Parní lokomotiva a natáčecí podvozek: konstrukce, odpružení a unikátní příklady

Většina lokomotiv se skládá ze skříně, hlavního rámu a podvozků. Podvozky jsou obyčejně dva a nejčastěji jsou dvou až třínápravové. Výjimku v počtu podvozků tvoří lokomotivní řada 184.5, která má tři dvounápravové podvozky. Ovšem ne každá lokomotiva má podvozky. Tzv. rámové lokomotivy mají jednotlivá dvojkolí připojena přímo k rámu lokomotivy. To se týká zejména dvounápravových lokomotiv, u kterých se dva jednonápravové podvozky nepoužívají. Ovšem i zde existuje výjimka v podobě motorového vozu řady 810, opatřeného dvojicí jednonápravových podvozků. Motorový vůz má ale s lokomotivou společné jen to, že v obou případech se jedná o kolejová vozidla...

Podvozky jsou připojeny k hlavnímu rámu zpravidla otočnými čepy, pevně zalisovanými v podvozku nebo v rámu skříně. Tento způsob spojení skříně a podvozku je zdaleka nejrozšířenější, používají jej prakticky všechny elektrické lokomotivy, jednotky a většina motorových lokomotiv i vozů. Cílem inženýrů je umístit otočný čep co nejníže, a co nejvíce se tak přiblížit mechanickému optimu. Některé podvozky jsou ale koncipovány bez otočného čepu. Tento způsob je využit např. Základ podvozku tvoří tzv. rám podvozku, tvořený zpravidla dvěma podélníky, střední příčkou a eventuálně i dvěma čelníky.

Existuje několik způsobů přichycení dvojkolí k rámu podvozku; v minulosti často používané rozsochové vedení se vyznačovalo odpružením listovými pružinami, dnes se nejčastěji používají tzv. kyvná ramena (principiálně shodná s kyvnou vidlicí zadního kola motocyklu) nebo svislé trny (vodicí čepy). Podvozky se dají dělit na hnací (trakční) a běžné. Hnací podvozky mají daleko složitější konstrukci a vyšší hmotnost oproti podvozkům běžným, neboť oproti nim musí být hnací podvozky osazeny nápravovou převodovkou, případně i elektromotory u elektrických lokomotiv a lokomotiv s elektrickým přenosem výkonu. Lokomotiva, jejíž všechny nápravy jsou poháněné, se nazývá plně adhezní lokomotiva. Platí, že čím více poháněných náprav připadá na běžné nápravy, tím lepších adhezních vlastností stroj dosahuje. I běžné podvozky je ale možné využít - např. motorový vůz 830 má v běžném podvozku uloženo motorgenerátorové soustrojí.

V podvozku se dále nachází řada dalších zařízení, jako jsou brzdová zařízení (válce, pákoví, špalíky, kotouče), zařízení pro mazání okolků, řetězy ruční brzdy, hadice od pískojemů. Zejména ze železničních vozů je známý tzv. kolébkový podvozek, vyskytující se i na vozech 460, 560 a 850-854. Naopak u lokomotiv se tento typ podvozku nepoužívá. Kolébkový podvozek má na pružinách sekundárního vypružení uloženu kolébku, jejímž středním příčníkem prochází otočný čep. Každá lokomotiva musí být vypružena, aby byly rázy vznikající při jízdě na nerovném traťovém svršku co nejúčinněji tlumeny.

Existují dva typy odpružení: primární a sekundární. Pokud má lokomiva tzv. dvoustupňové nebo dvojité vypružení, znamená to, že vedle primárního odpružení je vybavena i sekundárním vypružením. Primární vypružení zajišťuje odpružení dvojkolí vzhledem k rámu podvozku, zatímco sekundární vypružení je mezi rámem podvozku a lokomotivní skříní. Dříve se v primárním vypružení používaly prakticky výhradně listové pružnice s nepříliš vysokou absorpční schopností, které byly postupně nahrazovány vinutými (šroubovými) pružinami, používanými dodnes. Některé lokomotivy mají prvotní vypružení provedeno pryžokovovými silentbloky (lokomotivní řady 110 až 114.5).

V sekundárním vypružení byly v minulosti nejpoužívanější opět listové pružiny, vytlačené dnes šroubovými pružinami zpravidla v uspořádání flexicoil (tento systém umožňuje natáčení podvozků zároveň s deformací pružiny). Systém flexicoil je použit např. u lokomotiv 169, 184.5 nebo 759. Trendem v oblasti hnacích osobních vozů jsou nyní vzduchové pružiny, tvořené pryžovými měchy a vybavené systémem zajišťujícím konstantní výšku podlahy nad temenem kolejnice. Tento způsob zároveň zajišťuje odpružení v příčném směru. Novější vozidla mají pružiny doplněné i hydraulickými (kapalinovými) tlumiči, zařazenými zpravidla paralelně k pružině. Výjimkou jsou příčné tlumiče, přichycené jedním koncem k lokomotivní skříni a druhým koncem k rámu podvozku.

Plzeňská lokomotivka ŠKODA vyvinula počátkem sedmdesátých let unifikovaný podvozek, který byl v roce 1972 testován na stroji E 469.3030 (124.601) až do rychlosti 224 km/h. Tento podvozek byl určen pro všechny traťové lokomotivy ŠKODA II. generace. Byl použit u řad 130, 150, 163, 184.5, 263, 363 a 372 a samozřejmě i v odvozených nebo rekonstruovaných řadách 151, 162, 362 a 371. Jedná se o dvounápravový podvozek o rozvoru 3 200 mm s dvojitým vypružením, s dvojkolími vedenými svislými vodicími čepy a odpruženými šroubovými pružinami doplněnými kapalinovými tlumiči. Kola jsou hvězdicovitá, neopotřebovaná kola mají průměr 1 250 mm. Sekundární vypružení je provedeno tímto způsobem: pod rámem podvozku prochází nízkopoloženým otočným čepem podvlečený příčník, na němž spočívá lokomotivní skříň, a který je odpružený celkem čtyřmi vinutými pružinami s paralelními hydraulickými tlumiči. Krom toho je sekundární odpružení doplněno příčnými tlumiči. V rámu podvozku jsou pevně uloženy dva trakční elektromotory, zapojené trvale do série. Jsou chlazeny ventilátory přes tunely vedoucími od střechy lokomotivy až k rámu, propojení s podvozkem je provedeno pryžovými měchy.

Unifikované podvozky modernizovaných lokomotiv (151, některé 162, 362, 371) dostávají nově podélný tlumič vrtivých pohybů podvozku. Konstrukce tohoto typu podvozku spadá na počátek šedesátých let. Jedná se o dvounápravový jednostupňově odpružený podvozek s plnými dvojkolími vedenými kyvnými rameny, která jsou vypružena vinutými pružinami s kapalinovými tlumiči. Rozvor podvozku je pouze 2 400 mm, průměr neopotřebovaných dvojkolí činí 1 000 mm. V podvozku jsou uloženy dva tlapové trakční motory.

Historická úzkorozchodná parní železnice vedoucí z Mladějova k dolům na Hřebči prošla renovací a zprovozněním parní lokomotivy č. 5 z Krauss-Linz, která je největší a nejtěžší parní lokomotivou na rozchodu 600 mm ve střední Evropě. Trať měří 11 kilometrů a vede romantickým terénem. Nadace ČEZ renovaci podpořila částkou 117 tisíc korun. Lokomotiva je jediným exemplářem svého typu na světě a je unikátní konstrukčním řešením s jednonápravovým podpůrným tendrem.

Lokomotiva prošla tříletou generální opravou: byly opraveny kotel a hlavní rám, vyměněny opotřebované součásti. „Díky podpoře Nadace ČEZ jsme mohli dokončit generální opravu lokomotivy. Naši dobrovolníci si poradili i s výrobou a renovací spousty dílů a povedlo se jim lokomotivu kompletně zrenovovat a zprovoznit do této podoby,“ uvedl Martin Janata. Trať láká návštěvníky, a to i ze zahraničí. Mladějovská dráha je atraktivním cílem výletů již 25 let a je technickou památkou s 11 km dlouhou průmyslovou úzkokolejkou spojující důlní areál Hřebeč a šamotový závod v Mladějově. Spolek Mladějovská průmyslová dráha je dobrovolné sdružení nadšených příznivců železniční provozu, techniky i historie.

Postavena byla na sklonku první světové války pro přepravu lupku, šamotu a místního uhlí. Nadace ČEZ, založená v roce 2002 pro podporu dárcovských aktivit, patří k špičce nadací v České republice fleksibilně podporující sociální, kulturní a sportovní projekty a spolupracující s regiony. Výšky grantů a počty projektů svědčí o široké působnosti nadace.

Praktické varianty a moderní využití

V praxi se setkáváme s různými typy podvozků: dvounápravové podvozky s kyvnými rameny, kolébkové podvozky na vozech a speciální jednotky s integrovaným vypružením pro optimální kontakt s kolejnicí. Některé moderní lokomotivy a vozy používají vzduchové pružiny a hydraulické tlumiče pro vyvažování namáhání a zajištění konstantní výšky podlahy nad temenem kolejnice. Plzeňská škodová konstrukce přispěla k unifikovaným podvozkům II. generace, které se dodnes používají v řadách V, 160 a dalších rekonstruovaných vozidlech.

Významný je i trend integrace sekundárního vypružení do rámu podvozku s různými tlumiči pro plynulé rozjezdy a lepší adhezi. Jsou to klíčové prvky, které umožňují bezpečný a pohodlný pohyb lokomotivy i při jízdě po nerovném svršku. U starších konstrukcí se setkáváme s listovými pružinami, které postupně ustoupily vinutým a kapalinovým tlumičům - vývoj jde směrem k lehčím a lépe vyváženým systémům.

Historické ukázky, jako parní lokomotivy z Mladějova, ukazují, že i u úzkokolejných tratí lze dosáhnout vysoké technické úrovně a dlouhodobé obnovy. Lokomotiva č. 5 a doprovodná infrastruktura slouží jako živý příklad technické památky a schopnosti českých muzeí a nadací udržovat železniční dědictví.

1. Podvozek představuje základní podpůrný systém lokomotivy s primárním a sekundárním vypružením.
2. Hnací podvozky zvyšují adhezi a složitost konstrukce díky nápravovým převodovkám a elektromotorům.
3. Kolébkový podvozek se používá u některých vozů, nikoli u lokomotiv.
4. Unifikované podvozky ŠKODA II. generace spojují řady 130, 150, 163, 184.5 a další.
5. Historické úzkokolejné tratě mohou být zrekonstruovány a zachovávány díky grantům a dobrovolníkům.

tags: #parni #lokomotiva #nataceci #podvozek