Pojezdy rámových vozidel

Rámovým vozidlem rozumíme vůz uložený zpravidla na dvou nápravách, vedených ve společném rámu spodku. Další možností uspořádání pojezdu je uspořádání podvozkové, kde je skříň vozu je uložena na dvou nebo více samostatných vozících volně otočných vůči spodku vozu. Ne všechna dvounápravová vozidla mají rámové uspořádání pojezdu, existují totiž i jednonápravové podvozky, jako jsou podvozky typu Rybák, nebo VÚKV typ 8-807.8. Nejspolehlivějším vodítkem při určení, jedná-li se v konkrétním případu o vozidlo s pojezdem rámovým či podvozkovým je to, že podvozky mají vždy vlastní rám, který u rámového uspořádání chybí.

Při zvyšování délky vozu a tím i jeho rozvoru dvojkolí (vzdálenost středů krajních ložiskových čepů)

obr.1: nevýhodné postavení náprav

dochází k nevýhodnému postavení náprav v oblouku koleje, jak je patrné na vpravo obrázku 1. Je nutno, aby dvojkolí vozu měla možnost ve vymezených podélných vůlích zaujmout radiální polohu, tedy polohu při které osa nápravy směřuje do středu oblouku (podobně jako na obr.4).

Vedení dvojkolí bez podélných vůlí, kde osa náprav zůstává kolmo k ose rámu vozidla, udržuje pevný rozvor, který je s ohledem na průjezd obloukem přípustný do rozvoru 4,5 m. U většího rozvoru musí být nápravy volné s podélnými vůlemi ve vedení dvojkolí (na obr.3 rozměr X1) většími než 2 x 1 mm. Podle UIC 517 se podélné vůle dvojkolí rovnají v milimetrech trojnásobku rozvoru vozu v metrech. Velikost podélné vůle je ovšem omezena, protože je u rámových vozidel používán přenos svislých zatěžujících sil z vypružení na ložiskovou skříň nad osou nápravy (pružnice se dotýká ložiskové skříně na její horní straně), který není plně stabilní a z důvodů možného vzpříčení ložiskové skříně v rozsochovém vedení vyžaduje minimální vůle mezi rozsochami a ložiskovou skříní v podélném směru.

Rejdové nápravy

obr.2: provázání náprav

U starších konstrukcí byla otázka rejdových (natáčivých) náprav řešena vzájemným vázáním těchto náprav, podobně jako je tomu na obrázku 2.

U soudobých konstrukcí se používá výhradně volných rejdových náprav, kde je volnost pohybu dána řešením závěsů vypružení a vůlemi v rozsochovém vedení dvojkolí. Z hlediska rejdovnosti náprav je mezi vodícími příložkami rozsoch a osazením ložiskové skříně ponechána vůle v podélném i příčném směru, umožňující natáčení dvojkolí v oblouku.

obr.3: vůle ve vedení

Na obrázku 3 jsou zakótovány potřebné příčné a podélné vůle (vůle mezi vodítky rozsoch a osazením ložiskové skříně) rozsochového vedení. Jako X1 je označena podélná vůle, jako X2 příčná vůle.

Při zvyšování únosnosti vozu bylo nutno současně dodržet zatížení náprav, s ohledem na přechodnost tratě. U rámových vozidel je možné provést snížení nápravového tlaku podepřením vozu další nápravou. Vnitřní náprava, umístěna ve střední části délky vozu, v obloucích vybočuje a z tohoto důvodu je nutno vnitřní dvojkolí v rámovém uspořádání provést se zeslabenými okolky, nebo jako příčně posuvné.

Uspořádání rámového pojezdu

Vedení dvojkolí

Dvojkolí železničního vozu se vůči rámu vozu nemůže pohybovat libovolně, ale je s ním ve vzájemném vztahu, který nazýváme

obr.4: natočení dvojkolí v oblouku

vedení dvojkolí. Vedení dvojkolí stabilizuje dvojkolí železničního vozu s vymezenými vůlemi v příčném a podélném směru.

Vedení dvojkolí v podélném i příčném směru je u rámových vozidel tvořeno dvojicí rozsoch (obr.5 pozice 4) přinýtovaných nebo přivařených k podélníkům spodku vozu. Mezi vodítky rozsoch (obr.5 pozice 6) se pohybuje ložisková skříň (obr.5 pozice 7) opatřená osazením, které zabezpečuje skříň ve vedení. Obě rozsochy ve spodní části spojuje rozsochová spona (obr.5 pozice 5), která zabezpečuje rozdělení podélného zatížení na obě rozsochy.

Na obrázku 4 je patrné jak se díky podélným a příčným vůlím v rozsochovém vedení dvojkolí v oblouku natočí směrem do středu oblouku.

Vypružení

Mezi dvojkolím a vozovou skříní jsou řazeny prvky svislého vypružení, které mají zajistit:

• rovnoměrné rozdělení svislých kolových sil na nerovnostech koleje
• snížení dynamických účinků na vozidlo i trať při jízdě s cílem zvýšit komfort cestování a ochránit náklad i konstrukci před velkými dynamickými rázy.

Vypružení rámového pojezdu tvoří listová pružnice (obr.5 pozice 1), která se spodní části své objímky opírá o horní plochu ložiskové skříně. Vozová skříň je pomocí koníků (obr.5 pozice 3) a šikmých závěsů (obr.5 pozice 2) vázána na konce pružnic. Závěsy pružnic jsou orientované šikmo z důvodu stabilizace dvojkolí v rovnovážné poloze, kdy při vychýlení ložiskové skříně v podélném směru vzniká síla vracející ložiskovou skříň do střední polohy.

Jednotný pojezd dvounápravového nákladního vozu podle UIC 517

Od šedesátých let dvacátého století je zaváděno jednotné uspořádání rámového pojezdu podle UIC 517, které sleduje prodloužení efektivní délky závěsů pružnic a tedy snížení vlastní frekvence příčného kmitání. Ta se za jízdy příznivé projeví tím, že k rezonanci se sinusovým pohybem volně vedených dvojkolí po koleji dojde v oblasti nižsích rychlostí, takže pojezd takto uspořádaný lze užívat pro rychlosti 100 km/h i vyšší.

U jednotného pojezdu podle UIC 517 pro dvounápravové nákladní vozy má ložisková skříň podélné i příčné vůle jednotně po 20 mm (nezávisle na rozvoru). Rozsocha (obr.5 pozice 4) má však v příčném směru funkci pružiny, proto je příložka rozsochy (obr.5 pozice 6) velice úzká. Rozsocha tvořena bezvrubou deskou z výšepevnostní oceli, která je přinýtována nebo přivařena k podélníku.

obr.5: jednotný pojezd podle UIC 517

1	Pružnice	5	Rozsochová spona
2	Závěs pružnice	6	Příložka rozsochy
3	Koník	7	Ložisková skříň
4	Rozsocha	8	Podélník vozu

Dvojitý hraníkový závěs

Dvojice hraníků, spojených článkem závěsu (obr.6 pozice 3), tvoří jednu stranu závěsu. Při vychýlení závěsu dojde při vyčerpání 10 mm vůle (vůle mezi dorazem článku závěsu a stěny koníku, zhruba v půlce délky závěsu) ke kontaktu článku závěsu a stěny koníku (obr.6 pozice 1, na animaci znázorněno jako DOTEK).

Příčné vypružení působí tak, že při výchylce do 15 mm (výchylka na konci délky závěsu) se vychyluje celá sestava hraníků a efektivní délka závěsky je tedy velká. Při dosažení 15 mm se charakteristika lomí; článek závěsu dosedne na stěnu koníku, po dalších 5 mm

obr.6: animace funkce závěsu	obr.7: dvojitý závěs

dosedne skříň ložiska na rozsochu. Další pohyb v příčném směru je provázen vychylováním pouze horních hraníků (efektivní délka závěsky je tedy zkrácena asi na polovinu) a paralelně působící vratnou silou ohýbané rozsochy. Příčné vypružení je tedy progresívní.

Tlumení všech pohybů ložiskové skříně je třením. Svislý pohyb se utlumuje v pružnici (obr.6 pozice 2), příčný třením hraníků v jejich sedlech (obr.6 pozice 4) a podélný třením na povrchu svorníků (obr.6 pozice 5). Je zřejmé, že díly závěsů, plnící současně funkci třecího tlumiče, se opotřebovávají. Jsou proto předpokládány jako výměnné a mezinárodně je předepsáno jejich největší dovolené opotřebení.

Při určování tuhosti svislého vypružení je nutno odlišit 2 případy:

• tuhost samotné pružnice (tuhost pružnice [N/m] je změna zatížení [newton] dělená změnou její výšky [metr]), která se zkouší v převrácené poloze s kladkami vloženými do ok pružnice jako závislost působící síly a pohybu objímky pružnice oproti základní rovině
• tuhost pružnice zabudované spolu se závěsy do pojezdu, závěsy se totiž při deformacích pružnice natáčejí do strmějších poloh, jejich svislý průmět se prodlužuje a tím se zvětšuje relativní sednutí v pojezdu

Pružné závěsy

Rámové uspořádání kolejového vozidla je možno v běžném provozu spatřit pouze u nákladních vozů. U vozů určených k přepravě osob je vyžadováno dvojité a příčné vypružení a to je možné realizovat pouze u podvozkového uspořádání.

obr.8: pružný závěs	obr.9: pružný závěs pružnice vozu řady Ce

U starších konstrukcí osobních vozů, dnes je můžete vidět pouze u historických jízd, bylo u vozů osobní dopravy rámového uspořádání použito alespoň pružného zavěšení pružnic. Při takto sériově zařazené pružině je výsledná tuhost vypružení nižší, což při vypružení vozidla listovými pružnicemi alespoň částečně zlepšilo kulturu cestování.

obr.10: orientace sklonu šikmých závěsů pružnice nemusí být vždy tak jak jsme zvyklí, to jest že horní konce směřují k sobě. U vozu původní řady Ci, rok výroby 1911 až 1916 je tomu právě naopak.

vagony. cz / pojezdy / pojezdy rámových vozidel