1 TRAKČNÍ VOZIDLA MHD Ing. Jaromír Široký, Ph.D. Institut dopravy Fakulta strojní VŠB TU Ostrava
2 Tyto studijní materiály vznikly pro studenty prezenčního a dálkového studia. Recenze: Název: Trakční vozidla MHD Autoři: Jaromír Široký Vydání: první, 2018 Počet stran: xxx Studijní materiály pro studijní obor Dopravní systémy a technika, Institut dopravy, Fakulta strojní, VŠB TU OSTRAVA Jazyková korektura: ne. Jaromír Široký Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, 2018
3 POKYNY KE STUDIU Pro předmět 1. semestru oboru Dopravní systémy a technika jste obdrželi studijní balík obsahující: integrované opory pro prezenční a distanční studium obsahující i pokyny ke studiu ve formě komentovaných prezentací přednášek, doplněný o odkazy na doporučenou a rozšiřující literaturu a zdroje. Prerekvizitní oblasti Teorie dopravních prostředků. Cíle předmětu Cílem je seznámení se: základními charakteristikami systému městské hromadné dopravy; uspořádáním a konstrukčním řešením tramvají; systému tramtrain; základním uspořádáním a parametry autobusů a trolejbusů systémy podzemních drah a jejich vozidel nekonvenčními dopravními systémy jako jsou monoraily, kabinové systémy a pohyblivé chodníky. Pro koho je předmět určen Předmět je určen pro studenty programu Dopravní systémy a technika, popř. pro zájemce z řad studentů stavebních fakult se zaměřením na dopravní stavitelství.
4 Při studiu každé kapitoly doporučujeme následující postup: Čas ke studiu: xx hodin Na úvod kapitoly je uveden čas potřebný k prostudování látky. Čas je orientační a může vám sloužit jako hrubé vodítko pro rozvržení studia celého předmětu či kapitoly. Někomu se čas může zdát příliš dlouhý, někomu naopak. Jsou studenti, kteří se s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoví, kteří již v tomto oboru mají bohaté zkušenosti. Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat Definovat Vyřešit Ihned potom jsou uvedeny cíle, kterých máte dosáhnout po prostudování této kapitoly konkrétní dovednosti, znalosti. Výklad Následuje vlastní výklad studované látky, zavedení nových pojmů, jejich vysvětlení, vše doprovázeno obrázky, tabulkami, řešenými příklady, odkazy na animace. Shrnutí pojmů Na závěr kapitoly jsou zopakovány hlavní pojmy, které si v ní máte osvojit. Pokud některému z nich ještě nerozumíte, vraťte se k nim ještě jednou. Otázky Pro ověření, že jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik teoretických otázek. Úlohy k řešení Protože většina teoretických pojmů tohoto předmětu má bezprostřední význam a využití v praxi, jsou Vám nakonec předkládány i praktické úlohy k řešení. V nich je hlavním významem předmětu schopnost aplikovat čerstvě nabyté znalosti pro řešení reálných situací. Klíč k řešení Výsledky zadaných příkladů i teoretických otázek jsou uvedeny v závěru učebnice v Klíči k řešení. Používejte je až po vlastním vyřešení úloh, jen tak si samokontrolou ověříte, že jste obsah kapitoly skutečně úplně zvládli. Úspěšné a příjemné studium s tímto učebním textem Vám přeje auto:., Jaromír Široký a kolektiv externích spolupracovníků z provozu
5 Obsah Historie vývoje vozidel hromadné dopravy ve světě a ČR... 7 Vývoj městské dopravy do konce 19. století... 7 Přehled historie rozvoje MHD na území bývalého Československa... 12 Rozdělení systémů a prostředků městské hromadné dopravy... 13 Charakteristické znaky MHD... 14 Tramvaje... 20 Rozdělení tramvají podle stavby a koncepce... 20 Rozdělení kolejové městské dopravy podle UITP... 20 Výška podlahy tamvaje - nízkopodlažnost... 25 Koncepce článkových tramvají... 26 Pojezdy tramvají... 28 Normálně podlažní podvozek Tatra bez primárního vypružení... 28 Normálně podlažní podvozky s primárním vypružením... 29 Normálně podlažní podvozky s tandemovým pohonem... 31 NP Podvozek s malými koly dvojkolí s koly o průměru 300 mm... 34 Podvozky pro nízkopodlažní tramvaje, nápravnice se samostatně uloženými koly... 35 Podvozek pro nízkopodlažní tramvaje s portálovou nápravou a vazbou mezi koly... 37 Portálové podvozky pro nízkopodlažní tramvaje... 38 Sekundární vypružení podvozků... 40 Kola dvojkolí tramvají... 41 Kolo složené radiální... 41 Složená kola radiální... 44 Profily jízdní plochy kol tramvají... 46 Stavba skříní tramvají... 47 Diferenciální stavba skříně... 47 Integrální stavba skříně... 50 Dveře, okna... 51 Základní konstrukční celky tramvají... 54 Brzda tramvají... 54 Ovládání tramvaje... 56 Sběrače tramvají... 58 Tramtrain... 62 Základní požadavky na vouzidla... 62 Bezpečnostní hlediska provozu vozidel... 63 Aktivní a pasivní bezpečnost... 63
6 Obrysy pro vozidla typu tramtrain... 66 Trolejbusy... 69 Charakteristické znaky... 69 Koncepce pohonu trolejbusu... 70 Vnitřní vybavení... 74 Stanoviště řidiče... 74 Trakční obvody trolejbusů s polovodičovou regulací... 76 Trolejové vedení a sběrače... 77 Dvouzdrojové trolejbusy... 82 Autobusy... 86 Historie autobusů v ČR... 86 Rozdělení autobusů podle délky... 88 Příklady autobusů pro městský provoz... 88 Koncepce pojezdu autobusu a vztah k nízkopodlažnosti... 90 Nekonvenční autobusy... 91 Metro... 96 Typy metra... 97 Řešení tunelů a stanic... 103 Koncepce prostorového uspořádání vozidel... 106 Nekonvenční systémy... 109 Nekonvenční dopravní prostředky... 111 Monorail... 111 Rozdělení... 111 Podepřené systémy... 111 Zavěšené systémy... 118 Kabinkové systémy... 123 Uspořádání stanic... 124 Ukázky návrhů řešení... 124 Pohyblivé pásy a chodníky... 127 Použité zdroje a doplňující literatura... 129
7 Historie vývoje vozidel hromadné dopravy ve světě a ČR Vývoj městské dopravy do konce 19. století Ukázka kočárů v 17. a 18 století. Omnibus, zápřah 2 koně, obstavitelnost cca 12-15 cestujících
8 Návrh parního omnibusu Omnibus v Praze Parní lokomotiva londýnského metra Parní lokomotiva londýnského metra Konězpřežná tramvaj v Praze. Nákresy parních tramvají v Brně.
9 První autobusy v Praze. Prní trolejbusy v Berlíně Seimenssběrací vozík jezdí shora po dvojí troleji. Tramvaje počátku 20. století. Rámové, dvojnápravové, jednostranné. Motorové + přípojné vozy.
10
11
12 Přehled historie rozvoje MHD na území bývalého Československa
13 Rozdělení systémů a prostředků městské hromadné dopravy
14 Charakteristické znaky MHD
15
16
17
18
19
20 Tramvaje Rozdělení tramvají podle stavby a koncepce Rozdělení kolejové městské dopravy podle UITP
21
22
23
24
25 Výška podlahy tamvaje - nízkopodlažnost
26 Koncepce článkových tramvají
27
28 Pojezdy tramvají Normálně podlažní podvozek Tatra bez primárního vypružení Podvozek pro rozchod 1435 mm
29 Podvozek Tatra pro rozchod 1000 mm Normálně podlažní podvozky s primárním vypružením
30
31 Normálně podlažní podvozky s tandemovým pohonem
32
33
34 NP Podvozek s malými koly dvojkolí s koly o průměru 300 mm
35 Podvozky pro nízkopodlažní tramvaje, nápravnice se samostatně uloženými koly Portálová náprava s volně uloženými běžnými koly.
36 NP podvozek s tandemově poháněnými koly (bez napravnice)
37 Podvozek pro nízkopodlažní tramvaje s portálovou nápravou a vazbou mezi koly
38 Portálové podvozky pro nízkopodlažní tramvaje
39
40 Sekundární vypružení podvozků
41 Kola dvojkolí tramvají Kolo složené radiální
42
43
44 Složená kola radiální
45
46 Profily jízdní plochy kol tramvají
47 Stavba skříní tramvají Diferenciální stavba skříně Rám diferenciální skříně článku tramvaje: 1 hlavní podélník přenáší hlavní složku podélných sil, 2 bočník podílí se na přenostu podélných a svislých sil; 3 čelník s kloubem; 4 místo pro spřahací ústrojí; 5 hlavní příčník; 6 schody nástupního prostoru Rám skříně s prolomenými podélníky pro nizkopodlažní provedení tramvaje.
48 Na rámu již postavená skříň. 1 sloupek,,2 podokenní vazník; 3 nadokenní vazník; 4 výztuha bočnice; 2 okenní sloupek; 5 šikmá výztuha; 6 obšití bočnice; 7 podlahová dílů; 8 střecha.
49 8 3 1 4 2 2 6 7 5
50 Integrální stavba skříně 3 1 2 4 Profily pro sestavení tubusu skříně: 1 boční profily; 2 střešní profily; 3 C drážka pro uchycení vnitřního vybavení; 4 zámek profilu pro svaření; Sestavení tubusu skříně včetně vyřízlých otvorů.
51 Řez vozidlem s integrální stavbou skříně. Dveře, okna Dveře posuvné.
52 Dveře předsuvné Okno celistvé vkládané do gumového těsnění u diferenciálních staveb
53 Okno celistvé, lepené u integrální stavby. Okno výklopné vkládané do gumového těsnění u diferenciálních staveb
54 Výklopné okno, lepené u integrální stavby. Základní konstrukční celky tramvají Brzda tramvají Kotoučová brzda, kotouč na nápravě, brzdová jednotka na nápravové převodovce, ovládání elektrohydraulicky.
55 Bubnová brzda. buben na hřídeli trakčního motoru, ovládání elektromechanicky, stav zabrzděno/odbrzděno. Magnetická kolejová brzda umístění mezi koly pod rámem podvozku, ovládání elektricky (zdroj palubní baterie), stav zabrzděno/odbrzděno.
56 Ovládání tramvaje Základní trakční schéma odporové tramvaje červeně jízda, modře elektrodynamická brzda.
57
58 Sběrače tramvají Podle konstrukčního řešení se dělí na symetrické sběrače a sběrače nesymtrické. Symetrický sběrač Nesymetrický sběrač.
59 Pohon sběrače zvedání pružinou, působící na spodní ramena sběrače. Stahování sběrače: ruční pomocí lana; elektromechanicky s nouzovým ručním ovládáním
60 Dotyk s trolejovým vedení pomocí sběrací lišty. Starší výkyvná jednoduchá lišta s uhlíkovým obložením, novější dvojitá lišta s vypružením.
61 Celková sestavení nesymetrického sběrače ve stažené (montážní) poloze.
62 Tramtrain Základní požadavky na vouzidla
63 Bezpečnostní hlediska provozu vozidel Aktivní a pasivní bezpečnost
64
65
66 Obrysy pro vozidla typu tramtrain
67
68
69 Trolejbusy Charakteristické znaky
70 Koncepce pohonu trolejbusu
71
72
73 Trakce
74 Vnitřní vybavení Stanoviště řidiče
75
76 Trakční obvody trolejbusů s odporovou regulací Trakční obvody trolejbusů s polovodičovou regulací
77 Trolejové vedení a sběrače
78
79
80
81
82 Dvouzdrojové trolejbusy
83
84
85
86 Autobusy Historie autobusů v ČR
87
88 Rozdělení autobusů podle délky Příklady autobusů pro městský provoz City Bus
89 Mini Bus Patrový autobus
90 Koncepce pojezdu autobusu a vztah k nízkopodlažnosti
91 Nekonvenční autobusy
92 Portálová náprava s motory v náboji kol, vnitřní uspořádání
93
94
95
96 Metro
97 Typy metra
98
99
100
101
102
103 Řešení tunelů a stanic
104
105
106 Koncepce prostorového uspořádání vozidel
107
108
109 Nekonvenční systémy
110
111 Nekonvenční dopravní prostředky Monorail Rozdělení zavěšené podepřené Podepřené systémy skříňový ocelový nosník, horní pojezd
112 přírubový betonový nosník, dolní pojezd
113 monolitický betonový nosník, horní pojezd
114
115 plochý nosník s vodícím žebrem, horní pojezd
116
117
118 Zavěšené systémy betonová otevřený nosník
119 otevřený ocelový nosník
120
121
122
123 Kabinkové systémy
124 Uspořádání stanic Ukázky návrhů řešení
125
126
127 Pohyblivé pásy a chodníky Způsoby nástupu
128
129 Použité zdroje a doplňující literatura FOLPRECHT JAN, KŘIVDA Vladislav OLIVKOVÁ Ivana, FRIČ Jindřich: Městská hromadná doprava (vybrané statě). Ostrava:, 2005. HABARDA Dušan: Mestská hromadná doprava. Bratislava. ALFA Bratislava. 1984. HABARDA Dušan: Modernizácia mestskej kol ajovej dopravy. Žilina: Žilinská univerzita Žilina. 2003. HABARDA D., GRENČÍK J.: Pojazdy mestských koľajových vozidiel. Žilina: Žilinská univerzita Žilina. 2005. HELLER P., DOSTÁL J.: Kolejová vozidla III. Plzeň: ZČU Plzeň. 2011 Zajímavost k tématu Průvodce studiem Text, kterým chcete neformálně oslovit studujícího o tom, co je důležité umět nebo co stačí jen přečíst informativně. Odměna a odpočinek Text, kterým chcete ještě neformálněji oslovit studujícího o tom, co už umí a že je vhodné si teď odpočinout, zítra si to přečíst znovu a pak teprve pokračovat, nebo něco podobného nesoucí se v tomto duchu. Korespondenční úkol Příprava na tutoriál Souhrn znalostí, se kterými má student přijít na tutoriál (kapitola 1-2 ap.) [Styl Zadání příkladu] Náměty k diskusím, témata a popisy případových studií, problémů určených ke skupinovému řešení, otázky k promyšlení, specializovaná cvičení a další podněty. Studující se tak mohou připravit na společná setkání a výsledkem je omezení okamžitých improvizací a zvýšení efektivnosti průběhu tutoriálu. Elektronická výuka Informace o doplňujících animacích, videosekvencích apod., které si může student může nalézt na e- learningovém portálu.
130 Klíč k řešení Literatura [1] Návod k obsluze, Válcová zkušební stanice funkcí a výkonu LPS 2000, MAHA Consulting s.r.o., 1. vyd., 1996, 64s