وسایل نقلیه ریلی

دکتر امیر مدرس: مدرس

وسایل نقلیه ریلی

) لکوموتیو(وسیله نقلیه کشنده •

:لکوموتیو بخار•

. میلادي اختراع شد 1800در اوایل قرن ) لکوموتیوها(این نوع از قطارها •

. تن بود 20ظرفیت حمل این قطارها حدود •

سال موتورهاي بخار 120در طول بیش از •

. سیستم اصلی مورد استفاده بودند

در مدل هاي اولیه از چوب و زغالسنگ•

و در مدل هاي بعدي از نفت به عنوان سوخت

. استفاده می شد

میلادي بر روي ریل هاي چوبی توسط چهارپایان 1500اولین نوع قطارها در قرن •. کشیده می شدند

وسایل نقلیه ریلی

طولانی براي مصرف سوخت این قطارها بسیار بالا بوده و براي مسافت هاي طولانی، توقف هاي•

سوخت گیري

. معمولا یک واگن به عنوان مخزن سوخت در پشت لکوموتیو تعبیه می شود•

خطر آتش سوزي در سوانح•

آلودگی صوتی و هوا•

)تبدیل می شوددرصد از انرژي احتراق سوخت به انرژي مفید 7-6حدود (بازدهی اندك •

سرعت پایین و حساسیت بالا به تغییرات ناگهانی شیب•

امروزه در کشورهایی مانند چین و هند و برخی •

از کشورهاي آفریقایی

در قطارهاي توریستی و تفریحی•

وسایل نقلیه ریلی

لکوموتیوهاي دیزلی•. اسب بخار بود 600نخستین لکوموتیو دیزلی ساخته شد که داراي توان 1925در سال •. به عنوان سوخت استفاده می کنند) گازوئیل(از سوخت دیزل •) کیلومتر بر ساعت 200تا حدود (سرعت هاي به مراتب بالاتر •)درصد 35تا حدود (بازدهی بیشتر نسبت به لکوموتیوهاي بخار •. مسافت هاي بسیار طولانی تر را بدون نیاز به سوختگیري طی می کنند•.نخستین لکوموتیوهاي دیزل وارد ایران شدند 1345تا 1335در بین سال هاي •آلودگی کمتري نسبت به سیستم بخار •. حساسیت به تغییرات ناگهانی شیب همچنان در این سیستم وجود دارد•

وسایل نقلیه ریلی

لکوموتیوهاي برقی •این لکوموتیوها براي کاهش حساسیت به تغییرات هندسی خط جایگزین سیستم •

). قابلیت تحمل اضافه بار زودگذر(دیزلی شدند . بازدهی این قطارها تا دو برابر قطارهاي دیزلی است•به 1361اولین قطار برقی در ایران در مسیر تبریز به جلفا احداث و در سال •

. بهره برداري رسیدبه دلیل هزینه هاي اولیه بالا در بسیاري از خطوط در ابتدا سیستم دیزلی احداث و•

. سپس برقی شده است

وسایل نقلیه ریلی

220سرعت هاي حدود (سرعت بالاتري نسبت به سیستم هاي دیزلی دارند •). کیلومتر بر ساعت 180کیلومتر بر ساعت و به طور متوسط تا 260تا . آلودگی صوتی و محیطی به مراتب کمتري دارند•آلودگی بصري به دلیل خطوط بالاسري•براي هدایت جریان استفاده می شود) ریل سوم(در خطوطی که از سیستم زمینی •

خطوط بالاسري حذف و آلودگی بصري کمتر .این سیستم در متروها براي صرفه جویی در فضاي مورد نیاز بسیار کاربردي است•در تونل هاي طویل به خاطر قوانین و ضوابط تهویه سیستم برقی به مراتب مناسب تر•. پوشش ریل سوم و عایق نمودن، حساسیت ریل سوم به شرایط برف و یخ بیشتر است•

وسایل نقلیه ریلی

خطر قطع جریان برق، تضعیف جریان •خطر برق گرفتگی به ویژه در سیستم زمینی ریل سوم•. سیستم ریل سوم هزینه بالاتري نسبت به خطوط هدایت جریان بالاسري دارد•ایستگاه هاي بین راهی یا پست هاي (براي افت ولتاژ نیاز به نصب ترانسفورماتور •

)تقویت فشار.مهم ترین عیب این سیستم هزینه اولیه به مراتب بالاتر نسبت به سیستم دیزلی است•هزینه هاي نگهداري این سیستم و استهلاك لکوموتیوهاي برقی کمتر از دیزلی •

وسایل نقلیه ریلی

م ترافیک سیستم برقی به دلیل هزینه هاي اولیه بالا در کوتاه مدت و در خطوط ک•. اقتصادي نیست

:نماید نمودار زیر تغییرات هزینه ها در دو سیستم برقی و دیزلی را مقایسه می•. ودمطابق نمودار مقایسه هزینه ها در دو سیستم باید در بلندمدت انجام ش•گرفته میزان انرژي مصرفی سالیانه به عنوان نشانه اي از ترافیک خط در نظر•

. شده استدر ابتداي بهره برداري از خط به•دلیل بالا بودن هزینه هاي اولیه در

سیستم برقی، این سیستم فاقد صرفه. اقتصادي است با گذشت زمان و افزایش حجم •

شیب) افزایش مصرف انرژي(ترافیک هزینه ها در سیستم برقی کوچکتر از

. سیستم دیزلی می باشد

وسایل نقلیه ریلی

بنابراین با افزایش عمر خط و افزایش مصرف انرژي در یک نقطه دو نمودار هزینه•. یکسانی را نشان می دهند

. بنابراین پس از این نقطه سیستم برقی اقتصادي تر خواهد بود•براساس مطالعات انجام شده این نقطه در کشور فرانسه معدل مصرف سالیانه•

. کیلووات در کیلومتر از خط می باشد 70000کیلووات در کیلومتر به دست 150000در ) سر به سر(در آلمان نقطه تعادلی •

. آمد

وسایل نقلیه ریلی

سیستم هاي سریع السیر•).ود نداردتماس بین چرخ و ریل وج(مکانیزم انتقال نیروي محرك تغییر یافته است •کیلومتر بر 300امروزه قطارهایی با سیستم راه آهن سنتی براي سرعت هاي حدود •

. ساعت مورد استفاده قرار می گیرند•UIC قطارهاي پرسرعت که بر روي راه آهن متداول طراحی شده اند را در سه

: دسته تقسیم نموده است•Category1 : کیلومتر بر ساعت 250حداکثر سرعت آنها حداقل•Category2 : کیلومتر بر ساعت 200حداکثر سرعت آنها حداقل•Category3 : کیلومتر بر ساعت براساس وضعیت 200حداکثر سرعت آنها حداقل

توپوگرافی قطعات محدودي سرعت کمتر

وسایل نقلیه ریلی

)کیلومتر بر ساعت 500بالاي (سیستم هایی که براي سرعت هاي به مراتب بالاتر •. طراحی میشوند بر روي روسازه خاص قرار می گیرند

قطارهاي هوارو یکی از سیستم هاي سریع السیر•هستند که بر روي یک پایه بتنی قرار گرفته و

توربین ها جریان هوا را براي بلند شدن وسیله نقلیه . از روي پایه و هدایت آن فراهم می نمایند

کیلومتر 700در این سیستم سرعت هاي بالاي •. بر ساعت نیز آزمایش شده است

وسایل نقلیه ریلی

سیستم هاي هوارو در فواصل بسیار کوتاه به ویژه در برخی از کشورهاي اروپایی•. مانند فرانسه مورد استفاده قرار گرفتند

در این سیستم ها توربین هوا علاوه بر دمیدن هواي پرفشار به بالشتک، نیروي •. جلوبرنده را نیز تامین می کنند

براي کاهش سرعت و توقف از ترمزهاي مکانیکی که بر روي بدنه وسیله نقلیه•. قرار گرفته اند استفاده می شود

:به دلیل مشکلات زیر استفاده از آنها محدود شد•. نفر است 200معمولا ظرفیت این سیستم کمتر از : ظرفیت پایین -1عدم سازگاري با سیستم راه آهن سنتی -2سرو صداي بسیار زیاد توربین ها -3مصرف انرژي بالا براي کارکرد توربین ها -4هزینه هاي بسیار بالاي احداث و نگهداري به ویژه در مقایسه با ظرفیت -5آسیب شدید به پایه بتنی به ویژه در ترمزگیري و شتابگیري -6کیلومتر بر ساعت 750تا 700حداکثر سرعت -7

وسایل نقلیه ریلی

نوع دیگر از سیستم هاي تک ریل قطارهاي مغناطیسی هستند که امروزه کاربرد •. نسبتا وسیعی دارند

. . .کشورهایی مانند ژاپن، فرانسه، انگلیس، بلژیک و •در این سیستم بر روي بدنه وسیله نقلیه و پایه مغناطیس هاي بسیار قوي قرار گرفته•

. و برحسب نیاز بارهاي هم نام و غیرهمنام القا می کنندبارهاي هم نام القا شده و وسیله نقلیه از پایه 4تا 1براي حرکت در مغناطیس هاي •

. فاصله می گیرد. هدایت وسیله نقلیه، شتابگیري و ترمزگیري است 7و 6، 5وظیفه مغناطیس هاي •

وسایل نقلیه ریلی

و 1مطابق شکل در مغناطیس هاي طولی براي حرکت به سمت جلو در مغناطیس •

. بار همنام القا می شود 3و 2بار غیرهمنام و در مغناطیس هاي 2

. براي ترمزگیري و کاهش سرعت جهت بار القا شده معکوس می شود•

در این سیستم نیز ترمزگیري مکانیکی براي کمک به توقف مورد استفاده قرار •

. می گیرد

وسایل نقلیه ریلی

) شناوري مغناطیسی Magnetic levitation(سیستم هاي مغناطیسی به نام مگلو •. میزان مصرف انرژي در این قطارها نصف هواپیماست•کیلومتر نیز رسیده ولی سرعت هاي عملکردي 800سرعت هاي آزمایشی به بیش از •

. کیلومتر بر ساعت است 550تا 450بین . درصد نیز وجود دارد 10امروزه امکان افزایش شیب تا حدود •حساسیت به زلزله •خیلی مورد استفاده قرار نگرفته) کیلومتر 100بیشتر از (براي مسافت هاي طولانی •میلیون دلار در هر کیلومتر 60تا 40هزینه •عدم تطابق با سیستم ریلی معمولی•)کمتر از هوارو(ایجاد سر وصداي بالا در سرعت هاي بالا •)هزینه آزادسازي زمین(ایجاد میدان قوي مغناطیسی در اطراف می تواند مضر باشد •نفر 400تا 300امروزه ظرفیت هاي •مصرف انرژي کمتر و آلودگی هواي کمتر نسبت به هوارو•امکان ایجاد اختلال در القا بار و امکان برخورد با سازه هدایت کننده •. براي دستیابی سریع به فرودگاه استفاده شده است•

وسایل نقلیه ریلی

لکوموتیوهاي مورد استفاده در ایران•

تا 1954الکتریکی هستند که در بین سال هاي -از نوع دیزلی: G8لکوموتیو •. دستگاه از این مدل ساخته شد 382توسط جنرال موتورز 1965

تن 66اسب بخار و وزن حدود 875محوره، توان 2داراي دو بوژي •کیلومتر بر ساعت 80حداکثر سرعت این مدل •براي عرض خط استاندارد طراحی شده و در سال هاي اخیر در مناطق مانور•

. مورد استفاده قرار گرفته است

وسایل نقلیه ریلی

:G12مدل •الکتریکی -دیزل•دستگاه توسط 1000در سه مدل در حدود 1968تا 1953در بین سال هاي •

. جنرال موتورز ساخته شد 1676میلیمتر تا 1000براي چند عرض خط مختلف از •اسب بخار 1425تا 1310تن، توان موتور بین 107وزن متوسط •محوره 2بوژي 2کشور مورد استفاده قرار گرفته ، داراي 25در بیش از •کیلومتر بر ساعت، در خطوط فرعی و مناطق مانوري 100حداکثر سرعت •

وسایل نقلیه ریلی

•GT26CW :تولید کارخانه جنرال موتورزدستگاه تولید شده 610، 2006تا 1972در بین سال هاي •براي عرض خط استاندارد طراحی شده•بوژي سه محوره 2الکتریکی، داراي -دیزلی•متر 4.2متر و ارتفاع 3.12متر، عرض 18.9طول •اسب بخار 3300تا 3000تن، توان بین 120وزن •کیلومتر بر ساعت 150تا 124حداکثر سرعت بین •. دستگاه از این مدل وجود دارد 260در ایران حدود •

وسایل نقلیه ریلی

•GE-U30C :تولید کارخانه جنرال الکتریک•. دستگاه تولید شده است 660، 1986تا 1966در سال هاي •اسب بخار 3250براي عرض خط استاندارد، توان •تن، داراي دو بوژي سه محوره 120وزن •کیلومتر بر ساعت 120حداکثر سرعت •

وسایل نقلیه ریلی

•AD43C ساختAlstom فرانسه:. شرکت واگن پارس این مدل را در سال هاي اخیر مونتاژ نموده است•الکتریکی–دیزلی •. براي عرض خط استاندارد طراحی شده است•متر 4.28متر و ارتفاع 2.85متر، پهناي کلی 24.03تا 21.54طول متغیر از •کیلومتر بر 150و مسافري 110تن، در دومدل باري با حداکثر سرعت 123وزن •

. ساعت طراحی شده استکیلو 542اسب بخار و حداکثر نیروي کشنده در مدل باري 4300قدرت موتور •

کیلونیوتن 482.5نیوتن و در مدل مسافري

وسایل نقلیه ریلی

:لکوموتیوهاي برقی••SS8 تولید کشور چین در مترو تهرانتن، طراحی براي عرض خط استاندارد 88وزن •محوره 2بوژي 2متر، داراي 17.5طول •کیلومتر بر ساعت 170حداکثر سرعت •کیلونیوتن در شروع حرکت 208اسب بخار و حداکثر نیروي کششی 4830توان •

وسایل نقلیه ریلی

•SJ Rc :ساخت کشور سوئد•تن 80براي عرض خط استاندارد، حداکثر وزن •محوره 2بوژي 2داراي •کیلومتر بر ساعت 180تا 135در مدل هاي مختلف از سرعت •کیلونیوتن 290تا 235حداکثر نیروي کششی •

وسایل نقلیه ریلی

واگن هاي مورد استفاده در ایران•

واگن باري مخزن دار•

براي حمل مایعات، مواد نفتی، آب و روغن نباتی•

تن 80محوره، حداکثر بار ناخالص 2داراي دو بوژي •

وسایل نقلیه ریلی

واگن مخزن دار براي حمل مواد نفتی و مایعات •کیلومتر بر ساعت 120داراي دو بوژي دو محوره، حداکثر سرعت •داراي سیستم لوله اي افزایش حرارت با بخار آب براي تسریع تخلیه•

وسایل نقلیه ریلی

:واگن مسطح•)صندوقی و کانتینري(مناسب براي حمل بارهاي بسته بندي شده •در هر سمت داراي چندین در لولایی که در فواصل بین آنها یک ستون قرار•

. گرفته است

وسایل نقلیه ریلی

: واگن مسقف•مناسب براي حمل بارهاي بسته بندي شده، قطعات صنعتی، فلزات ، مواد غذایی•

و غلات دریچه به قطر 4در کشویی در طرفین، براي بارگیري غلات و مواد غذایی 4داراي •

میلیمتر روي سقف واگن 600

وسایل نقلیه ریلی

: واگن لبه بلند•شکل در طول واگن شاسی اصلی را تشکیل و شبکه اي از سپري ها Uدو تیرطولی •

. کف و بدنه را شکل می دهندبراي حمل مواد و مصالح استخراج شده از معادن مانند سنگ آهن و زغالسنگ•محوره 2بوژي 2داراي •

وسایل نقلیه ریلی

:واگن یخچال دار•. داراي تنوع زیادي هستند•محوره 4و 2در دو نوع •تن 77و 45وزن • 21طول واگن متغیر و به طور متوسط •

وسایل نقلیه ریلی

:واگن حمل گندم و غلات•دو تیر بلند بخش اصلی شاسی را تشکیل داده و بدنه واگن با چهارتکیه گاه اصلی•

. و اتصالات به آن متصل می شودبارگیري از طریق چهار دریچه در بالاي واگن و تخلیه از زیر از طریق چهار قیف•

با دریچه هاي کشویی

وسایل نقلیه ریلی

:واگن شن کش•مناسب براي حمل شن و ماسه و بالاست •با تنظیم شیب می توان تخلیه را در. در دو طرف دریچه براي تخلیه وجود دارد•

. وسط یا کنار ریل ها انجام داد

وسایل نقلیه ریلی

واگن مسافري•ساخت پارس واگن •