Technické řešení mých pojezdů

V tomto článku bych rád shrnul, jaké principy používám při navrhování mých pojezdů.

Proč leptaná mosaz? Lept je v současnosti to, co 3D tisk bude v blízké budoucnosti. Návrh si nakreslíte pomocí počítače, necháte si ho vyrobit a v domácích podmínkách sestavíte.

Mým základním konceptem v mechanice pojezdu je tříbodové uložení rámu pojezdu na nápravách.

Proč tříbodové uložení?

Možná si představujete kolejnice jako dvě rovnoběžné přímky. Ale není to tak ani u skutečné a už vůbec ne u modelové železnice. V praxi se setkáme se změnou sklonu a "hrboly". Předpokládejme konstatní rozchod :)

Pokud položíme předmět, třeba kvádr, na podložku, která není úplně plochá. Kvádr se bude podložky dotýkat vždy ve třech bodech, jen náhodou ve více. Stejně to dopadne, pokud položíte modelové železniční vozidlo na nerovné koleje - a to má určitě víc než 4 kola... A to je něco, co je potřeba řešit - kvůli adhezi, sbírání proudu a vykolejování. Přístupů je více.

 

S řešením problému jsem se setkal poprvé u třínápravového podvozku - jak zajistit, aby se všech šest kol dotýkalo? Aby pojezd neprokluzoval ve stoupání a nezastavil na každé nečistotě na kolejnici?
Na obrázku jsou tři situace, které mohou nastat u třínápravového podvozku s pevným uložením náprav:

  1. Ideální svět, vše je v rovině, všechna kola se dotýkají
  2. Kolejnice mění sklon, už se dotýkají pouze čtyři kola...
  3. Realita - dotýkají se pouze tři.
Dobře, tak necháme nápravám vůli a všechna kola se budou dotýkat. No jo, ale ono je to vlastně stejné. Hmotnost vozidla se zase přenáší na kolejnice jen přes tři kola. Ostatní se sice vezou, ale nemají adhezi a nesbírají spolehlivě proud. A občas taky vypadnou z kolejí...
Dohnat to vysokými okolky a setrvačníkem? Udělat "měkký" plastový podvozek s vůlemi náprav a rozšlápnout ho na kolejích vysokou hmotností? Nic pro mě, já chci výzvu :) ... a take mít možnost navrhnout a postavit pojezd doma, bez speciálního vybavení.
Je tu ještě jeden pomocník, kónický tvar kola. Pokud mají nápravy v rámu vůli (nebo je rám pružný), kola se usadí na koleji tak, aby se dotýkala. Jak ale hmotnost vozidla rovnoměrně rozdělit mezi všechna kola?
Tří bodové uložení... pojezd je řešen tak, aby se hmotnost vozidla přenesla přes tři body. Ty body ale nejsou náhodné. Musí být rozvrženy tak, aby zajistily stabilitu a rovnoměrné rozdělení hmotnosti. Stále jen teorie... Jak převést do praxe?
U dvounápravového podvozku je to poměrně jednoduché. Jedna náprava bude v rámu uložena pevně a jedna výkyvně. Co složitější podvozky?
Provahadlování...
Rám vozidla se v jednom bodě opírá o jednu nápravu. Ta se okolo bodu může kývat. Opěrný bod je navíc ve středu nápravy a tlak se rovnoměrně rozdělí mezi obě kola.
Zbylé dva opěrné body pak tlačí na vahadla. Vahadla se pak opět rovnoměrné opírají o nápravy a kola. Hmotnost vozidla se dělí třemi - to jsou ty tři body - vahadlo pak rozdělí hmotnost mezi dvě nápravy.
Tento princip jsem použil u MUV69, M260.0, 477.0 a T426.0.

Na fotografii jsou vidět vahadla u mého pojezdu pro T426.0. Jsou vyrobena z mosazné kulatiny a zajišťují uložení rámu na čtyřech nápravách.

Mosazné kulatiny v roli vahadel se opírají přímo o nápravy.

Pojezd 464.2 má vahadla z leptaného plechu. Vahadla se opírají o frézovaná ložiska která jsou posuvně uložena v rámu. 

Odpružení

Tento princip využívají současné lokomotivy a vozy. Hmotnost je přenášena na každé kolo přes pružinu nebo pružnici. Já u pojezdů používám ocelovou strunu.

Proč někde používám vahadla a jinde odpružení strunami? Důvodů je více. Struna se lépe dává dohromady s převodovkami - je jednodušší na zástavbu. To ale neplatí pro složité pojezdy parních lokomotiv - u těch se struna rámem protahuje obtížněji a větších rozvorů nezaručí stability pojezdu.

Příklad mého pojezdu s odpružením strunami: T334.0. Struny jsou protaženy rámem pojezdu a převodovky, které jsou v rámu uloženy pohyblivě se o struny opírají. Jedna z převodovek je v rámu vedena tak, aby se pohybovala  jen nahoru a dolů - a nekývala se. Je tak zajištěno, aby se lokomotiva při jízdě nehoupala do stran.

U parních lokomotiv jsem odpružení použil u 464.0. 

Pohyblivé uložení hnaných náprav má vliv na řešení pohonu. U modelů zatím není běžné, aby si každá náprava "nesla" svůj motor - a ten se s ní pohyboval. Je tedy potřeba zajistit přenos momentu motoru na nápravu ve všech možných vzájemných polohách. Já používám kardany a někdy i pružnou silikonovou hadičku.

U parních a spojnicových lokomotiv je to "jednoduché". Motor přes kardan nebo hadičku pohání jednu převodovku. Ostatní nápravy pak pohání spojnice. Spojnice jsou samozřejmě dělené, aby nebránily pohybu náprav.

U motorových lokomotiv je převodovek více, takže je to pak samý kardan :) Na obrázku je vidět, že kdyby se nápravy pohybovaly vůči jedné pevné hřídeli se šneky, nebylo by možné dodržet správné osové vzdálenosti převodů. To platí i pro převody ozubenými koly...

A co umožní kardany - převodovky se mohou pohybovat podle kolejnic a přenos síly je zajištěn.

Co umožňují výše uvedené principy je dobře vidět na pojezdu T426.0... Čtyřnápravový podvozek s provahadlovanými nápravami. Jedna náprava je poháněna převodovkou, ostatní spojnicemi. Kola jsou stále v kontaktu s kolejnicemi a nevadí ani jemné okolky RP25.

Příklad třínápravového podvozku u T669.0. Nápravy podvozku jsou odpružené strunami, každá náprava má svou převodovku. Moment se přenáší mezi převodovkami kardany. 

 

Formulář pro Vaše vzkazy:

Obnovit obrázek