Tramvaj: od kod dobi tok in kako vozi po mestu

Tramvaj dobi tok iz žice, napete nad tiri, ki ji pravimo vozni vod. Na strehi ima odjemnik toka, ki se žice ves čas dotika. Tok steče skozi motorje in odteče prek koles v tirnice, ki ga vodijo nazaj. V Bratislavi je v žici enosmerna napetost 600 voltov.

Motorji so v podstavnih vozičkih, torej okvirjih s kolesi pod vagonom, in prek zobniškega prenosa vrtijo osi. Jekleno kolo se po jekleni tirnici kotali z majhnim uporom, tirnice pa tramvaj hkrati vodijo, zato ne potrebuje volana. Prvi električni tramvaj v stalnem javnem prometu je vozil od leta 1881 pri Berlinu, pred tem so vagone po tirnicah v mestih vlekli konji. V Bratislavi tramvaj vozi od leta 1895.

Od kod tramvaj dobi tok in kako ga pretvori v gibanje

Vozni vod je žica, napeta nad progo, ki je pod napetostjo. Tramvaj se je dotika z odjemnikom toka na strehi, tok pa gre prek krmilne naprave do motorjev. Iz motorjev nadaljuje prek koles v tirnice in po njih nazaj v napajalno postajo, ki napaja vod. Električni krog se tako sklene brez druge žice.

Večina tramvajskih omrežij ima pozitivni pol v žici in negativnega v tirnicah. Tako vezano omrežje s korozijo manj poškoduje kovinske cevi, položene v zemljo ob progi. Bratislava uporablja prav to vezavo z napetostjo 600 voltov enosmernega toka.

Odjemnik toka ni bil vedno enak. Na starih fotografijah in na modelih najdeš tri vrste:

• Odjemnik z drogom. Dolg drog na strehi s kolescem ali drsno glavo na koncu. Vzmet ga od spodaj pritiska na žico. Značilen je bil za ameriška omrežja.
• Lirasti odjemnik. Ločni okvir, ki se z zgornjim robom naslanja na žico. Zasnoval ga je Walter Reichel, sodelavec Wernerja von Siemensa, leta 1889, in v celinski Evropi je hitro postal običajen.
• Pantograf. Zložljiv zglobni okvir s široko letvijo na vrhu. Z žice skoraj ne skoči, zlahka se dvigne in spusti, danes pa ga ima večina tramvajev.

Tok poganja vlečne motorje, torej elektromotorje, ki vozilo vlečejo. Vsak motor navadno vrti eno os prek zobniškega prenosa, ki zmanjša vrtljaje motorja in poveča silo na kolesih. Starejši tramvaji so imeli enosmerne motorje za približno 600 voltov. Pri majhni hitrosti dajejo veliko silo, kar pride prav ravno pri speljevanju. Novejša vozila imajo izmenične motorje, ki jim elektronika prilagaja tok iz voda.

Zakaj vozi po tirnicah ter kako spelje in zavira

Tirnice dajo tramvaju dve stvari: majhen kotalni upor in natančno vodenje. Kovinsko kolo se po kovinski tirnici kotali z majhnim uporom, lažje kot kolo voza po tlakovcih. Že pri konjskih tramvajih je to pomenilo, da je konj po tirnicah zvlekel več kot po cesti in da je bila vožnja bolj gladka.

Na tirnici tramvaj drži predvsem oblika koles. Njihova vozna površina je rahlo stožčasta, zato se kolesna dvojica, torej dve kolesi na skupni osi, sama vrača na sredino tira. Venec, torej privzdignjen rob na notranji strani kolesa, poseže vmes šele, ko to ne zadošča, na primer v ostrem loku.

V mestu ležijo tirnice v ravnini cestišča, zato se uporablja žlebasta tirnica. Ob glavi tirnice ima žleb, po katerem teče venec, avtomobili in pešci pa lahko progo prečkajo. Izumil jo je francoski izumitelj Alphonse Loubat leta 1852. Žleb se zamaši s peskom in umazanijo in ga je treba čistiti, sicer tramvaj vozi trdo in se lahko poškodujeta kolo in tirnica. Za kolesarja je to mesto, kjer se mu lahko zatakne kolo.

Voznik upravlja speljevanje in zaviranje s krmilnikom. Starejši tramvaji so imeli posebno ročico za vožnjo in posebno za zavoro, novejši imajo en krmilnik z varnostnim stikalom, ki tramvaj ustavi, ko ga voznik neha držati. Za zaviranje ima tramvaj več sistemov:

• Električna zavora. Motorji se pri zaviranju preklopijo v generatorje in gibanje pretvarjajo nazaj v tok. Ta se bodisi vrne v vod bodisi se v uporih pretvori v toploto. Tarne zavore se tako manj obrabljajo.
• Tarne zavore na kolesih. Tramvaj ustavijo tudi takrat, ko električna zavora odpove.
• Tirna zavora. Elektromagneti, obešeni na podstavni voziček tik nad tirnico, se pritegnejo k tirnici in zavirajo s trenjem neposredno ob njo. Ni odvisna od tega, kako se kolesa držijo tirnice, zato pomaga tudi na mokri progi. Uporablja se pri hitrem in zasilnem zaviranju.

Kako je iz konjskega tramvaja nastal električni tramvaj

Pred elektriko so vagone po tirnicah na ulicah vlekli konji. Tak konjski tramvaj so uvedli v New Yorku leta 1832 in od tam se je razširil v druga ameriška in evropska mesta. Vagon s konji je peljal več ljudi in bolj gladko kot omnibus, torej konjski avtobus brez tirnic.

Konji pa so imeli svoje meje. En konj je delal štiri do pet ur na dan, zato je proga za en vagon potrebovala tudi deset konj v hlevu. Treba jih je bilo krmiti, negovati in za njimi pospravljati gnoj.

Prvi električni tramvaj za stalni javni promet je podjetje Siemens & Halske zagnalo 16. maja 1881 v Lichterfeldu pri Berlinu. Proga je merila 2,4 kilometra, tok z napetostjo 180 voltov pa so vodile kar tirnice, podobno kot pri današnji modelni železnici. Na prehodih so zato ljudje in konji dobivali električne udare. Vozni vod je ta proga dobila šele leta 1891.

K širjenju napajanja od zgoraj je znatno prispeval ameriški izumitelj Frank J. Sprague, ki je izpopolnil odjemnik z drogom. Od leta 1888 so njegovi tramvaji vozili v Richmondu v ZDA, tudi v klance z nagibom več kot 10 odstotkov. Elektrika je nato hitro nadomeščala konje, v 90. letih 19. stoletja pa so konjski tramvaji v ZDA in v Evropi začeli postopoma izginjati.

V Bratislavi je prvi tramvaj s potniki odpeljal 27. avgusta 1895, v času, ko so mnoga evropska mesta še imela konjski tramvaj. Tok z napetostjo 550 voltov je proizvajala parna elektrarna na današnji Pribinovi ulici. Glavna proga je merila 3125 metrov, imela je 12 postajališč, vožnja po njej pa je trajala 16 minut. Prvi dan se je s tramvajem peljalo 2468 potnikov.

Kaj opaziti na modelu zgodovinskega tramvaja

Model zgodovinskega tramvaja prikazuje iste dele kot pravo vozilo, le poenostavljeno. Katere od njih ima tvoj model in ali se nekateri premikajo, izveš iz njegovih navodil in slik. Ko si ga ogleduješ, se osredotoči na ta mesta:

• Odjemnik toka na strehi. Po obliki ugotoviš, kateri sistem je napajal predlogo: dolg drog je odjemnik z drogom, ločni okvir lirasti odjemnik, zložljiv zglobni okvir pa pantograf. Pri odjemniku z drogom poglej, kam drog kaže. Na pravem tramvaju se je drog vlekel za vagonom, ne pred njim, sicer je zlahka skočil z žice. Na končni postaji so ga zato pri dvosmernih vagonih obračali v novo smer vožnje.
• Podstavni voziček in osi. Preštej osi pod vagonom. Prvi električni tramvaji so bili majhni štirikolesni vagoni z dvema osema. Pozneje so jih zamenjali težji osemkolesni vagoni, ki so prepeljali veliko več ljudi in so imeli kolesa navadno v dveh vrtljivih podstavnih vozičkih. Na pravem tramvaju so kolesa trdno na osi in motor vrti celo os.
• Kabina in ploščadi. Poglej, ali ima model voznikovo mesto na enem koncu ali na obeh. Dvosmerni tramvaj z upravljanjem na obeh koncih lahko na končni postaji le spremeni smer, enosmerni se na končni postaji obrne na obračališču. V Bratislavi vozita obe vrsti.
• Kolesa. Če imajo kolesa modela privzdignjen rob, je to venec. Primerjaj, na kateri strani kolesa je: na pravem tramvaju je na notranji strani, med tirnicama.

Če si želiš te dele ogledati na lastnem modelu, lahko izbereš lesen model Zgodovinski tramvaj Rolife TG505 ali Klasični mestni tramvaj ROKR LK801. Model ROKR LK801 po opisu v trgovini posnema lizbonski tramvaj linije 28 in ima vzmetni mehanizem, ki ga potisne naprej. Oba modela sta po podatkih v trgovini namenjena od 14. leta naprej.

Pogosta vprašanja