..: Pojednání o styku kola a kolejnice :..

Podvozek lokomotivy ŠKODA 109E Protože se po roce opět přiblížila zima a s ní i termín dne otevřených dveří na Dopravní fakultě Jana Pernera (DFJP) Univerzity Pardubice, který se uskuteční ve čtvrtek 12. ledna 2012, přinášíme vám – čtenářům magazínu ŽelPage – další volné pokračování našeho seriálu. Zatímco předloňský článek se zabýval možnostmi studia oboru kolejových vozidel na DFJP a v loňském článku jsme se spolu seznámili s vybavením technických laboratoří DFJP pro experimentální výzkum v oblasti kolejových vozidel, tentokrát se zaměříme na styk kola a kolejnice – oblast, kde milimetrové rozměry rozhodují o jízdních vlastnostech mnohatunových vozidel. Kontakt kola a kolejnice má totiž zcela zásadní význam právě ve vztahu k jízdním vlastnostem kolejových vozidel. Asi v žádném jiném konstrukčním uzlu vozidla nehrají tak malé rozdíly tak velkou roli. V tomto článku jsou nastíněny alespoň základní aspekty problematiky styku kola a kolejnice s cílem přiblížit je trochu i laickému čtenáři.

O dotykové plošce, valivém odporu a adhezním přenosu sil

Dotykové plochy železničního kola a kolejnice

Princip odvalování ocelového kola po ocelové kolejnici je stejně starý jako železnice sama. Toto technické řešení pohybu dopravního prostředku po jízdní dráze má své výhody i nevýhody. Jednoznačným pozitivem je velmi nízká energetická náročnost takového druhu dopravy. Deformace ocelového kola a ocelové kolejnice je totiž i při velmi vysokém zatížení malá, což má za následek nízkou hodnotu valivého odporu a z ní vyplývající nižší energetickou náročnost. Zatímco obvyklá hodnota měrného valivého odporu je v případě silničních vozidel (resp. pneumatik na asfaltové vozovce) asi 80 N/t, v případě železničních vozidel je tato hodnota přibližně osmkrát nižší. Pro názorné přiblížení toho, na jak malé plošce se odehrává přenos veškerých sil mezi kolem a kolejnicí, je na přiloženém obrázku zobrazena dvojice otisků dotykových ploch kol loženého čtyřnápravového nákladního vozu o hmotnosti 90 t. Tato dotyková plocha, která je v ideálním případě eliptického tvaru, má velikost asi jako otisk palce (tj. cca 1,5 až 2,5 cm2), a přitom na ní jenom ve svislém směru působí statická síla cca 110 kN. Mezi nevýhody ocelových kol na ocelových kolejnicích však patří relativně nízká hodnota dosažitelného součinitele adheze, a to jak pro rozjezd, tak zejména pro brzdění. Adhezí se přitom rozumí schopnost přenosu tečných (tažných a brzdných) sil při odvalování kola po kolejnici a součinitel adheze je bezrozměrná veličina vyjadřující poměr tečné a svislé kolové síly. Za sucha je možné dosáhnout součinitele adheze asi 0,4, na mokrých a navíc znečistěných kolejnicích však tato hodnota může klesnout i pod 0,1. Například při návrhu adhezních brzd se proto z bezpečnostních důvodů obvykle uvažuje s maximální využitelnou hodnotou součinitele adheze 0,15.

Jak přinutit dvojkolí, aby projelo obloukem?

Dvojice železničních kol nalisovaných na nápravě tvoří velmi tuhý celek zvaný železniční dvojkolí. Toto dvojkolí vykonává dvě základní funkce – nese a vede vozidlo. Při průjezdu vozidla, resp. dvojkolí obloukem je však nutné, aby vnější kolo urazilo delší dráhu, než kolo vnitřní, jelikož se pohybuje na větším poloměru. Z automobilní techniky je nám známa konstrukce diferenciálu, umožňujícího rozdílné otáčky vnějšího a vnitřního kola jedné nápravy při průjezdu zatáčkou. V případě klasického železničního dvojkolí však rozdílné otáčky kol nejsou s ohledem na jeho konstrukci možné. Jak tedy zajistit, aby se dvojkolí mohlo obloukem odvalovat bez prokluzů kol a z nich vyplývajícího opotřebení kol a kolejnic?

Princip průjezdu volného železničního dvojkolí obloukem koleje

Klíčem k řešení je tvar jízdního obrysu kol dvojkolí, konkrétně kuželovitost jízdní plochy. Princip diferenciálního efektu dvojkolí s kuželovými jízdními plochami je znázorněn na přiloženém obrázku. Při průjezdu obloukem se dvojkolí vlivem působení odstředivé síly mírně posune směrem k vnější kolejnici, čímž dojde zároveň k posunutí dotykových bodů (resp. dotykových plošek) mezi koly a kolejnicemi. Díky tomu se vnější kolo odvaluje na větším poloměru než kolo vnitřní. Tento princip tedy umožňuje do určité míry kompenzovat rozdílnost délky dráhy, kterou musí urazit vnější a vnitřní kolo dvojkolí v oblouku. Není-li rozdíl poloměrů kol dostatečný (v obloucích malých poloměrů), dochází zpravidla na vnitřním kole k prokluzům. Tyto prokluzy mají za následek zvláštní formu opotřebení hlav kolejnic v obloucích malých poloměrů – tzv. vlnkovitost kolejnic. Ta je mimo jiné původcem nepříjemného "hučivého" zvuku a vibrací ve vozech (například při jízdě oblouky na trati prvního koridoru mezi Brnem a Blanskem, kde se při modernizaci nepodařilo trať vedenou údolím Svitavy dostatečně "narovnat").

Vlnkovitost kolejnic Boční opotřebení hlavy kolejnice Vlnkovitost kolejnic
Jízdní obrys železničního kola

Z důvodu lepší průjezdnosti oblouky tedy byla dvojkolí železničních vozidel "odjakživa" opatřována kuželovými jízdními obrysy, které měly v oblasti jízdní plochy konstantní kuželovitost. V souvislosti s rostoucí rychlostí vlaků ve 20. století se však ukázalo, že kuželové jízdní obrysy nejsou zcela vhodným řešením. Dvojkolí s těmito jízdními obrysy kol má totiž při jízdě v přímé koleji tendenci k sinusovému vlnivému pohybu, přičemž délka vlny tohoto pohybu nezávisí ani na amplitudě sinusovky, ani na rychlosti jízdy. Se zvyšující se rychlostí se tudíž zvyšuje i frekvence sinusového pohybu, s čímž souvisí i rostoucí dynamické účinky na vozidlo i na trať a zhoršující se kvalita jízdních vlastností vozidla. Aby bylo možné vozidla s dvojkolími opatřenými kuželovými jízdními obrysy provozovat vyšší rychlostí, bylo nutné u nich mimo jiné snížit právě hodnotu kuželovitosti. Dvojkolí s jízdními obrysy se sníženou hodnotou kuželovitosti však zase nejsou vhodná pro průjezd oblouky, protože rozdíl poloměrů obou kol je při stejném příčném posunutí dvojkolí vůči koleji nižší. Tato dvojkolí se proto v provozu opotřebovávala ještě rychleji než dvojkolí s klasickými kuželovými jízdními obrysy, a bylo tedy potřeba najít řešení tohoto problému.

Když tak málo znamená tak hodně…

Pracovníci železničního výzkumu si všimli, že se kuželový jízdní obrys velké části vozidel provozovaných na dané železniční síti po čase opotřebí do určitého stabilizovaného křivkového tvaru. Tento poznatek dal vzniknout tzv. křivkovým jízdním obrysům, které se vyznačují tím, že část jejich jízdní plochy není definována přímkou, ale křivkou; kuželovitost jízdní plochy tudíž není konstantní. Příkladem takového obrysu je jízdní obrys známý jako UIC-ORE neboli ORE S1002 vyvinutý v Německu. Ač je rozdíl mezi dvojkolím s kuželovým a křivkovým jízdním obrysem kol na první pohled prakticky neviditelný (rozměry jízdních obrysů se liší v řádu milimetrů), rozdíly v jízdních vlastnostech vozidel vybavených těmito dvojkolími jsou zcela zásadní! Zavedením křivkových jízdních obrysů je tak možné snížit opotřebení nejen kol, ale i kolejnic (a tím zároveň snížit provozní náklady), dále zlepšit průjezdnost vozidla oblouky (je možné dosáhnout daleko příznivějšího rozdílu valivých poloměrů jednotlivých kol dvojkolí) a také zvýšit bezpečnost proti vykolejení (křivkové jízdní obrysy mívají v porovnání s obrysy kuželovými větší úhel sklonu okolku). Zároveň křivkové jízdní obrysy umožňují i provoz vozidel vysokými rychlostmi při vyhovujících jízdních vlastnostech.

Podvozek Görlitz V

I když se z výše uvedeného může na první pohled zdát, že se s příchodem křivkových jízdních obrysů kol vyřešily všechny možné "nešvary" železničních vozidel, od opotřebovávání kol a kolejnic až po neklidnou jízdu vozidel, skutečnost je trochu složitější. Křivkové jízdní obrysy železničních kol sice představují mocný nástroj k ovlivnění dynamických vlastností kolejových vozidel, vždy je však nutné posuzovat vozidlo v kombinaci s tratěmi, na nichž je provozováno, jako jeden celek. Ve vztahu k jízdním vlastnostem vozidla jsou totiž kromě vzájemného vztahu dvokolí a koleje velmi důležité i další parametry, zejména tuhosti a tlumení vazeb ve vedení dvojkolí vozidla a v jeho vypružení, rozměrové a hmotnostní parametry jeho konstrukčních částí a vůbec celá koncepce vozidla, především však řešení jeho pojezdu. Při nevhodné kombinaci podmínek vztahu dvojkolí–kolej a charakteristik vazeb v pojezdu vozidla se může za určitých podmínek (např. při nadměrném opotřebení některých dílů vedení dvojkolí) při jízdě vyššími rychlostmi v přímé koleji rozvinout tzv. nestabilní chod, při němž dochází k nadměrnému příčnému kmitání dvojkolí. S nestabilitou je spojeno i zvýšené namáhání konstrukce vozidla a železničního svršku příčnými silami a u osobních vozů i snížení jízdního komfortu. Tento jev je možné zaznamenat například u některých vozidel s podvozky typu Görlitz V nebo 26-2.8.

Závěrem

Technické vzdělání = perspektivní budoucnost

Vzájemný vztah dvojkolí a koleje je základem dynamiky kolejových vozidel, která dnes již tvoří samostatnou vědní disciplínu. Poznatky z této oblasti jsou pak aplikovány při vývoji nových kolejových vozidel, optimalizaci jejich jízdních vlastností apod. Přitom se v současné době hojně využívá stále se rozvíjející výpočetní techniky, resp. počítačových simulací jízdy kolejových vozidel; o tom ale třeba zase někdy příště.

Doufáme, že vás tento článek alespoň trochu zaujal a že vám třeba i objasnil některé zákonitosti toho, "jak ono to vlastně jezdí." Zároveň jej můžete považovat za pozvánku na den otevřených dveří na DFJP v Pardubicích, který se uskuteční ve čtvrtek 12. ledna 2012 od 10 hodin. V případě, že Vás článek zaujal natolik, že byste se o kolejových vozidlech, jejich konstrukci, vývoji, provozu a údržbě chtěli dozvědět více, rádi Vás v novém akademickém roce přivítáme v řadách studentů oboru Dopravní prostředky – zaměření Kolejová vozidla u nás na Dopravní fakultě Jana Pernera Univerzity Pardubice…


ythomas_ct | 19.11.2011 (7:00)
Ostatní: TwitterLinkuj.cz!Jaggni to!Google Bookmarksvybrali.sme.skDalší služby
Související zprávyopen/close

Další z rubriky ŽelPage

Další z regionu Česká republika (celá)


  1 2 3 4 5 6      Zpráv na stránku:   
27.11.2011 (12:14)  
amozřejmě, že uplatnění absolventa, jeho náplň práce a také výše jeho platu závisí především na něm samotném, tedy na jeho schopnostech a vůli něco dělat... ;o)
Zde si dovolím mírně nesouhlasit. Moje zkušenosti jsou takové, že odbornost tvoří cca 50 % předpokladů uchazeče. Druhá polovina jsou i na vysoškolské pozice vohnoutí parametry jako pohlaví, bydliště, známosti atd. Samozřejmě tyto parametry lze vhodně zmanipulovat tak, aby vyhovali požadavků zaměstnavatele. Mohu to dokumentovat i na konkrétní příkladu ze strojírenského oboru, čili si myslím, že to zde fuguje podobně jako v mém oboru:-) Cca před rokem jsem jednal personalistkou ze Škody Power. Měli(mají) asi nějakou novou zakázku a sháneli výpočtáře. Byť nejsem přímo strojař, tak mám jistou zkušenost s termodynamickými výpočty. Teprve když jsem jí informoval, že jsem z Plzně, tak to velmi zvýšilo zájem o mě, téměr mi utrhala ruce, jak o mě stála.

Jazyky, jazyky, jazyky. Bez nich je z vás jen surovina k lopatě nebo na pracák. Hodí se tak 50/50 DE a EN, ideální je alespoň trošku umět oboje.
Přesně mohu jenom souhlasit.

Cena dnes rozhoduje nejen v konstrukci, ale i v provozu, v údržbě a v organizaci. A držete se hesla, že rozumná cena jde velmi dobře ruku v ruce s blbuvzdorností. Snažte se věci dělat jednoduše a pochopitelné i pro úplné blbce, protože jich je všude kolem opravdu hodně. Pokud se budete držet bodu 1 (práce při studiu) zjistíte to rychle sami - sofistikované, technicky dokonalé a perfektně vypočítané systémy selžou, když se k nim dostane nějaký blb, což nastane velice rychle. Pokud máte rádi vyumělkované kraviny dodělejte si ještě pár titulů, nechte se zavřít někam do výzkumáku a politujte ty chudáky, kteří váš výtvor budou uvádět do praxe :)

Já si myslím, že výroba je pro jistý typ lidí a výzkum zase pro jiný. Mě třeba nebaví typické heslo výroby "vždycky hledej pro sebe nejjednodušší řešení". Na druhou stranu ve výzkumu či vývoji máš daleko větší šanci něco změnit či vymyslet. Zase z mého z mého pohledu je výroba nuda:-)


ohledne platu jsem spise mel namysli,abych do studia nevrazil 500 000 kč a potom delal nekde šaška s Ing. titulem za 15 000 kč/mesične jako ucitele na skolach (nekteri maji cca 20 000 kč),kazdopadne pokud nesezenu praci tak pocitam stim,ze budu delat LPS,ale treba na ucitele je podminka VŠ a maji smesny plat.A zaroven jsem to chtel vedet jako motivaci.A co se tyka uplatneni,tak jsem chtel jen vedet na jake pozice se clovek muze s tit. bc. nebo Ing. dostat,aby jen pro orientace vedel kde bych mohl cca pracovat (abych nedopadl jak studenti kteri studuji obchodni skolu a celou dobu si mysli jaky jsou obchodnici a ve finale delaji prodavace v obchodu a se svym vzdelanim se na vic nezmuzou)
Na technicku školu nelze jít s tím, že se ti vrátí ve finanční oblasti. Samozřejmě se tak může stát, že se to povede, ale z dlouhodobé hlediska to záleží z větší části na době (ochota odejít do zahraničí nebo daleko od rodičů, pracovat na kontaktech...atd). Pokud potkávám spolužáky ze školy, kteří jsou v praxi, tak někteří nemají extra vysoké platy, ale přesto jsou spokojení. Měli větší šanci si vybrat, co je zajímá. Naopak mezi lidmi, kteří na VŠ nešli, tak pozoruji větší procento lidí, kteří jsou sice slušně zaplacení, ale práce je nebetyčně štve. Jsou věci, které pěnězi nevyjádříš, třeba to, že pracuješ mezi slušnými a normálními lidmi...
registrovaný uživatel Sim 
25.11.2011 (14:13)  
ythomas_ct > diky za odkazy ... jen mi furt neni uplne jasne, proc se pouziva prave tato charakteristika

pawlik > ja vetsinu vasich argumentu chapu, krome jednoho - treci tlumic zpusobuje stejnou silu, bez ohledu na rychlost natoceni; diky tomu brani pohybu podvozku jak pri snaze se vrtet rychle, tak pri pokusu se natocit pri najezdu do oblouku. Hydraulicky tlumic, ktery odkazuje ythomas_ct nema zcela totoznou charakteristiku (pro velmi pomale rychlosti netlumi), ale treci tlumic je pro toto reseni - aspon dle meho nazoru - krajne nevhodne.

S cim jsem nepocital je fakt, ze je cilem tlumit i male zakmity (v souvislosti s tim, Becko na koryte kmita prakticky furt, mimo oblouky) ... tady jsem proste vychazel z logiky, ze kmitani do urcite urovne nevadi, od urcite urovne obtezuje a pak mame jeste nekde hladinu bezpecnosti. Pouziti standardnich tlumicu by znamenalo pohybovat se trvale nekde kolem zvolene urovne (optimalne kolem prvni hranice) a veskere pokusy podvozku o vetsi rozkmitani by byly eliminovany.

Proto mi prijde zbytecne hledat mechanismus, ktery by po prekonani nejake hranice udrzoval silu konstantni; jinak receno, cemu by mohlo vadit, kdyby byla tlumici sila pro vyssi rychlosti kmitani vetsi nez zvolena konstantni u stavajiciho tlumice?

Jinak jak pisete, ze se obe dvojkoli do stejneho smeru nenatoci ... to vychazite z ceho? Pokud muze nejaka sila natocit jedno dvojkoli, proc by nemohla natocit dvojkoli dve? Pri teto uvaze samozrejme vychazim z toho, ze se nejedna o system, kde by byly napravy propojeny vahadly, nebo jinak - uvazujme tedy napriklad podvozek, kde jsou obe napravy ulozeny v rozsochach a jsou ve sve pozici drzeny pouze pruzinami.

Pokud takovyto podvozek napevno zablokuji v primem smeru, jak se zmeni jeho chovani, pokud bych mu sebral jednu napravu? Dle meho nazoru minimalne ... a jako jeden (velmi dlouhy) podvozek se v tuto chvili bude chovat cely ram vozu. Bez ohledu na to, jestli bude mit na svem konci jednu nebo dve napravy.

A nebo jinak receno ... podle vasi teorie by dvounapravovy podvozek ke kmitani nachylny byl, ale ctyrnapravovy nikoliv (protoze dve napravy po sobe jdouci by se nikdy nenatocily do stejneho smeru, takze by vzdy nastala kombinace L-P-L-P nebo P-L-P-L, diky cemuz by se sily vyrovnavaly). A ja naopak uvazuju s variantou, ze muze dojit k natoceni naprav L-L-P-P nebo P-P-L-L ...
registrovaný uživatel pawlik 
25.11.2011 (13:15)  
Autor článku vám zde již napsal, že požadavky na stabilitu jízdy v přímé trati jsou v rozporu s požadavky na jízdu obloukem.
Frekvence kmitání nic neříká o tom, jaká je rychlost pístu tlumiče, pletete jabka s hruškama. Pokud bude dráha pístu malá/velká, pak při stejné frekvenci (počet pohybů za sekundu) bude jiná jeho rychlost. Nájezd do oblouku je oproti kmitání v přímé velmi pomalý, takže ani ten hydraulický tlumič vrcení s "třecí" charakteristikou (procházející ovšem při nulové rychlosti nulou) nepůsobí velkými silami. Klasický třecí tlumič působí parazitně, o tom jsem již psal. Velký problém nastává při vjezdu na výhybku do odbočky, kde tlumiče vrcení působí parazitně z důvodu absence přechodnice.

Potřebujete utlumit vrcení a to zcela, jakékoliv byť malé vrcení je stav na mezi stability, vybuzuje příčné vypružení a skříň vozidla a je nepřípustný. Abyste pohltil i ty sebepomalejší pohyby, je důležité, aby tlumič měl velmi vysokou sílu už při velmi malých rychlostech posuvu - to klasický hydr. tlumič nemá, takže neobstojí. Pokud mi nevěříte, netrápí mě to, třeba Vám to zde někdo z kolegů vysvětlí také nebo napiště do firmy STOS, která tyto tlumiče vyrábí. To, že jste o určitých věcech neslyšel nebo nemáte přesné představy o tom, co se v kontaktu kola s kolejnicí děje, samozřejmě neznamená, že to neexistuje.

Dvojkolí se obě do jednoho směru nenatočí, neexistují síly mezi kolem a kolejnicí, které by toho docílily. Jestliže podvozek sinusuje, osy dvojkolí jsou kolmé na trajektorii, sinusovku a z toho plyne jejich vzájemné natočení. Pamatujte, že pokud postavíte pojezd do koleje zcela rovně a kolej bude dokonale rovná, k žádnému sinusování nedojde, není k tomu důvod, to může být vybuzeno příčnou nerovností (jiný poloměr kola na levé a pravé straně a následná jeho snaha zatočit) a je nanejvýš vhodné, aby byl tento pohyb co nejdřív utlumen z důvodů popsaných výše.
25.11.2011 (13:02)  
Ad Sim:
Tlumiče vrtivých pohybů podvozků ale opravdu využívají charakteristiku, kdy při nízkých rychlostech prudce narůstá tlumicí síla, která je po dosažení určité hodnoty rychlosti téměř konstantní. Jako tlumiče vrtivých pohybů podvozků se používají např. tlumiče STOS řady R110 - viz tu:
http://st-os.cz/?page_id=64
Jak mohou vypadat charakteristiky tlumičů vrtivých pohybů podvozků je také ukázáno např. v tomto článku prof. Oldřicha Polácha na str. 2 - viz tu:
http://polach.ch/data/object_5/EMECH500_Lyngby_2008_Abstract.pdf
registrovaný uživatel Sim 
25.11.2011 (12:49)  
pawlik > oka, pruziny jsem nebral jakozto tuhy prvek, ale mate pravdu, ze - krome rezimu brzdeni - vystreduji loziskovy domek do optimalni polohy.

Ohledne pouziteho typu tlumicu je asi zakladni vedet, jaka je frekvence kmitani, kterou maji tlumice zachytit. Z toho pak (vlivem pakoveho prevodu k tlumici) vychazi amplituda, s jakou pracujeme a tim padem muzem dojit k rychlosti, kterou ma tlumic povazovat za nezadouci a tlumit ji. Ja tyto hodnoty nemam, pouze z jizd v Becku na koryte mam vypozorovano, ze kvedlajici se podvozky dokazou pusobit jako slusny vibrator s frekvenci vyssi nez 1Hz ... a logika mi rika, ze protipolem k tomu - tedy otaceni podvozku, pri kterem nema tlumic pusobit protisilou - je najezd do oblouku.

Takze mi z toho vychazi pozadavky na tlumic:
- kmitani potlacovat (rekneme 1Hz? a vyssi frekvence)
- plynuly a relativne pomaly najezd do oblouku (netusim dobu toho prechodoveho jevu, ale pocitam, ze jde o zmeny radove pomalejsi) nepotlacovat

Pokud pro reseni teto aplikace pouziju tlumic treci, bude to mit vysledek, ktery nevyhovuje - natoceni pri najezdu do oblouku to brani stejnou silou, jako kvedlani na rovine. Pokud zvysim rychlost, musim (pri zachovani ostatnich parametru) zvysit tuhost tlumice a tim zhorsim chovani pri najezdu do oblouku.

Pokud bych pouzil tlumic hydraulicky, ale s charakteristikou tlumice treciho (krome toho, ze si nedovedu predstavit jeho vnitrni koncepci mi unika duvod, proc by tohle nekdo delal), nijak si tim nepomuzu funkcne - pouze tim snizim opotrebeni komponent a prodlouzim jejich zivotnost.

Ucinek byl myslen vysledny efekt tlumeni - tedy pomer systemu s pouzitim tlumice ve srovnani se stejnym systemem netlumenym; s narustajici rychlosti ucinek klasickeho hydraulickeho tlumice roste, zatimco u treciho nikoliv. Ale mate pravdu, ze to neni klasicky progresivni - mysleno to bylo tak, ze pokud berem tlumic treci jako linearni, pak hydraulicke provedeni se bude chovat progresivne.

A k tomu kmitani podvozku - ono to bude litat do stran i v pripade, ze bude podvozek napevno a budou pouze rejdovatelne samotne napravy. Driv nebo pozdeji nastane situace, ze se obe napravy natoci stejnym smerem a uz v tomhle stavu zustanou (tedy budou vytvaret u podvozku nikoliv natacivy, ale pricny pohyb vuci koleji). Porad je to ale mensi zlo, nez podvozek natacivy bez tlumeni, kde diky rejdovosti naprav bude mozny i rezim "predni doleva, zadni doprava", diky cemuz dojde nejen ke kmitani vlastniho podvozku, ale vse se zrychli, diky cemuz pri stejne rychlosti muze vzrust i amplituda kmitani skrine vozu.
registrovaný uživatel pawlik 
25.11.2011 (12:10)  
Pružnice u rozsochového vedení je na šikmých závěsech,
tuhost je dána jejich délkou, chová se to jako matematické kyvadlo. Kdyby ložisková komora byla v rozsoše opravdu jen na volno, tak by se tam umlátila. Tím samozřejmě nepopírám, že nejde často až na doraz, brzdná síla je určitě vyšší než síla, ktrou je schopen vyvinout závěs pružnice. Ale kdyby tam nebyla tuhost žádná, tak by vozidlo mělo nestabilitu teoreticky při rychlosti vyšší než nula. I zde je to tlumeno třením - v sedlech závěsů, není to mnoho, ale stačí.

S těmi tlumiči se mýlíte. Klasický hydraulický tlumič funguje tak, jak popisujete. Takové tlumiče se k tlumení vrcení nepoužívají, protože v rychlostech pohybu pístu blízkých nule mají podle lineární charakteristiky velmi malou sílu. Vy potřebujete, abyste dostával z tlumiče velké síly už při velmi malých rychlostech vrcení - tedy potřebujete charakteristiku, která je podobná tření.
Třecí tlumič je na tlumení vrcení ideální, jeho jediná nevýhoda spočívá v tom, že má hysterezi a podvozek po výjezdu z oblouku zůstane natočen a trochu drhne.

Nerozumím tomu, jak píšete o progresivním účinku, síla roste lineárně s rychlostí, jaká veličina je míněna jako "účinek"?

Sinusový pohyb podvozku nenastává proto, že by byla dvojkolí v příčném směru vedena volně a "kmitala", ale primárně proto, že jsou s nedostatečnou tuhostí vedena v podélném směru, tedy mohou rejdovat. Po natočení dvojkolí (nemusí jít o natočení v rámu podvozku, ale o natočení vůči koleji, sinusují i podvozky se zcela tuhým vedením dvojkolí - ty ovšem vykazují největší délku vlny), začne podvozek zatáčet k jedné straně, pak k druhé atd - to je příčinou sinusování. Příčnou tuhost tedy do stability moc neplést, ta bývá zpravidla poměrně nížší, protože často slouží jako příčné vypružení vozidla.
registrovaný uživatel Sim 
25.11.2011 (11:43)  
pawlik > par veci mi v tom neni jasnych;
- pokud pisete, ze rozsochove vedeni neni zcela volne (tedy jak ja pisu, od dorazu k dorazu), cim je tedy u tohoto zaveseni dana tuhost? V zadnem clanku jsem to nenasel, sice jsem tomu verit nechtel, ale pohled na dobrzdujici podvozek (styl priskokem vpred) me ujistil, ze tomu tak opravdu bude.
- standardni hydraulicke tlumice jsou reseny tak, jak jsem popisoval, tedy se vzrustajici rychlosti stoupa sila, kterou pusobi; z hlediska narustu rychlosti a sily je to linearni, z hlediska ucinku pak progresivni ... ve srovnani s tim klasicke treci tlumice pak maji silu prakticky konstantni po prudkem narustu v celem rozsahu rychlosti, proto je nelze uspesne pouzivat na potlaceni rychlych zakmitu s malou amplitudou, kde naopak hydraulika odvadi svou praci na jednicku.
- mate pravdu, ze jsem mel chybu v uvaze, co se tyka tlumeni podvozku versus tlumeni dvojkoli, tady jsem to pomotal dohromady; na stranu druhou, pokud dovolim dvojkoli litat do stran jen v ramci podvozku a cely podvozek vuci skrini zatlumim, chodove vlastnosti by se mely znatelne zlepsit.
25.11.2011 (10:02)  
Děkuji všem diskutujícím za jejich reakce, zejména pak Jenkimu a Jirkovi Bajerovi za jejich velmi hodnotné příspěvky týkající se pohledu absolventa DFJP s určitou praxí... ;o)

Zároveň bych rád požádal editory, zda by mohli v článku upravit poslední odkaz na informační brožuru o studiu oboru DP-KV, která je ke stažení na stránkách Dislokovaného pracoviště DFJP v České Třebové. Tento odkaz, jenž je skrytý pod textem "Dopravní prostředky – zaměření Kolejová vozidla", má odkazovat na adresu:
http://www.upce.cz/dfjp/dpct/brozura-kdp-kv-2011.pdf
Děkuji... ;o)

Ad Sim a pawlik:
Problematika rejdovnosti dvojkolí, tuhosti vedení dvojkolí, průjezdnosti vozidla obloukem a stability jízdy v přímé koleji je určitě velmi zajímavá, a tak se k ní - pokud by byl zájem - můžeme třeba vrátit v nějakém článku někdy příště. Aby bylo možné danou problematiku vyložit důkladně, chtělo by to asi nějaké základy teorie vozidel a (nelineární) mechaniky, což může být pro popularizační článek trošku oříšek, ale uvidím, co se s tím dá dělat a třeba se k něčemu donutím... ;o)
Jinak lze obecně říci, že požadavky na vozidla, která budou schopna jezdit stabilně v přímé koleji vysokými rychlostmi, a na vozidla, která budou projíždět oblouky o malém poloměru s minimálním opotřebením kol a kolejnic, jdou tak nějak proti sobě...
registrovaný uživatel pawlik 
25.11.2011 (8:19)  
Sim: Nepíšete to přesně. To přirozené rejdování dvojkolí se děje vždy, když to umožní vedení dvojkolí v podélném směru svou dostatečně nízkou tuhostí. Rozsochové vedení totiž také vykazuje tuhost v podélném směru. Takže si tam dvojkolí rozhodně nedělá, co chce, ale jeho poloha v rámci vůle rozsochy je výsledkem silové rovnováhy. Bez tuhosti by to nešlo.
Takže spíš než rozdělení na vedení s vůlí a bez vůle je vhodné rozdělit podle tuhosti, kterou se to vedení vyznačuje.

Pokud dochází k tomu kvedlání nápravy v rámu podvozku v přímé trati, tak vám tlumení vrcení nepomůže, protože tlumíte dvojici skříň vozidla - rám podvozku a dvojkolí si dál vesele rejdují. Takže pro vysoké rychlosti a správnou funkci tlumení je potřeba toto vedení provést velmi tuhé, což třeba řízené rejdování mechanismem také není a nelze tím nestabilitu řešit, tím se řeší průjezd obloukem.

K tomu tlumiči...Všechny otočné podvozky mají tlumení vrcení. Nákl. podvozky 26.2, Görlitz V tlumí třením v torně, Y25 třením v torně a současně přítlakem odpružených kluznic, podvozky GP200 třením kluznic nesoucích tíhu vozu. Tlumení má tedy třecí charakter - vyznačuje se silou konstantní velikosti (podle konstrukce bývá i závislá na ložení vozu).
A stejně se konstruují i hydraulické tlumiče vrcení, síla se tedy nezvyšuje s rychlostí vrcení (u běžného tlumiče F = konstatna x rychlost pohybu pístu ve válci), ale po strmém nástupu zůstává přibližně konstantní.
registrovaný uživatel Sim 
24.11.2011 (19:50)  
Ja se vratim k tomu, co tady nakousnul M > chapu to tak, ze je mu divne, ze se kola na predni a zadni naprave (je uplne fuk, jestli je to jeden dvounapravovy podvozek, nebo treba predni a zadni naprava motoraku 810) neotaci a presto zataci ... pak je samosebou srovnatele, jako by nekdo chtel zatacet s autem, co ma volant zamceny rovne.

Paradox je ten, ze treba u automobilovych navesu jsou bezne tri napravy "napevno" (pouze u nadmernych preprav byvaji nataceni, ale byva jich take vic), zatimco u vlaku jsou zpravidla napravy nejakym zpusobem "rejdovatelne". Je to o malo, pomaha to, ale v extremnim pripade (typicky sukafon v ostrem oblouku na lokalce) to nestaci, takze kola "brousi koleje".

Zpusobu, jak natocit napravu je nekolik - mezi technicky nejprimitivnejsi patri rozsochove vedeni kola, kdy je proste loziskovy blok veden mezy dorazy s vuli ... a dela si tam v podstate co chce. Chce totiz presne to, co chce naprava - a naprava se chce natocit do oblouku tim spravnym smerem, prave kvuli kuzelovemu profilu kola a efektu, kteremu se venuje clanek. Takze v podstate staci dat naprave patricnou volnost, a ona se o natoceni postara sama.

Bohuzel se o to stara i na rovnem useku, kdy dochazi ke zminovanemu "kvedlani" napravy a podvozku, takze je samosebou snaha to nejak eliminovat - zpusobu je spousta, ja zminim zakladni dva smery:
- ucinnym tlumenim, kde se vyuziva faktu, ze se vzrustajici rychlosti roste i rychlost kmitani ... a se vzrustajici rychlosti kmitani roste odpor tlumice, takze se to v podstate "samo reguluje".
- bezvulovym ulozenim, kdy je naprava do oblouku (resp. dve napravy podvozku vuci sobe) nejakym zpusobem natacena rizene ... vyhodou je, ze se resi pricina a nikoliv az nasledek (pricne kmitani), nevyhoda slozitejsi technicke reseni.

Pro lepsi nazornost je pak vhodne se podivat na obrazky v jiz odkazovanem clanku na wiki http://cs.wikipedia.org/wiki/Podvozek_%28%C5%BEeleznice%29#Veden.C3.AD_dvojkol.C3.AD nebo tusim na webu vagony.cz to bylo taky pomerne nazorne popsano ... urcite takovych obrazkovych "osvetovych" webu je jeste vic.

Autorum dekuji za prijemne cteni :-)
  1 2 3 4 5 6      Zpráv na stránku:   

Komentáře vyjadřují názory čtenářů.
Redakce nenese žádnou zodpovědnost za jejich obsah.

- dopisovatel nebo člen ŽP, - editor nebo admin ŽP

Přidat komentář
Komentáře mohou vkládat pouze registrovaní uživatelé.
Před vložením komentáře je nutné se buď přihlásit, nebo zaregistrovat.
Přihlášení
 
 
  
 
   Zaregistrovat

© 2001 - 2017 ŽelPage - správci


Info
informacni okenko