Tramwaje
Powrót
Wagon typu 116Na/1:
Budowa:
Tramwaj 116Na/1 to trójczłonowy wagon przegubowy z 61% udziałem niskiej podłogi przystosowany
do jazdy jednokierunkowej po torze szerokości 1435mm. Zasilany jest napięciem 600V prądu stałego,
natomiast rozruch odbywa się prądem przemiennym (rozruch impulsowy) w technologii półprzewodnikowej
IGBT (Insulate Gate Bipolar Transistors).
Szkielet wagonu wykonany jest z elementów stalowych spawanych. Ściany przednia i tylna wykonane są
z tworzywa sztucznego. Szyby przednie i tylne są wielowarstwowe, laminowane i klejone do poszycia.
Przód z tworzywa
Tył z tworzywa
Duża część urządzeń elektrycznych została zainstalowana na dachu tramwaju,
co pozwoliło na obniżenie poziomu podłogi wagonu oraz umożliwiło łatwiejszy dostęp do tych urządzeń.
Rozmieszczenie urządzeń na dachu wagonu
Na początku dachu pierwszego członu, nad kabiną zainstalowany jest agregat klimatyzacyjny
stanowiska motorniczego. Agregaty te były jednak już montowane w trakcie eksploatacji wagonów.
Fabrycznie Alstom wyposażył stoszesnastki w agregaty wentylacyjno-grzewcze niemieckiej firmy Hagenuk (bez klimatyzacji)
zasilane z przetwornicy pokładowej napięciami: 400V AC - elementy grzejne oraz 230V AC - wentylatory nawiewowe.
Agregat klimatyzacyjny kabiny motorniczego (opis na pow.)
Krata nawiewowa agregatu w suficie kabiny motorniczego
W pobliżu agregatu klimatyzacyjnego zainstalowana jest antena do radiołączności (radiotelefon firmy TADIRAN)
oraz nadajnik GPS.
Antena radiołączonosci
116Na/1 nie posiada na dachu urządzeń wentylacyjno-grzewczych przestrzeni pasażerskiej.
Wentylacja wagonu jest realizowana tyko przez cztery dachowe otwory wywietrznikowe,
trzy ręcznie uchylane dachowe klapy wywietrznikowe oraz uchylne lufciki okien.
Pokrywa wywietrznika
Otwór wywietrznika w suficie
Wśród urządzeń elektrycznych na dachu omawianego tramwaju znajduje się wyłącznik szybki, który jest
zabezpieczeniem układu elektrycznego. Działa on na zasadzie bezpiecznika, który rozłącza zasilanie
w przypadku wystąpienia zwarcia, przeciążenia, itp. chroniąc tym samym aparaturę elektryczną przed
uszkodzeniem.
Skrzynia z wyłącznikiem szybkim
Skrzynia z aparaturą elektryczną (prod. WOLTAN Sp. z o. o.)
W skrzyni tej znajdują się między innymi bezpieczniki i styczniki układu zasilania, przetwornicy
statycznej, ogrzewania oraz wentylatora wentylacji falownika.
Odbierak prądu (pantograf):
Wagony fabrycznie wyposażone są w pantografy połówkowe typu Fb 700 firmy Stemmann. Jednak
w kilku tramwajach w związku z uszkodzeniem odbieraków fabrycznych i brakiem pieniędzy na zakup
nowych (koszt jednego to około 15000 zł) zastąpiono je pantografami połówkowymi typu OTK-2 (koszt około 5000zł).
Odbierak prądu FB 700 (opis na 2 powiększeniu)
Odbierak prądu OTK-2 (opis na 2 powiększeniu)
Odbierak prądu umieszczony jest wraz z elektrycznym siłownikiem do podnoszenia / opuszczania na dachu,
na początku pierwszego członu (pośrodku między pierwszym i drugim okem) co jest korzystne dla prowadzenia wagonu.
Motorniczy ma większą pewność w którym miejscu sieci jezdnej znajduje się
ślizgacz pantografu co praktycznie eliminuje możliwość przypadkowego zatrzymania składu na izolatorze sekcyjnym.
Podczas styku z przewodem jezdnym odbierak prądu jest w całości pod napięciem i dlatego jego podstawa jest przymocowana
do dachu wagonu na czterech izloatorach wsporczych. Aby opór przewodzenia energii elektrycznej przez odbierak prądu był jak najmniejszy, oraz, aby nie występowały zakłócenia w przewodzeniu prądu
w miejscach zawiasowo-ruchomych stosuje się specjalne linkowe połączenia elektryczne przewodzące prąd z
ominięciem ruchomych miejsc.
Pantograf w stoszesnastce podnoszony jest za pośrednictwem elektrycznego siłownika.
Wciśnięcie odpowiedniego przycisku powoduje zadziałanie siłownika,
w wyniku czego pantograf jest podnoszony lub opuszczany.
Siłownik składa się z elektrycznego silnika, który poprzez przekładnię powoduje
odpowiednie ruchy drążka (cięgła) połączonego z ramionami pantografu.
Wysuwanie drążka powoduje opuszczanie pantografu. Drążek wsuwając
się natomiast podnosi ramiona odbieraka prądu.
Silnik siłownika jest zasilany napięciem 24V prądu stałego, a przyciski do podnoszenia / opuszczania znajdują się
na wewnętrznej ścianie szafy aparatowej za stanowiskiem motorniczego (zobacz opis kabiny).
Siłownik odbieraka prądu Fb 700 (opis na pow.)
Siłownik odbieraka prądu OTK-2 (opis na pow.)
Wtyczka kabla zasilającego siłownik
Istnieje również możliwość ręcznego podniesienia lub opuszczenia odbieraka prądu na przykład gdy
wystąpi awaria siłownika. Ręczne podnoszenie / opuszczanie realizuje się za pomocą korby, którą umieszcza
się w otworze osi obrotowej w suficie wagonu (pod pantografem). Moment obrotowy przenoszony
jest z korby przez przegubową, obrotową linkę do mechanizmu siłownika.
Korba do podnoszenia pantografu jest na wyposażeniu każdej stoszesnastki - znajduje się na wewnętrznej
ścianie szafy aparatowej za fotelem motorniczego.
Otwór na korbę do ręczego podnoszenia / opuszcznia
W pobliżu podstawy pantografu zainstalowany jest
odgromnik połączony z podstawą za pośrednictwem przewodu elektrycznego.
Odgromnik jest urządzeniem zabezpieczającym na wypadek pojawienia się na odbieraku
napięcia o znacznej wartości.
Odgromnik pantografu
Głównym elementem sterowania napędem tramwaju 116Na/1 jest przetwornica trakcyjna typu ETRIS S1000
produkcji Elin-EBG.
Przetwornica trakcyjna ETRIS S1000
Przetwornica trakcyjna DC / AC czyli falownik - to urządzenie służące do przetwarzania prądu stałego na prąd zmienny
Elementami falowników przetwarzającymi napięcie 600V
prądu stałego z sieci trakcyjnej na napięcie 380V prądu zmiennego służącego do zasilania
silników trakcyjnych są tranzystory IGBT (Insulate Gate Bipolar Transistors).
Przetwornica trakcyjna zbudowana jest z sześciu modułów i chłodzona jest powietrzem
za pośrednictwem wentylatorów.
Obok skrzyni z aparaturą przetwornicy trakcyjnej (falownika) znajduje się podłużna skrzynia zawierająca
wejściowe elementy mocy układu napędowego między innymi takie jak: dławik liniowy, kondensatory filtra,
styczniki wstępnego ładowania oraz stycznik główny odpowiedzialny za zasilanie przetwornicy trakcyjnej (falownika).
Są w niej również bezpieczniki topikowe układów zasilania przetwornicy trakcyjnej (falownika) oraz elementy związane
z pomiarem energii zużywanej / oddawanej przez tramwaj w trakcie jazdy / hamowania. Informacje te wyświetlają
się na wyświetlaczu komputera pokładowego Secheron (Elin-EBG),
który zainstalowany jest na pulpicie sterowniczym w kabinie motorniczego.
Skrzynia z wyjściowymi urządz. mocy
Wyświetlacz Secheron
Połączenie elektryczne poszczególnych członów wagonu zapewniają kable instalacji międzyczłownowej. Gdy nastąpi
konieczność odłączenia któregoś z członów od pozostałych wystarczy odpiąć kable łączeniowe w odpowiedniej
skrzyni zespołu złącz międzyczłonowych.
Jedna skrzynia zespołu złącz międzyczłonowych znajduje się na końcu dachu
członu pierwszego. Łączy się w niej instalacja elektryczna członu pierwszego z kablami elektrycznymi przebiegającymi
po dachu członu środkowego. Z drugiej strony zaś kable te łączą się z instalacją elektryczną członu trzeciego
w drugiej skrzyni zespołu złącz międzyczłonowych, która znajduje się na początku dachu członu trzeciego.
Pierwsza skrzynia zespołu złącz (człon 1)
Druga skrzynia zespołu złącz (człon 3)
Kable instalacji międzyczłonowej
Tramwaj serii 116Na/1 wyposażony jest w przetwornicę statyczną potrzeb własnych
(pokładową) typu UT 24-600/26/380/220/10 produkcji Bombardier
Trasportation Łódź (dawniej ADTranz).
Przetwornica pokładowa służy do przetwarzania napięcia sieciowego (600V DC) na napięcia: 24V DC,
3 x 400V AC i 230V AC.
Przetwornica statyczna UT 24
Napięcie 24V prądu stałego jest głównym napięciem pokładowym. Służy do ładowania baterii akumulatorów
oraz zasilania oświetlenia (wewnętrzego i zewnętrznego), pulpitu, kasowników, systemów informacyjnych oraz części
obwodów sterowniczych, itd.
Napięcie 400V prądu zmiennego 50Hz wykorzystywane jest do zasilania wentylatora chłodzącego urządzenia
przetwornicy trakcyjnej (falownika) oraz zasilania elementów
grzewczych agregatu grzewczo-wentylacyjnego kabiny motorniczego.
Napięcie 230V prądu zmiennego 50Hz wykorzystywane jest do zasilania wentyatora nadmuchu powietrza w
agregacie grzewczo-wentylacyjnym kabiny motorniczego.
Na końcu trzeciego członu znajduje się skrzynia z opornikami hamowania. Na nich przemieniana jest energia
elektryczna produkowana przez silniki podczas hamowania
elektrodynamicznego na traconą bezpowrotnie energię cieplną, gdy napięcie w sieci przewyższa
wartość około 750V (dokładniejszy opis w dziale sterowania jazdą i hamulców)
Skrzynia z opornikami hamowania
Za powyżej opisaną skrzynią, na samym skraju dachu trzeciego członu znajdują się dwa
otwory wywietrznikowe przykryte pokrywami analogicznie jak z przodu.
Pokrywy wywietrzników
Przestrzenie na łączeniu członów osłonięte są przegubami harmonijkowymi.
Każda przestrzeń międzyczłonowa składa się z dwóch harmonijek, które jednymi końcami są połączone z pudłami członów,
a drugimi końcami przytwierdzone do jednej wspólnej ramy, która współpracuje z przegubami mechanicznymi.
Odległosć między sąsiadującymi ze sobą członami wynosi 800mm.
Przegub międzyczłonowy (od góry)
Przegłub międzyczłonowy (od wnętrza)
Przegłub międzyczłonowy (od spodu)
Wózki jezdne:
Człony wagonu oparte są na trzech wózkach jezdnych. Pierwszy i ostani wózek są wózkami napędowymi natomiast
wózek środkowy jest wózkiem tocznym. Wózki napędowe są zamontowane pod członami skrajnymi. Człon środkowy
oparty jest na wózku tocznym. Średnica kół jezdnych wynosi 650mm.
Rozstaw osi w wózkach jezdnych opisywanego wagonu wynosi 1900mm.
Schemat rozmieszczenia wózków
a) Wózek toczny połączony jest nieobrotowo z pudłem wagonu za pośrednictwem cięgieł trakcyjnych, a usprężynowanie II stopnia realizują
sprężyny stalowe wspomaganych tłumikami (amortyzatorami) hydraulicznymi. Po zewnętrznych stronach kół
jezdnych znajdują się hamulce tarczowe.
Ogólny schemat wózka tocznego
Wózek toczny (opis na powiększeniu)
Wózek toczny jak nazwa wskazuje nie posiada zespołów napędowych i jest leżejszy od wózków napędowych.
Dodatkowo jak już było powiedziane jest zamocowany nieobrotowo do pudla wagonu bez użycia czopa.
W związku z powyższym, na przykład podczas skrętu wagonu,
występują w nim drgania poprzeczne. Aby ich uniknąć zastosowano dodatkowe dwa tłumiki
(amortyzatory) hydrauliczne łączące pudło wagonu (nadwozie) z poprzecznicami wózka.
W sumie wózek toczny posiada cztery amortyzatory hydrauliczne do usprężynowania pionowego i dwa amortyzatory
hydrauliczne do usprężynowania ruchów poprzecznych.
Tłumik hydrauliczny ruchów pionowych (opis na pow.)
Tłumik hydrauliczny ruchów bocznych (opis na pow.)
Dodatkową stabilizację poprzeczną wózka w stosunku do pudła realizują odbojniki gumowe, które ograniczają i amortyzują
ruchy ramy wózka w stosunku do nadwozia.
Gumowy odbojnik (opis na powiększeniu)
Dzięki zastosowaniu w wózku tocznym niezależnych kół jezdnych zamocowanych na wykorbionej osi możliwe było
utrzymanie niskiej podłogi w członie środkowym. Prowadzenie zestawów kołowych oraz I stopień
usprężynowania realizują klinowe wkładki amortyzacyjne.
Oś wykorbiona (opis na powiększeniu)
Brak osi łączącej koła, a co się z tym wiąże niezależne zamocowanie kół jezdnych wymusiło umieszczenie hamulców
tarczowych wózka tocznego po zewnętrznych stronach kół w przeciwieństwie do wózków napędnych gdzie hamulce
tarczowe znajdują się na osi zestawu kołowego (opis w dalszej części).
Hamulec tarczowy na osi wózka tocznego (opis na pow.)
b) Wózki napędne połączone są z nadwoziem za pośrednictwem czopa skrętu osadzonego
w belce bujakowej.
Czop skrętu umożliwia obracanie się wózka w płaszczyźnie poziomej zgodnie z kierunkiem toru, po ktorym jadą zestawy
kołowe wózka oraz przenosi siły trakcyjne na nadwozie.
Ogólny schemat wózka napędnego
Belka bujakowa i czop skrętu (opis na powiększeniu)
Belka bujakowa natomiast oparta jest na ramie wózka poprzez sprężyny stalowe, które służą usprężynowaniu
wózka od pudła wagonu (II stopień usprężynowania). Działanie sprężyn jest dodatkowo wspomagane tłumikami
hydralulicznymi. Wózki napędne posiadają w przeciwieństwie do tocznych
jedynie po dwa amortyzatory hydrauliczne służace do usprężynowania drgań pionowych.
Sprężyny stalowe (opis na powiększeniu)
Tłumik (amortyzator) hydrauliczny (opis na powiększeniu)
W wózkach napędnych sąsiednie koła jezdne połączone są wspólną osia, która zamocowana jest do
ramy wózka poprzez łożyska, maźnice łożysk i sprężyny metalowo-gumowe klinowe. Sprężyny te analogicznie
jak w wózkach tocznych
realizują prowadzenie zestawów kołowych i usprężynowanie I-ego stopnia.
W każdym wózku napędnym znajdują się po dwa zespoły napędowe oraz hamulce tarczowe.
Każdy zespół napędowy w 116Na/1 składa się z elektrycznego, asynchronicznego silnika trakcyjnego, wału Kardana,
przekładni oraz zestawu kołowgo.
Rozmieszczenie elementów napędowych i hamulców
Zespoły napędowe (opis na powiększeniu)
Zespół napędowy:
Silniki trakcyjne wykorzystane w wagonach 116Na/1 to trójfazowe, asynchroniczne silniki prądu zmiennego 380V
typu SBM 34/75-4 produkcji Elin-EBG.
Silnik trakcyjny SBM 34/75-4
Tabliczka znamionowa silnika
Mocowanie silnika do poprzecznicy wózka
Tablica zaciskowa instalcji silnika w podłodze
Silniki asynchroniczne to takie, w których prędkość obrotowa wirnika jest mniejsza od prędkości
obrotowej pola magnetycznego powstającego wokół niego (niezsynchronizowane). Energia elektryczna
(trójfazowy prąd zmienny) jest doprowadzona do uzwojenia stojana, natomiast zasilane wirnika odbywa się na zasadzie
indukcji magnetycznej.
Silniki trakcyjne zasilane są przez przetwornicę trakcyjną ETRIS S1000 - rozruch impulsowy w technologii tranzystorowej
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transisors), który polega na załączaniu i odłączaniu obwodów silników z bardzo
dużą częstotliwością.
Każdy silnik ma moc 75kW co daje łączną moc tramwaju 300kW (405KM).
Silniki chłodzone są powietrzem za pomocą wentylatorów umieszczonych na ich wałach (samoprzewietrzalne).
Wentylatory zasysają powietrze z zewnątrz przez specjalne żaluzje umieszczone w dolnej części ścian bocznych wagonu.
Dla każdego wózka napędnego przypadka jedna żaluzja, z której zasysane powietrze biegnie kanałem powietrznym do komór silników.
Pomiędzy kanałem powietrznym, a silnikami trakcyjnym zastosowane zostaly mieszki powietrzne. Zastosowanie mieszków
jest konieczne z powodu obrotowego zamocowania wózka napędnego do pudła wagonu. Mieszki poprzez mozliwość zmiany
ukształtowania (kurczenia / rozkurczania) zapewniają prawidłowe doprowadzanie powietrza niezależnie od ruchów
wózka jezdnego.
Żaluzja nawiewowa
Kanał powietrzny
Mieszek pomiędzy kanałem i silnikiem
Wagon posiada 4 silniki po 2 na wózek napędny. Każdy z silników napędza osobną oś. Silniki trakcyjne 116Nd umieszczone
są podłużnie do ram wózków, a przeniesienie napędu na zestawy kołowe odbywa się za pośrednictwem
wałów Kardana i przekładni dwustopniowej.
Wał Kaardana (opis na powiększeniu)
Wał Kardana zbudownay jest z dwóch połączeń krzyżakowych oraz
elementu pozwalającego mu się wydłużać lub kurczyć na skutek drgań i wibracji.
Silniki trakcyjne przymocowane są do poprzecznic wózków. Przekładnie przymocowane za pośrednictwem specjalnych
wsporników sprężystych do poprzecznic ramy wózka oraz opierają się na osiach zestawów kołowych.
W wagonach 116Na/1 zastosowano przekładnie dwustopniowe typu Pm firmy FLENDER
z przełożeniem 7,1357.
Przekładnia dwustopniowa FLENDER
Baterie akumulatorów:
Wagony 116Na/1 wyposażone był fabrycznie w baterie akumulatorów polskiej firmy CENTRA. Obecnie Tramwaje
Warszawskie Spółka z o.o. stosują jednak baterie akumulatorów czeskiej firmy SAFT-FERAK (dawniej FERAK).
Komplet baterii akumulatorów składa się z 4 baterii typu 4KPL160P i jednej baterii typu
2KPL160P.
Baterie akumulatórów FERAK
Rodzaj: niklowo-kadmowe
Dane techniczne: 18 ogniw, 24V DC, 160Ah.
Baterie akumulatorów znajdują w skrzyni pod podłogą na końcu trzeciego członu. Ogniwa ładowane są napięciem 24V
prądu stałego z przetwornicy pokładowej umieszczonej na dachu wagonu. Baterie zabezpieczone są bezpiecznikami, a ich
ładowanie jest regulowane specjalnymi urządzeniami regulacyjnymi. Powyższe urządzenia znajdują się w szafie aparatowej
na końcu wagonu (pod tylną szybą).
Klapa dostępu do baterii akumulatorów
Skrzynia baterii akumulatorów
Tylna szafa aparatowa