JAK HAMUJE POCIĄG... cz. 4

JAK HAMUJE POCIĄG …
Ich rozwój historyczny.
Prezentujemy serię miesięcznych artykułów dla naszych klientów
Nr 4 - Hamowanie Odzyskowe
Hamowanie pojazdów z odzyskiem energii wykorzystywano już w pierwszych tramwajach elektrycznych
w końcu XIX wieku. Zasada jest prosta – tramwaj elektryczny jest uruchamiany silnikiem elektrycznym, ten sam
silnik elektryczny – w sytuacji, gdy jego wał jest podłączony do zewnętrznego napędu – staje się prądnicą. Tak więc,
kiedy tramwaj wymaga mocy do napędu, silnik pobiera
prąd z sieci trakcyjnej; w razie potrzeby hamowania
rola silnika ulega odwróceniu – staje się on prądnicą,
wytwarzając prąd, który dopływa z powrotem do sieci,
a przez opór, który w takim przypadku stawia prądnica,
pojazd jest hamowany. Sporo przedsiębiorstw
tramwajowych i trolejbusowych wykorzystywało
(i często nadal wykorzystuje) to zjawisko, oszczędzając
w ten sposób na zużyciu prądu. Podobnie działają
w obecnych czasach samochody wyposażone w silniki
hybrydowe, w których ostateczny napęd daje silnik
elektryczny, generujący przy hamowaniu prąd
wykorzystywany przy ładowaniu akumulatorów. Nie
ma się więc co dziwić, że kiedy elektrowozy zaczęły
zastępować na kolejach lokomotywy parowe, tę zaletę
silników elektrycznych wykorzystywano od samego
początku. Zasada zilustrowana jest na rys. 1 i 2. Na rys.
nr 1 lokomotywa potrzebuje mocy i pobiera prąd
z trakcji. Na drugim rysunku lokomotywa hamuje
i oddaje prąd do sieci.
Szczególne
zastosowanie
hamowania
z odzyskiem energii ma miejsce na liniach kolejowych w górach, kiedy to zjeżdżające pociągi oddają prąd do sieci,
zaś wspinające się – prąd pobierają. Tym sposobem, zużycie
energii jak już wspomniano jest mniejsze, niż w przypadku,
gdy hamowanie z odzyskiem energii nie jest stosowane.
Rys.3 Pusty pociąg wyjeżdżający pod górę wykorzystujący
energię pociągów pełnych zjeżdżających w dół. Ofotbanen –
Norwegia .
Na świecie istnieje kilka szczególnie ciekawych
przypadków tego sposobu operowania linii kolejowej. Linia
pomiędzy Kiruny w Szwecji a Narvik w Norwegii, zbudowana
w 1868 roku, została zelektryfikowana już w 1915. Linia ta,
o długości 168 km, jest wykorzystywana głównie dla
przewozu rudy żelaza z kopalni w Kirunie (jedna
z największych na świecie) do portu w Narviku. Najwyższy
punkt tej linii leży na granicy pomiędzy Szwecją a Norwegią
przy miejscowości Rikrsgransen (520 m n.p.m.). Odcinek linii
po stronie norweskiej nosi nazwę Ofotbanen i spada do
poziomu morza w Narvik na dystansie tylko 38 km.
Około 12 towarowych pociągów, każdy załadowany
8600 tonami rudy żelaza, zjeżdża z Rikrsgransen do Narvik
codziennie, wykorzystując hamowanie z odzyskiwaniem energii, a w konsekwencji – doprowadzaniem prądu do
sieci. W tym samym czasie, 12 pustych pociągów jest holowanych w odwrotnym kierunku. Przez to, że są puste,
składy te mają relatywnie małe zużycie prądu. Efekt jest taki, że zjeżdżające z góry, załadowane pociągi wytwarzają
więcej prądu niż jest niezbędny wracającym pustym pociągom. Nadprodukcja prądu pozwala nie tylko na dodatkowe
zasilanie kilku pociągów osobowych i lżejszych towarowych, ale nawet na sprzedaż niewykorzystanego prądu do
sieci krajowej.
Drugi przypadek, o którym warto wspomnieć, to dawna linia pomiędzy Sheffield i Manchester w Wielkiej
Brytanii. Linia ta, o długości 67 km, rozpoczynała swój bieg w Sheffield na poziomie 29 m n.p.m., wspinała się
przez góry o nazwie Pennines
(oddzielają one hrabstwa Yorkshire
i Lancashire, znane są jako „kręgosłup”
Anglii), a następnie przebijała się przez
szczyt 4840 metrowym tunelem na
poziomie 294 m n.p.m. Po drugiej
stronie linia spadała do Manchesteru do
poziomu 38 m n.p.m. Wybudowana w
roku 1868 linia, służyła głównie do
przewozu węgla pociągami holowanymi
przez parowozy z kopalń po stronie
Sheffield do kilku elektrowni po stronie
Rys.3 Mapa linii kolejowej Manchester – Sheffield.
Manchester. Przedsięwzięcie miało
ogromną skalę – 250 pociągów dziennie jechało w każdą stronę. Linia, zelektryfikowana w roku 1954,
wykorzystywała sieć trakcyjną pod napięciem 1500 V D.C. Po obu stronach gór, zjeżdżające pociągi oddawały prąd
do sieci trakcyjnej, a wspinające ją pobierały. Niestety, ta
pierwsza w Wielkiej Brytanii zelektryfikowana linia
przetrwała tylko 27 lat. Zamknięto ją dla ruchu
osobowego w 1970 roku, a dla pociągów towarowych 11
lat później.
Z dzisiejszej perspektywy zamknięcie linii, która
zawierała tak wspaniale ekologiczne rozwiązanie
dotyczące transportu, wydaje się dość krótkowzroczne.
W obecnych czasach, kiedy oszczędzanie energii
i ograniczenia w emisji gazów spalinowych do atmosfery
nabierają coraz większego znaczenia, wykorzystanie
hamowania z odzyskiwaniem energii na kolejach spotyka
się ze wrastającym z roku na rok zainteresowaniem.
Rys.4 Profil wysokościowy linii kolejowej Manchester – Sheffield.
Kolejny artykuł – „Hamulce pozostałe”. Poprzednie wydania artykułów znajdą Państwo na naszej stronie
internetowej: www.huzarpower.com.



Regeneracje zaworów
Systemy diagnostyczne
Naprawy elementów pneumatycznych
Ażeby otr zymać najbar dziej k onk urenc yjną of er tę na f achowe wykonanie u słu g
oraz na dostarczenie systemów diagnostycznych :
Dzwoń: 12 294 52 83 Email: [email protected]