CZ2000321A3 - Modulární železniční souprava a železniční vlak, vytvořený z takových souprav - Google Patents

Description

MODULÁRNÍ ŽELEZNIČNÍ SOUPRAVA A ŽELEZNIČNÍ Z TAKOVÝCH SOUPRAV

VLAKy VYTVOŘENY

Oblast techniky

Vynález se týká modulární železniční soupravy tvořené moduly ve formě patrového vozu, takzvaného double-decker, majícího dvě superponované úrovně a mezilehlou úroveň poskytující vstup do vozu, a železničního vlaku vytvořeného z takovýchto souprav.

Konkrétněji je cílem vynálezu vytvořit modulární soupravy a vlaky výše uvedeného druhu, pohodlné pro cestující, které mají při jakékoliv sestavě přibližně rovnoměrně rozdělené hmotnosti po celé délce soupravy nebo vlaku, přičemž jednotlivé soupravy či vlaky mají prakticky stejnou výkonnost, a poskytuji správci dopravy dobrou návratnost investic.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že modulární konstrukce umožňuje vytvoření vysokokapacitních souprav a vlaků při vysokých požadavcích na dopravu, zejména jestliže moduly jsou patrového typu, a umožňuje vyhnout se použití větší vozové kapacity, než jaká je skutečně potřebná, při nízkých požadavcích, aniž by tato flexibilita provozu vyžadovala od správce dopravy velké investice. Poznamenejme, že pohodlí cestujících znamená, že cestující mají dostatečný prostor, což představuje požadavek • · • · • ·

zvyšovat kapacitu pravidelným způsobem, tzn. při zachování přibližně stejného prostoru pro cestující ve všech modulech.

Pro dobré dynamické vlastnosti soupravy nebo vlaku a pro omezení opotřebení kolejí také musí být co nejpodobnější zatížení náprav; z důvodů spolehlivosti a bezpečnosti je také nutno, aby palubní mechanická nebo elektrická výstroj nepracovala mimo své provozní meze (nejen v termínech zatížení náprav, ale také v termínech přenosu elektrického výkonu a jeho ztrát, elektrické izolace atd.); toto zařízení tedy musí být optimálním způsobem rozděleno, spíše než, bez příslušné rozvahy, omezeno jeho množství a/nebo objem/ řešení obecně přijaté v případě jednopodlažních vozů, které spočívá v rozdělení zařízení podél vozu pro většinu součástí v oddílech pod oddíly pro cestující, je nepoužitelné v případě patrových vozů a vedlo by k vozům velmi vysokým a nestabilním, které by nevyhovovaly existujícím ložným mírám. Zařízení musí být rozděleno bez nežádoucího omezení kapacity, bez ústupků pokud jde o pohodlí cestujících, včetně pohodlí handicapovaných cestujících, bez omezení prostoru vymezeného každému z nich nebo omezení přístupu k sedadlům a různému příslušenství (bar, toalety, zavazadlový prostor), a bez omezení pohybu osob podél soupravy; rozdělení musí být také kompatibilní s různými vozy založenými na jednotné konstrukci trupu. Cílem vynálezu je také vyřešit tento problém.

Je také známo, že přidání nebo odebrání vozů může ovlivnit výkonnost souprav nebo vlaků s ním spojenou změnou hnací síly, a že pak může vyvstat nutnost přizpůsobit rychlosti všech souprav a všech vlaků v oběhu rychlosti nejpomalejší soupravy nebo vlaku, kterou je zpravidla souprava nebo vlak mající nejmenší poměr hnací síly • · • · • 9 k zátěži; cílem vynálezu je poskytnout modulární soupravy a vlaky, které netrpí touto nevýhodou. V následujícím textu se hnací síla vozu nebo skupiny vozů vyjadřuje jako hnací faktor, který se rovná poměru počtu hnacích náprav k celkovému počtu náprav vozu nebo skupiny vozů.

9 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 9999 99 99

Modulární konstrukce také, jak již bylo zmíněno, snižuje investice potřebné od správce dopravy tím, že nabízí možnost přizpůsobit nabídku rychle fluktuacím poptávky pomocí poměrně malého počtu vozů, přičemž snížení investic potřebných od správce dopravy není jediným hlediskem, které je nutno brát v úvahu pro dosažení dobré návratnosti získání dobré návratnosti investic, životností vozů, vyžaduje dobrou dopravy investic:

cenou a adaptibilitu, dané také dlouhodobou aby správce mohl, při nízkých nákladech a po dlouhou dobu, měnit svou nabídku kdykoliv se ukáže nesprávnou předpověď, nebo kdykoliv trh nebo železniční infrastruktura má sklon požadovat modifikaci vozového parku. Je také třeba zajistit, aby standardizace vozů nepředstavovala překážku jejich vývoje nebo možnosti odvození dostatečného počtu variant z téže konstrukce pro umožnění krátkodobé i dlouhodobé adaptace vozového parku při nízkých nákladech.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je odstranit nevýhody souprav a vlaků podle dosavadního stavu techniky a v co největším rozsahu uspokojit výše uvedené požadavky.

K tomu účelu vynález poskytuje modulární železniční soupravu tvořenou alespoň dvěma vozy se dvěma • · · · · · • ·

superponovanými úrovněmi, zahrnující alespoň jeden podvozek s alespoň jednou hnací nápravou, alespoň jeden podvozek s alespoň jednou běžnou nápravou, a palubní výstroj zahrnující alespoň jednu elektronickou napájecí jednotku pro napájení jednoho nebo více trakčních motorů, alespoň jednu hnací napájecí jednotku pro napájení elektronické jednotky, alespoň jednu pomocnou napájecí jednotku pro napájení pomocného zařízení, a alespoň jedno zařízení pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, v kteréžto soupravě je hnací faktor vozu nebo skupiny vozů určen jako poměr počtu hnacích náprav k celkovému počtu náprav vozu nebo skupiny, přičemž souprava se vyznačuje tím, že alespoň jeden vůz zahrnuje alespoň jeden podvozek s alespoň jednou hnací nápravou a alespoň jeden podvozek s alespoň jednou běžnou nápravou, alespoň jeden podvozek soupravy s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jedním z uvedených prvků palubní výstroje umístěných přibližně nad podvozkem, a poměr mezi hnacími faktory kterýchkoliv dvou skupin dvou vozů soupravy není menší než 1/3 a ne větší než 3.

Prostřednictvím výše uvedených znaků souprava zahrnující jen dva vozy již má hnací výkon vhodný pro počet cestujících, který může dopravovat, přičemž výkon není značně předimenzovaný, jak je obvyklé pro umožnění připojení nemotorových vozů k původním dvěma vozům, a přičemž celkové zatížení může být na většině podvozků, případně na všech, velmi podobné.

Souprava podle vynálezu může dále mít jeden nebo více následujících znaků:

alespoň jeden podvozek s alespoň jednou hnací nápravou má dvě hnací nápravy;

alespoň jeden podvozek s alespoň jednou běžnou nápravou má dvě běžné nápravy;

alespoň jedna elektronická napájecí jednotka je umístěna přibližně nad podvozkem s alespoň jednou hnací nápravou;

alespoň jedna elektronická napájecí jednotka zahrnuje alespoň jeden invertor a je umístěna ve stropu vozu;

reostatický brzdový systém je umístěn přibližně nad podvozkem s alespoň jednou hnací nápravou;

alespoň jedna napájecí jednotka je umístěna přibližně nad podvozkem s alespoň jednou běžnou nápravou;

alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jeden tramsformátor;

alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jednu tlumivku;

alespoň jeden podvozek s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jednou napájecí jednotkou a jedním zařízením uzpůsobeným pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, umístěným přibližně nad podvozkem;

zahrnuje alespoň jeden vložený vůz se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy, a tento vložený vůz má podvozek s alespoň jednou hnací nápravou a podvozek s alespoň jednou běžnou nápravou;

podvozek s alespoň jednou hnací nápravou alespoň jednoho vloženého vozu má dvě hnací nápravy;

podvozek s alespoň jednou běžnou nápravou alespoň jednoho vloženého vozu má dvě běžné nápravy;

zahrnuje ještě další vložený vůz se dvěma

superponovanými úrovněmi dva běžné podvozky;	mezi	dvěma	koncovými	vozy	maj ící
zahrnuje	alespoň	vložený vůz	se	dvěma
superponovanými úrovněmi	mezi	dvěma	koncovými	vozy	maj ící

·· · · · ♦ ·· ·· · · • · · · «··· «··· • · · · · · ···· ♦ < · · · «··· ·· ···· ·· ···· ·· ·· dva podvozky, z nichž jeden má dvě hnací nápravy a druhý má alespoň jednu hnací nápravou/ a zahrnuje vložený vůz se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy mající dva podvozky, z nichž jeden má dvě běžné nápravy a druhý má alespoň jednu běžnou nápravu;

V souladu s tím, přidání vozů mezi dva koncové vozy je doprovázeno přibližně proporcionálním nárůstem kapacity a hnacího výkonu, a od určité úrovně hnacího výkonu rovněž dovoluje přidání nemotorového vozu aniž by se souprava stala výrazně výkonově poddimenzovanou.

Vynález také poskytuje železniční vlak zahrnující alespoň dvě soupravy popsané výše, spojené odstranitelnými spojovacími prostředky.

Je tak možné z malého počtu konstrukcí vozů vytvořit vysokokapacitní vlak.

Přehled obrázků na -výkresech

Další znaky a výhody vynálezu vyplývají z následujícího popisu vytvoření vynálezu, která jsou uvedena jako neomezující příklady, a znázorněna na výkresech, na kterých představuj e obr. la, b schematický nákres palubní výstroje soupravy dvou vozů podle vynálezu, v nárysu a půdorysu, obr. 2a, b schematický nákres palubní výstroje soupravy tří vozů podle vynálezu, odvozené ze soupravy znázorněné na obr la a lb v nárysu resp. půdorysu, obr. 3a, b schematický nákres palubní výstroje soupravy čtyř vozů podle vynálezu, odvozené ze soupravy podle obr. 2a a 2b v nárysu a půdorysu, a obr. 4a,B schematický nákres palubní výstroje soupravy pěti vozů podle vynálezu, odvozené ze soupravy podle obr. 3a a 3b v nárysu a půdorysu.

Příklady provedení vynálezu

Železniční soupravy podle vynálezu znázorněné na obrázcích jsou patrové elektrické soupravy (se dvěma superponovanými úrovněmi a mezilehlou úrovní). V takovýchto železničních soupravách, nehledě na motory, palubní výstroj zahrnuje poměrně těžké části výstroje a také značně lehčí části výstroje, a zatížení na každý podvozek nebo také každou nápravu může být učiněno stejnoměrným jedině uváženým rozdělením těžké výstroje a lehké výstroje. Toto rozdělení je usnadněno přítomností náprav, které jsou lehčí než jiné, což je dáno tím, že koncepce nápravy nebo podvozku zahrnuje v případě hnací nápravy či motorového podvozku nápravu či povozek samotný a motor (motory) ; v souladu s tím, výraz hnací náprava označuje spojení nápravy a jejího trakčního motoru, výraz motorový podvozek označuje spojení dvou hnacích náprav, výraz běžná náprava označuje nemotorovou nápravu, a výraz běžný podvozek znamená nemotorový podvozek; z předcházejícího popisu vyplývá, že těžké nápravy a podvozky jsou hnací nápravy a motorové podvozky, a lehké nápravy a podvozky jsou běžné nápravy a podvozky;

• ·

9 9 9 9 9

9999 99 9999 polomotorové podvozky, jejichž hmotnost je mezi hmotností motorového podvozku a běžného podvozku, mají jednu hnací nápravu a jednu běžnou nápravu. Těžká výstroj zahrnuje: systémy jako pantografy pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, kteréžto systémy zahrnují elektrické součásti s magnetickými obvody, jako hnací napájecí zařízení zahrnující transformátory a induktory, přičemž tyto součásti tvoří celek, který nelze dělit a který nelze nahradit množstvím součástí s menší hmotnostní; hnací elektronické napájecí jednotky, které napájí trakční motory energií z trolejové sítě ve vhodné formě, případně prostřednictvím příslušných transformátorů; pomocné napájecí zařízení zejména pro napájení pomocných motorů; filtrovací kondenzátory; tato kategorie také zahrnuje akumulátorové baterie, sady motor-kompresor a zásobníky pro tekutiny pro tyto sady. Relativně lehké zařízení zahrnuje nízkonapěťové rozvodné skříně a různé elektronické řídící jednotky, které mohou být umístěny v oddílech nebo ve vytahovacích modulech, které mohou být umístěny v nízkonapěťových skříních, nicméně i tato zařízení jsou pro objasnění vynálezu znázorněna na výkresech v poloze vedle sebe.

Vynález využívá této nestejnosti hmotností různých druhů výstroje pro méně velké zatížení těžších náprav nebo podvozků, než lehčích náprav nebo podvozků, kdekoliv je to možné, například zmenšením počtu prvků těžké výstroje umístěných přibližně nad motorovými podvozky na jeden.

V některých případech umožňují lepší rozdělení hmotnosti již polomotorové podvozky.

Další položka, kterou je třeba brát v úvahu, je funkce rozdělované výstroje, kterou lze zpravidla klasifikovat do ♦ · ·· ·· ·· ·· • · · · · ·· · · · · • · · · · · ··· • · ·· ···· «· ··«· ·· následujících tří skupin: trakční výstroj (včetně trakčních motorů a jejich elektronické napájecí jednotky), výstroj pro napájení trakční výstroje elektrickou energií, a výstroj pro napájení pneumatickou energií, přičemž pro omezení délek přenosu uvnitř každé skupiny (elektrických nebo tekutinových) není žádoucí rozdělovat výstroj téže skupiny.

Další položka, kterou nutno brát v úvahu, je skutečnost, že počet prvků těžké výstroje a zejména výstroje pro napájení hnací energií je různý v různých zemích, v nichž se souprava používá, ačkoliv některé prvky výstroje jsou nezbytně přítomny ve všech soupravách.

V tomto případě jsou trakční motory třífázové, 500 V AC, a tato volba si vynucuje transformaci elektrické dodávané prostřednictvím trolejové energie, napáj ecí elektrické sítě a přenášené připojovacím zařízením typu pantografu, pro získání tohoto napětí. Výstroj pro napájení hnací energií pak obecně zahrnuje alespoň jeden transformátor a induktor; zvláště pak, protože je nezbytné zabránit přenosu interference, vznikající spínáním nebo při spínání, mezi trolejovou sítí a soupravou, obsahuje napájecí výstroj alespoň jednu tlumivku.

Volitelně může být k dispozici další zařízení, jako například přídavné transformátory, v závislosti na napětí, které poskytuje trolejová síť. Jestliže má souprava jezdit v zemích, ve kterých jsou napětí sítě různá, musí být transformátory dvounapěťové nebo i třínapěťové.

Přesněji, protože transformace elektrické energie ze sítě na energii použitelnou trakčními motory vyžaduje několik kroků, neboť síť nedodává třífázový proud 500 voltů, ·· φφ φφ φφ φφ φφ • ·· · · φφ · φ φφ φ • φ φ φφ φ φ · φ · • Φ φ · φ φ φφφφφφ • •Φ φ φ φ φφφφ φφ «φφφ φφ φφφφ »· φφ a protože nejnižší napětí poskytované sítěmi které se týkají tohoto vynálezu je 1 500 V DC, nebo někdy 3 000 V DC, bylo zde zvoleno napájet trakční motory každého motorového podvozku z výstupu invertoru elektronické napájecí jednotky připojené k přívodu 1 500 V DC nebo 3 000 V DC (alternativně může být jedna jednotka pro každý trakční motor). Protože pomocná výstroj, jako například pomocné motory, musí být připojeny na třífázový přívod 380 V, bylo zde zvoleno uspořádání pomocné napájecí výstroje zahrnující statický konvertor poskytující toto napětí a 72 V DC pro akumulátorové baterie z přívodu 1 500 V DC nebo 3 000 V DC nebo jiného přiváděného napětí.

Za předpokladu, že souprava má být provozována na sítích 1 500 V DC a na jednofázových sítích 50 Hz, 25 000 V AC, je uspořádán transformátor snižující napětí upravený pro připojení na přívod 25 000 V AC na primární straně, každé sekundární vinutí napájí jednofázový můstek s nucenou komutací, dodávající napětí 1 500 V DC do výše zmíněného invertoru a statického konvertoru. Jednofázový můstek s nucenou komutací je zde s výhodou integrován do elektronické napájecí jednotky v invertoru.

Jestliže má souprava být provozována při 1 500 V DC a 3 000 V DC, je uspořádána elektronická napájecí jednotka, statický konvertor pracující při 1 500 V DC a střídač v zapojení přeměňujícím 300 V DC na 1 500 V DC.

Jestliže má souprava být provozována při jednofázovém proudu 16 ²/₃ Hz 15 000 V AC, je možno použít stejného transformátoru jako pro 50 Hz 25 000 V AC, za předpokladu že je vhodně konstruován a má vhodné odbočky.

·· ·· φφ φφ φφ φφ φ φφ φ φ φφ φ φ φφ φ φφ φ φφ φ φφφφ • ΦΦ φφφ φφφφ φφ φφφφ φφ φφφφ φφ φφ

Je samozřejmé, že jsou uspořádány vhodné přepínače pro volbu odpovídajících obvodů při každé změně elektrické napájecí sítě.

Kromě právě popsaného zařízení zahrnuje každá souprava různé rozvodné skříně, v podstatě obsahující elektrické součásti a elektronické součásti, například nízkonapěťové rozvodné skříně a elektronické rozvodné skříně, které musí být dostupné řidiči a jsou umístěny v kabině uspořádané v soupravě pro řidiče, a alespoň jednu volnou nízkonapěťovou skříň; zahrnuje také oddělená klimatizační zařízení pro kabinu a pro oddíly pro cestující. Pro odpojení přívodu proudu od invertoru v případě náhlého zvýšení proudu nebo napětí je uspořádán alespoň jeden DC-jistič. Sady motorkompresor a zásobní nádrže tekutiny slouží pro napájení různých zařízení, například brzd a válců pro otvírání a zavírání dveří atd. různými tekutinami pod tlakem.

Jestliže není možné vracet elektrickou energii, která není využita, během brždění do elektrické napájecí sítě, může nevyužitou elektrickou energii rozptylovat reostatové brzdové zařízení.

Jak již bylo naznačeno, minimální konfigurace soupravy podle vynálezu je vytvořena ze dvou modulů, tj . dvou vozů. Pro standardizaci výroby modulů a rozdělení zatížení, jsou kapacity počtu cestujících obou vozů podobné, a výstroj je rozdělena mezi oba vozy tak, že hnací nápravy jsou méně zatěžovány než běžné nápravy, pokud je to možné z hlediska jiných omezení, pro správné rozdělení hmotností v každém modulu a pokud možno v každé soupravě.

Jak již bylo naznačeno, některá výstroj je volitelná,

9999 zejména některá elektrická výstroj; volitelná výstroj, instalovaná ve dvounapěťové soupravě podle požadavku správce dopravy, je pokud možno instalována v obyvatelných prostorech, aby její absence umožňovala přidání sedadel pro cestující. Výstroj s nevelkou výškou je s výhodou umístěna v oddílech ve stropě částí modulů, kde sedadla nezabírají dvě superponované úrovně, tj. blízko konců modulů, přibližně nad podvozky, pro zachování standardních ložných ploch. Jak je naznačeno, při volbě umístění některých prvků výstroje se dává přednost omezení délky spojení (elektrických nebo tekutinových).

Střední část modulů je zpravidla obsazena sedadly pro cestující, na horním podlaží i na dolním podlaží. Horní podlaží s výhodou nabízí stejný počet míst ve všech modulech téže soupravy; na druhé straně, při stejné konstrukci tělesa vozu, je možno vytvořit odvozené moduly různých typů, například moduly pro regionální použití nabízející asi padesát sedadel na horním podlaží a moduly pro městské použití, nabízející na horním podlaží asi o dvacet míst více použitím vhodného rozmístění sedadel, protože pro krátké městské cesty jsou méně přísná omezení daná požadavky na pohodlí. Díky poněkud odlišné konstrukci regionálních a městských modulů je rozdíl v kapacitě pro cestující mezi horním podlažím a zbytkem modulu větší pro regionální moduly než pro městské moduly, neboť v koncových částech regionálních modulů může být umístěno více cestujících, na úrovni mezi horním a dolním podlažím; to je proto, že dveře městských modulů jsou blíže koncům, než dveře regionálních vozů, protože v regionálních vozech poměrně malá výška nástupišť by ztěžovala vstup do vozů, kdyby dveře byly nad podvozky, což je však možné díky větší výšce nástupišť v městských stanicích, což umožňuje delší nepřerušované φ* φφ «φ φφ • φ φ « φ ♦ φ φ φ φ · φφφφ ·· φ φ φ φ · φ φφφ φφφ»

ΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ Φ· • · » · • ·

ΦΦΦΦ oddíly pro cestující v městských modulech, na horním podlaží jakož i na dolním podlaží.

Dále bude popsána konstrukce regionální soupravy dvou vozů 1, 2 spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, znázorněné na obr. la a lb. V této soupravě motorové podvozky 10 jsou podvozky na koncích soupravy, a podvozky každého vozu blíže středu soupravy jsou běžné podvozky 11. Každý konec soupravy je vyhrazen pro kabinu 12 řidiče, která je umístěna přibližně nad motorovým podvozkem a mírně přesahuje šasi vozu, a ve které je přirozeně umístěna všechna výstroj, která je pokládána na nezbytně nutnou v kabině, totiž klimatizační zařízení 13 kabiny, nízkonapěťová rozvodná skříň 14, elektronická rozvodná skříň 15, a skříň 16 na nářadí. Oddíly ve střeše vozu nad motorovou nápravou obsahují reostatové brzdové zařízení 17, klimatizační zařízení 18 pro oddíly pro cestující, přičemž pro účinné klimatizační zařízení je každý modul vybaven dvěma klimatizačními zařízeními 18 v blízkosti příslušných konců horního podlaží, a, podle vynálezu, jeden relativně těžký prvek výstroje, totiž elektronickou napájecí jednotku 19, která, spolu s trakčními motory, představuje hnací elektrickou výstroj podvozku; regulátor 20 této výstroje je umístěn v kabině; větší část trakční skupiny je tak soustředěna v blízkosti kabiny. Vzhledem k centrální podélné vertikální rovině soupravy je nízkonapěťová rozvodná skříň 14 a elektronická rozvodná skříň 15 na jedné straně kabiny, a skříň 16 na nářadí a regulátor 20 elektronické napájecí jednotky hnací elektrické výstroje na druhé straně; toto uspořádání ponechává přibližně centrální volný prostor, který může být opatřen dveřmi poskytujícími přístup do prostoru pro cestující.

► · · <

► φ · «

Naproti tomu k sobě přivrácené části obou vozů U 2 nejsou navzájem identické, neboť výstroj je rozdělena spíše po celé soupravě, než vůz po vozu.

V souladu s tím má jeden vůz na střeše na konci vzdáleném od kabiny, tj . přibližně nad běžným podvozkem, zařízení (pantograf) 21, připojující soupravu k elektrické napájecí síti; skříně či oddíly v tomto vozu 1^ obsahují tlumivku 22, nízkonapěťovou výstroj 23 a akumulátorové baterie 24 na jedné straně vozu, a 25 000 V transformátor 25 a DC-jistič 26 na druhé straně, a centrální chodbu poskytující průchod z jednoho vozu do druhého. Tyto skříně či oddíly tedy obsahují větší část skupiny napájení elektrickou energií. Jak již bylo zmíněno, oddíl.ve střeše vozu obsahuje klimatizační zařízení 18 pro oddíly pro cestující. Výstroj na tomto konci může být těžší než na druhém konci, protože podvozek na tomto konci je lehčí neboť je to běžný podvozek. Poznamenejme, že v blízkosti skříní, na mezilehlé úrovni mezi dolním podlažím a horním podlažím, jsou uspořádána sedadla pro cestující. Jestliže lze tedy některou výstroj vypustit, například 25 000 V transformátor 25 v případě 1 500V nebo 3 000 V jednonapěťové soupravy, může být odpovídající prostor zaplněn dalšími sedadly pro cestuj ící.

Koncová část druhého vozu 2 na opačné straně od kabiny obsahuje uvnitř, v oddílech, vytahovací jednotky nebo skříně, v závislosti na jejich celkové velikosti, regulátor 27b statického konvertoru na jedné straně centrální chodby, a sadu 28 motor-kompresor a zásobník 29 na druhé straně, tj. větší část skupiny napájení pneumatickou energií, v jejichž blízkosti jsou instalována místa pro cestující; oddíly ve střeše obsahují statický konvertor 30, tvořící část pomocné • ·• φ • · € · C V ♦ 9 9 9 napájecí výstroje, a samozřejmě klimatizační zařízení 18 pro oddíly pro cestující.

«· ···· · · ···«

V městské verzi je možno upustit od reostatového brzdového zařízení, což odlehčuje zatížení ze své podstaty těžšího motorového podvozku 10.

Dále bude popsána konstrukce soupravy tří regionálních vozů spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, znázorněná na obr. 2a a 2b. Je získána vložením přídavného patrového vozu 3 (s mezilehlou úrovní) mezi dvěma patrovými vozy 1_, 2. Přídavný patrový vůz 3 má motorový podvozek 10, a běžný podvozek sousedící s běžným podvozkem 11 vozu 1, který je spojen s pantografem 21.

Pro usnadnění přeměny dvouvozové soupravy na třívozovou soupravu jsou oba konce vozů 1_, 2 shodné, bez ohledu na modifikaci jednoho nebo dvou vozů, zejména pro zmenšení délek propojovacích vedení. Přesněji, statický konvertor 30, který je částí pomocné napájecí výstroje, je přenesen do oddílu střechy přídavného vozu 3, přibližně nad běžným podvozkem, a jeho regulátor 27 je přenesen do oddílu ve voze 3 pod konvertorem; konec tohoto vozu je pak vybaven sedadly na mezilehlé úrovni. Opačný konec přídavného vozu 3, nad motorovým podvozkem 10, má také sedadla na mezilehlé úrovni, protože elektronická napájecí jednotka 19 motorového podvozku je v oddílu ve střeše vozu, vedle příslušného reostatového brzdového zařízení 17; v souladu s tím je v oddílu vozu 3 v blízkosti napájecí jednotka. V oddílech umístěna klimatizační zařízení běžným podvozkem 11 a druhé podvozkem 10.

sedadel jen elektronická střechy jsou samozřejmě 18, jedno přibližně nad přibližně nad motorovým • · * · • ♦ · · · • · • ·

V městské verzi přídavný vůz _3 obsahuje tutéž výstroj po téže přeměně konce vozu, kromě toho, že motorový podvozek také nese nízkonapěťovou rozvodnou skříň; některá sedadla také mohou být nahrazena toaletami, například sedadla přibližně nad motorovým podvozkem.

Dále bude popsána konstrukce regionální soupravy čtyř vozů spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, znázorněná na obr. 3a a 3b. Je' získána uspořádáním dalšího patrového vozu 4 mezi přídavný vůz 3 podle obr. 2 a vůz 2, který byl modifikován pro vytvoření soupravy tří vozů.

Další vůz 4 dále zahrnuje motorový podvozek 10, sousedící s motorovým podvozkem přídavného vozu 3 podle obr. 2, a běžný podvozek 11 sousedící s běžným podvozkem konce vozu 2, který byl předtím modifikován; tento konec vozu je však, proti soupravě tří vozů, dále modifikován tak, že zahrnuje statický konvertor 30 v oddílu střechy, jako má souprava dvou vozů JL, 2, protože další vůz 4 zahrnuje zařízení 21 připojené k trolejové síti přibližně nad svým běžným podvozkem 11; přídavnému vozu 3 je však ponechán ve střeše namontovaný statický konvertor 30, protože je v bezprostřední blízkosti zařízení 21, připojeného k trolejové síti, na střeše druhého konce vozu jL, a přidána nízkonapěťová rozvodná skříň v blízkosti regulátoru 20, přibližně nad motorovým podvozkem; jak již bylo zmíněno, regulátor 20 může být umístěn v oddílu integrovaném do nízkonapěťové skříně; na příslušné protější straně centrální chodby a přibližně nad běžným podvozkem 11 dalšího vozu 4, stejně jako nad běžným podvozkem 11 druhého konce vozu 1, je tlumivka 22, nízkonapěťová rozvodná skříň 23, a akumulátorová baterie 24 na jedné straně a 25 000 V

4 • 4 • 4

4 44 4 ♦ e 4 · «4 4 44 4 4444

4 444 4 «44*4 4

444 «44 *444

4444 44 4444 »4 44

- 17 transformátor 25 na druhé straně; opět, jestliže je při určitém výběru volitelných prvků k dispozici volný prostor bez výstroje, může být zaplněn sedadly v mezilehlé úrovni. Elektronická napájecí jednotka 19 trakčních motorů a reostatové brzdové zařízení 17 je umístěno v oddílech ve střeše přibližně nad motorovým podvozkem 10, a ve voze, na příslušné protější straně středové chodby, je nízkonapěťová skříň 23 a regulátor 20 elektronické napájecí jednotky, a sedadla na jedné straně a sedadla pro cestující na druhé straně. V oddílu střechy přibližně nad každým podvozkem 10, 11 je také klimatizační zařízení 18 pro oddíl pro cestující.

V městské verzi, stejně jako bylo uvedeno výše, je možno upustit od reostatového brzdového zařízení 17, spolu s většinou sedadel v koncových částech, neboť koncové části městských vozů jsou kratší.

Dále bude popsána konstrukce regionální soupravy pěti vozů spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, znázorněná na obr. 4a a 4b. Je získána vložením modulu tvořeného ještě dalším vozem 5 mezi přídavný vůz a další vůz 4 podle obr. 3a a 3b.

Zde má vůz 5 dva běžné podvozky 11, avšak jejich přítomnost nepředstavuje významnější břemeno pro čtyři vozy, které jsou z 50% hnané. V tomto případě, kde není motorový podvozek, má vůz klimatizační zařízení 18 v oddílu střechy přibližně nad každým podvozkem 11; na obou koncových částech uvnitř vozu 5 jsou uspořádána sedadla pro cestující.

Může být upraven jako městská verze.

Je možné vytvořit vlaky z množství spojených souprav • 9 · ♦ · · • 9 spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, jaké byly právě popsány; pro hospodárnost a jednoduchost mohou být použity dvě spojené soupravy, neboť s jednotlivou soupravou je jednoduché, jak již bylo uvedeno, vytvořit vlak dvou až pěti modulů, takže se dvěma soupravami je možné sestavit vlak čtyř až deseti modulů.

Když jsou všechny vozy ly 2, 3, 4 z 50% motorizovány prostřednictvím motorového podvozku 10 a běžného podvozku 11, jsou tím odstraněny známé' nevýhody jednoho nebo dvou motorizovaných vozů, tvořících bez použití mezilehlých vozů výkonově předimenzovanou soupravu, a při použití množství nemotorizovaných mezilehlých vozů tvořících poddimenzovanou soupravu; naproti tomu zde je získána souprava, která je vždy optimálně výkonově dimenzována a umožňuje přijmout přídavný nemotorizovaný vůz 5 bez znatelných obtíží.

Soupravy podle vynálezu, které byly právě výhradně jako příklady popsány, pro přibližně rovnoměrné rozdělení hnací síly podél každé soupravy, jsou sestaveny v rámci omezení týkajících se hnacího faktoru. Jak již bylo uvedeno, hnací faktor vozu nebo skupiny vozů je definován jako poměr hnacích náprav k celkovému počtu náprav vozu nebo skupiny. Podle vynálezu je při stavbě souprav poměr hnacích faktorů kterýchkoliv skupin dvou vozů (ať sousedních či nesousedních) v určitém rozmezí; poměr mezi příslušnými hnacími faktory kterýchkoliv skupin dvou vozů je zvolen ne menší než 1/3 a ne větší než 3. Tato podmínka může být aplikována rovněž na soupravy dvou vozů, ovšem zde nezbývá než brát v úvahu dvakrát tutéž skupinu se stejným hnacím faktorem, takže se poměr hnacích faktorů rovná 1, což je případ soupravy podle obr. la a lb, kde mají dva vozy hnací faktor 1/2. V případě souprav podle obr. 2a a 2b a podle • · • ·

4 4 · 4 4 · 4 · •4 4444 44 4444 44 ·· obr. 3a a 3b mají všechny vozy hnací faktor rovnající se 1/2, takže všechny skupiny dvou vozů mají hnací faktor rovnající se 1/2 poměr hnacích faktorů se vždy rovná 1. Pro soupravu z obr. 4a a 4b, ve které je nemotorizovaný vůz, mají skupiny dvou vozů hnací faktor buď 1/2 nebo 1/4, podle toho, zda obsahují nemotorizovaný vůz či ne; poměr hnacích faktorů je tedy 1 v případě dvou skupin vytvořených z motorizovaných vozů, a v případě dvou skupin vytvořených různě 2 nebo 1/2, podle toho zda je hnací faktor více poháněné skupiny čitateli nebo jmenovateli poměru hnacích faktorů. Poznamenejme, že mezní hnací faktory 1/3 a 3 odpovídají například situaci, kdy jsou přítomny dva na 50 % motorizované vozy, jeden nemotorizovaný vůz a jeden na 100 % motorizovaný vůz.

Soupravy a vlaky jsou vždy poháněny přibližně úměrně počtu vozů a tedy jejich hmotnosti, s tím výsledkem, že nevznikají pomalé (v důsledku poddimenzování) soupravy nebo vlaky ovlivňující pravidelnost provozu na trati po které j ezdí.

Modulární konstrukce umožňuje správci dopravy reagovat snadno na změnu požadavků přidáním přídavného vozu 3, je-li třeba dalšího vozu 4, případně také zvláštního, nemotorizovaného vozu 5, a spojením dvou souprav pro sestavení vlaku. Kromě toho, kapacita každé soupravy se může zvýšit přidáním jednoho až tří modulů 3, 4, 5 bez nutnosti současného odebrání existujícího modulu ze soupravy z technických důvodů.

Tato konstrukce také umožňuje správci dopravy modifikovat vozový park, jestliže byla původně podhodnocena poptávka, stále za použití vozů JL, 2, 3, 4, 5, které již má < ·

Φ β • · «Φ ···· ·· ···· ·Φ ·· v majetku, a minimalizovat počáteční investice při střednědobém očekávání růstu.

Náklady jsou také sníženy skutečností, že stejná konstrukce trupu se používá při stavbě všech vozů téhož vlaku, ať jde o vlak pro regionální použití nebo pro městské použití.

Protože soupravy nejsou konstruovány jako spojené vozy, které musí být autonomní, ale jako vlaková souprava, která může zahrnovat dva až pět modulů v tomto případě, a není zde žádná redundance výstroje souprav zahrnujících čtyři nebo pět modulů, a výstroj je vždy optimálně využita.

Tato konstrukce také umožňuje rovnoměrné rozdělení zatížení náprav, což zabraňuje přetížení náprav, provozovaných blízko mezí dovolených infrastrukturou železnic, se všemi nevýhodami této praxe.

Také, protože většina výstroje, používané za zvláštních okolností, která může být vypuštěna podle požadavku správce dopravy, je umístěna v obyvatelných částech, její vypuštění znamená, že je možno zvýšit kapacitu pro cestující. Skutečnost, že většina obligatorní výstroje je pokud možno umístěna ve střeše modulů znamená, že maximum prostoru může být vyhrazeno pro oddíly pro cestující, kterážto výhoda je zvýrazněna v městské verzi skutečností, že v ní jsou dveře nad podvozky.

Konečně, umístění výstroje podle její funkční oblasti nebo skupiny (trakční, elektrické, pneumatické) zmenšuje délku spojení nezbytných pro propojení prvků zařízení uvnitř téže skupiny.

♦ ♦

Vynález ovšem není omezen na výše popsaná a zobrazená vytvoření, a jsou myslitelná jiná vytvoření neunikající z rozsahu vynálezu. Zejména by pátým modulem soupravy mohl být na 50 % motorizovaný vůz, například jako ostatní čtyři (hnací faktor rovnající se 1), nebo jedním z prvků soupravy již zahrnující alespoň dva na 50 % motorizované koncové vozy by mohl být buď nemotorizovaný nebo na 100 % motorizovaný vůz, takže by v případě soupravy se třemi moduly vznikla na 33 % motorizovaná souprava (hnací faktor je v rozmezí 1/2 až 2) nebo na 66 % motorizovaná souprava (hnací faktor je 2/3 až 3/2); poznamenejme v tomto ohledu, že v tomto případě je prakticky nezbytné aby každý koncový vůz měl nad běžným podvozkem pantograf; v praxi musí třínapěťová verze se třemi vozy mít dva pantografy, v tomto případě je však výhodné, když střední vůz má nad svým běžným podvozkem dodatečný pantograf.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY souprava y superponovanými

   1. Modulární železniční dvěma vozy (1, 2) se dvěma zahrnující alespoň jeden podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou, alespoň jeden podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou, a palubní výstroj zahrnující alespoň jednu elektronickou napájecí jednotku (19) pro napájení jednoho nebo více trakčních motorů, alespoň jednu hnací napájecí jednotku (22, 25) pro napájení elektronické jednotky (19), alespoň jednu pomocnou napájecí jednotku (30) pro napájení pomocného zařízení, a alespoň jedno zařízení (21) pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, v kteréžto soupravě je hnací faktor vozu nebo skupiny vozů určen jako poměr počtu hnacích náprav k celkovému počtu náprav vozu nebo skupiny, vyznačující se tím, že alespoň jeden vůz (1) zahrnuje alespoň jeden podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou a alespoň jeden podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou, alespoň jeden podvozek (1Γ) soupravy s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jedním z uvedených prvků (19; 22, 25; 30; 21) palubní výstroje umístěných přibližně nad podvozkem, a poměr mezi hnacími faktory kterýchkoliv dvou skupin dvou vozů soupravy není menší než 1/3 a ne větší než 3.

   tvořená alespoň úrovněmi,
2. 2. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jeden podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou má dvě hnací nápravy.
3. 3. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jeden podvozek (11) • · • · ·· ···· ·· ·»·· ·· ·«) s alespoň jednou běžnou nápravou má dvě běžné nápravy.
4. 4. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna elektronická napájecí jednotka (19) je umístěna přibližně nad podvozkem (10) s alespoň jednou hnací nápravou.
5. 5. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna elektronická napájecí jednotka (19) zahrnuje' alespoň jeden invertor a je umístěna ve stropu vozu.
6. 6. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že reostatický brzdový systém (17) je umístěn přibližně nad podvozkem s alespoň jednou hnací nápravou.
7. 7. Železniční vyznačující se jednotka (22, 25; 30) (11) s alespoň jednou souprava podle tím, že alespoň j je umístěna přibližně běžnou nápravou.

   nároku 1, edna napájecí nad podvozkem
8. 8. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jeden elektrický transformátor (25) .
9. 9. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jednu tlumivku (22).
10. 10. Železniční vyznačující se souprava podle tím, že alespoň jeden

    1, (11) nároku podvozek • φ φφ φφ φφ

    9 9 Φ Φ 9 9 9

    9 9 φφφφ • ΦΦ ΦΦΦ ΦΦΦΦ

    ΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jednou napájecí jednotkou (22, 25; 30) a jedním zařízením (21) uzpůsobeným pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, umístěným přibližně nad podvozkem.
11. 11. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden vložený vůz (3, 4) se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy (1, 2), a tento vložený vůz (3, 4) má podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou a podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou.
12. 12. Železniční souprava podle nároku 11, vyznačující se tím, že podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou alespoň jednoho vloženého vozu (3, 4) má dvě hnací nápravy.
13. 13. Železniční souprava podle nároku 11, vyznačující se tím, že podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou alespoň jednoho vloženého vozu (3, 4) má dvě běžné nápravy.
14. 14. Železniční souprava podle nároku 11, vyznačující se tím, že zahrnuje ještě další vložený vůz (5) se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma vozy mající dva běžné podvozky (11).
15. 15. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje vložený vůz se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy (1, 2) mající dva podvozky, z nichž jeden má dvě hnací nápravy a druhý má alespoň jednu hnací nápravou.

    • φφ φφφ φφφφ φφ φφφφ φφ φφφφ φφ φφ
16. 16. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje vložený vůz se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy (1, 2) mající dva podvozky, z nichž jeden má dvě běžné nápravy a druhý má alespoň jednu běžnou nápravu.
17. 17. Železniční vlak vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň dvě soupravy podle některého z nároků 1 až 16, spojené odstranitelnými spojovacími prostředky.