Elektryczne zespoły napędowe > Zespoły napędowe z zawieszeniem tramwajowym silników

Jak nazwa wskazuje ten tym zawieszenia silnika trakcyjnego wywodzi się z pojazdów tramwajowych, gdyż w nich po raz pierwszy zastosowano napęd elektryczny pojazdów szynowych (koniec XIX wieku). Mimo, że w obecnie eksploatwanych tramwajach tego typu zawieszenia się już nie stosuje, to na kolei nadal często można spotkać omawiane rozwiązanie.

 
Zespół napędowy w zabytkowym tramwaju

Zobacz opis zespołów napędowych tramwajowych - tutaj.

Zespoły napędowe z tramwajowym zawieszeniem silników składają się z trzech głównych elementów:
a) zestawu kołowego,
b) jednostopniowej przekładni (reduktora),
c) elektrycznego silnika trakcyjnego.

Silnik trakcyjny zawieszony jest z jednej strony do poprzecznicy ramy wózka za pośrednictwem elementów podatnych, a z drugiej strony opiera się poprzez łożyska bezpośrednio na osi zestawu kołowego. Elementami podatnymi zawieszenia silnika mogą być elementy gumowe lub pakiety sprężyn śrubowych naciskowych.
Taki sposób zamocowania silnika zwany jest zawieszeniem "za nos". Moment obrotowy przekazywany jest z silnika trakcyjnego na przekładnię, a z niej bezpośrednio na oś zestawu kołowego.

W starszego typu pojazdach ten rodzaj zespołu napędowego można spotkać w lokomotywach spalinowych z przekładnią elektryczną (np. serii SM42, SM31, 401Da itp.), elektrowozach (np. ET21) lub też w elektrycznych zespołach trakcyjnych obsługujących połączenia regionalne (np. EN57,71, 14WE itp.) W tych pojazdach silnik opiera się na osi zestawu kołowego poprzez łożyska ślizgowe smarowane poduszkami smarnymi (smarownicami). Koła zębate przekładni zamknięte są w blaszanej, dwuczęściowej skrzyni przekładniowej przymocowanej do korpusu silnika trakcyjnego. Skrzynia tworzy pojemnik wypełniony smarem.

Omawiany sposób zawieszenia silnika ma niekorzystną cechę, gdyż silnik trakcyjny jest tylko częściowo usprężynowany - połowa jego masy spoczywa na osi dociążając lub odciążając ją w zależności od kierunku jazdy. W efekcie na zestaw kołowy przenoszone są wibracje pochodzące od silnika i przekładni natomiast z zestawu kołowego na przekładnię i silnik przenoszone są wibracje wynikające ze współpracy zestawu kołowego z torem. Poza tym ze względu na zmienność obciążeń osi występują nierównomierne naciski zestawu kołowego na tor.

   
Schemat zespołu napędowego z zawieszeniem tramwajowym silnika


       
Zespoły napędowe z tramwajowym zawieszeniem silnika (opis na powiększeniu)


Powyżej omówiony układ ze względu na zastosowanie w oparciu silnia łożysk ślizgowych może być stosowany w pojazdach trakcyjnych, których prędkość eksploatacyjna nie przekracza 120 km/h.

     
Przykładowe zawieszenie silnika do poprzecznicy ramy wózka przez elementy metalowo-gumowe (opis na powiększeniu)


Przykładowy zespół zawieszenia silnika ze sprężynami śrubowymi

   
Silnik trakcyjny (opis na powiększeniu)

   
Gniazdo (łoże panewek) w korpusie silnika do oparcia go na osi (opis na powiększeniu)

 
Gniazda panewek w korpusie silnika i obudowie ze zbiornikiem smaru (smarownicy)

   
Półpanewki i zaznaczona warstwa stopu łożyskowego (opis na powiększeniu)

   
Półpanewki ślizgowe przed zamocowaniem w łożu korpusu silnika (opis na powiększeniu)


Półpanewka osadzona w gnieździe (łożu) korpusu silnika

 
Panewki podczas montażu

   
Obudowy (pokrywy) łożysk ślizgowych ze zbiornikami na smar (opis na powiększeniu)

 
Obudowy (pokrywy) łożysk ślizgowych i przestrzeń na pokrywę wału pustego

Zbiorniki smarowania (smarownice) łożysk ślizgowych wypełnia się materiałem wełnianym i zalewa olejem smarnym. Wypełnienie wełniane nasączone olejem smaruje łożyska ślizgowe.

 
Wypełnienie w zbiorniku smaru - widok osd strony wsadowej

 
Wypełnienie wełniane


Przykładowe rozwiązanie smarowania panewki z wypełnieniem wełnianym (widok od strony osi)

Na osi zestawu kołowego naprasowane jest duże koło zębate przekładni. Wałek atakujący, czyli małe koło zębate, osadzone jest na wale silnika trakcyjnego. Koła zębate zamknięte są w dzielonej, dwuczęściowej skrzyni przekładniowej (obudowie przekładni), zalanej smarem ciekłym. Rozróżnia się koła zębate z zębami prostymi i zębami skośnymi. Te drugie charakteryzuje cichsze działanie, gdyż zęby nie stykają się (uderzają o siebie) wzajemnie całą płaszczyzną.

 
Zestaw kołowy z dużym kołem zębatym na osi


       
Duże koła zębate

  
Małe koło zębate na wale silnika

 
Koła zębate przekładni
 
 
Obudowy blaszane przekładni i uszczelnienie obudowa - oś (taśma filcowa)


Kołnierz odrzutnika oleju na osi - ogranicza dopływ smaru przekłądniowego do strefy uszczelnienia obudowy przekładni


W zawieszeniu tramwajowym najczęściej stosowane jest jednostronne przeniesienie napędu (opisane powyżej). W starych typach lokomotyw można się spotkać z napędem dwustronnym, który polega na zastosowaniu dwóch identycznych przekładni po obydwu stronach silnika trakcyjnego. Przykładem może tu być elektrowóz towarowy serii ET21.

   
Schemat zespołu napędowego z tramwajowym zawieszeniem silnika - napęd dwustronny


 
Zespół napędowy z tramwajowym zawieszeniem silnika - napęd dwustronny (opis na powiększeniu)

 
Zestaw kołowy z dwoma kołami zębatymi - napęd dwustronny



Zespoły napędowe z tramwajowym zawieszeniem silników (za nos) stosowane są również w obecnie produkowanych, nowoczesnych pojazdach - szczególnie lokomotywach elektrycznych i spalinowych z przekładnią elektryczną. Dzięki zastosowaniu asynchronicznych (indukcyjnych) silników trakcyjnych (znacznie lżejszych i mniejszych od silników prądu stałego), ich oparcia na osi zestawu kołowego z zastosowaniem łożysk tocznych oraz nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych, pojazdy takie mogą osiągać prędkość eksploatacyjną 160 km/h.


   
Schemat nowoczesnego zespołu napędowego z tramwajowym zawieszeniem silnika


   
Nowoczesne zespoły napędowe z tramwajowym zawieszeniem silników (opis na powiększeniu)

 
Koła zębate przekładni (przełożenie jednostopniowe)

   
Zawieszenie silnika do poprzecznicy ramy wózka (opis na powiększeniu)

 
Przykładowy sworzeń z tuleją metalowo-gumową osadzany w wieszaku silnika

 
Wał pusty przed zabudowaniem łożysk oparcia na osi (1) i kalamitka do smarowania łożysk na wale (2)

 
Wał pusty z widocznymi wypustami mocowania do silnika trakcyjnego (1) i po przykręceniu do silnika trakcyjnego (2)

W omawianym rozwiązaniu stosowane są dzielone, dwuczęściowe obudowy przekładni wykonywane w formie odlewów (np. ze stopów metali lekkich) i zastosowanym labiryntowych uszczelnień na styku obudów z osią i wałem silnika.

 
Obudowy przekładni (dwie połówki)

 
Wskaźnik poziomu oleju w przekładni