Il Materiale Rotabile Ferroviario e i Suoi Principali Equipaggiamenti e Componenti

Le tipologie di materiale rotabile

Le principali tipologie di materiale rotabile impiegate per servizi ferroviari (sia di treni che di manovre) sono di seguito indicate. Esse comprendono

• Materiale motore
• Ad alimentazione elettrica
• Ad alimentazione termica
• Ad alimentazione ibrida
• Materiale trainato (o rimorchiato)
• Per servizi di trasporto passeggeri
• Per servizi di trasporto merci

Materiale Motore

Il materiale motore può essere ulteriormente ripartito in due tipologie base

• Locomotive
• Composizioni bloccate (EMU, DMU e miste)

Le locomotive e le composizione bloccate possono essere ad alimentazione elettrica o termica o ibrida

Materiale Motore: Tipologie Base

Il materiale motore può essere ulteriormente ripartito in due tipologie base

• Locomotive Queste sono unità di trazione autonome che possono essere agganciate a una serie di carri o vagoni per formare un treno. Le locomotive possono essere alimentate elettricamente, termicamente (di solito con motori diesel) o in modo ibrido (una combinazione di alimentazione elettrica e termica).
• Composizioni bloccate (EMU, DMU e miste EMU- DMU) Queste sono unità di trazione e carri o vagoni che sono permanentemente o semi-permanentemente uniti in un singolo set. Questi possono includere:
  • EMU (Electric Multiple Units): Queste sono composizioni bloccate alimentate elettricamente.
  • DMU (Diesel Multiple Units): Queste sono composizioni bloccate alimentate da motori diesel.
  • Miste EMU-DMU: Queste sono composizioni bloccate che possono funzionare sia con alimentazione elettrica che diesel.

Le locomotive e le composizione bloccate possono essere ad alimentazione elettrica o termica o ibrida

Locomotive

Le locomotive sono unità singole dedicate alla trazione di treni passeggeri e merci Possono appartenere a due famiglie base:

• Locomotive da treno
• Locomotive da manovra

Tutte e due le famiglie sono disponibili in versione elettrica o diesel o ibrida (ad es. Le locomotive cosiddette "ultimo miglio") Alcuni tipi di locomotive possono essere utilizzate sia per treni che per manovre

Elettromotrici (EMU) e Automotrici (DMU)

Le composizioni bloccate (EMU e DMU) sono veicoli formati di solito da un certo numero di unità, fra loro connesse in modo stabile. Le unità intermedie possono avere due carrelli ciascuna o avere un carrello a comune, su ciascuna (carrello tipo Jacobs). EMU e DMU dispongono di propri equipaggiamenti di trazione e di spazi per il trasporto di passeggeri. Alcuni tipi di EMU costituiscono i treni per Alta Velocità (Vmax ≥ 250 km/h).

Materiale trainato

materiale trainato può essere diviso in due famiglie principali:

• Carrozze Passeggeri
• Carri merci

Le due famiglie sono poi disponibili in un grandissimo numero di tipi, realizzati in base alle diverse esigenze di trasporto. Differenti tipi di carrozze passeggeri esistono per:

• Servizi a lunga distanza diurni (comprese carrozze ristorante e semipilota)
• Servizi a lunga distanza notturni (carrozze letto e a cuccette)
• Servizi a breve/media distanza (a singolo o doppio piano e semipilota)

Carri merci

Di carri merci sono disponibili sul mercato centinaia di tipi, concepiti per il trasporto di diverse tipologie di merci. I principali sono:

• Carri pianali
• Carri a sponde
• Carri con scarico a gravità
• Carri a tetto mobile
• Carri cisterna
• Carri a tasca
• Bisarche
• Carri articolati etc ...

Ancora oggi I carri merci possono essere a due assi o a carrelli

Scelta del materiale rotabile

La base per la scelta del materiale rotabile da utilizzare per i diversi servizi dipende di solito da tre elementi di base :

• Cosa deve essere trasportato
• Passeggeri
• Merci
• Quali sono le quantità da trasportare
• Passeggeri per ora (o per giorno) per tratta
• Tonnellate (o TEU) per giorno per tratta
• Quali sono le caratteristiche del trasporto, sulla base delle caratteristiche dell'infrastruttura
• Tempi di percorrenza e Velocità ammesse
• Massa per asse
• Sagoma
• Lunghezza massima dei treni, etc. ...

Materiale Rotabile per servizi ausiliari

In aggiunta al materiale rotabile impiegato per treni e manovre, alcuni veicoli sono utilizzati per servizi ausiliari, quali :

• Veicoli per costruzione e manutenzione Infrastruttura
• Veicoli (o treni) diagnostici
• Veicoli per interventi di soccorso ed emergenza

Sul mercato sono disponibili numerosi tipi di veicoli specializzati per la costruzione e la manutenzione meccanizzzata della infrastruttura, spesso indicati come mezzi d'opera.

Esempio di locomotiva elettrica

La sua struttura schematica può essere la seguente Loco Cooling Fans Circuit Breaker Compressor Main Rectifier Pantograph Battery DC Link Motor Blowers Main Inverter Auxiliary Rectifier Main Transformer Axle Brush 3-Phase AC Motors 3-Phase AC Motors To other 3-phase AC motors Block Diagram of Modern AC Electric Locomotive

Esempio di locomotiva diesel-elettrica

Auxiliary InverterEsempio di una locomotiva diesel-elettrica La sua struttura schematica può essere la seguente Main Alternator Auxiliary Alternator Air Intakes Rectifiers/ Inverters Radiator Radiator Fan Turbo Charger Control Stand Batteries Gear Box Cab Diesel Engine Sand Box Drive Shaft Air Compressor Fuel Tank (one side) Air Reservoirs (other side) Motor Blower Traction Pinion & Motor Gear Wheel

I mezzi di trazione diesel

Truck Frame Electronic ControlsI mezzi di trazione diesel 1 HP (cavallo vapore) = 735,5 W (Watt) Le locomotive Diesel ed i DMUs possono essere di tre diversi tipi:

• Diesel Meccanico (fino a circa 400 HP), con una trasmissione meccanica fra motore primario ed assi motori
• Diesel Idraulico (da circa 400 a circa 1000 HP), con un convertitore di coppia idraulico fra motore primario ed assi motori
• Diesel Elettrico (oltre 1000 e fino a 6000 HP), con un generatore elettrico a valle del motore primario e motori di trazione elettrici

I principali componenti ed equipaggiamenti di bordo

I principali componenti ed equipaggiamenti di bordo del materiale rotabile possono essere elencati come segue:

• Cassa e strutture meccaniche connesse
• Carrelli e rodiggio
• Impianti di trazione (Alta Tensione)
• Impianti elettrici ausiliari (Media Tensione)
• Impianti elettrici di batteria (Bassa Tensione)
• Impianto produzione aria
• Impianto frenante
• Sottosistema Segnalamento di Bordo (SSB)
• Organi di accoppiamento
• Altri equipaggiamenti (porte, antincendio, ... )

Ovviamente quanto sopra si applica al materiale motore e, solo in parte, al materiale trainato

Esempi di materiale rotabile

Locomotiva elettrica

Locomotiva elettrica (monotensione o politensione, con o senza ultimo miglio) capacità della locomotiva di funzionare sia su tratti elettrificati che non elettrificati, grazie a un motore ausiliario diesel per i tratti non elettrificati RAILPOOL

Locomotiva Diesel-Elettrica da treno

Locomotiva Diesel-Elettrica da treno

Locomotiva da treno Diesel-Elettrica pesante (Heavy Haul)

Locomotiva da treno Diesel-Elettrica pesante (Heavy Haul) 14019 4019

• Potenza e Prestazioni: Queste locomotive sono dotate di motori diesel di grande potenza e generatori elettrici per fornire la forza necessaria per spostare carichi pesanti. Alcuni dei modelli più potenti possono raggiungere fino a 6000 HP.
• Efficienza: Le locomotive diesel-elettriche per il trasporto pesante sono progettate per essere efficienti, riducendo i costi operativi e minimizzando l'impatto ambientale. Ad esempio, la locomotiva FLXdrive di Wabtec, la prima locomotiva pesante al 100% a batteria, è in grado di ridurre i costi del carburante e le emissioni di una percentuale a doppia cifra.
• Ricarica Regenerativa: Alcune locomotive pesanti, come la FLXdrive di Wabtec, sono in grado di ricaricare le loro batterie utilizzando l'energia prodotta dal freno rigenerativo. Questo significa che la locomotiva può ricaricare le sue batterie durante la discesa di una montagna, utilizzando l'energia immagazzinata per risalire la montagna.
• Versatilità: Queste locomotive sono spesso progettate per operare in una varietà di condizioni climatiche e geografiche, rendendole adatte per molte applicazioni ferroviarie.

Locomotiva da manovra pesante (a carrelli)

Locomotiva da manovra pesante (a carrelli) northrail Le locomotive diesel-elettriche pesanti a carrelli, o "bogie", sono progettate per gestire carichi molto pesanti e hanno alcune caratteristiche uniche:

• Carrelli a 3 Assi: Questi carrelli sono spesso utilizzati nelle locomotive pesanti per distribuire il peso del treno su un'area più ampia, riducendo così la pressione sulle rotaie. Questo può aiutare a prevenire danni alla struttura dei binari.
• Guida Radiale: Alcuni carrelli utilizzano un sistema di guida radiale, che permette alle ruote di allinearsi con la curvatura del binario. Questo può aiutare a ridurre l'usura delle ruote e a migliorare l'efficienza del treno.
• Sospensione Primaria: Queste locomotive utilizzano una sospensione primaria che fornisce sia una sufficiente resilienza per la sterzata su curve di raggio moderato a grande durante la marcia libera, sia un buon controllo dinamico degli assi delle ruote durante l'intervallo di servizio del carrello.
• Alta Potenza e Prestazioni: Queste locomotive sono dotate di motori diesel di grande potenza e generatori elettrici per fornire la forza necessaria per spostare carichi pesanti.
• Versatilità: Queste locomotive sono spesso progettate per operare in una varietà di condizioni climatiche e geografiche, rendendole adatte per molte applicazioni ferroviarie.

Locomotiva da manovra leggera (ad assi)

Locomotiva da manovra leggera (ad assi) DOW Utilizzate principalmente per operazioni di manovra, come il movimento di carri o vagoni all'interno di un deposito o di una stazione. Ecco alcune delle loro caratteristiche principali:

• Alimentazione: Queste locomotive possono essere alimentate elettricamente, termicamente o in modo ibrido.
• Leggerezza: Sono progettate per essere quanto più leggere possibile. Questo permette una maggiore manovrabilità e un minor consumo di energia.
• Trasmissione: La coppia disponibile al motore viene trasmessa agli assi della locomotiva a mezzo di ingranaggi di riduzione.
• Versatilità: Alcuni tipi di locomotive possono essere utilizzate sia per treni che per manovre.