Variabel mätare

Ett system med variabel spårvidd tillåter järnvägsfordon i ett tåg att färdas över en spårvidd mellan två järnvägsnät med olika spårvidder .

För genomkörning måste ett tåg vara utrustat med speciella boggier som håller hjulpar med variabel spårvidd som innehåller en axel med variabel spårvidd (VGA). Spårvidden ändras genom att köra tåget genom en spårviddsväxlare eller spårviddsbyte . I själva verket breddas eller smalnar banan.

När tåget passerar genom spårviddsväxlaren låses hjulen upp, flyttas närmare varandra eller längre ifrån varandra och låses sedan igen. Installerade system med variabel spårvidd finns inom det interna nätverket i Spanien och installeras på internationella förbindelser mellan Spanien/Frankrike (spanska tåg), Sverige/Finland (svenska tåg), Polen/Litauen (polska tåg) och Polen/ Ukraina (polska tåg) .

Ett system för att byta spårvidd utan att behöva stanna är i utbredd användning för passagerartrafik i Spanien , för tjänster som körs på en blandning av dedikerade höghastighetslinjer (med standardspår ) och äldre linjer (med Iberisk spårvidd ). Liknande system för godstrafik är fortfarande i sin linda, eftersom den högre axelvikten ökar den tekniska utmaningen. Även om det finns flera alternativ, inklusive överföring av gods, byte av enskilda hjul och axlar , byte av lastbilar , lastbilar eller enkel omlastning av gods eller passagerare, är de opraktiska, så ett billigt och snabbt system för att byta spårvidd skulle vara fördelaktigt för gränsöverskridande frakt. trafik.

Alternativa namn inkluderar Gauge Adjustable Wheelset (GAW), Automatic Track Gauge Changeover System (ATGCS/TGCS), Rolling Materiel Re-Gauging System (RSRS), Rail Gauge Adjustment System (RGAS), växlande hjulsats , rullande lastbil med variabel spårvidd , byte av spårvidd och spårbyte hjulset .

Översikt

Axlar med variabel spårvidd hjälper till att lösa problemet med spåravbrott utan att behöva ta till spår med dubbel spårvidd eller omlastning . System tillåter justering mellan två mätare. Inga spårväxlarkonstruktioner som stöder mer än två mätare används.

System

Variabel axel DR III för 1 435 mm ( 4 ft 8 + 1 ⁄ 2 tum ) och 1 524 mm ( 5 ft ) spårvidd, utvecklad 1957

Det finns flera axelsystem med variabel gauge:

• Talgo-RD (från Talgo ).
  • Talgo-systemet har varit i inkomsttjänst i Portbou och Irun , på den spansk-franska gränsen, sedan 1969
  • Den används på Strizh-tåget (swift) mellan Moskva och Berlin.
  • Från 2014 för godsvagnar upp till 22,5t axellast
• CAF-BRAVA (från Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles )
  • BRAVA-systemet designades ursprungligen 1968 av Vevey Company i Schweiz. Systemet kallades ursprungligen "Vevey-axeln". Designen erhölls och förbättrades därefter av Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF).
• DB Cargo – Knorr-Bremse . utvecklas 2002 för användning mellan Europa och Ryssland.
• DBAG –Rafil Typ V för frakt (från Radsatzfabrik Ilsenburg för Deutsche Bahn).
• Japan Railways RTRI (från Japan Railway Technical Research Institute ) för användning på motoriserade axlar.
• PKP SUW 2000- system tillverkat av ZNTK Poznań för polska statliga järnvägar .
• Montreux-Oberland Bernois Railway (MOB), även utvecklad av Prose of Winterthur 2022 ( 1 435 mm ( 4 ft 8 + 1 ⁄ 2 in ) / 1 000 mm ( 3 ft 3 + 3 ⁄ 8 in )).

Kompatibilitet

Systemen med variabel gauge är inte i sig kompatibla. Endast SUW 2000 och Rafil Type V-systemen är interoperabla, liksom TALGO-RD och CAF-BRAVA.

2009, vid Roda de Barà nära Tarragona , var en Unichanger som kan hantera fyra olika VGA-system under utveckling.

Internationell trafik

VGA är särskilt viktigt med internationell järnvägstrafik eftersom spårviddsändringar tenderar att inträffa oftare vid internationella gränser.

Funktioner

Olika system har olika begränsningar, till exempel kan vissa endast användas på vagnar och vagnar och är olämpliga för drivkraft, medan andra kräver att rullande materiel lossas innan de går igenom spårviddsväxlaren.

Systemet Lämplig för	Spanien		Polen	Tyskland	Japan	Schweiz
	TALGO	CAF	SUW 2000	Rafil V	RTRI	FOLKHOP
Personvagnar	Y	Y	Y	N	Y	Y
Godsvagnar	Y	N	Y	Y	N	N
Drivkraft (drivna axlar)	Y	Y	N	N	Y	N
Under belastning (byt med belastning på hjul)	N	N	Y	Y	N	N

Hastighet Max

Den maximala hastigheten på tågen som är utrustade med de olika teknikerna varierar. Endast CAF och Talgo producerar höghastighets-VGA, vilket tillåter hastigheter upp till 250 km/h.

Hastighetsförändring

Talgo RD GC byter spårvidd med en hastighet av 15 km/h (4,2 m/s) så ett 100 m tåg tar bara 24 sekunder att konvertera.

Mätväxlare

Ett Talgo -mätarbytessystem i Lleida , Spanien

En spårviddsväxlare är en anordning som tvingar fram mätarjusteringen i hjulen. Designen består av ett par löpskenor som gradvis varierar i bredd mellan de två spårvidden, kombinerat med andra skenor och spakar för att utföra följande steg, med Talgo RD som exempel:

1. Kontrollera att alla fordon i tåget är lämpliga för spårviddsändring.
2. Stöd på – tar bort vikten av låset och på styrskenorna.
3. Låsa upp.
4. Flytta hjulen till ny position.
5. Lås om.
6. Stöd av – sätt tillbaka vikten på låset från styrskenorna.
7. Verifiera korrekt funktion och generera statistik. Använd ECPB- ström- och övervakningskablar.

I det spanska Talgo-RD-systemet används en konstant vattenstråle för att smörja metallytorna, för att minska värme och slitage. En Talgo RD-mätare är 20 m (65 fot 7 tum) lång och 6 m (19 ft 8 tum) bred.

Begränsningar

För närvarande valet av spårvidd är begränsat till två av tre av 1 435 mm ( 4 ft 8 + 1 ⁄ 2 tum ) och breda spårvidder 1 520 mm ( 4 ft 11 + 27 ⁄ 32 tum ) och 1 676 mm ( 5 ft 6 tum ). Med smala spår som 1 000 mm ( 3 ft 3 + 3 ⁄ 8 tum ) som finns i Zweisimmen , Schweiz, finns det mindre utrymme mellan hjulen för spårbytemekanismen, dragmotorerna och bromsarna. Hjulens diameter begränsar också axelbelastningen till högst 22,5 ton.

Drift

En multipelenhet med variabel spårvidd , eller ett tåg som inkluderar ett lokomotiv med variabel spårvidd (t.ex. Talgo 250) och rullande materiel, kan köra rakt över en spårviddsväxlare. Vanligtvis kommer loket inte att kunna byta spårvidd, vilket innebär att det måste röra sig ur vägen medan resten av själva tåget passerar. På motsatt sida kommer ett nytt lok med den andra spårvidden att kopplas till tåget.

Ett Talgo- tåg med lokomotiv kan köra över en spårviddsändring med 1 axel per sekund med en hastighet av cirka 10–15 km/h (6,2–9,3 mph).

Ett tåg (eller en enskild vagn) kan skjutas halvvägs över spårviddsväxlaren, kopplas loss och sedan (när det är tillräckligt långt över) kopplas till det nya loket och dras resten av vägen. En lång längd av stållina med krokar på änden gör att processen kan vara asynkron, med linan som används för att överbrygga spårviddsväxlarens längd (för att tillfälligt koppla ihop ankommande bilar och mottagande lokomotiv, dock utan bromskontroll från loket till tågfordonen).

På långdistanståg i Spanien och nattåg som korsar från Spanien till Frankrike, stannar det ankommande loket strax utanför spårviddsväxlaren, kopplar av och flyttar in på ett kort sidospår ur vägen. Tyngdkraften för sedan tåget genom spårviddsväxlaren med en kontrollerad låg hastighet. Det nya loket kopplas till fronten först efter att det fulla tåget har passerat genom växlaren.

Från 2014 utvecklades spårviddsväxlingssystem för godsvagnar.

Länder

Australien

År 1933 erbjöds så många som 140 uppfinningar till Australiens järnvägar för att övervinna spårvidden mellan de olika staterna. Ingen godkändes. Ett 20-tal av dessa enheter var justerbara hjul/axlar av något slag, vilket kan vara analogt med den moderna VGA . VGA-system var mestadels avsedda för linjer med bred gauge och standard gauge.

Break of Gauge-stationer installerades i Port Pirie, Peterborough och Albury; dessa var ganska manuella i drift. Den senaste installationen var på Dry Creek och var av en mer automatisk design. Talgo RD-designen är ännu mer automatisk och effektiv.

Vitryssland/Polen

En bytesanläggning för Talgo- mätare är installerad i Brest nära den vitryska-polska gränsen. Den används av de ryska järnvägarnas snabba tåg som förbinder Moskva och Berlin.

Beställningar på 7 Talgo VGA-tågset gjordes under 2011. Tågen under varumärket " Strizh " är i trafik sedan 2016.

Kanada

Variable gauge axlar användes ett tag på Grand Trunk Railway på 1860-talet i Kanada för att ansluta 5 ft 6 tum ( 1 676 mm ) och 4 ft 8 + 1 ⁄ 2 tum ( 1 435 mm ) standardspår utan omlastning. Femhundra fordon var utrustade med "lastbilar med justerbar spårvidd", men efter tung användning dag in, dag ut visade sig systemet vara otillfredsställande, särskilt i kallt och snöigt väder. Systemet använde teleskopaxlar med breda nav som gjorde att hjulen kunde pressas eller sträckas isär genom en spårviddsväxlare, efter att hållarstiften hade släppts manuellt.

Järnvägsoperationer över Niagarabron var också komplicerade.

Kina

Ett patent med diagram (2006) (verkar inte säga hur bromsbackar eller skivbromsar byts också)

Finland/Sverige

1999 installerades en spårviddsväxlare i Torneå i den finska änden av den dubbelspåriga sektionen mellan Haparanda och Torneå, för användning med godsvagnar med variabel spårvidd. Tornio mätväxlare är en Rafil -design från Tyskland; en liknande Talgo-RD- mätväxlare i Haparanda-änden fanns tidigare, men togs bort eftersom den krävde avisning på vintern.

Tågfärjetrafik som trafikeras av SeaRail och som anländer från Tyskland och Sverige sjövägen använde boggibytesanläggningar i Åbo hamn .

Georgien

En ny spårviddsväxlare har satts på plats i Akhalkalaki för Baku-Tbilisi-Kars järnväg . Den nordvästra änden har räls 1 435 mm ( 4 ft 8 + 1 ⁄ 2 tum ) från varandra, sydöstra änden har räls 1 520 mm ( 4 ft 11 + 27 ⁄ 32 in ) från varandra. Adaptrar för både boggibyte och variabel gauge medföljer.

Japan

Den japanska tredje generationens GCT "Gauge Change Train" EMU på provkörning i november 2014

Huvudartikel: Gauge Change Train

"Gauge Change Train" är ett projekt som startade i Japan på 1990-talet för att undersöka möjligheten att tillverka ett elektriskt multipeltåg (EMU) som kan köra både 1 435 mm ( 4 fot 8 + 1 ⁄ 2 in ) Shinkansen höghastighetståg nätverk vid 270–300 km/h (168–186 mph) och det ursprungliga 1 067 mm ( 3 ft 6 in ) nätverket vid 130–140 km/h (81–87 mph). Se US patent 5,816,170 .

Den första generationens tåg testades från 1998 till 2006, inklusive på den amerikanska höghastighetstestbanan 2002. Den andra generationens tåg, avsett att köra med en maximal hastighet av 270 km/h (168 mph), testades- kördes på olika platser i Japan mellan 2006 och 2013. Ett tredje generationens tåg har genomgått tillförlitlighetsförsök sedan 2014 som förberedelse för potentiell introduktion till service på den planerade Kyushu Shinkansen -förlängningen till Nagasaki.

• 

  Första generationens "Gauge Change Train" EMU i maj 2003

• 

  Andra generationens "Gauge Change Train" EMU i september 2012

Litauen/Polen

En anläggning för spårbyte av det polska SUW 2000 -systemet är installerad vid Mockava norr om den litauisk-polska gränsen. VGA-passageratåg mellan Litauen och Polen gick mellan oktober 1999 och maj 2005, och VGA-godståg mellan tidigt 2000-tal och 2009.

Polen/Ukraina

Det finns två omklädningsanläggningar för det polska SUW 2000-systemet installerade på den polsk-ukrainska gränsen, en av dem i Dorohusk (Polen) på linjen Warszawa-Kiyv, en annan i Mostyska (Ukraina) på linjen Kraków-Lviv. Den 14 december 2003 introducerades VGA-passagerartåg mellan Kraków (Polen) och Lviv (Ukraina) istället för boggiväxling . VGA sparar ca 3 timmar jämfört med lastbilsbyte. Tågen gick senast 2016.

Spanien

Spanien är den största användaren av system med variabel spårvidd. Detta beror på behovet av att ansluta äldre huvudlinjer byggda till iberisk spårvidd och omfattande nya höghastighetsjärnvägslinjer och anslutningar till Frankrike med standardspår. Två spårviddsändringar installeras på linjer till Frankrike och vid alla in- och utgångar som leder mellan höghastighetsnätet och äldre linjer. Det finns också betydande längder på 1 000 mm ( 3 ft 3 + 3 ⁄ 8 tum ) sekundära ledningar men dessa är inte anslutna till huvudnätet.

I februari 2004 lade RENFE beställningar för:

• Fyrtiofem CAF/Alstom 25 kV AC/3 kV DC, EMU:er med variabel spårvidd för 250 km/h regionala tjänster, mellan oktober 2006 och maj 2009 (580 miljoner euro) [
• Tjugosex 25 kV AC-tåg med variabel spårvidd för 250 km/h (155 mph) långdistanstrafik med två Bombardier-motorbilar och Talgo Series VII-släpvagnar (370 miljoner euro) [ Inblandade spårvidder är 1 435 mm ( 4 ft) 8 + 1 ⁄ 2 tum ) och 1 668 mm ( 5 ft 5 + 21 ⁄ 32 tum ).
• Olmedo till Medina del Campo i Valladolid , spanska testbanan.
• November 2008 – Höghastighetståg från Cadiz till Warszawa .
• Juli 2009 – Talgo 250 levereras med Voith Turbo SZH-692 slutväxlar med mätare.

Det finns också en 14,4 km (8,95 mi) rund testbana i Spanien.

Schweiz

Se även: GoldenPass Express

MOB-mätarbytessystem vid Zweisimmen

Axlar med variabel spårvidd är implementerade på linjen Montreux–Gstaad–Zweisimmen–Spiez–Interlaken. Tåg växlar automatiskt från 1 000 mm ( 3 ft 3 + 3 ⁄ 8 tum ) till 1 435 mm ( 4 ft 8 + 1 ⁄ 2 in ) vid Zweisimmen . En provboggi har byggts och testats. Den har inga axlar som gör att boggihalvramarna som håller hjulen på båda sidorna kan glida i sidled till varandra. EV09-Prose spårviddsväxlare på Zweisimmen testades tillfredsställande den 19 juni 2019. Systemet har designats för att möjliggöra drift på både Montreux Oberland Bernois Railways (MOB) 1000 mm spårviddslinje och BLS AG 1435 mm spårviddsinfrastruktur.

Storbritannien

John Fowler nämner 1886 ett försök från GWR att utveckla en "teleskopisk" axel.

Spårvagnar körde mellan Leeds ( 4 fot 8 + 1 ⁄ 2 tum eller 1 435 mm standardspår ) och Bradford ( 4 fot eller 1 219 mm spårvidd) efter ett framgångsrikt försök 1906 med Bradford spårvagnsvagn nummer 124. Systemet patenterades senare av – GB190601695 (A) från 1906. Detta system förbättrades igen i patent GB190919655 (A) från 1909 genom att införa ett låssystem som verkar på hjulet och axeln snarare än bara hjulfälgen. Detta gav ett mer effektivt grepp där hjulet var fritt att röra sig längs den splinede axeln.

Jämförelse med boggibyte

Tid tagen

I VGA dras tåget genom "justeraren" i ca 15 km/h (9,3 mph) utan att man behöver koppla loss vagnarna eller koppla bort (och testa) bromsutrustningen. Alternativt, eftersom tåget inte behöver kopplas från, kan loket dra ihop de kopplade vagnarna.

Se Talgo Gauge Changer.

Lokomotiv

Ånglok är i allmänhet inte spårviddskonvertibla on-the-fly. Även om diesellokomotiv kan bytas med lastbil, görs detta normalt inte på grund av komplexiteten i återkopplingen av kablar och slangar. I Australien förflyttas vissa lok mellan spår. Överföringen kan ske med några månaders mellanrum, men inte för en enskild resa.

År 2004 fanns elektriska passagerarlok med variabel spårvidd tillgängliga från Talgo. Det är inte klart om godslok med variabel spårvidd finns tillgängliga.

Elektrisk

• L-9202 är ett experimentellt höghastighets Bo-Bo dubbelspänning ( 3 kV DC / 25 kV AC ) VGA-lok.
• Talgo 250- lok var också planerade att transportera tågsätt med variabel spårvidd med dubbla spänningar från Montpellier 200 km (124 mi) från gränsen till Barcelona och Madrid. Två Talgo 250 motorbilar drar 11 personvagnar.
• EMU

Vikt

• En lastbil med justerbar spårvidd komplett med hjuluppsättningar väger totalt cirka ett ton/ton mer än en konventionell lastbil och måste normalt använda skivbromsar, som kyls långsammare.

Historia

• 1915. CW Prosser. – Argus
• 1921. CR Prosser. – Argus fredagen den 8 juli 1921
• 1922. J. Grieve. – Argus 19 juli 1922

Se även

• Alvia
• Axelbyte
• Boggibyte
• Bradford Corporation Spårvägar
• Dubbla kopplingar
• Spårbyteståg (Japan)
• Interoperabilitet
• Ramsey bilöverföringsapparat
• Strizh
• SUW 2000 en form av VGA

Vidare läsning

•   Álvarez, Alberto García (augusti 2010). Automatisk spårviddsbyte för tåg i Spanien (PDF) (4 uppl.). Fundación de los Ferrocarriles Españoles. ISBN 978-84-89649-56-9 .
• Iglesias, Ignacio Jorge; ADIF (28 juni 2011). Unichanger-projektet – Ny generation av spårväxlingsanläggningar (PDF) . Rail Technological Forum for Internationalization. Madrid. TCRS4-systemet tillåter passering av CAF, Talgo, Rafil-DB [och] SUW2000-teknologier

externa länkar

• Ett tågaxelsystem med hjul med variabel spårvidd, patent EP1112908, tilldelat Talgo SA.
• Boggi med variabel spårvidd för rullande materiel, patent EP0873929, tilldelad Railway Technical Research Institute.
• Järnvägsaxelenhet utrustad med automatisk ändring av spårvidden och anpassningsbar till konventionella godsboggier, patent US5787814, tilldelat Talgo SA.
• Wheelset – Kort artikel , International Railway Journal, juli 1999 [
• European Automatic Track Gauge Changeover Systems , UIC -stödd studie av olika system med variabel spårvidd
• Talgos system för variabel gauge förklaras ( på franska)
• Talgos variabla mätsystem i aktion
• Närbild av MOB:s variabla boggi i aktion
• permanent död länk ] UA-rapport
• CFR
• http://osjd.plaske.ua/en/doklad/wishnevski.doc
• Ukraina
• System för automatisk mätarbyte i Spanien (på spanska)