CZ292888B6 - Modulární železniční souprava a železniční vlak vytvořený z takových souprav - Google Patents

Abstract

Modulární železniční souprava je tvořena alespoň dvěma vozy (1, 2) se dvěma úrovněmi a obsahuje prvky palubní výstroje, zahrnující alespoň jednu elektronickou napájecí jednotku (19) trakčního motoru, hnací napájecí jednotky, pomocné napájecí jednotky a zařízení (21), uzpůsobené pro připojení k napájecí síti. Alespoň jeden vůz (1, 2) zahrnuje alespoň jeden motorový podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou a alespoň jeden běžný podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou. Alespoň jeden běžný podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jedním z uvedených prvků palubní výstroje, umístěných přibližně nad ním. Poměr mezi hnacími faktory kterýchkoliv dvou skupin dvou vozů (1, 2) soupravy není menší než 1/3 a větší než 3. Souprava je určena pro dopravu cestujících. Alespoň dvě takové soupravy, spojené odstranitelnými spojovacími prostředky, pak tvoří železniční vlak.ŕ

Description

Oblast techniky

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

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

Dosavadní stav techniky

Je známo, že modulární konstrukce vytvoření vysokokapacitních souprav a vlaků při vysokých požadavcích na dopravu, zejména jestliže jsou moduly 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, tedy 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 s pomocí příslušné rozvahy a omezeno jeho množství a/nebo objem. Řešení, obecně přijaté v případě jednopodlažních vozů a spočívající v rozdělení zařízení podél vozu a pro většinou 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, jako jsou bar, toalety či 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. 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 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.

Modulární konstrukce také, jak již bylo zmíněno, snižuje investice potřebné od správce dopravy není jediným hlediskem, které je nutno brát v úvahu pro dosažení dobré návratnosti investic. Získání dobré návratnosti investic, dané také cenou a životností vozů, vyžaduje dobrou dlouhodobou adaptibilitu, aby správce dopravy mohl při nízkých nákladech a po dlouhou dobu měnit svou nabídku kdykoliv se ukáže nesprávnou předpověď nebo kdykoliv má trh nebo železniční infrastruktura sklon požadovat modifikaci vozového parku. Je také třeba zajistit, aby standardizace vozů nepředstavovala překážku jejich vývoje nebo možnosti odvození dostatečného počtu

-1 CZ 292888 B6 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 to největším rozsahu uspokojit výše uvedené požadavky.

K. tomu účelu vynálezu poskytuje modulární železniční soupravu tvořenou alespoň dvěma vozy se dvěma superponovanými úrovněmi a 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 15 jednu pomocnou napájecí jednotku pro napájení pomocného zařízení a alespoň jedno zařízení pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, přičemž v soupravě je hnací faktor vozu nebo skupiny vozů určen jako poměr počtu hnacích náprav k celkovému počtu náprav vozu nebo skupiny. 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 20 jeden podvozek soupravy s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jedním z uvedených prvků palubní výstroje, umístěných přibližně nad tímto 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 má souprava, zahrnující jen dva vozy, již 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 podvozcích, 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 nápravu 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 40 stropu vozu. Souprava s výhodou obsahuje reostatové brzdové zařízení, které je umístěno přibližně nad podvozkem s alespoň jednou hnací nápravou.

Alespoň jedna napájecí jednotka je umístěná přibližně nad podvozkem s alespoň jednou běžnou nápravou.

Alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jeden transformátor.

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 a umístěným přibližně nad tímto podvozkem. Souprava také 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.

-2CZ 292888 B6

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. Souprava také zahrnuje ještě další vložený vůz se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy mající dva běžné podvozky. Dále souprava zahrnuje alespoň vložený vůz se dvěma superponovanými úrovněmi mezi dvěma koncovými vozy mající dva podvozky, z nichž jeden má dvě hnací nápravy a druhý má alespoň jednu hnací nápravu. Souprava také 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 je přidání vozů mezi dva koncové vozy 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 a spojené odstranitelnými spojovacími prostředky.

Tak je možné z malého počtu konstrukcí vozů vytvořit vysokokapacitní vlak.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky a výhody vynálezu vyplývají z následujícího popisu jednotlivých vytvoření vynálezu, která jsou uvedena jako neomezující příklady a znázorněna na výkresech, na kterých představuje obr. la a lb schematický nákres palubní výstroje soupravy dvou vozů podle vynálezu v nárysu a půdorysu, obr. 2a a 2b schematický nákres palubní výstroje soupravy tří vozů podle vynálezu, odvozené ze soupravy, znázorněné na obr. la a lb, v nárysu resp. půdoiysu, obr. 3a a 3b schematický nákres palubní výstroje soupravy čtyř vozů podle vynálezu, odvozené ze soupravy podle obr. 2a a 2b, v náiysu a půdorysu, a obr. 4a a 4b 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 takových 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 čí motorového podvozku či podvozek samotný a motor či 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, přičemž polomotorové podvozky, jejichž hmotnost je mezi hmotností motorového podvozku a běžného podvozku, mají

-3CZ 292888 B6 jednu hnací nápravu a jednu běžnou nápravu. Těžká výstroj zahrnuje systémy jako pantografy pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, přičemž tyto 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 5 s menší hmotností, 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, přičemž 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 elektro10 nické řídicí 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 nestejné hmotnosti různých druhů výstroje pro nižší zatížení těžších náprav 15 nebo podvozků než lehčích náprav nebo podvozků, kdekoliv je to možné, například zmenšením počtu prvků těžké výstroje umístěných přibližně nad motorovými podvozky najeden.

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, tedy na 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 skupin, 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 energie, dodávané prostřednictvím trolejové elektrické napájecí 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 soupra35 vou, obsahuje napájecí výstroj s alespoň jednou tlumivkou.

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

Protože transformace elektrické energie ze sítě na energii použitelnou trakčními motory vyžaduje několik kroků, neboť síť nedodává třífázový proud 500 voltů, a protože nejnižší napětí poskytované sítěmi, které se týkají tohoto vynálezu, je 1500 V DC, nebo někdy 3000 V DC, bylo zde zvoleno řešení napájet trakční motory každého motorového podvozku z výstupu invertoru elekt45 ronické napájecí jednotky připojené k přívodu 1500 V DC nebo 3000 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 1500 V DC nebo 3000 V DC nebo jiného přiváděného napětí.

Za předpokladu, že souprava má být provozována na sítích 1500 V DC a na jednofázových sítích 50 Hz, 25 000 V AC, je na ní uspořádán transformátor snižující napětí, upravený pro připojení na přívod 25 000 V AC na primární straně, a každé sekundární vinutí napájí jednofázový můstek s nucenou komutací, dodávající napětí 1500 V DC do výše zmíněného invertoru a statického

-4CZ 292888 B6 konvertoru. Jednofázový můstek s nucenou komutací je zde s výhodou integrován do elektronické napájecí jednotky v invertoru.

Jestliže má být souprava provozována při 1500 V DC a 3000 V DC, je na ní uspořádána elektronická napájecí jednotka, statický konvertor pracující při 1500 V DC, a střídač v zapojení přeměňujícím 300 V DC na 1500 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 Hz 25 000 V AC za předpokladu, že je vhodně konstruován a má vhodné odbočky.

Je samozřejmé, že jsou zde 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 a 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 na ní uspořádán alespoň jeden DC jistič. Sady motor-kompresor 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, je minimální konfigurace soupravy podle vynálezu 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, 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 elektrických nebo tekutinových spojení.

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 je možno vytvořit při stejné konstrukci tělesa vozu 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 by poměrně malá výška nástupišť ztěžovala vstup do vozů, kdyby dveře byly nad podvozky, což je však možné díky větší výšce nástupišť v městských stanicích, což umožňuje delší nepřerušované oddíly pro cestující v městských modulech na horním podlaží, jakož i na dolním podlaží.

-5CZ 292888 B6

Dále bude popsána konstrukce regionální soupravy dvou vozů 1, 2, spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, znázorněná na obr. Ia a lb. V této soupravě motorové podvozky 10 jsou podvozky na koncích soupravy a podvozky každého vozu blíže středu soupravy jsou běžné podvozky Π. Každý konec soupravy je vyhrazen pro kabinu 12 řidiče, která je umístěna přibližně nad motorovým podvozkem 10 a mírně přesahuje šasi vozu a ve které je přirozeně umístěna všechna výstroj, která je pokládána na nezbytně umístěna všechna výstroj, která je pokládána na nezbytně 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 a klimatizační zařízení 18 pro oddíly pro cestující, přičemž pro účinné klimatizační zařízení 18 je každý modul vybaven dvěma klimatizačními zařízeními 18 v blízkosti příslušných konců horního podlaží, a podle vy nálezu 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 12- Větší část „trakční“ skupiny je tak soustředěna v blízkosti kabiny 12. Vzhledem k centrální podélné vertikální rovině soupravy je nízkopaměťová rozvodná skříň 14 a elektronická rozvodná skříň 15 na jedné straně kabiny 12 a skříň 16 na nářadí a regulátor 20 elektronické napájecí jednotky 19 hnací elektrické výstroje na druhé straně. Toto uspořádání ponechává přibližně centrální volný prostor, který může být opatřen dveřmi poskytujícími přístup do prostoru pro cestující.

Naproti tomu k sobě přivrácené části obou vozů 1, 2 nejsou navzájem identické, neboť výstroj je rozdělena spíše po celé soupravě než vůz po vozu.

V souladu s tím má jeden vůz 1 na střeše na konci, vzdáleném od kabiny 12, tj. přibližně nad běžným podvozkem 11 zařízení 21, připojující soupravu k elektrické napájecí síti, pantograf. Skříně či oddíly v tomto voze 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 1 do druhého. Tyto skříně či oddíly tedy obsahují větší část skupiny „napájení elektrickou energií“. Jak již bylo zmíněno, oddíl ve střeše vozu 1 obsahuje klimatizační zařízení 18 pro oddíly pro cestující. Výstroj na tomto konci může být těžší než na druhém konci, protože podvozek 11 na tomto konci je lehčí, neboť je to běžný podvozek TL Poznamenejme, že v blízkosti skříni 14, 15, 16, 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 1500 V nebo 3000 Vjednonapěťové soupravy, může být odpovídající prostor zaplněn dalšími sedadly pro cestující.

Koncová část druhého vozu 2 na opačné straně od kabiny 12 obsahuje uvnitř, v oddílech vytahovací jednotky nebo skříně, v závislosti na jejich celkové velikosti, regulátor 27 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“, přičemž v jejichž blízkosti jsou instalována místa pro cestující. Oddíly ve střeše obsahují statický konvertor 30. tvořící část pomocné napájecí výstroje, a samozřejmě klimatizační zařízení 18 pro oddíly pro cestující.

V městské verzi je možno upustit od reostatového brzdového zařízení 17, 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 vloženého vozu 3 s mezilehlou úrovní mezi dva patrové vozy 1, 2. Přídavný patrový vložený vůz 3 má motorový podvozek 10 a běžný podvozek 11, sousedící s běžným podvozkem 11 vozu 1, který je spojen s pantografem.

Pro usnadnění přeměny dvouvozové soupravy na třívozovou soupravu jsou oba konce vozů X 2 shodné bez ohledu na modifikaci jednoho nebo dvou vozů 1, 2, zejména pro zmenšení délek propojovacích vedení. Přesněji, statický konvertor 30, který je částí pomocné napájecí výstroje, je

-6CZ 292888 B6 přenesen do oddílu střechy přídavného vloženého vozu 3 přibližně nad běžným podvozkem 11 a jeho regulátor 27 je přenesen do oddílu v přídavném vloženém voze 3 pod konvertorem 30. Konec tohoto vloženého vozu 3 je pak vybaven sedadly na mezilehlé úrovni. Opačný konec přídavného vloženého vozu 3 má nad motorovým podvozkem 10 také sedadla na mezilehlé úrovni, protože elektronická napájecí jednotka 19 motorového podvozku 10 je v oddílu ve střeše vozu vedle příslušného reostatového brzdového zařízení 17. V souladu s tím je v oddílu přídavného vloženého vozu 3 v blízkosti sedadel jen elektronická napájecí jednotka 19. V oddílech střechy jsou samozřejmě umístěna klimatizační zařízení 18, jedno přibližně nad běžným podvozkem 11 a druhé přibližně nad motorovým podvozkem 10.

V městské verzi přídavný vložený vůz 3 obsahuje tutéž výstroj po téže přeměně konce vloženého vozu 3, kromě toho, že motorový podvozek 10 také nese nízkonapěťovou rozvodnou skříň 14. Některá sedadla také mohou být nahrazena toaletami, například sedadla přibližně nad motorovým podvozkem 10.

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

Další patrový vložený vůz 4 dále zahrnuje motorový podvozek 10, sousedící s motorovým podvozkem 10 přídavného vloženého vozu 3 podle obr. 2 a běžný podvozek 11 sousedící s běžným podvozkem 11 konce vozu 2, který byl předtím modifikován. Tento konec vozu 2 je však proti soupravě tří vozů dále modifikován tak, že zahrnuje statický konvertor 30 v oddílu střechy, jako má souprava dvou vozů 1, 2, protože další patrový vložený vůz 4 zahrnuje zařízení 21 připojené k trolejové síti přibližně nad svým běžným podvozkem 11. Přídavnému vloženému 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 1, a je mu přidána nízkonapěťová rozvodná skříň 14 v blízkosti regulátoru 20, přibližně nad motorovým podvozkem 10. Jak již bylo zmíněno, může být regulátor 20 umístěn v oddílu integrovaném do nízkonapěťové rozvodné skříně 14. Na příslušné protější straně centrální chodby a přibližně nad běžným podvozkem 11 dalšího patrového vloženého vozu 4, stejně jako nad běžným podvozkem 11 druhého konce vozu 1, je tlumivka 22, nízkonapěťová rozvodná skříň, tedy nízkonapěťová výstroj 23, a akumulátorová baterie 24 na jedné straně a 25 000 V 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 jsou umístěny v oddílech ve střeše přibližně nad motorovým podvozkem 10 a ve voze na příslušné protější straně středové chodby je nízkonapěťová výstroj 23 a regulátor 20 elektronické napájecí jednotky 19 a sedadla na jedné straně a sedadla pro cestující na druhé straně. V oddíle 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 vložený vůz 3 a další patrový vložený vůz 4 podle obr. 3a a 3b.

Zde má další 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 další vůz 5 klimatizační zařízení 18 v oddíle střechy přibližně nad každým běžným podvozkem Π,. Na obou koncových částech uvnitř dalšího vozu 5 jsou uspořádána sedadla pro cestující.

-7CZ 292888 B6

Tato konstrukce může být upravena také jako městská verze.

Je možné vytvořit vlaky z množství souprav spojených odstranitelnými spojovacími prostředky, 5 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 1, 2, 3, 4, z 50 % motorizovány prostřednictvím motorového podvozku 10 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 další vůz 5 bez znatelných obtíží.

Soupravy podle vynálezu, které byly právě výhradně jako příklady popsány, jsou pro přibližně rovnoměrné rozdělení hnací síly podél každé soupravy 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 20 stavbě souprav poměr hnacích faktorů kterýchkoliv skupin dvou vozů, ať sousedních či nesousedních, v určitém rozmezí. Poměr mezi příslušnými hnacími faktoiy 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. Ia 25 a lb, kde mají dva vozy hnací faktor 1/2. V případě souprav podle obr. 2a a 2b a podle obr. 3a a 3b mají všechny vozy hnací faktor, rovnající se 1/2, takže všechny skupiny dvou vozů majících hnací faktor rovnající se 1/2, mají poměr hnacích faktorů vždy rovný 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 30 dvou skupin vytvořených z motorizovaných vozů, a v případě dvou skupin vytvořených různě, je poměr 2 nebo 1/2, podle toho, zda je hnací faktor více poháněné skupiny v čitateli nebo ve 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 jezdí.

Modulární konstrukce umožňuje správci dopravy reagovat na změnu požadavků přidáním přídavného vloženého vozu 3, je-li třeba dalšího patrového vloženého vozu 4, případně také zvláštního neinotorizovaného dalšího vozu 5 a spojením dvou souprav pro sestavení vlaku. Kromě toho, kapacita každé soupravy se může zvýšit přidáním jednoho až tří modulů vozů 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 1 2, 3, 4, 5, které již má v majetku, a tak 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 o vlak pro městské použití.

Protože soupravy nejsou konstruovány jako spojené vozy, které musí být autonomní, ale jako vlaková souprava, která může zahrnovat v tomto případě dva až pět modulů, není zde žádná

-8CZ 292888 B6 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.

Protože většina výstroje, používaná za zvláštních okolností a 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 obligatomí výstroje je pokud možno umístěna ve střeše modulů, znamená, že maximum prostoru může být vyhrazeno pro oddíly pro cestující, přičemž tato výhoda je zvýrazněna v městské verzi skutečností, že v ní jsou dveře nad podvozky.

Konečně, umístění výstroje podle její funkční oblasti nebo skupiny, tedy trakční, elektrické či pneumatické, zmenšuje délku spojení nezbytných pro propojení prvku 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, mající hnací faktor rovnající se 1, nebo by jedním z prvků soupravy již zahrnující alespoň dva na 50 % motorizované koncové vozy mohl být buď nemotorizovaný, nebo na 100 % motorizovaný vůz, takže by v případě soupravy se třemi moduly vznikla na 33 % motorizovaná souprava, u níž hnací faktor je v rozmezí 1/2 až 2, nebo na 66 % motorizovaná souprava, u níž 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.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (17)

1. Modulární železniční souprava tvořená alespoň dvěma vozy (1, 2) se dvěma superponovanými úrovněmi a 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 pro napájení elektronické jednotky (19), alespoň jednu pomocnou napájecí jednotku pro napájení pomocného zařízení a alespoň jedno zařízení (21) pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti, přičemž v soupravě je hnací faktor vozu nebo skupiny vozů určen jako poměr počtu hnacích náprav k celkovému počtu náprav vozu (1,2) 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 (11) soupravy s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jedním z uvedených prvků palubní výstroje, umístěných přibližně nad tímto podvozkem (11), a poměr mezi hnacími faktory kterýchkoliv dvou skupin dvou vozů (1, 2) soupravy není menší než 1/3 a ne větší než 3.

2. Železniční souprava podle nároku 1,vyznačující se tím, že alespoň jeden podvozek (10) s alespoň jednou hnací nápravou má dvě hnací nápravy.

3. Železniční souprava podle nároku 1,vyznačující se tím, že alespoň jeden podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou má dvě běžné nápravy.

-9CZ 292888 B6

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 stropě vozu (1,2).

6. Železniční souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje reostatové brzdové zařízení (17), které je umístěno přibližně nad podvozkem (10) s alespoň jednou hnací

10 nápravou.

7. Železniční souprava podle nároku 1,vyznačující se tím, že alespoň jedna napájecí jednotka je umístěna přibližně nad podvozkem (11) s alespoň jednou běžnou nápravou.

15

8. Železniční souprava podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jeden elektrický transformátor (25).

9. Železniční souprava podle nároku 1,vyznačující se tím, že alespoň jedna hnací napájecí jednotka zahrnuje alespoň jednu tlumivku (22).

10. Železniční souprava podle nároku 1,vyznačující se tím, že alespoň jeden podvozek (11) s alespoň jednou běžnou nápravou je spojen s alespoň jednou napájecí jednotkou a jedním zařízením (21), uzpůsobeným pro připojení k trolejové elektrické napájecí síti a umístěným přibližně nad tímto podvozkem (11).

11. Železniční souprava podle nároku 1,vyznačující se tím, že dále 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. 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. Železniční souprava podle nároku 11, vyznačující se tím, že podvozek (11) 35 s alespoň jednou běžnou nápravou alespoň jednoho vloženého vozu (3, 4) má dvě běžné nápravy.

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. 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 nápravu.

45

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. Železniční vlak, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň dvě soupravy podle 50 některého z nároků 1 až 16, spojené odstranitelnými spojovacími prostředky.