Tramvajové výhybky

Rozsah popisu: Tramvajový provoz v Ostravě.

Princip

Výhybka = mechanické zařízení (případně doplněné o další soustavu doplňkových zařízení), které umožní kolejovému vozidlu změnu směru pohybu.

Vycházejme z předpokladu rovného kolejiště. Má-li kolejové vozidlo odbočit z hlavního (zpravidla přímého) směru do odbočky, je nutné do kolejiště vložit zařízení stavící jinou než přímou kolejovou cestu, které svým tvarem působí mechanickou silou na kola kolejového vozidla tak, že kola pojíždějí po nové, odkloněné kolejové cestě, čímž míjejí hlavní (přímý) směr.

Tramvajové výhybky se vyvinuly postupem času z výhybek železničních. Oproti nim mají však několik výhod:

  • Umožňují odbočení vozu v daleko menším poloměru (i 18 m).

  • Jelikož jsou tramvajové vozy nepoměrně lehčí než železniční, lze výhybky konstruovat jednodušším způsobem, vč. přestavovacího a zabezpečovacího mechanismu.

  • Lze kombinovat i složené výhybky těsně za sebou, čímž lze na relativně krátkém úseku realizovat jízdu vozu do tří směrů.

Tramvajové výhybky se užívají jako mechanismus, který umožňuje buď změnu směru jízdy vozu (křižovatka), nebo jako nástroj pro rozdělení jednoho kolejiště na více souběžných kolejových úseků (příkladem budiž kolejové zhlaví při více souběžných kolejích ve vozovnách, nebo více kolejišť ve smyčkách, nebo odbočky na jednokolejných tratích pro zajištění křížení dvou proti sobě jedoucích vozů).

Základní mechanismus

Obvyklá tramvajová výhybka je tvořena soustavou kolejnic se dvěma mechanickými rameny (jazyky) na otočném čepu, kde každé rameno je ukončeno hrotem (konec jazyku), který působí jako klín pro kolo vozu pro jízdu v příslušném směru. Obě ramena jsou propojena spojnicovým ústrojím ve skříňovém mechanismu výhybkové skříně zapuštěné na úrovni vozovky.

Toto spojnicové ústrojí má dvě funkce:

  • Zajišťuje stálou vzdálenost obou ramen v jakékoliv poloze výhybky.

  • Umožňuje uzamčení nastaveného směru proti nechtěnému přestavení způsobenému vnějším vlivem mimo vůli řidiče.

Pro nastavení jízdní cesty je součástí spojnicového ústrojí speciální součástka vyvedená na povrch skříňového mechanismu zhruba ve středu skříně ve speciálním žlábku, do něhož se vloží výhybková tyč. Fyzikálním principem působení páky podle osy lze nastavit požadovanou jízdní cestu.

 | 22. dubna 2006 | - Na obrázku 1 je patrné nastavení jízdní cesty do odbočky – tramvajová výhybka je nastavena pro jízdu vlevo do odbočky. Tzn., že pravé rameno je přisunuto a zatlačeno do speciálního vyfrézovaného žlábku (zářezu) podél vnitřní hrany pravé vnější kolejnice, čímž tvoří původní kolejnice před hrotem, hrot a pravé rameno výhybky ucelený kolejový oblouk. Levé rameno výhybky je synchronizovaně přesunuto doprava, čímž zpřístupňuje vymodelovaný oblouk levé kolejnice směrem vlevo. Pokud by chtěl řidič tramvaje změnit jízdní cestu na směr rovně vpřed, zasunul by výhybkovou tyč do zářezové drážky ve středu krytu mechanismu výhybkové skříně, kde je součástka s otvorem pro zasunutí konce výhybkové tyče, a pohybem výhybkové tyče zprava doleva (z pohledu ve směru jízdy) by přesunul jazyky výhybky na opačnou stranu.

 | 27. května 2006 | - Na obrázku 2 je tatáž výhybka v uceleném pohledu. Jestliže vůz najede předním podvozkem do kolejového mechanismu výhybky, na pravé přední kolo působí pravý jazyk výhybky jako klín, takže tlačí pravé kolo a tím i první osu podvozku doleva. Levému přednímu kolu je zároveň umožněno uhýbat do uvolněného kolejového oblouku levé kolejnice (levé rameno výhybky je odsunuto, aby nepřekáželo), takže přední osa podvozku jako celek je mechanickou silou tlačena vlevo, proto uhýbá vlevo, celý podvozek je směrován vlevo a tramvaj zatáčí vlevo. Pro zajištění jízdy je kolejnice doplněna kolejovým žlábkem po vnitřní straně kolejnice, který znemožňuje kolu změnit směr díky fixaci zářezu kolejového okolku, jenž je ve žlábku veden správným směrem – zejména v okamžiku, kdy se oblouk pravé kolejnice míjí s kolejnicí levou v kolejovém křížení, jelikož v tomto okamžiku pravé kolo ztrácí na okamžik přirozenou oporu hrany kolejnice, pojíždí kolejovým křížením pouze po okolku a osu dvoukolí zajišťuje především kolo levé sevřené ve žlábku levé kolejnice.

Z principu zařízení vyplývá, že výhybka jako zařízení je v zásadě dvoupolohová – první poloha do přímého směru, druhá poloha do odbočky. U správně fungující výhybky jsou přípustné pouze tyto dvě extrémní polohy, neměla by existovat žádná poloha „mezi“. Tato funkce je zajištěna kombinovaným mechanismem pružin, pér, případně magnetu, které jako celek udržují vnitřní spojnicové ústrojí buď v jedné, nebo v druhé poloze. U některých výhybek je zajištění podpořeno ještě zámkem, nad takovou výhybkou je pak návěstidlo ,,Zamykaná výhybka". Zámek = mechanismus, který po změně polohy jazyků výhybky uzamkne nastavenou polohu jazyků, takže by nemělo dojít k nechtěné změně jejich polohy během průjezdu vozu. Zamykané výhybky se používají pouze jako čistě rozjezdové, pokud nejsou elektronicky dovybaveny i pro pojíždění v opačném směru, viz. níže o elektrohydraulické výhybce na Vřesinské. Pokud je ovšem výjimečně nutno takovou výhybku projet jako sjezdovou, tzv. ,,po hrotech", nesmí se ,,řezat", tj. projet z druhého směru, než do jakého je přestavena, musí se tedy vždy ať už elektricky či ručně přestavit do směru kam či odkud vůz jede.

Za povšimnutí stojí případ, kdy kolejová křižovatka představuje rozjezd vlevo a vpravo, tedy bez jízdy rovně. I v takovém případě je ovšem výhybka tvořena kolejemi pro jízdu rovně vpřed a do odbočky. Je pak na konstruktérovi kolejiště, který směr (vlevo/vpravo) představuje jízdu do odbočky a který směr jízdu přímo vpřed s tím, že oblouk na druhou stranu následuje až kousek za výhybkou.

Elektrické vytápění a dálkové sledování výhybek

Všechny v běžném provozu přestavované výhybky jsou vybaveny elektrickým vytápěním. Toto je možno řídit buď místně podle venkovní teploty snímané termostatem ve skříni s elektronikou, kdy se vytápění automaticky zapne při teplotě nižší než 5°C, nebo dálkově z energodispečingu, kdy může dispečer zapnout vytápění nejen podle venkovní teploty, ale také podle dalších faktorů (sněžení apod.). Navíc je dispečer na dálku informován o stavu topných tyčí dané výhybky, zda skutečné topí a nedošlo k poruše na některé z nich.

A nejen to! Elektrické skříně ohřevu výhybek umístěné na důležitých křižovatkách umožňují také například sledovat, zda není výhybka znečištěná, či jestli je aktuálně zablokovaná, je tedy možné prakticky on-line sledovat její chod a teoreticky by bylo možné výhybku i dálkově ovládat.

Rozdělení podle směru pojíždění

Podle směru pojezdu vozu proti hrotům ramen výhybky se rozlišuje výhybka:

  • Rozjezdová – pro jízdu proti hrotům – umožňuje rozdělení jednoho kolejového úseku na dva, a to na směr přímý a směr do odbočky,

  • sjezdová – pro jízdu po hrotech – umožňuje sloučení dvou směrů do jednoho pokračujícího.

Pokud u tramvajové výhybky není z povahy provozu zcela jasné, zda jde o výhybku rozjezdovou či sjezdovou, považuje se za rozjezdovou – např. výhybka ze smyčky Vřesinská směr Zátiší – je pojížděna oběma směry v pravidelném provozu.

Pro jízdu po výhybkách platí pravidla omezující rychlost jízdy vozu. Maximální rychlost je omezena:

  • U rozjezdové výhybky do přímého směru 15 km/h, do odbočky 10 km/h.

  • U sjezdové výhybky v přímém směru 20 km/h, z odbočky 15 km/h.

  • Specielní případ je železniční vahadlová výhbka (v síti je pouze u Vysokých pecí) přímý směr proti i po hrotu .... neomezeně, do odbočky proti i po hrotu .... do 15 km/h

 | 27. dubna 2008 | -

Na obrázku 3 je zobrazena tatáž výhybka v celé křižovatce (křižovatka Ostrava-Přívoz, Muglinovská). Pravá výhybka je z pohledu obrázku rozjezdová (1 směr do 2), levá sjezdová (2 směry do 1).



Alternativou k dvoujazykové výhybce je dnes i dosud zřídka užívaná jednojazyková výhybka, která má funkční rameno na čepu pouze na vnějším oblouku ve směru do odbočky (tedy pro odbočení doleva je rameno výhybky opřeno hrotem do pravé kolejnice ve směru jízdy po hrotech). Druhá strana je realizována pouze kolejnicí natočenou do odbočky a vyfrézovanými žlábky pro směr přímo a do odbočky. Aby bylo zabráněno vykolejení, je rameno výhybky upraveno tak, že pro jízdu do odbočky funguje klasicky jako klín (virtuální druhé rameno je stejně odsunuto bokem) a pro jízdu v přímém směru fixuje pravé kolo zleva tak, aby podvozek neujel z požadovaného směru, přičemž levé kolo se sune do správného žlábku pouze jízdou po okolku. Tento typ výhybky je v současnosti (2005, 2006) stále ve stavu zkušebního provozu, proto se zpravidla aplikuje pouze pro výhybky sjezdové pro běžné tratě, nebo v případě manipulačních tratí jako sjezdové i rozjezdové (předpokládá se omezení rychlosti, např. ve vozovnách). Je ovšem s oblibou používán pro kolejové harfy například ve vozovnách, protože celá soustava výhybek zabírá oproti dříve používanému modelu daleko menší plochu. Nevýhodou je ovšem omezení provozu pro staré dvounápravové vozy – nemají otočné podvozky a mají osazena kola s profilem mnohem bližším železničnímu, tedy i s širším okolkem.

Pro provoz některých výhybek platí zvláštní opatření, popř. se používají zvláštní doplňková technická zařízení. Jestliže je jedna z poloh výhybky určena pro obsluhu traťového úseku, který není projížděn pravidelnými linkami, výhybka většinou není elektricky říditelná nebo je její elektrické ovládání vypnuto a může být považována za manipulační. Pak může být uplatněno pravidlo, že po průjezdu vozu výhybkou je povinností řidiče (resp. brzdaře) zastavit vůz a jít postavit výhybku do původního směru. Důvod je prostý – je-li nastavení jízdní cesty pouze výjimkou, která není v běžném provozu očekávána, snižuje se riziko přehlédnutí změny jízdní cesty řidiči běžných linek. Některé výhybky mohou být vybaveny i speciálním zařízením, které je umístěno v dostatečné vzdálenosti od výhybky – pokud jím vůz projede, výhybka je automaticky přestavěna do původní očekávané polohy.

Aby nebylo nutno výhybku obsluhovat manuálně, jsou dnes mechanismy výhybek doplněny o soustavu elektromechanického přestavování jazyků a vozy vybaveny řídicí soustavou, která umožňuje tuto přestavovací soustavu výhybky ovládat přímo z řidičovy kabiny.

Rozdělení podle přestavovacího mechanismu
Výhybky s elektromagnetickým přestavníkem

Jazyky výhybky jsou přestavovány do krajních poloh pomocí elektromagnetů. Takovýchto výhybek je zatím v síti většina. Přestavení elektromagnetické vývybky je rychlé rázovité doprovázené hlasitým ,,cvaknutím" a za nepříznivého počasí, kdy může v prostoru pohybu jazyků stát voda i jejím vystřknutím, což je nepříjemné zejména při ručním přestavování.

Výhybky s elektrohydraulickým přestavníkem

K přestavování je použit hydraulický mechanismus poháněný elektromotorem. Popis mechanismu fy Elektroline. Tato výhybka je v ostravské síti např. u smyčky Vřesinská na začátku jednokolejné trati linky 5. Zde se používá jako rozjezdová (při příjezdu pětky na Vřesinskou) i sjezdová (při vjezdu pětky na jednokolejku), je však zamykaná, proto se musí přestavovat do správného směru před průjezdem proti i po hrotech, což zde zajišťují trolejové kontakty. U tohoto nového typu výhybek probíhá přestavení pomalu, trvá cca 1 s, takže není doprovázeno nepříjemnými následky rázu, jako u elektromagnetického přestavníku.

Ovládací elektronika

 | 26. dubna 2009 | - Před každým kontaktem výhybky, ať už proudovým či rádiovým, je návěstidlo ,,O-Z" (,,nula – zapnuto"), které udává, který směr je v ovládací logice ,,bez proudu" = ,,O" (jako nula), a který ,,pod proudem" = ,,Z" (jako zmáčknout či zapnuto). Pojmy ,,bez proudu" a ,,pod proudem" jsou zavedeny z výhybek ovládaných proudově, u rádiového ovládání bychom měli hovořit o pojmech ,,nula" a ,,zmáčkni". Většina výhybek má polohu ,,O" do přímého směru a ,,Z" do odbočky. Takže u výhybek pro odbočení vlevo bývá na cedulce kombinace „Z-O“, pro odbočení vpravo „O-Z“.


Cca 6 výhybek v síti MHD Ostrava je koncipováno v opačné logice, kdy přímý směr je pojížděn pouze do vozovny nebo méně spoji než směr do odbočky – zjevná snaha omezit nutnost aktivního přestavování jízdní cesty pro častěji projížděný směr.

Výhybky s opačnou logikou:

1. Poruba, vozovna – výjezd z haly vozovny.

2. Poruba, vozovna – Pustkovecká.

3. Vřesinská – odjezd do Kyjovic.

4. Martinovská x Opavská – od Martinova.

5. Plynární x Nádražní x Valchařská – směr z vozovny.

6. Závodní x U Nádraží – od zahradníka.

Stav výhybky je řidiči zobrazován na světelném návěstidle zpravidla zavěšeném nad výhybkou. Návěst se skládá ze žlutého obdélníku uprostřed a zpravidla modré šipky přilehlé k levé (zejména u výhybek pravých), pravé (zejména u výhybek levých) či horní straně obdélníku. Rozsvícení žlutého světla označuje elektrické zablokování výhybky. U zamykaných výhybek označuje rozsvícení modrého symbolu dolehnutí jazyka výhybky k opornici a jeho mechanické uzamčení. Umístění modré šipky oznamuje směr, do nějž je výhybka přestavena - vertikální poloha značí přímý směr, horizontální poloha směr do odbočky. Blikající žluté světlo oznamuje, že nedošlo k zamčení výhybky a není tedy možné ji bezpečně projet.

 | 9. dubna 2009 | - Obrázek zobrazuje klidovou polohu indikátoru – vůz je ještě před kontaktem. V okamžiku, kdy sběrač vozu (u soupravy sběrač prvního vozu) je na úrovni trolejového kontaktu či rádiového přijímače, vůz tedy vjede do prostoru O-Z, řidič podle potřeby změní nastavení jízdní cesty, načež dojde k uzamčení výhybky. Řidič ještě před vjezdem na výhybku zkontroluje nastavení jízdní cesty pohledem jak na návěstidlo, tak na jazyky výhybky.


 | 20. září 2008 | - Modrý indikátor zobrazuje směr – zde v horizontální poloze nad žlutým obdélníčkem - do odbočky. Přímý směr by byl indikován vertikální polohou po pravé straně žlutého obdélníku při výhybce umožňující jízdu rovně nebo doleva, případně po levé straně žlutého obdelníčku při výhybce umožňující jízdu rovně nebo doprava.




Ovládání proudovým kontaktem

Trolej je v místě kontaktního bodu (na začátku prostoru O-Z) cca 30 m před výhybkou vybavena speciálním zařízením – trolejovým kontaktem (tzv. ,,brnkátko", ,,sáňky"). Trolejový kontakt je obsluhován prostřednictvím sběrače vozu, resp. sběrače prvního vozu soupravy.

Proudový kontakt, tzv. ,,sáňky", jsou k troleji přichyceny izolovaně a jsou k ní připojeny přes odpor 0,05 Ohmu. Paralelně k tomuto odporu je připojeno relátko v elektrické skříni výhybky, a to reaguje na úbytek napětí na odporu při průjezdu sběrače přes ,,sáňky".

 | 7. května 2008 | - Budiž výhybka standardní (,,O" = jízda v přímém směru, „Z“ = do odbočky). Pokud hodlá jet řidič přímým směrem, nemačká nic popř. použije tlačítko ,,výhybka bez proudu", pokud jej vůz má, odběr vozu je minimální, odporem připojeným k proudovému kontaktu prochází malý proud, vziká na něm tedy malý úbytek napětí [dle Ohmova zákona U = R·I], který není schopen relátko sepnout. Řídicí logika tedy přestavuje ramena výhybky do přímého směru. Pokud chce řidič jet do odbočky, zmáčkne tlačítko ,,Výhybka" nebo ,,Výhybka pod proudem", tím se sepne stykač výhybky ve voze a vůz má při jemnovitém napětí v troleji odběr od 71A (T2) po 95A (T1, T3). Většina vozů T3 má odběr 78A. K získané hodnotě se ale v praxi přičítá ještě i odběr motorgenerátoru, topení a osvětlení, pokud jsou i tyto zapnuty, takže celkový odběr přes kontakt pak někdy dosahuje hodnoty až cca 175A. Každopádně toto stačí k sepnutí relátka v ovládací skříni a výhybka je přestavena do odbočky.



Proč dvou/třístavový přepínač pro obsluhu výhybky:

Některé vozy jsou vybaveny tlačítkem ,,Výhybka bez proudu", protože při zapnutém topení, kaloriféru (zejména v zimě) již tento odběr ovlivní funkci relátka v ovládací skříni. Proto se tímto tlačítkem topení vypne. Vozy T3 řady 700 (výroba v 60.-70. létech 20. století, klasický zrychlovač, vozovna Křivá) toto tlačítko nemají. Řidič by měl před každou výhybkou, kterou hodlá projet v přímém směru, vypínat topení, aby odběr vozu klesl. Vozy s rekuperací tlačítko ,,Výhybka bez proudu" mít musí, protože při brždění s rekuperací prochází mezi sběračem a trolejí proud. Vozy T6 a KT8 ho mají také, jelikož pomocné pohony mají větší odběry.

Uvolnění zablokované výhybky bývalo prováděno pomocí dalšího trolejového kontaktu, který byl umístěn na troleji v každém směru další jízdní cesty v dostatečné vzdálenosti. Princip byl opět postaven na bázi ,,brnkátka" pro sběrač vozu.

Celá zajišťovací soustava je konstruována tak, aby souprava, která následuje jako druhá, nepřestavila jízdní cestu první soupravě. Obecně platí, že dokud první souprava neodblokuje jízdní cestu trolejovým kontaktem za výhybkou, nemůže druhá souprava jízdní cestu změnit. Přesto však podle předpisů řidič nesmí vjet do prostoru O-Z, pokud se v něm nachází ještě předchozí souprava (pro případ, kdy by i elektronické blokování selhalo). Z tohoto důvodu se také prozatím nezavádí tzv. stavění do fronty, kdy by si mohl řidič druhé soupravy předvolit směr, do kterého chce výhybku postavit a projet ji bezprostředně po soupravě předchozí. Zároveň je zabezpečeno, že za soupravu lze považovat i soupravu o více jak 2 vozech, např. v případě sunutí vadného vozu či celé soupravy. Zde ovšem platí pravidlo pro průjezd takové soupravy, to znamená, že první vůz složené soupravy musí projet trolejový kontakt se vztyčeným sběračem, čímž zablokuje výhybku. V opačném případě je nutné výhybku zablokovat manuálně (obvykle ovlándáním na sloupu v blízkosti výhybky nebo ručním přehozením).

Pro nastavení jízdní cesty ve vozovnách se užívá i další alternativy – cestu nestaví řidič vozu, ale vozmistr z dispečinku vozovny podle toho, na kterou kolej vozovny potřebuje vůz umístit. Kolejová cesta se nastaví pomocí programu v počítači a řidič tuto cestu pouze projede.

Při průjezdu výhybkou může být souprava libovolně dlouhá, protože již dnes (2006) máme na všech výhybkách (kromě jedné na Mariánském náměstí) blokování pomocí indukční smyčky v zemi. Takže návěstidlo zhasne, až poslední vůz soupravy opustí výhybku. Starý systém odblokovávání pomocí trolejových kontaktů, byl stavěn na délku dvouvozové maximálně doupravy, kdy
1. vůz když chtěl odblokovat, tak zadní vůz si blok ještě přidržel. Tak vždy vůz (n+1) drží blok vozu (n). Tím pádem blokování svítí a teprve poslední vůz ho zhasne.


Ovládání rádiovým signálem

Všechny vozy vypravované běžné do provozu s cestujícími jsou v přední části vybaveny vysílačem rádiového signálu pro ovládání výhybek. Aby bylo možné na rádiové ovládání výhybek přecházet plynule a používat v nynějším (2009 - 2010) přechodovém období oba systémy aniž by řidič musel rozlišovat, o jakou výhybku se jedná, je ovládání ve vozech pro oba systémy stejným tlačítkem resp. tlačítky. Pokud chce řidič projet výhybku v přímém směru (resp. ve směru označeném ,,O"), nemusí mačkat žádné tlačítko, vysílač ve voze vysílá signál pro přímý směr permanentně (pokud řidič neví, že je daná výhybka ovládaná rádiově, může zmáčknout tlačítko ,,výhybka bez proudu", nic tím nezmění). Jestliže chce jet do odbočky (resp. ve směru označeném ,,Z"), zmáčkne při průjezdu pod návěstidlem (resp. nad přijímačem výhybky) tlačítko ,,výhybka pod proudem" a tím (kromě zapnutí odporu výhybky pro ovládání proudovým kontaktem) přepne rádiový vysílač na povel do odbočky.

Když řidič přijíždí k rádiově ovládané výhybce, má před sebou na troleji rovněž zavěšené návěstidlo ,,O-Z" resp. ,,Z-O", ale žádný trolejový kontakt se již na troleji nenachází, prijímač rádiového signálu je umístěn v kolejišti (obdobně jako indukční smyčka) 30 m před výhybkou, těsně za návěstidlem, a obvykle je zasypán štěrkem či jinak zakryt. Jestliže výhybka není zablokovaná ještě předchozí tramvají právě projíždějící výhybkou, může řidič směle vjet do ,,prostoru O-Z" a přestavit si výhybku do požadovaného směru. 4 m před výhybkou je umístěna první indukční smyčka sdělující řídicí logice, že tramvaj je bezprostředně před výhybkou. Pod kovovým krytem mechanismu výhybky je malá datová smyčka řídicí logika tedy ví, že přibližně řidičova kabina je právě za výhybkou a zbytek soupravy jí právě projíždí. Nakonec za výhybkou je druhá indukční smyčka. Teprve až jsou všechny indukční smyčky volné, resp. poslední vůz soupravy opustil i poslední z nich, je výhybka odblokována a přístupná dalšímu přestavení.

Řídicí systém výhybky zapisuje veškeré události (časy vjezdů a opuštění jednotlivých indukčních smyček společně s identifikací projíždějících vozů apod.) na paměťovou kartu, z níž je možno v případě nehody či kdykoliv jindy tyto informace získat a zjistit např. rychlost, jakou projížděl daný vůz výhybkou.


© MHD-Ostrava 2005 - 2017
(Web není oficiální prezentací Dopravního podniku Ostrava a.s.)

Toplist