Cărucior (cale ferată)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Boghiul este acea parte a unui vehicul feroviar care include trenul de rulare și structura de susținere conectată la acesta. Poate fi, de asemenea, echipat cu motoare de tracțiune [1], caz în care este denumit adesea „boghiul motor”.

Cărucior cu motor locomotiv trifazat pentru Valtellina

Boghiurile vehiculelor feroviare sunt în mod obișnuit cu două osii, dar, în cazul vagoanelor pentru transportul de mărfuri speciale sau cu masă mare, pot fi cu 3 sau mai multe axe. Diferitele caracteristici ale sistemului de cărucioare sunt indicate cu o abreviere compusă din litere și cifre în funcție de clasificarea trenului de rulare stabilită de Union international des chemins de fer . De obicei, un vagon de cale ferată este echipat cu două boghiuri, în timp ce o locomotivă poate avea până la trei sau patru. Uneori, în cazul compozițiilor blocate, două vehicule adiacente sunt plasate pe un singur cărucior, creând un ansamblu articulat.

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: coș Jakobs .

Istorie

În primele zile ale căii ferate, construcția vehiculelor feroviare presupunea utilizarea a câteva axe pentru fiecare vehicul. Locomotivele aspre aveau o axă motrice și o axă de susținere, iar vehiculele tractate aveau două axe montate fix sub cadrul de susținere al fiecărui material rulant. Odată cu creșterea lungimii și masei vehiculelor remorcate, a apărut în curând necesitatea studierii unui sistem care să îmbunătățească inscripționarea pe curbe și, în același timp, să reducă greutatea pe osie [2] . Pentru locomotive, pe lângă necesitatea de a reduce cât mai mult ampatamentul rigid, a existat și necesitatea dezvoltării unui sistem de axe de „direcție”, în direcția de deplasare, care să urmeze contururile curbelor, ghidându-le cursa fără pericolul de a se rătăci. Prima idee cunoscută a unui cărucior pentru inscripția în curba unei locomotive este cea care a fost brevetată, la 30 decembrie 1812 (brevetul nr. 3632) de către frații William și Edward Walton Chapman [3]

Primele realizări de boghiuri pentru vehicule feroviare despre care știm s-au făcut în SUA în jurul anului 1830 și au fost necesare pentru a reduce greutatea pe osie a vagoanelor și vagoanelor și pentru a îmbunătăți reținerea drumului în liniile construite; decisivă a fost și dezvoltarea transportului unor cantități mari de mărfuri cerute de dezvoltarea impetuoasă a statului american [4] . În Europa, introducerea căruciorului de vagoane de marfă a fost mult mai târziu și acest lucru s-a datorat probabil nevoii reduse de transport greu. În Germania, în 1845 a fost construit un tip de boghi pentru căile ferate din Württemberg.

Cărucior tip Württemberg, construit în 1845

Creșterea progresivă a vitezei trenurilor a însemnat că la sfârșitul secolului al XIX-lea trenurile expres europene aveau vagoane de călători cu vagoane [5] . Caracteristica unui vehicul bogie este de fapt viteza mai mare care poate fi omologată în ceea ce privește treapta de rulare simplă și în condiții de siguranță și aceasta în virtutea posibilității de a crea o suspensie mai bună și în diferite etape [2] . Cu toate acestea, în sectorul transportului de marfă, dominația vagoanelor cu două osii a depășit secolul al XX-lea, datorită, de asemenea, eficienței mai mari a costurilor pentru construcții.

În ultimele decenii ale secolului al XX-lea, tehnologia de proiectare și construcție a căruciorului a suferit o evoluție decisivă atât ca urmare a disponibilității de noi materiale, cât și a necesității de a găsi soluții adecvate pentru viteza tot mai mare a vehiculelor feroviare. În multe cazuri, cauciucul a înlocuit oțelul în construcția suspensiilor primare și secundare; în multe cazuri suspensia secundară se efectuează pneumatic. Au fost introduse amortizoare de gaz sau ulei capabile să „stingă” mișcări anormale nedorite sau periculoase. Structura generală a fost făcută mai ușoară prin reducerea pieselor neșirate.

Cărucior modern cu suspensie pneumatică secundară și primară din cauciuc

Caracteristici

Structura

schema vehiculului cu cărucior

Un cărucior este alcătuit în general din două laturi din tablă de oțel conectate prin secțiuni care creează un cadru nedeformabil, cu ghidaje pentru bucșele osiei și suspensiile primare [6] ; în centru există o grindă dispusă transversal pe care se sprijină un știft de rotație cu care este prevăzut căruciorul vehiculului [7] ; pe cele două laturi există doi alergători care au funcția de echilibru transversal. Știftul (sau a cincea roată) poate avea, de asemenea, doar o funcție de ghidare atunci când cele două derapaje laterale susțin direct sarcina. Alte organe sunt sistemul de frânare și orice organe de tracțiune și respingere. Suspensia primară a trăsurilor a fost inițial cu arcuri cu foi, ulterior cu arcuri cu elice. Ghidajele tufișurilor au fost realizate ca un glif, un sistem care rămâne încă în cele mai elementare construcții și pentru vagoanele de marfă [8] .

Cărucior american tip ASF-basic; structura este realizată din oțel presat

O îmbunătățire timpurie a fost utilizarea unui fascicul oscilant în locul celui fix, care a format elementul de legătură între șasiul principal al vehiculului și boghiul în sine. Greutatea cutiei se aplică acestei grinzi, dispusă transversal (prin intermediul unei roți semisferice sau a două alergători); legătura cu căruciorul se face prin intermediul a două perechi de biele care îi permit posibilitatea oscilației transversale. Fasciculul oscilant poate fi alcătuit și din două piese între care există o pereche de arcuri cu foi opuse; partea inferioară, suspendată pe suporturi pentru lame pentru cuțit susținute de două tije de legătură pe fiecare parte fixate de cadrul căruciorului, descarcă greutatea lăzii. Două opriri laterale în acest caz limitează amplitudinea oscilațiilor transversale. Poziția de montare verticală sau înclinată a bielelor are o influență asupra amortizării oscilațiilor corpului; cea înclinată este preferabilă, deoarece forțele orizontale generate fiind în opoziție tind să se anuleze reciproc, dând stabilitate vehiculului în mișcare [6] .

Boghiul din locomotive

Căruciorul frontal al locomotivei engleze

Datorită masei mai mari a locomotivelor, boghiurile locomotivelor sunt mai complexe și mai grele decât cele pentru materialul remorcat. Adesea, acestea sunt asociate cu organele de transmisie sau de tracțiune care își măresc masa totală și le complică construcția. Necesitatea căruciorului în construcția locomotivelor a fost evidentă foarte devreme odată cu evoluția trenului de rulare al acestuia atunci când de la trenul de rulare C (cu trei axe) s-a încercat trecerea la un număr mai mare de axe datorită atât efort de tractare cât și masă mai mare. pe axă . Deplasarea transversală simplă a primei osii nu a garantat o stabilitate de rulare acceptabilă de îndată ce viteza modestă atinsă a crescut chiar ușor. Prin urmare, a fost studiat un sistem care să permită deplasarea radială a primei axe (portante): pe lângă sistemele care foloseau bucșe radiale precum Adams, Webb și alte sisteme, un sistem de mare succes a fost cel implementat în 1857 de către Levi Bissel care și-a luat numele ( Cart Bissel ) [9] .

Boghiul Bissel, cu o singură punte, a fost aplicat locomotivelor atât în ​​față, ca boghiu de direcție, cât și în spate ca boghiu de susținere. Consta dintr-un cadru triunghiular simplu, complet independent de cadrul principal al locomotivei, de care era legat prin intermediul unui știft simplu plasat la vârful triunghiului; prin urmare, osia era liberă să se rotească lateral, intrând cu ușurință în curbă. Apoi a fost readus în poziție de un sistem de arcuri și încărcat cu o parte din masa locomotivei [10] .

Când boghiul este alcătuit din două axe, spre deosebire de Bissel, acesta constituie un vehicul mic, cu adevărat independent, deoarece cadrul care îl constituie îmbrățișează cele patru bucșe, are suspensie proprie și este unit cu șasiul locomotivei printr-un știft cuplat la a cincea roată plasată într-o poziție centrală; aceste două elemente servesc, de asemenea, pentru a transmite o parte din masa locomotivei pe cele două axe de susținere. Pentru ca căruciorul să se adapteze la curba care trebuie acoperită, roata a cincea trebuie să poată fi translatată lateral și acest lucru se obține plasându-l pe un suport suspendat prin intermediul a patru tije de legătură la cadrul căruciorului însuși; acest suport se numește traversă oscilantă . Această diagramă schematică descrie structura boghiurilor de locomotive de tip american sau englez , Krauss-Helmholtz și varianta sa, boghiul italian [11] .

Desen schematic al trăsurii Krauss-Helmholtz

O particularitate a utilizării boghiului este cea adoptată pe locomotive Mallet care sunt formate din două secțiuni articulate pentru a putea fi ușor înscrise în curbele care susțin toate echipamentele care alcătuiesc locomotiva. Acestea sunt împărțite, respectiv, pe căruciorul din spate, care susține cadrul general pe care este montat cazanul , de asemenea, mecanismul motorului de înaltă presiune cu cele două sau trei axe cuplate și pe cel din față, care susține camera de fum, motorul mecanism cu presiune scăzută cu axe cuplate. Practic, locomotiva este alcătuită din două vagoane mari, articulate cu ajutorul unui știft central robust [12] .

Un alt exemplu de utilizare a cărucioarelor cu motor este constituit de locomotivele Garratt în care cele două cărucioare cu osiile cuplate și motoarele respective sunt simetrice și susțin, prin intermediul roților și pinilor, întregul bloc cazan-cuptor-cabină care este suspendat pe două puncte și permite o inscriere mai bună în curbe strânse decât ciomagele

Atât boghiul Bissel, cât și boghiurile biaxiale menționate mai sus au fost utilizate nu numai pentru construcția locomotivelor cu abur, ci și pentru vehiculele cu tracțiune termică și electrică.

Cărucior cu gât dublu de lebădă Fiat montat pe vagoanele ALn 668

Căruciorul în vehicule

Construcția cărucioarelor, de-a lungul timpului, s-a diferențiat în funcție de utilizarea sa, pentru vehicule pentru transportul de mărfuri sau pentru vehicule pentru transportul călătorilor.

Bogie de tip diamant al unui vagon de marfă ceh
Cărucior tip Commonwealth
Cărucior de tramvai tip Brill

Construcția cărucioarelor pentru transportul mărfurilor a favorizat mai degrabă robustețea decât confortul și, prin urmare, căruciorul vagoanelor de marfă și- a menținut construcția elementară a originilor. Cele mai importante schimbări s-au referit la introducerea tot mai generalizată a arcurilor elicoidale, mai degrabă decât a arcurilor cu foi. Boghiurile vagoanelor de marfă au de obicei două axe, dar, în cazul vagoanelor de transport greu, pot avea și trei sau mai multe axe; acesta este cazul vagoanelor cu podea joasă, vagoanelor pentru transportul de fontă și vagoanelor cu macara. Căruciorul Diamond este foarte popular și și-a găsit utilizarea și în construcția de licitații pentru locomotive cu aburi și cu puține variante în vagoanele de marfă din întreaga lume [8] .

Cărucioarele pentru vagoane de pasageri au suferit o evoluție majoră: cea mai importantă a fost introducerea fasciculului oscilant care a introdus posibilitatea unei suspensii laterale care a fost adăugată la cea verticală a originilor ( suspensie primară ) generând atât un confort mai mare la mers, cât și o mai puțină agresivitate a întregului față de pistă. O îmbunătățire suplimentară și ulterioară a fost introducerea unui al doilea sistem de arcuri care a făcut mișcarea transversală a fasciculului oscilant mai puțin bruscă: acest sistem de arcuri se numește suspensie secundară . Cu excepția cazurilor foarte rare, vagoanele pentru vagoanele de pasageri au două osii [8] .

Cele mai frecvente tipuri de cărucior

Cărucior tip Y 25

Notă

  1. ^ Enciclopedia tehnicii și mecanicii , p. 122 .
  2. ^ a b Vehicule și sisteme , p. 101 .
  3. ^ CF Marshall , pp . 61-62 .
  4. ^ Güterwagen-Drehgestelle (în germană)
  5. ^ Domenico Molino, o discuție despre evoluția trăsurilor în Italmodel Ferrovie , 8/9 1978, n. 218, p. 613
  6. ^ a b Vehicule și sisteme , p. 103 .
  7. ^ Noțiuni generale despre traz. electric , p. 38 .
  8. ^ a b c Enciclopedia Tehnicii și Mecanicii , p. 123 .
  9. ^ Jackson, Alan A. (2006). The Railway Dictionary , ediția a IV-a, Editura Sutton, Stroud, p. 28
  10. ^ Locomotiva cu aburi , p. 149.
  11. ^ Locomotiva cu aburi , pp. 150-151 .
  12. ^ Locomotiva cu aburi , p. 156 .

Bibliografie

  • Oreste Santanera, Noua familie de cărucioare Fiat pentru vehicule de pasageri , în Railway Engineering , 31º, n. 2/1976, Roma, Colegiul italian de ingineri feroviari, februarie 1976, pp. 3-14.
  • E. Prinț. Evoluția cărucioarelor vehiculelor de pasageri din La Tecnica Professionale n. 9, septembrie 1999.
  • Gian Guido Turchi, La originile căruciorului , în Trenuri , 24 (2003), n. 246, pp. 28–34
  • Enciclopedia tehnicii și mecanicii , Volumul II, Armando Curcio Editore, 1970, pp. 122–123.
  • Chapman Frederick Marshall, O istorie a locomotivelor feroviare până în 1831 [1]
  • Ministerul Transporturilor, Căile Ferate de Stat, Locomotiva cu aburi , vol. VI, Ateliere grafice Vallecchi, Florența, 1962
  • Ministerul Transporturilor, Căilor Ferate de Stat, Vehicule și Sisteme , vol. IX, editura Giardini, Pisa, 1962
  • Ministerul Transporturilor, Căile Ferate de Stat, Noțiuni generale privind tracțiunea electrică și locomotivele electrice , vol. VIII, Tipografia serviciului material și tracțiune, Florența, 1962

Elemente conexe

Alte proiecte

Controlul autorității LCCN (EN) sh85020037 · GND (DE) 4150569-4