PT1955917E - Automotora para transporte de passageiros - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "AUTOMOTORA PARA TRANSPORTE DE PASSAGEIROS" A presente invenção refere uma automotora para transporte de passageiros, e mais particularmente uma automotora modular em termos de capacidade de passageiros e em termos de velocidade máxima. 0 documento DE-A-3023 382 descreve uma automotora de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Estado da técnica

As arquiteturas de comboio ou de automotoras são diferenciadas na medida em que são de motorização concentrada ou distribuída, na medida em que as carruagens componentes estão ligadas de modo articulado ou não articulado, de acordo com a disposição e o número de bogies motores e bogies sem motores e na medida em que são de um ou de dois níveis.

Como preocupação de clareza, essas diferentes noções estão definidas nos parágrafos seguintes.

Comboio ou automotora

Uma automotora constitui uma carruagem motorizada, quer dizer compreendendo pelo menos um compartimento para passageiros e pelo menos uma corrente de tração. Uma automotora pode pois só constituir carruagens motorizadas ou constituir carruagens não motorizadas e pelo menos uma carruagem motorizada.

Um comboio é constituído por um ou vários motores e por um certo número de carruagens de passageiros. Um motor 2 não está acessível aos passageiros e compreende entre outros de uma corrente de tração.

Motorização concentrada ou distribuída A corrente de tração compreende vários equipamentos, que são quer componentes elétricos quer componentes eletrónicos de potência e de comando, adaptados para captarem a energia elétrica a partir de uma fonte de tração (por exemplo uma linha catenária), transformá-la e convertê-la em sinais elétricos de alimentação de motores elétricos dos bogies motores para assegurar o movimento do comboio ou da automotora. A motorização diz-se concentrada quando todos os componentes das correntes de tração estão reagrupados numa posição única, por exemplo no motor de um comboio. A motorização diz-se distribuída quando os componentes da corrente de tração estão repartidos por várias carruagens, sob o chassis das carruagens ou na cobertura.

Carruagens articuladas ou não articuladas

Um bogie compreende de modo clássico um chassis de bogie descansando sobre dois eixos. Por eixo, entende-se de um modo geral um par de rodas coaxiais de apoio sobre os carris de uma via-férrea.

Um bogie motor compreende pelo menos um motor elétrico de movimento das rodas de pelo menos um dos seus eixos, denominado eixo motor. Por oposição, um bogie não motorizado é chamado bogie sem motor.

Duas carruagens adjacentes dizem-se «articuladas» (ou em ligação articulada) quando uma primeira carruagem se apoia por uma dessas extremidades num bogie e quando a 3 extremidade em frente da segunda carruagem descansa sobre a extremidade da primeira. 0 bogie está pois montado sob as extremidades das duas carruagens adjacentes. Uma automotora composta por duas carruagens articuladas conta pois com três bogies, visto que as extremidades livres das duas carruagens descansam cada uma sobre um bogie.

Por oposição, duas carruagens adjacentes não articuladas não estão, em cada uma das suas extremidades, em apoio sobre um bogie comum, cada carruagem descansando sobre dois bogies. Uma automotora composta por duas carruagens não articuladas conta pois com quatro bogies.

Carruagem de vun ou de dois níveis

Uma carruagem diz-se de um nivel quando tem um compartimento para passageiros num único nivel de piso, e diz-se de dois níveis quando constitui dois compartimentos para passageiros nos dois níveis, sobrepostos por cima um do outro.

Existem comboios de um nível, não articulados e com motorização concentrada num ou nos dois motores. Devido à não articulação, esta arquitetura apresenta o inconveniente de ter um grande número de bogies o que aumenta a resistência ao avanço e por consequência o consumo de energia da automotora. Um grande número de bogies necessita igualmente de numerosas operações de manutenção.

Existem também automotoras de grande velocidade de um nível, não articuladas e de motorização distribuída, com diferentes distribuições dos equipamentos de tração nas carruagens, diferentes posições dos bogies motores ou dos eixos motores de acordo com as arquiteturas. Essas 4 automotoras constituem várias carruagens motorizadas, descansando cada uma sobre dois bogies.

Este tipo de motorização necessita de uma grande massa de cabos de potência necessários para ligar o ou os dispositivos de captação de energia até aos motores passando por cada equipamento de tração, cabos que deslizam pois entre todas as carruagens equipadas quer com um dispositivo de captação, quer com um equipamento da corrente de tração, quer com um bogie motor.

Existem igualmente comboios de um nivel ou de dois niveis, de ligação «mista» e de motorização concentrada. As carruagens de passageiros descansam sobre bogies sem motores e estão enquadradas por dois motores, em cada extremidade do comboio, descansando sobre bogies motores. As ligações desse comboio dizem-se «mistas» porque diferentes tipos de ligações unem as carruagens e os motores. As carruagens são unidas entre elas por uma ligação articulada, e as carruagens estão unidas aos motores por uma ligação não articulada.

Esta arquitetura apresenta uma capacidade em número de passageiros reduzida relativamente a uma automotora com comprimento idêntico, visto que os motores não estão acessíveis aos passageiros.

Os desempenhos destes veículos estão ligados às suas arquiteturas: é possível fazer rodar um comboio de grande velocidade a velocidades menores, mas em detrimento da capacidade de passageiros visto que a massa das correntes de tração não é dispensável. Não é possível fazer circular um veículo a uma velocidade superior à sua velocidade máxima visto que nenhuma corrente de tração ou nenhum motor 5 pode ser acrescentado simplesmente. Os construtores devem pois conceber um veiculo próprio para cada gama de velocidade/capacidade de passageiros. É pois uma finalidade da invenção propor uma automotora que não apresente os inconvenientes das arquiteturas do estado da técnica.

Para este fim, a invenção propõe uma automotora para transporte de passageiros compreendendo duas carruagens piloto e carruagens intermédias, bogies sem motores, bogies motores constituindo pelo menos um eixo motor e caracteriza-se por as carruagens serem todas articuladas entre elas duas a duas, a automotora constituir três ou quatro correntes de tração, uma corrente de tração estando disposta em cada carruagem piloto e pelo menos uma corrente de tração estando disposta numa única carruagem intermédia, um bogie motor estar disposto sob pelo menos uma das duas extremidades dos ditos veículos piloto, um bogie motor estar disposto sob pelo menos uma das duas extremidades da dita carruagem intermédia compreendendo pelo menos uma corrente de tração. A automotora compreende uma ou várias das características seguintes, tomadas de acordo com todas as combinações tecnicamente possíveis: - cada corrente de tração move pelo menos um eixo motor do ou dos bogies motores dispostos sob uma ou sob as duas extremidades de cada carruagem na qual está disposta a dita corrente de tração; - a automotora compreende, entre a carruagem intermédia compreendendo pelo menos uma corrente de tração e cada uma das carruagens piloto, pelo menos 6 uma carruagem intermédia desprovida de corrente de tração; - pelo menos uma carruagem intermédia desprovida de corrente de tração é suportada pelo menos numa das suas duas extremidades por um bogie; - as carruagens são de dois níveis.

Descrição da invenção A automotora é completamente articulada, quer dizer que as carruagens são todas articuladas entre elas duas a duas. Um bogie está disposto montado sob as duas extremidades adjacentes de duas carruagens adjacentes, as extremidades livres das carruagens piloto descansando sobre um único bogie.

Constitui três ou quatro correntes de tração, uma corrente de tração estando disposta em cada carruagem piloto e pelo menos uma corrente de tração (uma ou duas) estando disposta em cada carruagem intermédia. Por essa razão, esta carruagem intermédia será denominada carruagem intermédia motorizada. A automotora é pois de motorização concentrada, efetuando-se a concentração em três carruagens, em que haja três ou quatro correntes de tração.

Um bogie motor está disposto pelo menos sob uma das duas extremidades das duas carruagens piloto e da carruagem intermédia motorizada compreendendo uma corrente de tração. Por outras palavras, cada carruagem constituindo uma corrente de tração é suportada nas suas duas extremidades quer por um bogie motor e um bogie sem motor, quer por dois bogies motores. A automotora compreende, entre a carruagem intermédia motorizada e cada uma das carruagens piloto, pelo menos uma 7 carruagem intermédia desprovida de corrente de tração. Como essa carruagem intermédia não constitui corrente de tração, é chamada reboque.

Um reboque é pois suportado pelo menos numa das suas duas extremidades por um bogie sem motor. Um reboque é pois suportado nessas extremidades ou por um bogie sem motor e um bogie motor, ou por dois bogies sem motores.

Uma automotora de acordo com a invenção respeita pois uma regra de alternância de carruagens constituindo uma corrente de tração e não a constituindo, e uma regra de alternância de bogies motores e de bogies sem motores a fim de respeitar a carga máxima por eixo.

Com efeito, todos os veículos ferroviários devem respeitar a pressão da carga por eixo, cujo valor é imposto pela infraestrutura ou pelas normas aplicáveis sobre as vias onde circulam esses veiculos. A carga por eixo da automotora de acordo com a invenção é mantida debaixo da carga máxima admissível porque: - cada carruagem piloto está apoiada sobre um bogie especializado e um bogie comum com uma outra carruagem, e tem pois a sua carga repartida sobre um maior número de eixos do que as carruagens intermédias. Por conseguinte, uma carruagem piloto pode suportar uma massa maior do que as outras carruagens sem ultrapassar a carga máxima por eixo. Cada carruagem piloto recebe pois passageiros, a corrente de tração assim como toda ou parte dos equipamentos de produção de energia auxiliar (elétrica ou pneumática). 8 - os reboques desprovidos de correntes de tração possuem uma tara mais fraca do que as carruagens piloto e a carruagem motorizada. — a carruagem intermédia motorizada recebe passageiros e os equipamentos de pelo menos uma corrente de tração. No entanto, os bogies motores em cada extremidade da carruagem motorizada suportam cada um a metade da massa da carruagem intermédia motorizada e a metade da massa do reboque adjacente, visto que pelo menos um reboque está interposto entre a carruagem piloto e a carruagem intermédia motorizada, cada bogie motor disposto montado sob uma das extremidades da carruagem intermédia motorizada e sob a extremidade do reboque adjacente suporta uma massa média que permanece inferior à carga máxima por eixo. 0 equilíbrio das massas sobre cada bogie sem motor e cada bogie motor é igualmente obtido pela otimização da distribuição dos diferentes equipamentos de tração ou auxiliares da automotora, e da adaptação interior das carruagens que difere de acordo com o conforto desejado (tipo e número de assentos diferentes de acordo com a classe da carruagem). A adaptação interior da carruagem intermédia motorizada depende especialmente da massa da ou das correntes de tração, que dependem elas mesmas dos desempenhos desejados da automotora (tração multitensão, velocidade máxima, etc.). Por exemplo, se a massa dos equipamentos de tração instalados é elevada, o aproveitamento interior da carruagem intermédia motorizada será ligeiro e concebido como uma carruagem-bar, uma carruagem oferecendo serviços ou tendo uma capacidade de 9 passageiros reduzida relativamente à capacidade dos reboques.

Cada corrente move pelo menos um eixo motor do ou dos bogies motores dispostos sob uma ou sob as duas extremidades das carruagens nas quais estão dispostas uma ou várias correntes de tração. A automotora pode pois constituir três a doze eixos motores na medida em que cada carruagem piloto e a carruagem intermédia motorizada são suportadas por um ou dois bogies motores, que constituem eles próprios um ou dois eixos motores.

Uma vantagem de uma arquitetura inteiramente articulada é que a automotora é mais estável no caso de descarrilamento. Devido à arquitetura articulada, a resistência ao avanço e logo o consumo de energia necessária para mover o veiculo permanece limitada comparado com uma automotora não articulada com o mesmo comprimento, visto que há menos bogies. Devido à composição em automotora, a carruagem oferece uma grande capacidade já que todo o comprimento da carruagem é utilizado para receber passageiros.

Uma vantagem da concentração das correntes de tração nas carruagens piloto e numa única carruagem intermédia motorizada permite proteger melhor e dominar os incêndios separando fisicamente as correntes de tração umas das outras, e separando fisicamente as correntes de tração dos compartimentos para passageiros. A invenção e outras vantagens serão compreendidas melhor com a leitura da descrição que vai seguir, dada unicamente a titulo de exemplo, e feita referindo-se aos desenhos anexados nos quais 10 - as figuras 1 e 3 são vistas esquemáticas de lado de automotoras de acordo com a invenção de acordo com vários modos de realização, - a figura 2 é um quadro representando esquematicamente a posição dos eixos motores em função do número de carruagens que compõem a automotora.

Por regra, as rodas dos eixos motores estão enegrecidas nas figuras.

Primeiro modo de realização

Tal como representado na figura 1, uma automotora A compreende sete reboques 3 e uma carruagem intermédia motorizada 4 dispostos entre duas carruagens piloto 2.

Uma primeira carruagem piloto 2 está situada numa primeira extremidade da automotora A (partindo da esquerda na figura 1) . Apresenta uma extremidade livre, onde está situada uma cabine de condução 9, e descansa sobre um bogie motor 6 compostos por dois eixos motores 5. Uma primeira corrente de tração 8 está disposta sob o compartimento para passageiros 10 dessa primeira carruagem piloto 2. Na sua extremidade oposta, a carruagem piloto 2 é articulada com um primeiro reboque 3. As duas extremidades em frente das carruagens 2 e 3 descansam sobre um único bogie motor 6, composto por dois eixos motores 5. O primeiro reboque 3 partilha pois na sua primeira extremidade um bogie motor 6 com a carruagem piloto 2, e partilha na sua outra extremidade um bogie sem motor 7 com o segundo reboque 3 adjacente. O segundo reboque 3 está articulado ao primeiro reboque e ao terceiro reboque 3. O segundo reboque 3 11 partilha com cada um o primeiro e o terceiro reboque 3 um bogie sem motor 7. 0 terceiro reboque 3 está articulado a uma carruagem intermédia motorizada 4, situada na automotora deste modo de realização na quinta posição partindo da esquerda.

Nenhum dos três primeiros reboques recebe corrente de tração 8. A carruagem intermédia motorizada 4 partilha, em cada uma dessas extremidades, um bogie motor 6 com os reboques adjacentes. Duas correntes de tração 8 estão dispostas sob o compartimento para passageiros 10 e alimentam os motores dos bogies motores - composto cada um por dois eixos motores - situados em cada extremidade da carruagem intermédia motorizada 4.

Os quatro reboques 3 seguintes são igualmente articulados e descansam sobre bogies 7, exceto no que se refere às extremidades dos reboques 3 articuladas com a carruagem intermédia motorizada 4 ou com a carruagem piloto 2, que descansam sobre bogies motores 6. A segunda carruagem piloto 2 é idêntica à primeira.

Todas as carruagens 2, 3, 4 da automotora A possuem um compartimento para passageiros 10. Cada uma das carruagens 2, 3, 4 comunica com a ou com cada carruagem adjacente por uma intercomunicação 11. Como a carruagem é inteiramente articulada, a automotora A da figura 1 possui onze bogies, seis bogies motorizados 6 e cinco bogies sem motor 7, para um comprimento de cerca de 200 m. Neste modo de realização, todos os eixos dos bogies motores são motorizados. Uma tal automotora pode transportar pelo menos 550 passageiros a uma velocidade comercial de pelo menos 330 km/h. 12

Em cada uma das carruagens piloto 2 e intermédia motorizada 4, a ou as correntes de tração 8 estão dispostas sob o piso do compartimento para passageiros 10 a fim de preservar o comprimento do compartimento para passageiros 10. A figura 1 representa esquematicamente a posição das correntes de tração 8 a todo o comprimento dos compartimentos para passageiros 10 das carruagens 2 e 4 mas de acordo com o deslocamento efetivo dos diferentes componentes da corrente de tração 8, esta pode estender-se na totalidade ou em parte somente sob o piso dos compartimentos para passageiros 10.

Com variante, as correntes de tração 8 das carruagens piloto 2 podem estar dispostas nas carruagens intermédias entre a cabine de condução 9 e o compartimento para passageiros 10.

De modo clássico, cada uma das carruagens piloto 2 está equipada com um pantógrafo 12 para captar a energia elétrica numa linha catenária (não representada).

Um cabo de alta tensão 13 distribui a energia elétrica captada por cada pantógrafo 12 à corrente de tração 8 situada na carruagem intermédia motorizada 4. Por razões de clareza dos desenhos, os cabos estão representados no exterior das carruagens em linhas mistas. Na prática, esses cabos estendem-se por exemplo na cobertura. A concentração das correntes de tração 8 e dos bogies motores 6 num número muito limitado de carruagens permite limitar a massa dos cabos necessários, visto que só cabos de alta tensão 13 se estendem entre as carruagens piloto 2 e a corrente de tração 8 da carruagem intermédia motorizada 13 4. Esses cabos têm uma massa menos importante do que a massa dos cabos de potência das arquiteturas das automotoras do estado da técnica. A complexidade da cablagem é igualmente bastante reduzida.

Variante do Primeiro modo de realização A figura 2 representa sob a forma de um quadro duas configurações possíveis da automotora de acordo com o primeiro modo de realização dadas a título de exemplo. Estão somente numeradas as carruagens piloto 2, as carruagens motorizadas 4, as correntes de tração 8, os bogies motores 6, os eixos motores 5, os bogies sem motores 7, a capacidade de passageiros e as velocidades de exploração possíveis.

Uma automotora composta por sete carruagens, compreendendo duas carruagens piloto 2, quatro reboques 3, uma carruagem intermédia motorizada 4 e quatro eixos motorizados 5, só precisa de três correntes de tração 8. Uma única corrente de tração 8 está pois disposta na carruagem intermédia motorizada 4, contrariamente ao primeiro modo de realização. Nessa variante, dois bogies motores 6 suportam as duas extremidades da carruagem motorizada 4, mas cada uma só possui um único eixo motor 5. 0 lugar libertado pela segunda corrente de tração pode ser explorado para instalar equipamentos auxiliares ou a massa libertada pode ser explorada para instalar mais assentos no compartimento 10 da carruagem intermédia motorizada 4. Nesta mesma variante, somente os bogies sob as extremidades livres das carruagens piloto 2 são motorizados, e cada um constitui dois eixos motores 5. Esta variante com sete carruagens constitui pois quatro bogies motores 6 mas seis eixos motores 5. Esta automotora pode transportar entre 350 14 e 400 passageiros (de acordo com as adaptações interiores) e circular a pelo menos 300 km/h. A segunda variante com dez carruagens da automotora de acordo com a invenção é idêntica à variante constituida por sete carruagens só que constitui três reboques suplementares. Pode apresentar os mesmos desempenhos que a automotora A do primeiro modo de realização aumentando a potência por eixo.

Assim, a automotora realizada de acordo com a invenção é completamente modular em termos de capacidade de passageiros e de velocidade visto que pode compreender sete a onze carruagens, três ou quatro correntes de tração 8, três a doze eixos motores 5 repartidos sobre três bogies motores 6 e pode atingir uma velocidade máxima compreendida entre 140 e 350 km/h.

Esta modularidade é atingida pela simplificação dos tipos de carruagens (piloto 2, reboques 3 e motorizada 4) aplicando a regra de alternância dos reboques e das carruagens recebendo uma corrente de tração 8 e a regra de alternância dos bogies motores 6 e dos bogies sem motores 7 para respeitar a carga máxima por eixo.

Segundo modo de realização

Tais com representadas nas figuras 1, a automotora A só constitui carruagens de um só nivel. Com variante, as carruagens piloto 2 e as carruagens intermédias 3, 4 estão em dois níveis como o representa a figura 3.

Vantajosamente, numa automotora B possuindo carruagens de dois níveis, o nível inferior de uma carruagem piloto 2 e da carruagem intermédia motorizada 4 recebendo uma 15 corrente de tração 8 serve para alojar esta ou estas correntes de tração 8, estando o outro nível reservado aos passageiros.

As intercomunicações 11 estão colocadas em nível alto para passarem de um reboque 3 para outro. Pelo contrário, as intercomunicações entre as carruagens piloto 2 e os reboques adjacentes 3 fazem-se a um nível baixo. Uma escada (não representada) disposta na carruagem piloto 2 e nos reboques 3 permitem encontrar o nível alto a partir das portas de acesso (não representadas) das carruagens 2, 3, 4.

Lisboa, 2 de Dezembro de 2011

Claims (5)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Automotora para transporte de passageiros compreendendo: - duas carruagens piloto (2) e duas carruagens intermédias (3, 4), - dois bogies sem motores (7), - duas correntes de tração (8), uma corrente de tração estando disposta em cada carruagem piloto (2) , caracterizada por: - todas as carruagens constituírem um compartimento para passageiros (10), - as carruagens (2, 3, 4) serem todas articuladas entre elas duas a duas, um bogie estando disposto montado sob as duas extremidades adjacentes das duas carruagens adjacentes, - uma ou duas correntes de tração estarem dispostas numa única carruagem intermédia (4) e por a automotora constituir bogies motores (6) constituindo pelo menos um eixo motor (5), - um bogie motor (6) estando disposto sob pelo menos uma das duas extremidades das ditas carruagens piloto (2), - um bogie motor (6) estando disposto montado sob pelo menos uma das duas extremidades da dita carruagem intermédia (4) compreendendo a ou as correntes de tração (8).

2. Automotora de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por cada corrente de tração (8) mover pelo menos um eixo motor (5) do ou dos bogies motores 2 (6) dispostos sob uma ou sob as duas extremidades de cada carruagem (2, 4) na qual está disposta a dita corrente de tração (8).

3. Automotora de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por compreender, entre a carruagem intermédia (4) compreendendo pelo menos uma corrente de tração (8) e cada uma das carruagens piloto (2), pelo menos uma carruagem intermédia (3) desprovida de corrente de tração (8).

4. Automotora de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por pelo menos uma carruagem intermédia (3) desprovida de corrente de tração (8) ser suportada pelo menos numa das suas duas extremidades por um bogie sem motor (7).

5. Automotora de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada por as carruagens (2, 3, 4) serem de dois niveis. Lisboa, 2 de Dezembro de 2011