľajnicové brzdy,...). 13. Chladenie, vetranie, klimatizácia. Literatúra: Izer, J., Janda, J., Maruna, Z., Zdrůbek, S.: Kolejové vozy. ALFA Bratislava, 1986. Maruna, Z., Hoffmann, V., Koula, J., Kroupová Z.: Metodika konstruování kolejových vozidel - osobní a nákladní podvozky. ČVUT Praha, 1988. Izer, J.: Kolejové vozy - dodatek. ALFA Bratislava 1988. Dostál, J., Heller, P.: Kolejová vozidla I. ZČU v Plzni 2007, ISBN 978-80-7043-520-5. Heller, P., Dostál, J.: Kolejová vozidla II. ZČU v Plzni 2009, ISBN 978-80-7043-641-7. Heller, P., Dostál, J.: Kolejová vozidla III. ZČU v Plzni 2011, ISBN 978-80-261-0028-7. Nejepsa, R., Šíba, J.: Kolejová vozidla II. ČVUT Praha, 1982. Šíba, J.: Kolejová vozidla II - pojezd. ČVUT Praha, 1987. Šíba, J.: Kolejová vozidla II - pojezd. Doplňkové skriptum. ČVUT Praha, 1991. Lata, M.: Konstrukce kolejových vozidel II. Univerzita Pardubice, 2004, ISBN 80-7194- 696-6. Müller, J.: Příslušenství kolejových vozidel. ALFA Bratislava 1990. Kalinčák, D., Janíček, F., Korecz, K., Lang, A.: Koľajové vozidlá riešené príklady. ŽU v Žiline 2004, ISBN 80-8070-352-3. Kalinčák, D.: Koľajové vozidlá I. ŽU v Žiline, jún 2008. ISBN 978-80-8070-864-1.
141 1 Doby jazdy vlaku T [min] V 120 140 160 180 200 250 300 350 400 450 500 L [km] 100 50.0 42.9 37.5 33.3 30.0 24.0 20.0 17.1 15.0 13.3 12.0 150 75.0 64.3 56.3 50.0 45.0 36.0 30.0 25.7 22.5 20.0 18.0 200 100.0 85.7 75.0 66.7 60.0 48.0 40.0 34.3 30.0 26.7 24.0 300 150.0 128.6 112.5 100.0 90.0 72.0 60.0 51.4 45.0 40.0 36.0 400 200.0 171.4 150.0 133.3 120.0 96.0 80.0 68.6 60.0 53.3 48.0 500 250.0 214.3 187.5 166.7 150.0 120.0 100.0 85.7 75.0 66.7 60.0 DOBY JAZDY V ZÁVISLOSTI NA RÝCHLOSTI A VZDIALENOSTI kde T = T p + T i /2 + L/v c + T o, T - celková doba prepravy, T p - doba prístupu z miesta začiatku cesty k dopravnému prostriedku, T i - interval medzi spojmi, L - vzdialenosť, v c - cestovná rýchlosť, T o - doba odstupu z dopravného prostriedku k miestu konca cesty.
141 2 Inovovaná TSI Rozhodnutím komisie o technickej špecifikácii pre interoperabilitu subsystému Koľajové vozidlá transeurópskeho vysokorýchlostného železničného systému č. 2008/232/ES zo dňa 21. 2. 2008. Sú zavedené 2 triedy VR vlakov: Trieda 1: Koľajové vozidlá jazdiace max. rýchlosťou 250 km/h a viac. Trieda 2: Koľajové vozidlá jazdiace max. rýchlosťou najmenej 190 km/h a najviac 250 km/h. MAXIMÁLNE DYNAMICKÉ ZVISLÉ KOLESOVÉ SILY V Q [kn] 190 < V # 250 180 250 < V #300 170 V > 300 160 PRUD'HOMMOVO KRITÉRIUM C Limitný pomer priečnej síly k zvislej sile pre R $ 250 m: kde Y a Q sú priečna a zvislá dynamická sila, ktorými pôsobí koleso na koľajnicu. C Limitný pomer priečnej sily k zvislej sile pre R < 250 m: kde ( je uhol sklonu okolesníka. Ak je uhol okolesníka ( min. 70, potom limitný podiel Y/Q môže dosiahnuť hodnotu až 1,2. Pozdĺžne sily, ktorými pôsobí koľajové vozidlo na koľaj, musia byť vždy menšie, ako sily zodpovedajúce zrýchleniu nebo spomaleniu 2,5 m/s 2.
prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD. 141 3 MAXIMÁLNE STATICKÉ HMOTNOSTI NA HNACIE NÁPRAVY: Maximálna prevádzková rýchlosť 190 # V #200 200 <V # 230 230 < V # 250 V = 250 V > 250 Trieda 1 NA NA NA # 18 t # 17 t Rušne a hnacie hlavové vozidlá triedy 2 # 22,5 t # 18 t NA NA Ucelené jednotky 2. triedy # 20 t # 18 t NA NA Vozne ťahané rušňom 2. triedy # 18 t NA NA Maximálna dĺžka vlakov nesmie presiahnuť 400 m. KINEMATICKÉ OBRYSY GA, GB A GC (HORNÁ ČASŤ)
141 4 Brzdný režim Minimálne brzdné spomalenia t e [s] Minimálne spomalenie za daných brzdných podmienok [m/s 2 ] 330 až 300 300 až 230 230 až 170 170 až 0 Prípad A núdzové brzdenie s odpojením určitého zariadenia 3 0,85 0,9 1,05 1,2 Prípad B núdzové brzdenie s odpojením určitého zariadenia a za nepriaznivých klimatických podmienok 3 0,62 0,7 0,8 0,9 t e [s] = ekvivalentná doba uvedenia do činnosti VÝPOČET BRZDNEJ DRÁHY: kde V 0 je počiatočná rýchlosť (meraná v m/s), V 1... V n sú rýchlosti uvedené v tabuľke (merané v m/s), ab 1... ab n sú spomalenia v rámci daného pásma rýchlosti (v m/s 2 ), t e je ekvivalentná doba uvedenia do činnosti (meraná v s). Brzdný režim Prípad A núdzové brzdenie s odpojením určitého zariadenia Brzdné dráhy t e [s] Brzdná dráha nesmie presiahnuť 330-0 300-0 250-0 200-0 3 4 530 3 650 2 430 1 500 Prípad B núdzové brzdenie s odpojením určitého zariadenia a za nepriaznivých klimatických podmienok 3 5 840 4 690 3 130 1 940
141 5 Minimálne brzdné spomalenia pri prevádzkovom brzdení Brzdný režim t e [s] Minimálne spomalenie za daných brzdných podmienok [m/s 2 ] 330 až 300 300 až 230 230 až 170 170 až 0 Normálne prevádzkové 2 0,35 0,35 0,6 0,6 brzdenie t e [s] = ekvivalentná doba uvedenia do činnosti Medzné hodnoty L paeq,t pre hluk vyžarovaný pri stáni KV Vozidlá L paeq,t [(db(a)] Trieda 1 Trieda 2 Elektrické rušne 75 Motorové rušne 75 Elektrické jednotky 68 68 Motorové jednotky 73 Osobné vozne 65 Medzné hodnoty L pafmax pre hluk vyžarovaný pri rozjazde KV Vozidlá L pafmax [(db(a)] Elektrické rušne, P $ 4 500 kw na obvode kolies 85 Elektrické rušne, P < 4 500 kw na obvode kolies 82 Motorové rušne 89 Elektrické jednotky triedy 2 82 Elektrické jednotky triedy 1 85 Motorové jednotky 85 Medzné hodnoty L paeq,tp pre hluk prechádzajúceho koľajového vozidla Rýchlosť Koľajové vozidlá 200 250 300 320 Trieda 1 vlaková súprava NA 87 db(a) 91 db(a) 92 db(a) Trieda 2 vlaková súprava alebo variabilná 88 db(a) NA NA NA zostava
prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD. 141 6 MEDZNÁ KRIVKA AKUSTICKEJ DRSNOSTI KOĽAJNICE Medzné hodnoty L paeq,t pre hluk vnútri kabíny strojvodiča v koľajovom vozidle Hluk vnútri kabíny rušňovodiča L paeq,t [db(a)] Doba merania [s] Pri státi (so spusteným vonkajším akustickým výstražným signálom) Maximálna rýchlosť (otvorená krajina bez vnútorných a vonkajších výstražných signálov) 95 3 80 60 POŽIADAVKY NA TRAKČNÝ VÝKON Vypočítané minimálne stredné zrýchlenie pri rozjazde Rozsah rýchlostí Stredné zrýchlenie [m/s 2 ] Trieda 1 Trieda 2 0-40 0,40 0,30 0-120 0,32 0,28 0-160 0,17 0,17
prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD. 141 6A PODMIENKY PROSTREDIA - Aerodynamické zaťaženie pôsobiace na pracovníkov pozdĺž trate, Maximálna prípustná rýchlosť prúdenia vzduchu na trati Maximálna rýchlosť vlaku v vl,max Maximálna prípustná rýchlosť prúdenia vzduchu na trati (medzné hodnoty pre u 2F [m/s]) 190 až 249 20 250 až 300 22 - aerodynamické zaťaženie pôsobiace na cestujúcich na nástupišti vlak s plnou dĺžkou idúci v otvorenom priestore rýchlosťou v vl = 200 km/h (alebo svojou max. prev. rýchlosťou v vl,max, ak je nižšia ako 200 km/h) nesmie pri prejazde celého vlaku spôsobiť prekročenie rýchlosti prúdenia vzduchu u 2F = 15,5 m/s nad nástupišťom vo vzdialenosti 3,0 m od osi koľaje. - tlakové zaťaženie v otvorenom priestore Maximálne prípustné zmeny tlaku v otvorenom priestore Vlak Referenčná rýchlosť vlaku maximálna prípustná zmena tlaku )p 2F [Pa] Trieda 1 250 795 Trieda 2 pri maximálnej rýchlosti 720 - bočný vietor - maximálne kolísanie tlaku v tuneli Požiadavky na interoperabilný vlak samostatne prechádzajúci tunelom bez zošikmenia a v tvare trubice Typ vlaku Referenčný prípad v vl [kmh] A tu [m 2 ] )p N [Pa] Kritéria týkajúce sa referenčného prípadu )p N + )p Fr [Pa] )p N + )p Fr + )p T [Pa] v vl,max < 250 km/h 200 53,6 # 1 750 # 3 000 # 3 700 v vl,max $ 250 km/h 250 63,0 # 1 600 # 3 000 # 4 100
141 7 ELEKTRICKÁ JEDNOTKA DB - ICE 3 ELEKTRICKÁ JEDNOTKA S NAKLÁPACOU SKRIŇOU ČD R. 681 KRÁTKA, 7 DIELNA, VERZIA JEDNOTKY AGV (ALSTOM)
141 8 PODVOZOK ELEKTRICKEJ JEDNOTKY AGV (ALSTOM) ZARIADENIA NA POHLTENIE NÁRAZOVEJ ENERGIE PLASTICKÝMI DEFORMÁCIAMI, JEDNOTKA AGV (ALSTOM)