176177. lajstromszámú szabadalom • Fékvezérléssel kombinálható elektro-hidraulikus hajtóberendezés, főleg vasúti járművek részére
7 176177 8 Továbbiakban a súlycsökkentés lehetőségeit a találmány szerinti építési mód alapján mégegyszer összefoglaljuk. A villanymotorokat, a transzformátorokat, a kapcsolóberendezéseket és hasonlókat különösen kicsire lehet méretezni, mert ezeket csak a tartós teljesítménynél és a viszonylag rövid időre korlátozott túlterhelésnél fellépő áramfelvételre kell méretezni és nem a különben tisztán villamos hajtású vontató járműveknél, a gyorsítási és fékezési teljesítmények következtében fellépő tényleges áramerősségekre. Ezenkívül a villanymotorok fordulatszámának csak kb. 1:2 vagy 1 :1,8 arányok között kell állíthatónak lennie. Elmaradnak a fékellenállások, így a járműtest áramlástanilag kedvezőbben alakítható ki. Ennek következtében csökken a menetellenállás és így a villanymotorok teljesítményfelvétele. Továbbá fennáll annak a lehetősége, hogy a bevált, egyfázisú kommutátoros motorokat alkalmazzák, minek következtében a nehéz és drága teljesítmény-elektronikai berendezés mellőzhető. (Ez azonban nem zárja ki azt, hogy a találmány szerinti vasúti hajtóberendezést más körülmények között kommutátor nélküli háromfázisú váltakozóáramú motorokkal szereljék fel.) További előnyök lehetnek még, hogy a hidrodinamikus nyomatékváltás következtében a gyakori indítások és gyorsítások, valamint adott esetben a fékezések nem hatnak vissza a hálózatra, azaz a teljesítménytényező minden üzemállapotban kedvező. Esetleges elektromos rövidzárlat következtében fellépő, természetellenesen nagy nyomatékok a hidrodinamikai szerkezet alkalmazása folytán veszélytelenek a hajtórendszerre. Ezenkívül a találmány szerinti hajtóberendezés minden olyan előnynyel rendelkezik, amelyet a tisztán villamos üzemű, teljesítmény-elektronikával és kommutátor nélküli, háromfázisú motorokkal lehet elérni, nevezetesen: előnyös vonóerőkifejtés, a villanymotorok kis hőterhelése, és a mozdonyok különösen sokoldalú alkalmazhatósága úgy gyors- vagy személyvonat, mint tehervonat vontatására. A „Railway Gazette International” folyóirat 1975. évi számának 397. oldaláról — mint ez már ismert — a villanymozdonyban a villanymotort az utána kapcsolt, tisztán mechanikus, fordulatszámcsökkentő áttétellel együtt a járműfelépítményben helyezik el és a hajtómű kimenő tengelyét kardántengely közvetítésével csatlakoztatják a forgózsámolyon elhelyezkedő meghajtótengelyhez. Ennek az ismert kialakításnak az a hátránya, hogy a kardántengely középső részének forgómozgásánál teljesen soha el nem kerülhető egyenlőtlenség csökkenti a súrlódási tényezőt a kerék és a sín között, éspedig azért, mert a nagy tehetetlenségi nyomatékkai rendelkező villanymotor elfordíthatatlanul van rögzítve a kardántengelyhez és így a motor forgásának egyenlőtlenségei a járműkerékre is átvivődnek. A találmánnyal ezt a hátrányt sikerült kiküszöbölni, mivel a hidrodinamikus hajtómű alkalmazásának eredményeképpen nincs fix (elfordíthatatlan) rögzítés vagy kapcsolat a motor és a kardántengely között. A találmány lényegéhez tartozik, hogy a nyomatékváltó fokozatból a tengelykapcsoló fokozatba történő átkapcsolás a tengelykapcsoló fokozatban elérhető vonóerő és a pillanatnyi menetellenállás viszonyának függvényében történik. Ehhez egy további részfeladatot kell megoldani, nevezetesen alkalmazni kell egy berendezést, amely folyamatosan méri a menetellenállást. A találmány ezt úgy oldja meg, hogy a vezérlőberendezés érzékeli a hajtóberendezés által kifejtett vonóerőt (a motorteljesítménykapcsoló állásából és a mindenkori menetsebességből) és hogy méri a mindenkori gyorsulást, ezt szorozza a mindenkori gyorsított tömeggel. A mért vonóerő és a szorzás útján nyert gyorsítóerő különbsége a mindenkori menetellenállás. A tengelykapcsoló fokozatból a nyomatékváltó fokozatba való visszakapcsolás a villanymotor megengedhető hőterhelésének túllépése következtében történik. A találmány előnyös kiviteli alakja szerint ez a motortekercsek hőmérsékletét mérő készülékkel, vagy pedig a villanymotor teljesítményfelvételét és az időt mérő készülékkel történhet. A találmány további lényege, hogy az egyetlen dinamikus fékként alkalmazott hidrodinamikus féket, annak feltöltési fokát szabályozó fővezérlőberendezése mellett egy pótvezérlőberendezéssel látjuk el, amely vészjelzés esetén a hidrodinamikus féket működteti. Elképzelhető lenne a működésbiztonság növelése érdekében a hidrodinamikus fék vezérlőberendezését többszörösen, pl. kétszeresen alkalmazni. Felismertük viszont, hogy ilyen nagy ráfordítás nem szükséges és hasonló nagy működési biztonságot nyújt a találmány szerinti kialakítás is. Különösen az a megoldás előnyös, ahol zavar esetén, pl. a töltésszabályozó szelep fennakadása esetén a fék által kifejtett fékezési nyomatékot az egyébként is meglévő biztonsági szelepként működő túlfolyószelep korlátozza. Ezáltal pótvezérlőberendezésként csak egy állítóberendezést kell alkalmazni, amely vészjelzésre a töltőszelepet, bizonyos mértékig erőszakosan, a maximális töltési fokozatra állítja. Az egyik kiviteli alaknál például egyedül csak egy járulékos kapcsolószelep van, amely mind a töltésszabályozó szelep, mind a saját bekapcsoló szelep hibájánál hatásosan működik. A találmány egy további lényeges előnye, hogy a hidrodinamikus fék bekapcsolásakor a hajtómű üresjárásra kapcsol, azaz ha eddig a tengelykapcsoló volt bekapcsolva, akkor az kiold, illetve ha addig a nyomatékváltó volt bekapcsolva, akkor az — például leürítéssel — kikapcsol. Ennek azért van különös fontossága, mert különben a villanymotorokat is le kellene fékezni, melyeknek tehetetlenségi nyomatéka a jármű tömegéhez viszonyítva nem elhanyagolható. A találmány példaképpeni kiviteli alakjait a továbbiakban rajzok kapcsán ismertetjük részletesebben, amelyeken az 1. ábra egy négytengelyes mozdony egyik forgózsámolyához az elektrohidraulikus hajtóberendezés vázlata, a 2.ábra pedig az Lábra szerinti hajtóberendezés vonóerő-sebesség diagramja. A 3. ábra az l.ábra szerinti hajtóberendezés hidrodinamikus fékje vezérlésének vázlata, és a 4. ábra egy fékvezérlésnek a 3. ábrához képest átalakított vázlata. Az 5. ábra egy részlet kapcsolási vázlata. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
