Wagon typu 116Nd (Citadis 100) > Budowa

Tramwaj 116Nd Citadis 100 dla Katowic to trójczłonowy wagon z 73% udziałem niskiej podłogi przystosowany do jazdy jednokierunkowej po torze szerokości 1435mm. Zasilany jest napięciem 600 V prądu stałego, natomiast rozruch odbywa się prądem przemiennym (rozruch impulsowy) w technologii półprzewodnikowej IGBT (Insulate Gate Bipolar Transistors).
Nadowozie wagonu jest samonośne wykonane jako szkieletowe, spawane ze stali czarnej. Ściany przednia i tylna, ppod którymi znajduje się stalowa konstrukcja nosna, wykonane są z tworzywa sztucznego, przez co są mniej kłopotliwe przy wymianie w przypadku uszkodzenia.


 
Ściana przednia i tylna z tworzywa

  
Wagon po kolizji


Konstrukcja stalowa strefy niskiej podłogi z widoczą belką grzbietową


Większość urządzeń elektrycznych i wentylacyjno-grzewczych została zainstalowana na dachu tramwaju, co pozwoliło na obniżenie poziomu podłogi wagonu oraz umożliwiło łatwiejszy dostęp do tych urządzeń. Wysoka podłoga znajduje się w rejonie kabiny motorniczego i nad wózkami napędowymi.

Rozmieszczenie urządzeń na dachu wagonu:

 
Agregat klimatyzacyjny kabiny motorniczego (AKM)

 
Wyłącznik szybki (HSCB)

Wyłącznik szybki jest urządzeniem zabezpieczającym układ elektryczny (obwód wysokiego napiecia) wagonu. Działa na zasadzie bezpiecznika. Na przykład w przypadku zwarcia lub przeciążenia natychmiast rozłącza zasilanie chroniąc tym samym aparaturę elektryczną przed uszkodzeniem.

 
Skrzynia bocznika pomiarowego prądu (SBP)

W skrzyni tej znajduje się urządzenie służące do pomiaru wartości energii elektrycznej pobieranej z sieci trakcyjnej.
Wagon wyposażony jest w odbierak prądu połówkowy typu Fb700 firmy Stemmann.

   
Odbierak prądu Stemman Fb 700 (opis na powiększeniach)

 
Otwór w suficie na korbę do ręcznego podnoszenia / opuszczania

Zobacz opis tramwajowych odbieraków prądu - tutaj.

 
Agregat wentylacyjno grzewczy przestrzeni pasażerskiej (GW A/B)

Głównym podespołem sterowania napędem tramwaju Citadis 100 są przekształtniki trakcyjne DC / AC - falowniki. Służą one do zamiany prądu stałego 600 V (z sieci trakcyjnej) na prąd przemienny wykorzystywany do zasilania silników trakcyjnych.
Falownik chłodzony jest powietrzem za pośrednictwem wentylatora.

   
Falownik ONIX 800

 
Skrzynia zespołu złącz międzyczłonowych (ADX)

 
Agregaty grzewcze członu środkowego (GK1 / GK2)

Citadis 100 wyposażony jest w przetwornicę pokładową statyczną firmy MEDCOM typu PSM 17. Służy do przetwarzania napięcia sieciowego (600 V DC) na napięcia: 24 V DC, 3x400 V AC i 220 V AC.
Napięcie 24V prądu stałego służy do ładowania baterii akumulatorów oraz zasilania sieci pokładowej: oświetlenia (wewnętrznego i zewnętrznego), pulpitu, kasowników, systemów informacyjnych, obwodów sterowania, itd.

 
Przetwornica pokładowa statyczna PSM 17

 
Głośnik na dachu wagonu i jego otwory w atrapie dachowej


Oporniki hamowania

Przestrzenie na łączeniu członów osłonięte są przegubami harmonijkowymi. Każda przestrzeń międzyczłonowa składa się z dwóch miechów falistych, które jednymi końcami są połączone z nadwoziami członów, a drugimi końcami przytwierdzone do jednej wspólnej ramy, która współpracuje z przegubem mechanicznym. Odległość między członami wynosi 800 mm.

   
Przegub harmonijkowy międzyczłonowy (widok: bok, góra, spód)

Człony skrajne mają długość 9725mm.
Człon środkowy ma długość 3000mm.



Wózki jezdne
Człony wagonu oparte są na trzech wózkach jezdnych. Pierwszy i ostatni wózek, które zamontowane są pod członami skrajnymi, są wózkami napędnymi natomiast wózek środkowy (pod członem środkowym) jest wózkiem tocznym.
Średnica kół jezdnych wynosi: 590mm.
Rozstaw osi w wózkach napędnych wynosi: 1800mm.
Rozstaw osi w wózku tocznym wynosi: 1900mm.
Wszystkie wózki posiadają podwójny stopień usprężynowania, a dodatkowo w wagonach tych zastosowano elastyczne koła jezdne tzn. wyposażone w elementy gumowe pomiędzy kołami bosymi, a obręczami. Elementy te dodatkowo tłumią hałas.

 
Schemat rozmieszczenia wózków


a) Wózek toczny połączony jest nieobrotowo z nadwoziem członu środkowego. Dzięki zastosowaniu w wózku tocznym luźnych kół jezdnych zamocowanych na wykorbionej osi możliwe było utrzymanie niskiej podłogi w członie środkowym. System luźnych kół jezdnych z wykorbioną osią polega na tym, że sąsiednie koła jezdne są połączone wspólną osią sztywną (nieobrotową) w związku z czym jedno obraca się niezależnie od drugiego.
Prowadzenie zestawów kołowych oraz ich usprężynowanie (I stopień) realizują sprężyny metalowo-gumowe klinowe.

 
Osłona wózka tocznego

Brak typowej osi łączącej koła, wymusiło umieszczenie hamulców tarczowych wózka tocznego po zewnętrznych stronach kół w przeciwieństwie do wózków napędnych gdzie hamulce tarczowe umieszczone na wale drążonym zespołu napędowego (opis w dalszej części).


b) Wózki napędowe połączone są z nadwoziem tramwaju za pośrednictwem czopa skrętu osadzonego w belce bujakowej. Czop skrętu umożliwia obracanie się wózka w płaszczyźnie poziomej zgodnie z kierunkiem toru, po którym jadą zestawy kołowe wózka oraz odpowiada za przenoszenie sił pociągowych i hamowania z wózka na nadwozie. Belka bujakowa natomiast oparta jest na ramie wózka poprzez sprężyny stalowe naciskowe, które służą usprężynowaniu wózka od nadwozia wagonu (II stopień usprężynowania). W skład drugiego stopnia usprężynowania wchodzą również tłumiki (amortyzatory) hydrauliczne. Spreżyny stalowe nie mają cech samohamowości, więc ich ruchy muszą być tłumione.

    
Wózek napędowy - widoki bez i z osłoną (opis na 1 powiększeniu)

 
Wózek napędowy - widok od spodu (opis na powiększeniu)

Więcej informacji na temat tramwajowych zespołów napedowych znajdziesz tutaj, a budowy wózkow tutaj.

W wózkach napędnych sąsiednie koła jezdne połączone są wspólną osia, tworząc typowy zestaw kołowy. Zestaw kołowy zamontowany jest do ramy wózka analogicznie jak w wózku tocznym czyli poprzez łożyska, kadłuby łożysk osiowych (maźnice) i sprężyny metalowo-gumowe klinowe, realizujące prowadzenie zestawu kołowego oraz I stopień usprężynowania. Rama wózka napędnego przebiega po zewnętrznej stronie zestawów kołowych dlatego powyżej wymienione elementy prowadzenia i usprężynowania znajdują się po zewnętrznej stronie kół jezdnych.

 
Pierwszy stopień usprężynowania (opis na powiększeniu)

W każdym wózku napędnym znajdują się po dwa zespoły napędowe oraz hamulce tarczowe. Każdy zespół napędowy w 116Nd składa się z elektrycznego, asynchronicznego silnika trakcyjnego, przekładni dwustopniowej, wału drążonego przekładni, wału drążonego (przegubowego) z zespołem sprzęgieł podatnych osi oraz zestawu kołowego. Wał drążony połączony jest stale z kołem zębatym przekładni, a z osią zestawu kołowego poprzez podatne zespół sprzęgieł równobieżnych (dwa sprzęgła podatne połączone wałem drążonym /przegubowym/). Oś zestawu kołowego obraca się wewnątrz wału drążonego, a wał drążony (przegubowy) ze sprzęgłami zapewnia elastyczne przenoszenie momentu obrotowego w wyniku czego zespół napędowy jest w pełni usprężynowany i nie są na niego przenoszone szkodliwe drgania pochodzące od współpracy zestawów kołowych z szynami przy jednoczesnym zapewnieniu prawidłowego przekazywania momentu obrotowego z przekładni na koła. Na wale drążonym przekładni zamontowana jest również tarcza hamulcowa elektrohydraulicznego hamulca pasywnego.
Moment obrotowy (siła pociągowa lub hamująca ED) jest przenoszony z silnika trakcyjnego poprzez przekładnie na wał drążony przekładni, a z niego przez sprzęgło podatne wejsciowe, wał drążony (przegubowy) i sprzęgło podatne wyjściowe na oś zestawu kołowego.

Silniki trakcyjne
Silniki trakcyjne wykorzystane w wagonie Citadis to silniki asynchroniczne, klatkowe trójfazowe typu 4 LGA 1446 produkcji Alstomu.


 
Silnik trakcyjny LGA 1446

Silniki asynchroniczne to takie, w których prędkość obrotowa wirnika jest mniejsza od prędkości obrotowej pola magnetycznego powstającego wokół niego (niezsynchronizowane). Energia elektryczna (trójfazowy prąd przemienny) jest doprowadzona do uzwojenia stojana, natomiast zasilane wirnika odbywa się na zasadzie indukcji magnetycznej.
Silniki chłodzone są powietrzem za pomocą wentylatorów umieszczonych na wałach silników. Silniki trakcyjne są ustawione poprzecznie do ramy wózka - równolegle do osi zestawów kołowych. 

 
Zespół napędowy (opis na powiększeniu)



Schemat mechanizmu napędowego z wałem drążonym i wałem przegubowym
A - przekładnia dwustopniowa
B - łożyska osiowe
C - silnik trakcyjny
D - tarcza hamulcowa
E - oś zestawu kołowego
1 - wał drążony przekładni
2 - sprzęgło wejściowe
3 - wał drążony - przegubowy
4 - sprzęgło wyjściowe
x - sworzeń z tuleją metalowo-gumową
y - łącznik sprzęgła
z - jarzmo sprzęgła 4 na osi zestawu kołowego

Więcej informacji na temat tramwajowych zespołów napedowych znajdziesz tutaj.

Każdy silnik ma moc 160 kW co daje łączną moc tramwaju 640 kW (864 KM).
Silniki trakcyjne połączone są w dwie grupy. Jedną grupę stanowią silniki pierwszego wózka napędowego, a drugą grupę silniki drugiego wózka napędowego. Każda grupa silników trakcyjnych jest zasilana przez osobny przekształtnik trakcyjny (falownik) ONIX 800.



Baterie akumulatorów
Wagon 116Nd wyposażony jest w 4 baterie akumulatorów typu 4KPL160P i jedną baterię akumulatorów typu 2KPL160p. Baterie ładowane są napięciem 24 V DC z przetwornicy statycznej (pokładowej).
Dane techniczne baterii: 18 ogniw, 24 V DC, 160Ah.

  Baterie akumulatorów

Baterie akumulatorów znajdują w trzecim członie tramwaju - zobacz poniższy schemat:


Lokalizacja baterii akumulatorów