Trocha teórie: Prenosy výkonov traťových strojov

12.3.2009 8:00 Peter Bado

Trocha teórie: Prenosy výkonov traťových strojov

Pri prenose výkonu trakčného motora na hnacie dvojkolesie sa u traťových strojov používajú prakticky všetky druhy prenosov výkonov, t.j. mechanický, hydrodynamický, hydromechanický, hydrostatický i elektrický, pričom v niektorých prípadoch je použitá ich kombinácia.

 

 

 


Voľba druhu prenosu výkonu vychádza z viacerých požiadaviek, ktoré sú často náročnejšie ako u normálnych hnacích vozidiel, nakoľko okrem prenosu výkonu v jazdnom režime je nutné vyriešiť i pracovný režim, ktorý je závislý od typu traťového stroja. Je nutné brať ohľad najmä na veľkosť prenášaného výkonu, trakčné vlastnosti, funkciu a usporiadanie stroja, spoľahlivosť, náročnosť na údržbu, hmotnosť a rozmery prenosových agregátov. V neposlednom rade hrá rolu i skúsenosť výrobcu traťových strojov.

Mechanický prenos výkonu využíva pri prenose výkonu od motora k hnacej náprave mechanickú prevodovku. Pozostáva zo sústavy ozubených prevodov, kĺbových hriadeľov a nápravovej prevodovky.
 
Schéma mechanického prenosu výkonu MUV 69, © viď [1] - ZOBRAZ!
 
Tento prenos výkonu je jednoduchý, avšak jeho použitie u traťových strojov je limitované jeho viacerými nevhodnými vlastnosťami ako sú pretržitý priebeh ťažnej sily pri preraďovaní rýchlostných stupňov, nedokonalé využitie výkonu motora spôsobené potláčaním jeho otáčok pevnou väzbou medzi motorom a hnacou nápravou, komplikovanejšie zaistenie pracovného, najmä cyklického pojazdu, obmedzený prenášaný výkon a ovplyvnenie usporiadania stroja kvôli mechanickej väzbe medzi motorom, prevodovou sústavou a hnacou nápravou. Jeho použitie je vhodné len pre ľahké traťové stroje s malým výkonom a niekedy sa kombinuje s hydrostatickým prenosom využívaným v pracovnom režime. Ku strojom s mechanickým prenosom výkonu patrí napr. Vm 14/52, MUV 69 a stroje z neho odvodené (napr. KSF 70, PUŠL 71). Bol použitý i pri prototype MV 80, kde sa však neosvedčil.
 
Vozík MUV 69-462 s mechanickým přenosem výkonu (02.10.2004 - Chrudim) © PhDr. Zbyněk Zlinský - ZOBRAZ!
 
Hydrodynamický prenos výkonu využíva premenu pohybovej energie kvapaliny na energiu mechanickú v hydrodynamickej prevodovke, ktorá pozostáva z niekoľkých HD meničov alebo HD spojok. HD menič pozostáva z hydročerpadla a turbíny, medzi ktorými je umiestnený reaktor, sústava lopatiek, ktorá usmerňuje rýchlosť dopadu kvapaliny z čerpadla na turbínu, čím reguluje prenášaný výkon. HD spojka má podobnú konštrukciu ako menič, avšak sada lopatiek je nahradená mechanickou spojkou, ktorá spojí čerpadlo s turbínou po vyrovnaní ich otáčok. Tento typ prenosu výkonu sa u traťových strojov používa minimálne a bol použitý napr. u MVTV 3 (893, M 250.0).
 
Montážní vůz trakčního vedení MVTV 3 - 005 (893.005-9) s hydrodynamickým přenosem výkonu (30.06.2007 - Lysá n.L.)  © PhDr. Zbyněk Zlinský
 
Hydromechanický prenos výkonu využíva hydromechanickú prevodovku, ktorá kombinuje HD menič (spojku) s mechanickou prevodovkou.
 
Schéma hydromechanického prenosu výkonu MV 80 (79), © viď [2]
 
Vlastnosti HM prenosu výkonu v jazdnom režime sú spravidla dobré, v pra­covnom režime u niektorých druhov traťových strojov (najmä s cyklickým pra­covným pohybom) nie sú vhodné. Tiež je tu ťažké udržať konštantnú rýchlosť pra­covného pohybu pri meniacich sa pracovných a jazdných odporoch. Preto sa MH prenos výkonu niekedy kombinuje s hydrostatickým pohonom. Hydromechanický prenos výkonu využívajú napr. DGKu 5, MUV 90, MV 80 (79), MVTV 02 (2), FS 3.
 
Montážní vůz MV 79.003 s hydromechanickým přenosem výkonu (22.05.2008 - Jihlava) © PhDr. Zbyněk Zlinský - ZOBRAZ!
 
Hydrostatický prenos výkonu využíva hydrostatický tlak kvapaliny vytváraný hydrogenerátorom. Hydrogenerátor je poháňaný hlavným spaľovacím motorom a stlačená kvapalina je sústavou trubiek a hadíc dopravovaná k hydromotoru, v ktorom sa tlaková energia kvapaliny premieňa na energiu mechanickú.
 
Schéma hydrostatického prenosu výkonu SVP 60, © viď [3] - ZOBRAZ!
 
Hydromotor môže byť osadený priamo v nápravovej prevodovke, alebo v centrálnej prevodovke, z ktorej sú nápravové prevodovky poháňané zväčša sústavou kĺbových hriadeľov. Hydrostatický prenos výkonu umožňuje o.i. variabilitu konštrukčného usporiadania stroja, plynulú reguláciu a hydrostatické brzdenie, je však citlivý na nečistoty v hydraulickom oleji, má obmedzený regulačný rozsah, je citlivý na veľké zmeny teploty pracovného prostredia a nie je ani krátkodobo preťažiteľný. Okrem samotného pohonu pojazdu sa tento typ prenosu výkonu často používa k pohonu pracovných orgánov. Hydrostatický prenos výkonu využívajú napr. stroje SVP 74, SČH 150, KP 900, PTH 350.
 
Stroj na výměnu pražců SVP 74-191 s hydrostatickým přenosem výkonu (15.05.2004 - Stará Paka) © PhDr. Zbyněk Zlinský - ZOBRAZ!
 
Elektrický prenos výkonu využíva elektrickú energiu vyrábanú v generátore poháňanom spaľovacím motorom. Elektrický prúd následne poháňa elektromotory hnacích náprav alebo pracovných orgánov. Hoci má väčšie rozmery a hmotnosť ako iné druhy prenosu výkonu, umožňuje voľnú koncepciu uspo­riadania traťového stroja, dobrú možnosť regulácie, krátkodobú preťažiteľnosť, nižšiu hlučnosť v porovnaní s hydrostatickým prenosom, ekologickú nezávadnosť, relatívne dobrú účinnosť. Medzi traťové stroje používajúce elektrický prenos výkonu patria napr. UK-25/18, MPD, SČP 200, DELČ 800, MV 80 DELTA, PA 300SČ 600, SPZ 5.
 
Strojní čistička SČ 600 č. 05 s elektrickým přenosem výkonu  (09.01.2009 - Hulín) © PhDr. Zbyněk Zlinský - ZOBRAZ!
Použitá literatúra:

[1] Adámek, Jelínek, Lata, Kalinčák, Speciální vozidla a stroje pro práci na železničních tratích, Univerzita Pardubice, 1998
[2] Kalinčák, Prenosy výkonov traťových strojov 2. vydanie, Žilinská univerzita v Žiline, 2004
[3] Hamada, Brém, Strojní vyměňovač pražců a jeho modifikace, NADAS, Praha, 1991 

Poznámka editora:

V minulosti sa pravdaže používali k pohonu vtedajších pracovných železničných mechanizmov (ak sa o nich dalo takto hovoriť) sily iné – predovšetkým ľudská alebo parná. Ich pripomenutie nájdete skôr pre zábavu v pripojenej galérii, inak ukazujúcej príklady niektorých mechanizmov spomenutých v článku. (-zz-)

Titulná snímka: Motorový pracovný vozeň DGKu 5.11-2820 s hydromechanickým prenosom výkonu (28.07.2007 - Hanušovice) © PhDr. Zbyněk Zlinský

Foto: PhDr. Zbyněk Zlinský 

Galéria

Súvisiace odkazy