Přenos výkonu se hovoří zejména v motorové trakci. Přenos výkonu, lépe řečeno přenos výkonu od spalovacího motoru na hnací dvojkolí, zajišťuje přiblížení se ideální trakční charakteristice. Ta má hyperbolický průběh, zatímco momentová charakteristika spalovacího motoru má zcela odlišný průběh. Z toho plyne, že pohon dvojkolí přímo spalovacím motorem by byl nevhodný. To se řeší vložením "mezičlánku" mezi výstupní hřídel spalovacího motoru a nápravovou převodovku na dvojkolí. Tento "mezičlánek" se označuje právě termínem přenos výkonu.
U lokomotivy s mechanickým přenosem výkonu je výkon od spalovacího motoru přenášen do mechanické převodovky s ručním nebo automatickým řazením. Z mechanické převodovky je výkon převáděn na dvojkolí. Mechanický přenos výkonu se používá pro malé výkony. Vyznačuje se jednoduchostí, ale ztráty vznikající při přenosu jsou značné.
Hydraulický přenos výkonu je založen na tlaku, resp. kinetické energii kapaliny, která tak přenáší výkon. Hydrostatický přenos výkonu pracuje na bázi statického tlaku kapaliny v soustavě hydromotor-hydročerpadlo. Hydromotor stlačuje kapalinu, která svým tlakem roztáčí hydročerpadlo, které již zajišťuje samotný pohon. U vozidel ČD ani ZSSK se hydrostatický přenos výkonu na dvojkolí nepoužívá, často se však používal např. pro pohon ventilátorů chladicí soustavy lokomotivních spalovacích motorů.
Nevýhodou hydrostatického přenosu výkonu je vysoká náchylnost k poruchám, plynoucím z častými netěsnostmi. Hydrodynamický přenos výkonu je tvořen hydrodynamickou převodovkou, která je sestavena z několika měničů. Měnič je sestaven z hydročerpadla, volnoběžného reaktoru a lopatkové turbíny. Lopatkové kolo hydročerpadla vrhá kapalinu na turbínu, která tedy využívá kinetické energie vrhané kapaliny. Volnoběžný reaktor je zařazen mezi čerpadlo a turbínu a zajišťuje vyšší účinnost zařízení, a to díky usměrnění kapaliny na turbínu. Přepínání měničů provádí zpravidla olejová šoupátka. Měniče vpodstatě odpovídají převodovým stupňům mechanické převodovky. Hydrodynamický přenos výkonu se používal cca do 70. let pro vozidla střední výkonové kategorie. Oproti mechanickému přenosu výkonu má hydrodynamický přenos menší ztráty a je vhodnější i pro vyšší výkony.
Elektrický přenos výkonu se používá dodnes; jedná se o nejrozšířenější přenos výkonu s řadou výhod. Elektrický přenos výkonu je založen na pohonu generátoru elektrického proudu spalovacím motorem. Proud vyrobený generátorem je poté použit pro napájení elektromotorů, pohánějících dvojkolí. Elektrický přenos výkonu je vhodný i pro nejvyšší výkony. Vyznačuje se vysokou účinností. Nevýhodou je nutnost regulace přenosu, která je poměrně složitá. Regulace je buďto omezovací, otáčková, sdruženým regulátorem nebo elektronickým (centrálním) regulátorem.
Společně s popisem jednotlivých přenosů uvedeme některé konkrétní detaily: Hydrodynamický přenos výkonu je tvořen hydrodynamickou převodovkou, která je sestavena z několika měničů. Měnič je sestaven z hydročerpadla, volnoběžného reaktoru a lopatkové turbíny. Lopatkové kolo hydročerpadla vrhá kapalinu na turbínu, která tedy využívá kinetické energie vrhané kapaliny. Volnoběžný reaktor je zařazen mezi čerpadlo a turbínu a zajišťuje vyšší účinnost zařízení, a to díky usměrnění kapaliny na turbínu. Přepínání měničů provádí zpravidla olejová šoupátka. Měniče vpodstatě odpovídají převodovým stupňům mechanické převodovky. Hydrodynamický přenos výkonu se používal cca do 70. let pro vozidla střední výkonové kategorie. Oproti mechanickému přenosu výkonu má hydrodynamický přenos menší ztráty a je vhodnější i pro vyšší výkony.
Spalovací motory lokomotiv či motorových vozů jsou principiálně shodné s motory automobilovými. Některé lokomotivy a motorové vozy (ty zejména) jsou osazeny přímo automobilovým motorem, např. 700-series a 843. Zajímavostí je použití motoru z traktoru v lokotraktorech řady 799 nebo lodní motor pro remorkéry, který nalezl uplatnění v motorových vozech řady 831. Dnes se používají výhradně naftové (vznětové) motory; doba benzínových agregátů odezněla ještě v první polovině 20. století. Oproti benzinovým motorům mají naftové motory vyšší účinnost (cca 30-42%), zatímco benzinové motory dosahují účinnosti 20-33%. Podle Carnotova cyklu je maximální možná účinnost vznětového motoru 73%, benzinový motor má 65%. Nižší spotřeba paliva a další výhody hovoří pro dieselové agregáty. Negativy vznětových motorů (větší hmotnost, nutné žhavení, hlučnost) jsou ve železničním provozu často snáze akceptovatelné než v automobilovém průmyslu. Dieselový motor se tedy jeví jako ideální pro použití v kolejových vozidlech.
V padesátých letech se na obzoru objevilo nové řešení pohonu turbínovou trakci. ŠKODA Plzeň vyrobila v roce 1958 první turbínovou lokomotivu TL 659.0, mohutnou šestinápravovou lokomotivu poháněnou plynovou turbínou spalující mazut. Tato lokomotiva byla výkonná, ale spotřeba i hlučnost byly vysoké, a proto musela vozit speciální cisternový vůz s palivem.
Nejpoužívanějšími motory v lokomotivách ČD jsou šestiválcové a dvanáctiválcové agregáty ČKD, následovanými motory LIAZ (714, 843). Méně často se vyskytují motory Tatra, Pielstick či Caterpillar. Většina motorů je vodou chlazená; přeplňované motory obsahují turbodmychadlo. Přeplňované motory bývají ČKD (K) a CAT. Nepřeplňované motory jsou levnější a méně výkonné. Moderní lokomotivy používají motory s přímým vstřikem paliva; starší motorová vozidla měla nepřímé vstřikování. Dvoudobé motory bývaly známé ze Ser bestehajících řad, ale dnes dominují čtyřdobé motory, které mají vyrovnanější chod. Většina dnešních lokomotiv ČD používá čtyřdobé motory.
Přehled konstrukčních prvků: zdvihový objem, kompresní poměr, hlava válce, ventily - sací a výfukové, rozvody OHV/OHC/DOHC/SOHC, turbo, palivové systémy, vačkový rozvod a řetězové/řemenové pohony. Všechny dnešní motory v lokomotivách mají přímé vstřikování paliva a vodní chlazení; turbomyšadlo bývá jednou z nosných součástí turbínových motorů i přeplňovaných motorů.
Podobně jako u automobilů, i u traťových strojů existují varianty uspořádání pohonu: samostatné hydrodynamické jednotky (HM), více HD měničů (HD), komplexní (dvojfázové) měniče s reaktorem a volnoběžkou, centrální pohon pro výkonnější stroje a možnosti blokování měniče pro vyšší účinnost. HM přenosy se používají na některých motorových vozících a strojních jednotkách, zatímco HD přenosy bývají spojeny s blokovatelným měničem pro vyšší účinnost. Elektrický přenos dnes dominuje zejména u těžších traťových strojů, ale i u některých vozidel je běžný hybridní nebo kombinovaný systém.
Specifické příklady a výkony: u motorových vozíků DGKu - 5 a MUV - 90 se používá HM/HD systémy s přírubově namontovanými měniči a možností blokování, u MV 79/ MV 80 (ŽSR) jsou aplikovány rozdílné koncepce pohonu. MVTV 3 a další stroje ukazují praktické realizace HD a HM přenosů v praxi. Důraz na regulační rozsah a stabilitu trakční síly hraje klíčovou roli při rozjezdu a stoupání s předpětách.
Podle půjčka a použití v ČR a SR se v traťových strojích kombinují různé druhy přenosu výkonu s ohledem na požadavky na trakční charakteristiku, spolehlivost, údržbu, hmotnost a prostorové uspořádání. Mechanický přenos je jednoduchý, ale u traťových strojů má nevýhody, proto se častěji volí hydrostatický, hydrodynamický či elektrický přenos, případně jejich kombinace.
tags: #mechanickeho #prenosu #vykonu #na #zeleznicnim #hnacim