TRAKCJA

Układ zasilania
W układzie zasilania najważniejszym zespołem jest sprężarka, stanowiąca źródło sprężonego powietrza. W lokomotywach — ze względu na większą pewność ruchową oraz większe zapotrzebowanie sprężonego powietrza — stosuje się dwie lub trzy sprężarki jednego typu, pracujące równolegle. W elektrycznych zespołach trakcyjnych stosuje się w zasadzie po jednej sprężarce. Powietrze zasysane do cylindrów sprężarki musi być możliwie czyste i pozbawione mechanicznych zanieczyszczeń. Dlatego, też pobierane jest z wnętrza lokomotywy za pośrednictwem filtrów.

W czasie procesu sprężania powietrze bardzo silnie nagrzewa się, niejednokrotnie powyżej 200°C, co obniżałoby jego ilość w zbiornikach, a ponadto utrudniałoby pracę wielu urządzeń. Dlatego też sprężone powietrze przechodzi przez chłodnicę wykonaną w kształcie wężownicy chłodzonej naturalnym obiegiem powietrza atmosferycznego. W czasie sprężania powietrze porywa ze sobą cząsteczki oleju, którym są smarowane gładzie cylindrów sprężarki, i niesie je do wnętrza instalacji. Przedostawanie się tego oleju dalej, który jest już częściowo zużyty, może powodować zatkanie wąskich kanalików i nieprawidłowości pracy urządzeń. Dlatego też w układzie znajduje się odolejacz.

Razem z powietrzem sprężarka zasysa dużo pary wodnej, znajdującej się w powietrzu. Po sprężeniu, wskutek zetknięcia się z zimnymi ściankami zbiorników, rurociągów i urządzeń, para skrapla się i spływa do najniżej położonych miejsc. Ponieważ gromadząca się woda zagraża prawidłowej pracy wszystkich urządzeń, zwłaszcza1 w okresie zimy, gdyż może zamarzać, przeto we wszystkich najniżej położonych miejscach rurociągów i zbiorników znajdują się odwadniacze oraz kurki odwadniające, umożliwiające okresowe usuwanie nagromadzonej wody. Wszystkie instalacje pneumatyczne są wykonywane w taki sposób, aby powstająca woda mogła zawsze spływać do najniżej położonego miejsca, gdzie znajduje się odwadniacz. W układzie ssania sprężarki jest umieszczony rozpylacz alkoholu, w którym znajduje się spirytus mieszający się z parą wodną zawartą w powietrzu i utrudniający zamarzanie kondensatu.

Rys 4.1 Schemat układu zasilania [1]
1 – filtr, 2 – rozpylacz alkoholu, 3 – sprężarka, 4 – chłodnica międzystopniowa, 5 – zawór bezpieczeństwa, 6 – chłodnica, 7 – kurek odwadniający, 8 – zawór zwrotny, 9 – zawory bezpieczeństwa, 10 – odolejacz, 11 – zbiorniki powietrza, 12 – wyłącznik ciśnieniowy sprężarki, 13 – manometr, 14 – kurek odcinający, 15 – odpylacz, 16 – kurki krańcowe, 17 – sprzęgi elastyczne

Sprężarki powietrza wybranych typów pojazdów
Sprężarki są urządzeniami mechanicznymi sprężającymi powietrze i tłoczącymi je do zbiorników głównych znajdujących się w układach zasilania. Są to maszyny tłokowe, złożone z jednego lub więcej cylindrów, napędzane indywidualnie silnikami elektrycznymi.

Stosowane są dwa rodzaje sprężarek: sprężarki główne o dużej wydajności 500 do 3000 l/min i ciśnieniu sprężania 0,7 do 1 MPa, dostarczające sprężonego powietrza do wszystkich urządzeń pojazdu, oraz sprężarki pomocnicze o małej wydajności 50 do 150 l/min i ciśnieniu sprężania do 0,5 MPa, pracujące bardzo krótko w czasie przygotowywania pojazdu do pracy.

Rys 4.2 Sprężarka tłokowa [1]

Sprężarka składa się z głowicy (2) zamykającej od góry cylinder (5), umieszczony na kadłubie (10). Wewnątrz cylindra porusza się tłok (6) połączony korbowodem (7) z wałem korbowym (8), osadzonym na łożyskach tocznych w kadłubie. W głowicy (2) znajdują się wloty i wyloty powietrza, zamykane i otwierane zaworami ssawnym (3) i tłocznym (4). Na wale korbowym są umieszczone odciążniki (9), zapewniające równomierną pracę sprężarki. W czasie pracy sprężarki tłok poruszany korbowodem wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne: do góry i do dołu. W czasie ruchu tłoka do dołu w przestrzeni nad nim występuje podciśnienie, powodujące otwarcie zaworu ssawnego (3) i dopływ powietrza atmosferycznego. W tym czasie zawór tłoczny jest zamknięty. Ruch ten nazywa się suwem ssania. Powietrze jest zasysane przez filtr (1). W czasie ruchu tłoka do góry w przestrzeni nad nim występuje nadciśnienie, powodujące otwarcie zaworu tłocznego (4) i przepływ sprężonego już powietrza do instalacji. W tym czasie zawór ssawny jest zamknięty. Ruch ten nabywa się suwem tłoczenia.

W czasie sprężania i tłoczenia powietrze nagrzewa się, oddając dużo ciepła wszystkim częściom sprężarki. W celu zwiększenia intensywności chłodzenia nagrzanych części sprężarek, cylindry i głowice mają dużą liczbę żeber, znacznie zwiększających powierzchnie oddawania tego ciepła do atmosfery. W niektórych przypadkach są stosowane wentylatory, kierujące strumienie powietrza na cylindry.
Sprężarki wielocylindrowe mają cylindry ustawiane względem siebie rzędowo pionowo lub poziomo bądź w kształcie litery V, czyli w układzie widlastym. Sprężarki wielocylindrowe są zawsze sprężarkami dwustopniowymi, tzn. takimi, w których maksymalne ciśnienie sprężonego powietrza uzyskuje się za pomocą dwóch procesów sprężania, następujących kolejno po sobie w oddzielnych cylindrach.

W pierwszym cylindrze (niskoprężnym) o większej średnicy powietrze zostaje sprężone do ciśnienia 0,2-0,3MPa i wtłoczone do drugiego cylindra (wysokoprężnego) o mniejszej średnicy, w którym zostaje sprężone do wymaganego ciśnienia, tj. 0,8 do 1MPa. Dla ochłodzenia powietrze nagrzane w pierwszym stopniu sprężania przepływa przez chłodnicę włączoną między obydwa cylindry. W sprężarkach szybkoobrotowych wał korbowy jest połączony bezpośrednio z silnikiem elektrycznym elastycznym sprzęgłem stałym. W sprężarkach wolnoobrotowych połączenie z silnikiem napędnym odbywa się za pomocą przekładni pasowej lub zębatej, zmniejszających prędkość obrotową.

Dane techniczne sprężarek głównych w wybranych typach pojazdów
a) Sprężarka główna typu S2P-115-3E/4

Liczba stopni sprężania	2
Liczba cylindrów:
I stopnia	1
II stopnia	1
Średnica cylindrów
I stopnia	150 mm
II stopnia	92 mm
Skok tłoka	120 mm
Prędkość obrotowa przy 3000 V	1000obr/min
Maksymalna prędkość obrotowa	1400 obr/min
Wydajność znamionowa	l,7m3/min -10%
Ciśnienie znamionowe	0,78 MPa
Maksymalne ciśnienie	0,88 MPa
Zapotrzebowanie na moc na wale sprężarki przy maksymalnym obciążeniu	13 kW
Smarowanie	podciśnieniem
Chłodzenie	powietrzem
Wymiary:
Długość	720 mm
Szerokość	500 mm
Wysokość	820 mm
Masa	205 kg
Napęd	elektryczny: silnik typu LKPf-354
Zastosowanie w pojazdach typu:	Lokomotywa uniwersalna EU07, pasażerska EP07, towarowa ET22, towarowa ET41

b) Sprężarka główna typu V2.15.8F

Liczba stopni sprężania	2
Liczba cylindrów:
I stopnia	1
II stopnia	1
Średnica cylindrów
I stopnia	155 mm
II stopnia	82 mm
Skok tłoka	70 mm
Znamionowa prędkość obrotowa	1630 obr/min
Końcowe ciśnienie tłoczenia	1MPa
Wydajność ssania	190 m3/h
Moc pobierana	24 kW
Zużycie oleju (średnie)	18 cm3/h
Objętość misy oleju	ok. 8,7 dm3
Wymiary:
Długość	720 mm
Szerokość	700 mm
Wysokość	740 mm
Masa	217 kg
Zastosowanie w pojazdach typu:	V2.15.8F Lokomotywa uniwersalna SU45, V2.15.8G Lokomotywa uniwersalna SU46

Dane techniczne sprężarek pomocniczych w wybranych typach pojazdów
a) Sprężarka pomocnicza typu SP-1

Liczba stopni sprężania	1
Liczba cylindrów	1
Średnica cylindrów	60mm
Skok tłoka	55 mm
Prędkość obrotowa	900obr/min
Końcowe ciśnienie tłoczenia	0,5 MPa
Wydajność	6 m3/h
Smarowanie	rozbryzgowe
Chłodzenie	powietrzem
Zastosowanie w pojazdach typu:	Lokomotywa uniwersalna EU07, pasażerska EP07, towarowa ET22, towarowa ET41

b) Sprężarka pomocnicza typu KP-1

Liczba stopni sprężania	1
Liczba cylindrów	1
Średnica cylindrów	60mm
Skok tłoka	55 mm
Prędkość obrotowa	900obr/min
Końcowe ciśnienie tłoczenia	0,5 MPa
Wydajność	100/min
Chłodzenie	powietrzem
Zastosowanie w pojazdach typu:	Elektryczne zespoły trakcyjne EN57

c) Sprężarka pomocnicza typu 1JS60

Liczba stopni sprężania	1
Liczba cylindrów	1
Średnica cylindrów	60mm
Skok tłoka	35 mm
Prędkość obrotowa	1380obr/min
Ciśnienie nominalne	0,6 MPa
Wydajność normalna przy 0,6 MPa	6 m3/h±5%
Objętość skokowa sprężarki	102 cm2
Smarowanie	rozbryzgowe
Chłodzenie	powietrzem
Wymiary zespołu:
Długość	470 mm
Szerokość	290 mm
Wysokość	3600 mm
Masa zespołu	28 kg
Zastosowanie w pojazdach typu:	Lokomotywa uniwersalna EU07, pasażerska EP07, towarowa ET22

Zbiorniki powietrza
W układzie hamulcowym sprężone powietrze doprowadzane przewodami gromadzi się w zbiornikach, różniących się przede wszystkim pojemnością zależną od funkcji, jaką ma spełnić zasilane urządzenie. W pojazdach szynowych znajdują się zbiorniki główne, pomocnicze, sterujące, wyrównawcze, rozrządcze i dodatkowe.

Zbiornik główny jest spawany z blach i zamknięty wypukłymi dennicami. Kościan zbiornika przyspawane są kołnierze z otworami gwintowanymi służące do połączenia zbiornika z przewodem głównym. W dolnej części zbiornika znajduje się dodatkowy kołnierz, w który wkręcany jest kurek spustowy do odwadniania zbiornika.

Zbiornik główny montowany jest pod pudłem pojazdu. Liczba montowanych zbiorników głównych i ich ogólna pojemność zależą od rodzaju pojazdu i jego przeznaczenia.