Grup Scolar Agicol NusfalauJudetul SalajProfesor Nagy Csaba

Transport feroviarScurt istoric

Premiera mondiala absoluta a conceperii si utilizarii sistemului - sina traversa- prevazut cu schimbatoare de directie cu ac si inima apartine romanului Ion Pop si a cunoscut o larga extindere la minele de la Brad din Transilvania in prima parte a secolului al XVI-lea.Aceasta importanta inventie s-a extins imediat in Austria si generalizat in toate zonele carbonifere din Europa, in special in sudul Angliei. De acum, sistemul cailor ferate inregistreaza o evolutie foarte rapida: in 1764, Frolov utilizeaza in Altai sine de fonta, in1767 Reynold introduce sinele de otel la minele de carbuni de la Dale, sudul Angliei, iar in 1811 inginerul Backinshop inventeaza sistemul de cale ferata cu cremaliera.

Experienta castigata in utilizarea cailor ferate de interes local a determinat construirea si utilizarea unor trasee cu caracter mai important la care tractarea vagoanelor se realiza cu ajutorul cailor. Prima cale ferata de acest fel a fost construita in 1795 in Marea Britanie intre Cardiff si Methyr si era destinata transportului mixt de calatori si marfuri. Pe continent prima linie de transport public se inaugureaza la 7 septembrie 1827 in Austria, intra Budweis si Kerschmaum. Transportul pe calea ferata.normala. asa cum este astazi are o istorie relativ recenta. Locomitiva cu abur a fost inventata in Anglia de catre George Stephenson care a experimentat-o prima data in 1825 la Newcastle. Apoi, in premiera mondiala la 16 noimbrie 1830 a fost inaugurata linia Liverpool -Manchester pe care a mers primul tren de persoane cu 130 pasageri; tractat de o locomotiva cu abur trenul a parcurs distanta de 60 km. in 90 minute cu viteza de aprox. 35 km/h.

Sistemul a fost extins cu mare repeziciune; locomotivele construite in Anglia de Stephenson in anii 1832-1833 de tipul.Planet. si .Patentee. au fost adoptate de toate caile ferate din lume iar in Europa a inceput era marilor constructii feroviare:- 1835 - Bruxelles - Mechelen;- Nurberg - Furth;- 1837 - Paris - Saint Germain;- St.Petersburg - Tarskoe Selo;- 1843 -Paris - Orleans;

O exceptie o constituie realizarea in anul 1833 pe traseul Ninji- Taghil in Ural, a unei locomotive originale dupa constructorul rus Cerepanov ramasa in stadiul de unicat.

In perioada imediat urmatoare au fost construite retele feroviare de baza si in alte tari europene dar si in America de Nord, Asia, Africa, America Latina,Australia.( 1853-India, 1854- Australia, 1856- Egipt). In ultimele decenii ale secolului al XIX- lea s-a extins reteaua de cai ferate in tarile din centrul si estul Europei, in China, sudul si sud-estul Asiei ( India, Vietnam, Malaezia) Turcia, Iran, America Latina ( Argentina, Mexic, Brazilia) Africa (Gabon, Nigeria, Angola, Congo). Lungimea cailor ferate a crescut fulgerator de la 8640 km. la inceputul perioadei la 794.000 km. in jurul anului 1900.In toata aceasta perioada atelierele lui Stephenson primesc din ce in ce mai multe comenzi dar si modernizeaza foarte tare modelele de locomotiva; dupa ce in 1840 locomotiva de tip.Firefly. ajunge la viteza 80,2 km/h, in mai 1848 modelul .Great Western prinde 108 km/h, iar in1849 modelul The Governer inregistreza 134 km/h.

Totodata se modernizeaza elementele de functionare, semnalizarea mecanica, frina electrica, si elementele de asigurare securizarii circulatiei.

Rolul

Transportul feroviar este utilizat pentru fluxuri constante de marfă (relaţii stabile între furnizor şi un destinatar) sau transport de cantităţi mari .

Unitatea individuala de transport este 20-40 tone, dar de regulă se expediază grupe de min 2-3 vagoane la o expediţie . Trenurile complete au capacitate de transport de cca. 2000 tone (cca. 50 vagoane X40 tone )şi se utilizează în sistem navete sau pentru livrări la port şi de la port în vederea în vederea încărcării mărfurilor provenite din transportul naval . Trebuie menţionat că un număr mare de întreprinderi, mari consumatoare de materii prime sau depozitele mari au linii feroviare proprii.

Componentele fundamentale ale sistemului de transport pe calea ferată cuprinde în esenţă: infrastructură :

Calea ferată Instalaţiile de electrificare

mijloace de transport Materialul rulant autopropulsat-locomotive Material rulant nepropulsant vagoane

operatori de transport sau operatori ai activităţimor conexe organizaţi in staţii triaje

sisteme de management, navigaţie şi controlCaracteristicile esenţiale ale sistemului de transport feroviar sunt ;a) Circulaţia se desfăşoară în convoaie remorcate de una sau mai multe locomotive.b)Organizarea circulaţiei trebuie să fie ireproşabilă datorită faptului că spaţiul de

frânare este foarte mare şi pentru că pe o linie de cale ferată se circulă în ambele sensuri .c) Datorită faptului ca trenuri se compun şi descompun apare necesitatea creării de spaţii

special amenajate efectuării acestor operaţii , aceste spaţii se numesc triaje .

Caracteristicile sistemelor de transport feroviar – Infrastructura sistemelor de

transport feroviar

Infrastructura publică de transport feroviar este constituită din: liniile ferate curente dintre staţii liniile ferate de primire-expediere din staţii liniile ferate de evitare aparatele de cale poduri, tuneluri, viaducte alte lucrări de arta, lucrări geotehnice de protecţie şi consolidare plantaţii de protecţie de-a lungul liniilor ferate instalaţii fixe de siguranţă şi conducere operativă a circulaţiei trenurilor liniile electrice de contact cu substaţiile de tracţiune electrică

Infrastructura privată de transport feroviar este constituită din: linii care sunt destinate strict exploatării necomerciale instalaţii de telecomunicaţii clădiri si proprietăţi care nu sunt legate direct de circulaţia feroviară

A. Căile ferate

Calea ferată este un ansamblu de construcţii şi instalaţii cu ajutorul cărora se asigură circulaţia materialului rulant (tren, vagoane) în vederea efectuării transporturilor de călători şi bunuri materiale.

Elemente constructive

Elementele constructive ale căi ferate sunt: infrastructură suprastructura

Infrastructura cuprinde totalitatea lucrărilor care susţin suprastructura căii ferate, asigurând legătura cu terenul şi transmiterea către acesta a eforturilor statice şi dinamice.

Elementele infrastructurii sunt: terasamentele sau lucrările de pământ lucrările de artă (poduri, viaducte, tuneluri

etc.)

Suprastructura este alcătuită din: balast traverse şine schimbători de cale, plăci turnate (învârtitoare) şi poduri

transbordoare (pentru trecerea de pe o linie pe alta) materialul rulant de caleŞina reprezintă elementul principal ale suprastructurii, alcătuind

calea de rulare. Şinele de cale ferată sunt prinse rigid de traverse la o distanţă fixă una de alta, numită ecartament.

Traversă este o grindă de lemn, de beton armat sau de metal, utilizată ca element de legătură între şinele de cale ferată şi terasament, pentru a menţine ecartamentul căii şi a transmite stratului de balast solicitările

Şina care serveşte singură ca o cale pentru vehicule de pasageri sau marfă se numeşte monorail. În cele mai multe cazuri, acest tip de şină este elevată (supraterană), dar trenurile monorail pot merge şi la suprafaţă, în subteran sau în tuneluri speciale

Aparatul de cale reprezintă un ansamblu de instalaţii fixe care asigură încrucişarea şi / sau ramificarea la nivel a liniilor de cale ferată

Schimbător de cale reprezintă un dispozitiv montat la intersecţia a două linii de cale ferată, cu ajutorul căruia se realizează trecerea vehiculului de pe o linie pe cealaltă; este format în principiu din: macaz, inimă de încrucişare, şine

intermediare şi un aparat de manevră. Macazul este un dispozitiv folosit pentru dirijarea materialului rulant la bifurcarea căilor de rulare, constând dintr-o porţiune mobilă şi reglabilă a şinelor. Comanda se poate face local sau centralizat, de la distanţă Inimă de încrucişare este elementul situat la intersecţia a două şine.

Clasificarea căilor ferate

După particularităţile reliefului, căile ferate pot fi: la suprafaţa solului subterane suspendate (pe anumite porţiuni)

După ecartament, căile ferate pot fi: normale (cu ecartament de 1435 mm) largi (cu ecartament mai mare de 1435 mm) înguste (cu ecartament mai mic de 1435 mm)

După numărul liniilor dintre două puncte de secţionare, căile ferate sunt: simple (un singur fir cu circulaţie în ambele sensuri) duble (două fire cu circulaţie în ambele sensuri) multiple (cu mai multe fire de circulaţie)

După importanţa şi intensitatea traficului, căile ferate pot fi: magistrale principale secundare de interes local turistice

Liniile magistrale sunt linii de cale ferată de importanta deosebită pentru circulaţia naţionala şi internaţională.

Liniile principale sunt linii de cale ferată de importanţă naţională prin care se asigură legătura între principalele centre urbane

Liniile secundare sunt linii de cale ferată care leagă diferite localităţi cu liniile magistrale şi principale.

Liniile de interes local sunt linii construite de unităţi economice pentru deservirea unor interese locale.

B. Puncte de secţionare a căii ferate

Punctele de secţionare a căii ferate sunt locuri unde calea ferată se întrerupe pentru a permite:

încrucişarea trenurilor depăşirea staţionarea pentru încărcarea şi descărcarea mărfurilor staţionarea vagoanelor pentru compunerea şi descompunerea trenurilor

Secţionarea liniei de cale ferată se face în funcţie de: volumul traficului cerinţele de deservire a localităţilor şi a unităţilor economice

În funcţie de activitatea şi dotarea lor tehnică, punctele de secţionare se împart în: staţii de cale ferată halte de mişcare posturi de mişcare (de reavizare) semnale de bloc de linie semiautomat semnale de bloc de linie automat

Staţiile de cale ferată sunt unităţi de bază ale transportului feroviar, care au o bază tehnico-materială proprie pentru a îndeplini funcţiile tehnice şi comerciale care le revin.

Prin funcţia tehnică a unei staţii se înţelege activitatea staţiei referitoare la: primirea şi expedierea trenurilor încrucişarea şi depăşirea trenurilor (“trecerea înainte” a trenurilor) revizia tehnică a locomotivelor şi vagoanelor alimentarea locomotivelor cu combustibili, lubrifianţi etc.

Funcţia comercială sau economică a staţiilor se referă la: primirea, depozitarea şi eliberarea mărfurilor primirea, depozitarea şi eliberarea bagajelor şi a mesageriilor revizia comercială a trenurilor (a încărcării vagoanelor) eliberarea legitimaţiilor de călătorie îmbarcarea şi debarcarea călătorilor etc.

Clasificarea staţiilor de cale ferată

În funcţie de activităţile desfăşurate în staţii, acestea pot fi: staţii de mărfuri staţii de călători staţii de triaj staţii de dispoziţie staţii intermediare staţii mixte

Staţii de mărfuri, de călători şi mixte se construiesc, de obicei, în centrele industriale mari. Staţiile de călători deservesc traficul de călători şi se amplasează în special în oraşele mari, unde trenurile îşi termină parcursul. Staţiile mixte sunt deschise tuturor activităţilor. Cu câteva excepţii, reţeaua de căi ferate din România este formată din staţii mixte.

Staţia de triaj (triajul) este o staţie de cale ferată tehnică specială având ca scop descompunerea şi compunerea trenurilor de marfă prin trierea vagoanelor. Staţiile de triaj se construiesc în punctele unde se acumulează curenţi mari de vagoane (încărcate sau goale), în apropiere de centrele mari agricole sau industriale, în porturi şi în mari complexe feroviare, unde o parte din curenţii de vagoane de pe o magistrală îşi schimbă direcţia de mers. În mod obişnuit triajele se compun din următoarele grupe şi părţi dispuse în serie:

• grupa A (grupa de primire a trenurilor); • cocoaşă de triere (una sau două linii în plan înclinat pe o pantă artificială pentru lansarea

prin gravitaţie a vagoanelor prelucrate); • opţional, în triaje mecanizate sau automatizate, frâne de cale (frâne plasate la baza

cocoaşei pentru reglarea vitezei vagoanelor);

• grupa B (grupa de triere), cea mai mare grupă de linii din triaj, pentru trierea vagoanelor spre destinaţie; în triajele fără grupa D este de asemenea grupa de expediere a trenurilor;

• opţional, grupa C (grupa de retriere a vagoanelor separat după staţii, pentru expediere cu trenuri de marfă locale);

• opţional, grupa D (grupa de expediere a trenurilor).

Staţiile de dispoziţie sunt destinate, în general, pentru schimbarea locomotivelor de la trenurile care tranzitează, echiparea lor, schimbarea partidelor de locomotive, descompunerea şi compunerea trenurilor care circulă în special în incinta secţiilor de remorcare adiacente, repararea locomotivelor şi vagoanelor, efectuarea operaţiilor tehnice şi comerciale aferente primirii şi expedierii trenurilor de marfă şi de călători. Deoarece delimitează secţiile de circulaţie, aceste staţii se mai numesc şi staţii cap de secţie.

Staţiile intermediare se amplasează în general în locurile care asigură deservirea comodă a centrelor populate (sate, comune). Prin aceste staţii, trenurile tranzitează fără prelucrare, exceptând trenurile locale de marfă, care aduc şi iau vagoane încărcate din staţiile intermediare. În aceste staţii se efectuează operaţii legate de urcarea şi coborârea călătorilor, respective de primire şi de expediere a trenurilor. Staţiile intermediare pot servi şi la încrucişarea şi depăşirea trenurilor.

Activităţile staţiilor de cale ferată

În staţiile de cale ferată, activităţile se desfăşoară, de regulă, în următoarele compartimente: Compartimentul administrativ reprezintă aparatul prin care se ţine evidenţa personalului, a

drepturilor şi a obligaţiilor lui legale, se rezolvă problemele privind aprovizionarea tehnico-materială, consumurile etc.

Compartimentul comercial rezolvă problemele care decurg din rapoartele cu clienţii, aferente operaţiilor de primire, manipulare şi eliberare a mărfurilor transportate, vânzări de legitimaţii de călătorie (bilete, abonamente), încasări de taxe tarifare etc.

Compartimentul de mişcare a trenurilor rezolvă problemele legate de circulaţia trenurilor, desfăşurând: - activităţi de mişcare (primirea, expedierea, compunerea şi descompunerea trenurilor,

dispunerea vagoanelor pentru încărcare-descărcare la fronturile unităţilor beneficiare);- activităţi de programare;- activităţi de tranzit (urmărirea mişcării şi utilizării vagoanelor care intră şi ies din staţie,

precum şi a documentelor lor).

Halte, posturi, semnale de bloc

Haltele şi posturile de mişcare sunt puncte de secţionare a căii, realizate pentru a permite încrucişări şi depăşiri de trenuri, în scopul măririi capacităţii de circulaţie a secţiei. În caz de necesitate, haltele se utilizează şi pentru efectuarea operaţiilor traficului de călători (de mică intensitate).

Semnalele de bloc de linie (de cale) reprezintă puncte de secţionare destinate măririi capacităţii de circulaţie dintre staţii. Circulaţia în sistemul bloc de linie este un sistem de siguranţă universal aplicabil. În acest sistem linia ferată este împărţită în blocuri (sectoare) lungi de 2.5 km. Într-un bloc se poate afla un singur tren. Atât conductorul cât şi operatorul sistemului de siguranţă al circulaţiei sunt în contact permanent cu operatorul sistemului de semnalizare, prin contact radio sau telefoane montate lângă linia ferată. Intrarea şi ieşirea trenului în / din bloc este dirijata cu semnalizatoare acţionate manual sau automat.

În funcţie de gradul de automatizare, semnalele de bloc de linie pot fi: semnal de bloc de linie semiautomat; semnal de bloc de linie automat.Operatorul semnalizatoarelor acţionate manual supraveghează unul sau două blocuri şi

anunţă ceilalţi operatori dacă are ocupat vreunul din blocurile de care răspunde. Sistemul s-a dovedit a fi greoi, iar la o defecţiune a lanţului de comunicaţii trebuie suspendat traficul.

La circulaţia în sistemul bloc de linie automat (BLA), mecanismele ce deservesc traficul, ca de exemplu macazurile, semafoarele şi senzorii sunt legate în circuite electronice logice, astfel ca între trenurile aflate in trafic să fie menţinută o distanţa minimă. Când trenul a intrat in bloc, blocurile învecinate primesc semnale de atenţionare în toată perioada în care trenul se află în interiorul blocului. Fiecare tren are un cod propriu, vizibil pe monitorul de evidenţă a căii şi a poziţiei momentane a fiecărui tren de pe reţeaua de cale ferată.

O componentă importantă a acestui sistem este frâna de tren automată. Acesta intră automat în funcţiune dacă se constantă o inoperabilitate cauzată de greşeli umane, comportament iraţional, pierdere momentană a memoriei sau chiar un infarct.

Semnalele de cale sunt semnale optice şi acustice prin care se transmite un ordin sau o comandă pentru circulaţia pe cale ferată. Pot fi:

semnale de intrare (a) semnale de ieşire în staţii situate pe secţii înzestrate cu BLA (b) semnale de ieşire în staţii situate pe secţii fără BLA (c) semnale de ramificaţie (au aceleaşi indicaţii cu cele ale semnalului de ieşire) semnale de trecere al blocului de linie automat (d) semnale de intrare sau ramificaţie cu indicaţie suplimentară pentru circulaţia cu viteza

sporită în abatere (e) semnale prevestitoare, situate pe secţii fără BLA, se amplasează de regulă cu 1000 m

înaintea semnalului pe care îl precede şi cu care este în dependenţă (f) semnale repetitoare, amplasate înaintea semafoarelor de intrare, parcurs, ramificaţie şi de

trecere care nu au asigurată o vizibilitate adecvată (g) semnale de avarie (h) semnale de manevră (i) alte semnale şi indicaţii luminoase (j)

Reţeaua de management şi de informare asupra traficului feroviar cuprinde:

sistemele de management şi conducere operativă a circulaţiei; sisteme de informare a utilizatorilor; sistemele de raportare pentru trenurile care transportă mărfuri periculoase sau poluante; sisteme de comunicaţii pentru semnalarea situaţiilor periculoase şi pentru siguranţa circulaţiei

feroviare.Mijloacele cu care se realizează deplasarea persoanelor sau / şi bunurilor pe o cale ferată

se numesc mijloace de transport feroviar.

Mijloacele de transport feroviar se împart în două categorii: mijloace de tracţiune mijloace tractate

Tracţiunea feroviară reprezintă ansamblul mijloacelor şi sistemelor folosite pentru deplasarea trenurilor. Ca mijloace de tracţiune se folosesc: locomotivele, care transportă un număr mai mic sau mai mare de vagoane; automotoarele, care cuprind atât partea de propulsie, cât şi partea de îmbarcare a călătorilor

şi de încărcare a mărfurilor; trenurile în ramă închisă, alcătuite din 1-2 vagoane automotoare şi 2-6 vagoane remorci.

Trenul este un convoi de vagoane, vagonete, remorci trase sau împinse de unul sau mai multe vehicule motoare (locomotive, tractoare etc.)

A. Mijloace de tracţiune

În transporturile feroviare se utilizează:

• sisteme de tracţiune cu abur• sisteme de tracţiune diesel-hidraulică• sisteme de tracţiune diesel-electrică• sisteme de tracţiune electrică• sisteme de tracţiune cu turbină cu gaze• sisteme de tracţiune cu sustentaţie magnetică (Maglev)

CFR Călători şi CFR Marfă folosesc o serie de locomotive electrice (numite LE), diesel-electrice (LDE), diesel-hidraulice (LDH) şi diesel-mecanice (LDM / LDMM). Societatea Feroviară de Turism foloseşte locomotive de aburi (cu ecartament standard şi îngust) şi locomotive diesel-mecanice.

Locomotivele electrice utilizate în România sunt construite pentru ecartamentul standard de 1435 mm şi sunt alimentate prin catenară la reţeaua de c.a. de 25Kv 50Hz. Locomotivele electrice sunt folosite atât pentru rute scurte, cât şi pentru trenuri de mare viteză, în transporturi interurbane. Prin exploatarea lor nu se poluează mediul înconjurător şi sunt silenţioase.

La locomotivele Diesel-electrice motorul Diesel antrenează un generator care produce energia electrică necesară alimentării motoarelor electrice de tracţiune. La locomotivele Diesel-hidraulice energia motorului Diesel este transmisă roţilor cu ajutorul unor dispozitive hidraulice. La locomotivele Diesel-mecanice transmiterea cuplului motor de la motorul Disel la roţi se realizează prin intermediul ambreiaj şi a unei cutii de viteze.

CFR Călători foloseşte şi automotoare diesel, în general pentru servicii pe linii scurte sau puţin folosite. Excepţia o constituie ramele automotor folosite pentru servicii InterCity pe distanţe mai lungi, numite Săgeata Albastră.

În vederea introducerii unor trenuri de mare viteză, se preconizează dezvoltarea parcului mijloacelor de tracţiune cu rame electrice, compuse din vagoane cu un înalt grad de confort:

fotolii tip avion, bar / bistro, salon de afaceri, aer condiţionat, accesorii pentru alimentarea calculatoarelor personale etc.

B. Mijloace tractate

Mijloacele tractate în transportul feroviar sunt vagoanele.

În funcţie de caracteristica transportului vagoanele pot fi:• de călători

- vagoane de clasă (cl. I şi II)- vagoane de dormit (cl. I şi II)- vagoane restaurant- vagoane de poştă, de bagaje şi mesagerii

• de marfă- vagoane acoperite

- vagoane descoperite- vagoane port-containere şi platformă- vagoane cisternă

• cu destinaţie specială- vagoane frigorifice- vagoane refrigeratoare- vagoane izoterme- vagoane pentru transportul animalelor etc.

Vagoane pentru călători

Vagoane pentru mărfuri:

INSTALAŢIILE FIXE DE ELECTRICFICARE

În prezent majoritatea liniilor feroviare sunt electrificate . Cel mai răspândit sistem de electrificare este cel cu frecvenţa de 50 Hz şi tensiunea de 25 Kv. Elementele componente ale unei căi ferate electrificate sunt prezentate în figura 3.4.şi cuprinde următoarele instalaţii.

instalaţie producătoare de energie electrică C centrale termo şi hidro electrice linii electrice pentru transportul energiei electrice la mare distanţa LT instalaţii pentru racordarea căii ferate electrice la liniile de transport adică aşa numitele

substaţii de tracţiune ST , care au drept scop să transforme tensiunea înaltă care circulă în linia de transport LT în tensiune necesară căii ferate electrice.

Linia de contact LC , care este o reţea electrică aeriană constituită de-a lungul căii ferate de la care locomotiva absoarbe energie electrică .

Şinele , care în afară de rolul lor de cale de rulare mai îndeplinesc şi rolul de conductor de întoarcere a curentului la substaţia de tracţiune .

Figura 3.4 .Elementele componete ale unei căi ferate electrice

- Locomotiva electrică LE , care primeşte energie electrică de la linia de contact şi o transformă în energie mecanică la obada roţilor .Curentul electric de tracţiune circula de la barele de plecare ale substaţiei prin linia de contact LC şi este captata prin pantograful P al locomotivei. De la locomotiva , curentul se întoarce prin şine la barele B ale substaţiei

- In lungul liniei ,din loc în loc , se montează posturile de secţionare PS , care, aşa cum le arată numele , au rolul de a secţiona linia în caz de avarie . Aceste posturi au şi rolul de a lega în paralel liniile de alimentare în cazul liniilor ferate duble .Schema electrică simplificată a unei substaţii electrice de tracţiune în sistemul 25KV, 50 Hz este prezentata în figura 3.5.

Substaţia S este compusă din : barele trifazate de înaltă tensiune 1, transformatoarele monofazate coborâtoare 2 , barele 3 de 25 Kv , 50 Hz şi cablurile de plecare întoarcereSistemele de alimentare pot fi : de curent continuu , de în curent alternativ monofazat şi de curent alternativ trifazat . În ţara noastră , electrificarea căilor ferate se face în sistemul de alimentare în curent monofazat 25 kv şi 50 Hz, folosindu-se locomotive electrice cu redresoare cu diode cu siliciu şi motoare electrice de tracţiune de curent continuu.

MIJLOACELE DE TRANSPORT ALE SISTEMULUI FEROVIAR

C

LE

LT

LC

Ş

P S

P

B

ST

Mijlocul de transport al sistemului îl reprezintă locomotiva şi vagoanele . Locomotiva este un vehicul de cale ferata capabil să producă o forţă de tracţiune disponibilă la cârligul de tracţiune şi folosită pentru remorcarea unui anumit număr de vagoane.

3.2.1 CONSTRUCŢIA LOCOMOTIVELOR

Clasificarea locomotivelor se poate face după mai multe criterii. După modul de funcţionare :

locomotive diesel electrice locomotive diesel hidraulice locomotive electrice care şi ele pot fi : de curent continuu , de curent alternativ

monofazat cu frecvenţă joasă şi de curent alternativ monofazat cu frecvenţă industrială

automotoare După felul serviciului :

locomotive pentru trenuri de călători locomotive pentru trenuri de marfă locomotive pentru serviciul de manevră

După modul de acţionare al osiilor : locomotive cu acţionare individuală a osiilor , fiecare motor antrenând o singură osie locomotive cu acţionare colectivă a osiilor la care osiile sunt antrenate în grup cu

unul sau două motoare de tracţiune şi care sunt montate pe boghiurile locomotivei După ecartamentul căii :

locomotive de cale normală locomotive de cale îngustă locomotive de cale largă

Orice locomotivă este formată din două părţi distincte :- Partea mecanică - Partea de forţă .

Partea mecanică cuprinde: Aparatul de rulare (R) alcătuit din osii şi roţi inclusiv organele corespunzătoare cutii de

osii şi constituie partea nesuspendată . Boghiurile (B) care se sprijină pe aparatul de rulare prin intermediul suspensiei primare

(Sp) şi care au rolul de a permite înscrierea locomotivei în curbă. cutia C care la rândul ei se sprijină pe boghiuri , fie prin legături elastice (Se) fie prin legături rigide , la fel şi legăturile transversale şi longitudinale .

Sistem de frânare al locomotivei Instalaţie de încălzire a trenulu

Partea de forţă difera de la o locomitva la alta şi în mare parte cuprinde: Motor diesel care antrenează un grup de generatoare electrice de curent alternativ. Grup de generatoare format din :generator principal , generator de încălzire tren şi

generatoare auxiliare. Toate aceste generatoare fac corp comun şi sunt montate pe un ax comun .Curentul debitat de generator este redresat de o punte de diode fiind necesar alimentarii unor motoare electrice de curent continuu care antrenează rotile. Modificarea vitezei locomotivei se obţine prin reglarea corespunzătoare a tensiunii de alimentare a motoarelor de tracţiune . Reglarea tensiunii motoarelor se obţine prin reglarea tensiunii generatorului principal prin intermediul unui redresor semicomandat care reglează curentul de excitaţie .

Echipament electric de forţă şi de comandă.; Instalaţie de alimentare cu combustibil; Instalaţie de producere , înmagazinare şi utilizare a aerului comprimat; Instalaţie de ungere; Instalaţie de supraalimentare:

Sistem de computer care are rol de comandă , reglare şi diagnoză a locomotivei.Orice situaţie de funcţionare anormală este afişată pe display-ul de bord.

Sistemul de frânare al locomotivei este de tip pneumatic , aerul comprimat fiind asigurat de un compresor acţionat de motorul diesel . Aerul comprimat mai alimentează şi ştergătoarele de geam , claxoane etc.

Instalaţie de încălzire electrică a trenuluiLocomotiva diesel hidraulică are ca sursă de energie primară motorina . Diferenţa

constă în faptul că puterea se transmite roţilor printr-un convertizor hidraulic. Se construiesc pentru puteri mai mici decât cele diesel-electrice .Schema cinematica este următoare

Locomotiva electrică are ca sursă de energie primară curentul electric de înaltă tensiune. fiind dependentă în primul rând de tipul curentului care se foloseşte , alternativ sau continuu. în funcţie de acesta se aleg şi soluţiile constructive ale agregatului de transformare a felului energiei primite la pantograful locomotivei , dacă nu există un agregat de adaptare şi curentul de la linia de contact ajunge direct la motorul de tracţiune atunci locomotiva se numeşte directă .De asemenea tot în funcţie de felul curentului se alege şi motorul de tracţiune Acesta este transformat şi acţionează motoare electrice liniare, care asigură propulsia şi electromagneţii care asigură sustentaţia. Partea electrică a locomotivei se compune din : aparatul de înaltă tensiune , aparatul de joasă tensiune , aparatul de comandă reglare şi diagnoză , transformatoare , redresoare , convertizoare instalaţii de măsurare şi reglare a vitezei . Reglarea vitezei se face prin variaţia tensiunii la bornele motorului de tracţiune sau prin variaţia fluxului inductor. Frânarea se face prin intermediul transformatorului de frânare . Cea mai modernă apariţie este locomotiva pe pernă de aer numită şi tren cu levitaţie magnetică sau Maglev şi este un tren care utilizează câmpuri magnetice puternice pentru a-şi asigura sustentaţia şi a avansa. Spre deosebire de trenurile clasice, nu există contact cu şina, ceea ce reduce forţele de frecare şi permite atingerea unor viteze foarte mari (anumite sisteme ajung la 550 km/h). Deoarece nu pot folosi infrastructura existentă trenurile Maglev trebuiesc concepute de la 0. Termenul de maglev nu se referă numai la vehicule, ci şi la interacţiunea dintre acestea şi calea de rulare. Această interacţiune este foarte importantă, fiecare componentă fiind proiectată în funcţie de cealaltă pentru a crea şi controla levitaţia magnetică

CONSTRUCŢIA VagoaneLOR

În funcţie de destinaţia vagoanelor acestea sunt pentru persoane şi pentru marfă .Construcţia unui vagon este următoarea (figura 3.8) : roţile 1 ale vagonului , se ataşează prin intermediul arcurilor 2 (lamelare sau elicoidale ) la şasiul vagonului 4 , în cazul vagoanelor pe două osii , ori la cadrul 3 al boghiului , în cazul vagonului pe patru osii. Boghiul se ataşează constructiv la şasiul vagonului , astfel încât să se poată roti în plan orizontal faţă de acesta . Este evident că din acest punct de vedere construcţia pe boghiuri este mai avantajoasă .

figura 3.8 Pe lângă elementele componente enumerate mai sus , vagoanele mai sunt echipate cu :

- aparate de legare şi ciocnire (tampoane cu elemente elastice )- frâne pneumatice , automate şi manuale .

Pentru secţia transport persoane, tipurile de trenuri în funcţie de regimul de mers se clasifică astfel :

- tren personal- accelerat- rapid

21

4

3

a

- rapid Inter- City- Euro- Night- special

În funcţie de confortul oferit , vagoanele se clasifică astfel:- Vagoane pentru clasa I- Vagoane pentru clasa II- vagon de dormit- vagon bar- vagon restaurant

Pentru secţia transport marfă vagoanele se clasifică în funcţie de tipul mărfii care trebuie transportată şi de modul de încărcare şi descărcare al vagonului astefel:

- Vagoane acoperite care se folosesc pentru marfă care trebuie protejată de intemperiile vremii

- Vagoane pentru marfă paletizată - Vagoane cu pereţi înalţi pentru transportul de fier vechi sau buşteni - Vagoane cu pereţi înalţi speciali folosite în transportul de marfă vrac şi echipate pentru

descărcarea completă şi simultană pe amândouă părţile vagonului - Vagoane cu platformă pe osii de tip normal folosite pentru transportul de materiale

siderurgice, cherestea şi automobile- Vagoane cu două planşeuri cu acoperiş care se deschid transversal iar descărcarea se

face datorită gravitaţiei din amandouă părţile simultan se folosesc în special la transportul cerealelor

ELEMENTELE CONSTRUCTIVE ALE LOCOMOTIVELOR SI VAGOANELOR

Parametrii constructivi ai locomotivelor şi vagoanelor sunt: Ecartamentul (E) este distanţa dintre şinele de cale ferată adică distanţa dintre

roţile aceleiaşi osii. Ampatament (A) este distanţa dintre axele osiilor extreme Înălţimea H care este distanta dintre calea ferată şi cel mai înalt punct al acestora Lăţimea l este distanţa între punctele extreme ale locomotivei sau vagonului

masurate pe axa transversală . Lungimea este distanta dintre punctele extreme , masurată pe axa longitudinală.

Elementele caracteristice ale fiecărui tip de locomotivă sunt :

ORGANIZAREA STAŢIILOR DE CALE FERATĂ

Staţiile de cale ferată sunt unităţile de bază ale transportului feroviar, cu bază tehnico-materială proprie şi care îndeplinesc funcţii tehnice şi comerciale.

Prin funcţia tehnică a unei staţii de cale ferată se înţelege activitatea acesteia cu privire la: primirea şi expedierea trenurilor, încrucişarea şi trecerea lor înainte, revizia tehnică a locomotivelor, a vagoanelor, alimentarea locomotivelor cu combustibil, etc.

Funcţia comercală sau economică presupune activitatea staţiei de cale ferată cu privire la:primirea, depozitarea şi eliberarea mărfurilor, a trenurilor, eliberarea legitimaţiilor de călătorie, îmbarcarea şi debarcarea călătorilor, etc. În condiţiile unui trafic intens, staţiile de cale ferată pot fi specializate în:

- Staţii de marfă – se amplasează în centrele industriale mari şi foarte populate;- Staţii de călători – deservesc traficul de călători şi se amplasează, în special, în marile

oraşe, unde trenurile de călători îşi termină parcursul;- Staţii mixte – efectuează atât operaţii în legătură cu traficul de călători, cât şi operaţii

legate de traficul de mărfuri. Cu câteva excepţii, reţeaua CFR este formată din staţii de cale ferată mixte;

- Staţii de triaj – se amplasează în punctele unde se acumulează curenţi mari de vagoane: în aproprierea marilor centre industriale şi agricole, în porturi, în mari complexe feroviare, unde o parte din curenţii de pe o magistrală îşi schimbă sensul de mers;

- Staţii de dispoziţie – destinate, în special: pentru schimbarea locomotivelor la trenurile care tranzitează, pentru echiparea lor, pentru schimbarea partizilor de locomotive, pentru compunerea şi descompunerea trenurilor care circulă între secţiile de remorcare adiacente, repararea locomotivelor, a vagoanelor şi operaţii tehnice şi comerciale aferente primirii şi expedierii trenurilor de marfă şi călători.

- Punctele de secţionare a căilor ferate sunt locurile unde calea ferată se întrerupe pentru a permite:

- încrucişarea trenurilor, - trecerea lor înainte, - staţionarea pentru încărcarea şi descărcarea mărfurilor,- staţionarea vagoanelor pentru compunerea şi descompunerea trenurilor, etc.

În funcţie de activitate şi de dotarea tehnică, punctele de secţionare pot fi: Staţii de cale ferată, Halte de mişcare, Posturi de mişcare, Semnale de bloc de linie automate, Semnale de bloc de linie semiautomate.

Din punct de vedere al organizării circulaţiei se deosebesc două elemente principale : calea curentă şi staţiile. În figura 3.10. se prezintă schema unei staţii de circulaţie curentă cu o singură cale

Elementele unei staţii de cale ferată sunt :liniile de circulaţie directă 1 ,liniile de circulaţie abătute 2 , liniile de prelucrare a trenurilor care servesc la efectuarea manevrelor de ataşare şi detaşare a vagoanelor 3 , liniile de racord a liniilor industriale 4 , linia publică 5.Ramificarea şi reunirea căilor se face prin aparatele de cale cunoscute sub numele de macazuri 6.

Una din principalele caracteristici ale liniilor de staţii este lungimea utilă . Aceasta constituie partea de linie pe care se poate gara trenul şi este cuprinsă între semnalul de ieşire şi marca de siguranţă din capătul opus al staţiei . Principiul fundamental pe bază căruia se organizează circulaţia de cale ferată este acela al controlului stării de liber a liniei între două puncte oarecare , denumite puncte de secţionare şi admiterea circulaţiei numai între acele puncte de secţionare a căror stare de liber este confirmată Punctele de secţionare ale căii curente sunt de obicei staţiile de cale ferată , iar forma cea mai simplă de constatare a stării de liber este comunicarea telefonică dintre împiegaţii de mişcare din staţii . Să presupunem două staţii A şi B şi două trenuri care trebuie să ajungă din A în B ca în figura 3.12.

Figura 3.12 Punctul de secţionare al căii curente

Conform graficului de circulaţie , din staţia A urmează să plece trenul 1 către staţia B , iar apoi trenul 2 din staţia B către staţia A . Împiegatul din staţia A cere acceptul împiegatului din staţia B pentru expedierea trenului . După ce a primit acceptul trenul 1 pleacă . La sosirea trenului 1 în staţia B se controlează intrarea întregului tren , prin verificarea vagonului fine de tren , care poartă semne speciale . Dacă acest vagon lipseşte înseamnă că pe linie au rămas vagoane şi ca deci linia este ocupată . După constatarea că întregul tren a sosit în staţia B , impiegatul din staţia B cere permisiunea expedierii trenului 2 către staţia A , de la împiegatul staţiei A , şi după ce a primit acceptul acestuia expediază trenul 2 câtre staţia A . Organizarea circulaţiei după sistemul de mai sus se numeşte circulaţia trenurilor pe bază de cale liberă şi se realizează telefonic . În afară de acest sistem de expediere succesivă a câte unui tren în fiecare sens , circulaţia poate fi organizată şi trimiţând mai multe trenuri în acelaşi sens , dar şi în acest caz este necesară confirmarea împiegatului asupra primirii întregului tren . Acest mod de organizare se numeşte circulaţie pachetizată . Circulaţia pachetizată constituie un caz particular al circulaţiei de cale simplă . În cazul liniilor cu cale dublă , întreaga circulaţie se poate spune că este pachetizată deoarece căile sunt specializate pe sensuri (calea ferată de contrases se află în stânga) Alt mod de organizare a sistemului feroviar este folosind blocul de linie automat. În acest caz trenurile se pot succeda la aşa numitul interval de bloc . În sistemul de circulaţie cu bloc automat de linie , nu este necesară înţelegerea între împiegaţii de mişcare . Dacă o staţie oarecare nu poate primi trenul , semnalul principal de intrare va afişa semnalul roşu , şi trenurile se opresc , acest semnal fiind propagat până în staţia vecină , şi ca urmare , aceasta nu mai poate expedia trenuri în sensul respectiv. Modul de organizare a circulaţiei se reprezintă întotdeauna grafic , de unde şi termenul grafic de circulaţie .

Gara

5

3 2 1 6

4

Figura 3.11 . Organizarea unei staţii de cale ferată .

O altă caracteristică a transportului de cale ferată este efectuarea deplasării mărfurilor în vagoane , grupate în trenuri . Gruparea vagoanelor în trenuri determină o activitate specifică căilor ferate de compunere şi descompunere a trenurilor cunoscută în general sub denumirea de trierea vagoanelor .Schema generală a unei staţii de triere este reprezentata în fig. 3.13

Fig. 3.14 Staţie de triere

Elementele componente ale unei staţii de triere : grupa de primire aşteptare 1 , grupa de triere 2 grupa de expediere 3 şi cocoaşă de triere 4 care este formată din una sau două linii în plan înclinat pe o panta artificiala pentru lansarea prin gravitaţie a vagoanelor prelucrate . Unele triaje mai au o grupă de retriere separat după staţii şi frâne de cale plasate la baza cocoaşei pentru reglarea vitezei vagoanelor . Grupa de primire aşteptare este formata din mai multe linii , racordate la liniile curente care converg în nodul de cale ferata respectiv . La celălat capăt(capătul dinspre cocoaşă ) liniile de aşteptare converg în liniile de împingere 5 , care au o oarecare rampa . Vagoanele ajunse pe cocoaşă , prin împingerea din urma a trenului de către o locomotiva , rulează liber pe panta cocoaşei şi prin dispozitivul de macazuri 6 sunt îndreptate pe liniile de compunere a trenurilor din grupa de triere 2 . Grupa de triere 2 este 2 ...4 ori mai numeroasă decât grupa 2 . Când pe o linie s-au adunat suficiente vagoane , acestea sunt trase în grupa de expediere 3 , în care se executa şi operaţiile finale de alcătuire a trenului (verificarea cuplării mecanice , verificarea frânelor , verificarea cuplajelor ). în aceasta grupa se ataşează la tren locomotiva de drum , în vederea expedierii trenului . Operaţia de triere a vagoanelor este foarte importanta pentru ca pentru a trimite un număr de vagoane din localitatea A în B nu trebuie neapărat un tren special care să aibă aceasta destinaţie , ci vagoanele se pot cupla şi decupla de mai multe trenuri care i final ajung în localitatea B . De asemenea ele se pot lega şi la trenurile de calatori .

INSTALAŢII DE SEMNALIZARE ŞI DIRIJARE A TRANSPORTULUI FEROVIAR

3.4.1. SEMNALIZAREA FOLOSITĂ ÎN TRANSPORTUL FEROVIAR

La calea ferată circulaţia se efectuează pe baza indicaţiilor semnalelor. Din punct de vedere constructiv acestea se împart în semnale mecanice şi semnale luminoase .

Semnalele mecanice sunt de trei feluri :–semnal mecanic cu două braţe folosit ca semnal principal de intrare în staţie–semnal mecanic cu un braţ folosit ca semnal de ieşire

1

2

3

5

4

6

–semnal prevestitor al semnalului principal de intrare–semnal luminos

Schimbarea poziţiei braţelor se face la faţa locului prin cabluri iar iluminarea lentilelor se face de către o sursă de lumină aprinsă zilnic de la faţa locului . Semnalul luminos , este permanent în funcţiune , ziua şi noaptea . Schimbarea culorii indicaţiei se face prin comanda din staţie sau automat , prin circuite electrice . Semnalul este compus din catargul 1 şi blocul 2 de semnalizare .

Semnalele de linie folosesc numai semnale luminoase .Culorile de bază ale semnalizării luminoase sunt : roşu (care interzice trecerea ) , galben (indică permisiunea de trecere prin dreptul semnalului cu viteza stabilită în livretul de mers , prevestind totodată că semnalul următor este roşu ) verde (indică permisiunea de trecereÎn categoria semnalelor luminoase principale intră :

Semnalul de intrare Semnal de ieşire Prevestitoare .

Schema unui circuit de cale este prezentat în fig 3.16.Şinele 1 şi 2 sunt separate electric de şinele sectoarelor vecine în punctele a,b,c,d . La un capăt se leagă instalaţia electrică de alimentare 3 , iar la celălalt capăt instalaţia electrică 4 de recepţie -comandă .Instalaţia electrică de recepţie-comandă are în componenţa un releu sensibil la valorile curentului şi tensiunii . La apariţia unui tren pe calea ferată , valorile tensiunii şi curentului se modifică determinând deplasarea armăturii mobile a releului . Cu alte cuvinte instalaţia de recepţie sesizează starea de ocupat sau liber a sectorului de cale .Aceasta informaţie este preluată de dispozitive special concepute în acest scop şi folosite în două alte instalaţii : blocul automat de linie (BAL) şi centralizarea electrodinamică a staţiilor (CED)

Figura 3.16. Schema circuitului de cale Blocul automat de linie (BAL) este un sistem de semnalizare de linie curentă care permite circulaţia a două sau mai multor trenuri de acelaşi sens pe aceeaşi linie , într-un interval cuprins între două staţii .Principiul de funcţionare constă în împărţirea unei distanţe dintre două staţii în mai multe intervale cu lungimi mai mari decât spaţiul de frânare , izolate electric între ele . Fiecărui sector astfel delimitat i se asociază un circuit de cale . În punctele de separare a sectoarelor de bloc se montează câte un semnal denumit semnal de bloc . Semnalele de bloc sunt

a 1 c

b 2 d

4 a

a c b d

b

legate electric între ele şi la releele de recepţie –comandă . La pătrunderea unui tren într-un sector de cale , semnalul din faţă sa afişează verde iar semnalele din spatele său afişează galben sau roşu până când trenul părăseşte sectorul de cale respectiv . După ce trenul s-a îndepărtat de sectorul de cale respectiv semnalul său va afişa din nou verde pentru trenurile următoare .Blocul automat de linie se foloseşte atât pe calea cu linie simplă cât şi pe calea cu linie dublă . Pentru linia dublă , blocul automat de linie este amenajat corespunzător sensului respectiv . Pe liniile simple , semnalele blocului automat de linie se montează pe ambele sensuri de mers şi afişează verde în faţa primului tren iar pe sens contrar toate semnalele afişează roşu . Centralizarea electrodinamică a staţiilor (CED) . Acest sistem face posibilă comandarea macazurilor de la distanţă de la un pupitru de comandă . Macazurile sunt dispozitive care permit schimbarea poziţiei de mers a trenului şi ramificarea liniilor de cale ferată (figura 3.17.) Între poziţia macazurilor

Elementele componente ale unui sistem de centralizare electrodinamic sunt : mecanismele electromecanice 1 de acţionare a macazurilor , semnalele luminoase S , pupitrul central de comandă 3 , sala releelor 4 şi cablurile electrice de legătură 5 . Starea de liber sau de ocupat a unui sector precum şi mişcarea trenului care în deplasarea lui ocupă şi eliberează diferite porţiuni se poate urmări pe luminoschema staţiei . Acest lucru este posibil datorită faptului că fiecare sector este delimitat şi are un circuit electric . Circuitele de comandă ale electromecanismelor macazurilor şi circuitele de cale sunt dependente unele de altele astfel încât parcursurile pot fi realizate numai în cazul când acestea sunt libere

S 3 4 5

1

Figura 3.17