Veturi on kiskoilla kulkeva laite, jonka tarkoitus on vetää junaa. Veturi ei kuljeta matkustajia tai tavaraa - silloin se olisi moottorivaunu. Veturissa on voimanlähde - höyrykone, polttomoottori, akku... - tai virroitin tms. laite, jolla saadaan käyttövoima ulkoisesta lähteestä, voimansiirtojärjestelmä, jolla käyttövoima siirretään vetopyöriin, sekä tehonsäätö- ja jarrulaitteet, joilla veturia hallitaan. Veturissa voi olla ohjaamo, jossa on hallintalaitteet, mutta on myös pelkästään kauko-ohjattaviksi tehtyjä vetureita. Monia nykyisiä veturityyppejä voi kytkeä yhteen, jolloin yksi kuljettaja voi ajaa useaa veturia yhtenä yksikkönä, "nippuna". (Juhana Sirén)
Moottorivaunussa on yhdistetty veturi ja vaunu: se on näkökulmasta riippuen vaunu, joka kulkee omalla voimallaan tai veturi, joka kuljettaa matkustajia (tai tavaraa). Siinä on samat perusosat kuin veturissa - voimanlähde, voimansiirto ja hallintalaitteet - sekä niiden lisäksi matkustaja- tai tavaraosasto tai molemmat. Moottorivaunussa on ohjaamo hallintalaitteineen usein (muttei välttämättä) molemmissa päissä.
Moottorivaunuja voi usein kytkeä yhteen ja syntynyttä junaa ajaa yhtenä yksikkönä kummasta päästä tahansa. Tällöin junaa ei tarvitse pääteasemilla kääntää. (Sirén)
Vaunu on kiskoilla kulkeva, veturilla tai joissakin tapauksissa moottorivaunulla vedettävä yksikkö, jonka tarkoitus on kuljettaa matkustajia tai tavaraa. Nimenomaan moottorivaunun vedettäväksi tarkoitettua vaunua, jossa on usein erityiset kytkinlaitteet, sanotaan liitevaunuksi. Sellaisessa voi olla myös moottorivaunun hallintalaitteet. Tällöin puhutaan ohjausvaunusta. (Sirén)
1. Juna on useammasta tai yhdestä veturista ja/tai vaunusta koostuva liikkuva yksikkö. Juna voi koostua myös vähintään yhdestä moottorivaunusta, jolloin ei tarvita veturia.
2. Junaliikenteessä erotetaan vaihtotyö ja juna. Junaturvallisuussäännön (JT) mukaan juna koostuu veturista, vetovaunusta, pienkalustosta tai työkoneesta yksinään tai vaunujen kanssa, kun se on asetettu kulkuun junana. Junalla on aikataulu, ja sitä koskee junaliikenteen turvallisuusmääräykset (mm. varattu kulkutie, määrätty jarrutuskyky, määrätty koko). (Kotimäki)
Sähköveturi ottaa sähkövirtaa radan yläpuolelle pingotetusta ajojohdosta (=ajolangasta) tai raiteen vieressä tai kiskojen välissä olevasta virtakiskosta. Ajolangasta saatu jännite (Suomessa VR:llä 25 kV:n vaihtojännite) muunnetaan muuntajalla alemmaksi ennen kuin sillä syötetään ajomoottorikäyttöjä.
Ajomoottorikäyttöjä on kahta päätyyppiä. Vanhemmissa vetureissa ja moottorivaunuissa käytetään tyristoriohjattuja tasavirtakäyttöjä. Nykyään suositaan tehoelektroniikassa tapahtuneen kehityksen mahdollistamia vaihtosuuntaajaohjattuja oikosulkumoottorikäyttöjä niiden pienemmän huollontarpeen ja tarkemman säädettävyyden takia. Ajomoottoreilta teho johdetaan akseleille tyypillisesti yksivälityksisen hammasvaihteen kautta, sillä sähkömoottoreiden vääntömomenttiominaisuudet ovat hyvät laajalla kierroslukualueella lähtien paikallaanolosta.
Sähköveturin muuntajassa on myös apukäämit veturin apulaitteita ja junan tarpeita varten.
(Juhana Sirén, Hannu Koskenvaara; tehty 14.9.03, päivitetty 28.9.03)
Dieselveturin energianlähteenä toimii nimen mukaisesti dieselmoottori. Koska dieselmoottori toimii tehokkaasti vain kapeahkolla kierroslukualueella ja vieläpä korkeilla kierroksille, voimansiirto joudutaan tekemään huomattavasti sähkövetureja monimutkaisemmiksi.
a) Dieselsähköisessä veturissa dieselmoottori pyörittää sähkögeneraattoria, joka tuottaa ajomoottoreille sähköä - ja tästä eteenpäin veturi toimii kuten sähköveturi.
b) Hydraulisessa, täsmällisemmin hydrodynaamisessa, voimansiirrossa teho siirretään moottorilta akseleille hydrodynaamisen momentinmuuntimen, hammaspyörävaihteiston, nivelakselien ja akselinkäyttölaitteiden välityksellä. Vaihteita on yleensä useampia, esimerkiksi Dv12, Dv15 ja Dv16:ssa kolme. Momentinmuunnin on laite, joka muuntaa moottorin tehon nesteen liike-energiaksi ja takaisin pyörimiseksi. Momentinmuunnin mahdollistaa dieselmoottorin käynnin sopivalla kierrosluvulla junan lähtiessä paikallaan.
c) Mekaanisella vaihteistolla varustettuja vetureita on ollut, mutta suuremmilla tehoilla ne eivät tahdo kestää.
Dieselveturien apulaitteet voivat toimia pienten apudieselmoottorien käyttäminä, sähköisesti tai hydraulisesti. Jälkimmäisissa tapauksissa energia saadaan päämoottorin pyörittämälta generaattorilta tai hydraulipumpulta.
(Juhana Sirén, Hannu Koskenvaara; tehty 14.9.03, päivitetty 28.9.03)
Höyrysäiliöveturi on ilman omaa höyrynkehityslaitteistoa oleva, kattilan paikalla olevalla painesäiliöllä varustettu höyryveturi, joka ladataan korkeapainehöyryllä erillisessä tankkauspisteessä, jollaisia oli tehtaiden ja sahojen maahöyrykattiloissa. Tämä siksi että veturilla saattoi ajaa tulenaroilla tehdasalueilla eli mm. lautatarhoilla, polttoainevarastoissa sekä ahtaissa varastotiloissa, joissa normaalin höyryveturin savu ja kipinät olisivat muodostaneet liian pahan tulenvaaran.
Veturityyppi poistettiin käytöstä vasta 1980-luvulla, vihoviimeinen taisi olla Oulu Oy:n Nuottasaaren tehtaiden Henschel, 23824/1937, 0-4-0f, joka lahjoitettiin muutaman vuoden varastoinnin jälkeen peruskunnostettuna Haapamäen Höyryveturipuistolle vuonna 1988. Vuonna 1972 katsastettiin viimeisen kerran uusin höyrysäiliövetureista, Enson Pankakosken tehtaiden amerikkalainen H K Porter 31629/1948, 0-4-0f, jota tänään säilytetään Pielisen museossa Lieksassa - valitettavasti ulkona sään armoilla. Veturityyppiä on näiden kahden lisäksi säilynyt kaksi muuta leveäraiteista: entinen Saastamoinen Oy:n Haapaniemen sahan Borsig 10933/1923, 0-4-0f, "Kuopion Karhu", joka odottaa kunnostusvuoroaan Haapamäellä, entinen A Ahlström Oy:n Hanomag 10594/1928, 0-4-2f, joka on Toijalan Veturimuseossa sekä kaksi kapearaiteista: Enson Kotkan tehtaiden saksalaisperäinen Hohenzollern 4552/1929, 0-4-0f, jonka raideleveys on 1067 mm (museoituna Kotkassa) sekä entinen Metsäliiton Äänekosken tehtaiden ÄSR3, Orenstein & Koppel 11990/1929, 0-6-0f, 750 mm, joka on Minkiön Kapearaidemuseossa. (Kari Jokinen).
Vaikka mitä.
Normaaliraiteiseksi sanotaan rataa, jonka raideleveys on 1435 mm. Tätä leveämmät ovat leveäraiteisia ja kapeammat kapearaiteisia. Jos raideleveys on alle 381 mm, rataa sanotaan pienoisrautatieksi, vaikka sillä voitaisiinkin kuljettaa matkustajia tai tavaraa.
Tyypillisiä raideleveyksiä:
1674 mm - Espanja, Portugal
1524 mm - Suomi (5 jalkaa)
1520 mm - Venäjä, ent. Neuvostoliiton maat
1435 mm - normaaliraide
1067 mm - Etelä-Afrikka, Japani (paitsi Shinkansen-radat)
1000 mm - Helsingin raitiotiet
914 mm (3 jalkaa)
900 mm
891 mm (3 Ruotsin jalkaa, Roslagsbanan)
762 mm (2 1/2 jalkaa)
750 mm
600 mm
381 mm (15 tuumaa) - Romney, Hythe & Dymchurch Railway
(Sirén, Heikkilä; tehty 14.9.03, päivitetty 28.9.03)
Suomen ensimmäiset rautatiet rakennettiin Venäjän vallan aikana, jolloin oli luonnollista käyttää samaa raideleveyttä kuin Venäjän rautateillä. Venäjällä taas raideleveys juontaa juurensa siitä, että Pietari-Moskova-radan rakentamisen aikaan 1850-luvulla Venäjä ja Englanti olivat sodassa, joten rakentamistietoa ja -taitoa piti lähteä hakemaan Yhdysvaltojen etelävaltioista, jossa silloin käytetty raideleveys oli 5 jalkaa eli 1524 mm. Venäjällä (ja osassa ent NL:a) nimellisraideleveys on nykyään 1520 mm. Suomalainen ja venäläinen kalusto voi edelleen käyttää rataverkkoja hyvin ristiin, sillä 4 mm mahtuu vielä radan toleransseihin. (Sirén, Ronkainen, Kotimäki, Allen)
1524 mm:n raideleveyden tulo Venäjälle on tarina sinänsä. Lyhyesti kerrottuna Pietari-Moskova-radan rakentamisen aikaan 1850-luvulla Venäjä ja Englanti olivat sodassa, joten rakentamistietoa ja -taitoa piti lähteä hakemaan Yhdysvaltojen etelävaltioista. Enemmän yksityiskohtia on luettavissa Martti Rinteen kirjoittamassa kirjassa Aseman kello löi kolme kertaa, Otava 2001. (Simo Toikkanen)
Suomen raideleveyden kaventaminen keskieurooppalaiseksi on ollut aina silloin tällöin esillä. Pisimmälle lienee päästy ensimmäisen maailmansodan jälkeisessä myllerryksessä, jolloin Saksasta tilatut Hv3-höyryveturit varustettiin 89 mm kapeammilla kehyksillä raideleveyden kaventamista silmälläpitäen. Nykyään samaa raideleveyttä Venäjän kanssa pidetään kilpailuvalttina. Raideleveyksistä lisää: http://parovoz.com/spravka/gauges-e.html (Simo Toikkanen, Elmo Allén)
Junat käyttävät yleensä tasa- tai vaihtovirtaa, joka otetaan radan yläpuolelle pingotetusta ajojohdosta. Myös kolmatta kiskoa on käytetty ainakin Englannissa. Paluujohtimena toimivat kiskot. Jännite on yleensä tasavirtajärjestelmissä 1000-3000 V ja vaihtovirtajärjestelmissä 15-25 kV. Etelä-Afrikassa on ratoja, joilla ajetaan 50 kV:n jännitteellä.
Suomen junat käyttävät yksivaihevaihtosähköä, jonka nimellisjännite on 25 kV ja taajuus sama 50 Hz kuin valtakunnanverkossa. Sähkö saadaan verkosta muuntajalla. Virtapiiri kulkee muuntajalta ajolangan ja virroittimen kautta veturiin ja palaa pyöräkertoja ja kiskoja pitkin takaisin syöttöasemalle. Katso myös kysymys 4 sähköveturin toiminnasta.
(Juhana Sirén, Hannu Koskenvaara; tehty 14.9.03, päivitetty 28.9.03)
Radan sähköistys on jaettu tietynmittaisiin pätkiin, joita erotusjaksoiksi. Jokaista muuntopiiriä syötetään eri sähköasemien kautta. Esimerkiksi Helsingissä Oulunkylässä on yksi noista sähkönsyöttöasemista. Se saa virtansa 110kV linjasta, mikä siis ilmeisemmin kuuluu "valtakunnan verkkoon" (Fingridiin) eikä paikalliselle sähkölaitokselle. (Sk8guy)
Juna menemisen erotusjakson yli huomaa matkustajana istuessaan moottorivaunussa mm. siitä, että moottorien tuulettimien hurina lakkaa hetkeksi. Ensimmäinen erotusjakso Helsingin jälkeen on Pasilan pohjoispuolella kummallakin radalla. (Christian).
Erotusjakson jännitteettömän osan pituus on vain joitain metrejä. Läpilyöntien/valokaarten välttämiseksi veturin pääkytkin pitää avata ennen erotusjaksoa, tämä tapahtuu automaattisesti radan keskelle sijoitettujen magneettien avulla ja ylimääräinen kesto taitaa tulla lähinnä kytkimen hitauden vaatimasta varoajasta (ei sillä matkalla taida ehtiä edes kunnolla huomata automatiikan pettäneen, pääkytkimen käsin avaamisesta puhumattakaan, paitsi todella hitaalla nopeudella). (O-V. R.)
Metro ja raitiovaunut käyttävät yleensä tasavirtaa, jonka jännite on 600-1000 V. Metro ottaa virran sivu- tai keskikiskosta ja raitiovaunu ajojohdosta. (Sirén)
Riippuu rajasta. Jos sähköjärjestelmä on kummallakin puolella sama, voidaan ajaa suoraan yli. Näin tehdään esim. Saksan ja Itävallan välillä. Samoin jos sähköjärjestelmät eroavat, mutta veturia voidaan ajaa molemmilla järjestelmillä (ns. kaksi- tai monijärjestelmäveturi), voidaan ajaa suoraan. (Nämä edellyttäen että muut määräykset sallivat veturien liikennöinnin ristiin). Kaksijärjestelmävetureita (3000V DC / 25kV AC) on käytössä niinkin lähellä kuin kotoisella itärajalla välillä Vainikkala-Viipuri. Venäläisen veturiluettelon mukaan VL82M:n peruskonstruktio on vuodelta 1972, teho 5760kW, maksimivetokyky 666kN ja huippunopeus 110km/h.
Jollain harvoilla raja-asemilla Euroopassa on järjestelmä, jossa raiteen sähköjärjestelmää on voinut vaihtaa, katso http://bueker.net/trainspotting/index.php. Nämä harvinaisuudet ovat poistumassa monijärjestelmäveturien myötä. Ilman monijärjestelmäveturia on vaihdettava veturia rajalla tai käytettävä diesel-veturia. (Sirén, Kotimäki, Heikkilä; tehty 14.9.03, päivitetty 4.10.03)
Virroitin on laite, jolla otetaan sähköä ajojohdosta. Virroittimia on raitiovaunuissa, sähkövetureissa ja -moottorivaunuissa sekä Keski-Euroopassa joissakin ravintolavaunuissa. Onpa Sveitsissä ollut virroittimella varustettu höyryveturikin! (Sirén)
Siinä tapauksessa että virroitin rikkoutuisi vauhdissa, se ei hajota katolla olevia laitteita. (Sirén)
Joissakin dieselveturityypeissä on generaattori, josta saadaan vaunuille sähköä. Suomessa Dr16:ssa on 1500 V liitäntä vaunuille. Joissakin vaunutyypeissä - esim. VR:n sinisissä matkustajavaunuissa on omat generaattorit, jotka saavat käyttövoimansa vaunun akselista junan liikkuessa; junan seistessä käytetään akkuja. Joissakin vaunuissa - VR:llä sinisissä ravintolavaunuissa - on oma aggregaatti; lisäksi on erillisiä aggregaattivaunuja, joita käytetään, kun muualta ei saada sähköä. (Sirén)
On. Etelä-Suomen paikallisliikennettä hoitavissa Sm1- ja Sm2-sähkömoottorijunissa kaksivaunuisen yksikön toinen vaunu on moottorivaunu (Sm1, Sm2) ja toinen ohjausvaunu (Eio, Eiob, Eioc). Ohjausvaunussa on hallintalaitteet, joilla voidaan ohjata moottorivaunua - käytännössä suunnilleen samanlainen ohjaamo kuin moottorivaunussa. Vaunujen välissä kulkee kaapeli, jota pitkin menevät sähköiset ohjaussignaalit moottorivaunuun. (Sirén)
Niin nopeasti kuin saavat ja voivat, matkustajien mielestä yleensä liian hitaasti :)
Junilla on seuraavanlaisia nopeusrajoituksia:
- junakohtainen nopeusrajoitus, joka riippuu junassa olevasta kalustosta ja junan jarrutuskyvystä
- rataosakohtainen nopeusrajoitus
- kaarteista, silloista yms. johtuvat nopeusrajoitukset
- vaihteiden sekä opastimien ja muiden turvalaitteiden aiheuttamat nopeusrajoitukset
Suomessa tavarajunien suurin sallittu nopeus (Sn) on yleensä luokkaa 80-120 km/h, matkustajajunien 140-160 km/h, Pendolinon käytännössä 200 km/h.
Varsinainen nopeus riippuu aikataulusta, nousuista, kelistä (esim. syksyisin kiskoille pudonneet lehdet liiskaantuvat liukkaaksi massaksi, mikä hidastaa kiihdytyksiä ja pidentää jarrutusmatkoja), kuljettajasta ja vaihteesta poikkeavalle raiteelle ajettaessa. (Sirén)
On, joskin melko harvassa. Yleensä mukana on kuljettaja vähintään hätävarana siltä varalta että automatiikka hajoaa. Suomessa automaattijunia ei ole. Tukholman metro, Tunnelbana, on lähes automaattinen järjestelmä, jossa kuljettaja lähinnä sulkee ovet ja painaa kahta kahvaa, joilla päästää junan liikkeelle. Junan kulku säätyy automaattisesti. Järjestelmästä suunniteltiin alunperin täysin automaattista.
Lontoossa on Docklands Light Railway, joka on täysin automaattinen. Siinäkin pystyy kuljettaja tarvittaessa ajamaan junaa. Yhteistä automaattijärjestelmille on se, että ne toimivat suljetussa verkossa, jossa mahdollisimman moni tekijä on ennakoitavissa: junat ovat vakiopituisia ja kulkevat säännöllisillä aikatauluilla, ja radat ovat tunnelissa, silloilla tai muuten hyvin eristettyjä ympäristöstään. (Sirén)
Junan ilmajarrut toimivat pääpiirteissään seuraavasti: Junan läpi kulkee jarrujohto, jossa on normaalisti tietty paine. Tällä paineella täytetään vaunuissa olevat ilmasäiliöt eli ns. apusäiliöt. Kun jarrujohdon paine laskee, vaunussa oleva toimintaventtiili päästää pääsäiliöstä ilmaa jarrusylinteriin, kunnes pääsäiliön paine vastaa jarrujohdon painetta. Kun jarrujohdon paine palautuu normaaliksi, toimintaventtiili päästää jarrusylinterin tyhjenemään ja apusäiliön täyttymään.
Itsetoimisen jarrujärjestelmän jarrujohdon paine jarrut irrotettuna on 5,0 bar. Tämä paine syötetään veturissa olevasta ns. kuljettajaventtiilistä eli käytännössä kuljettajan käyttämän jarrukahvan jatkeena olevasta paineilmalaitteesta. Jarrujohdon paineenalennus aiheuttaa sen, että toimintaventtiili syöttää apu(ilma)säiliöstä ilmaa jarrusylinteriin. Maksimi jarrusylinterin paine saavutetaan silloin, kun jarrujohdon paine on laskenut 3,5 bariin. Vaikka jarrujohdon paine laskisi vielä tämän arvon alle, ei jarrusylinterin paine nouse enempää eikä jarruvoima tätä kautta lisäänny. Tyypillinen jarrusylinterin maksimipaine on luokkaa 4 bar. Jarruvoimaa vähennetään nostamalla jarrujohdon painetta, jolloin toimintaventtiili vähentää vastaavasti jarrusylinterin painetta. Jarrut irrottuvat kokonaan jarrujohdon paineen ollessa jälleen 5,0 bar.
Tällaisen järjestelmän etu on, että jarrujohdon katketessa junassa menevät kaikki jarrut automaattisesti päälle.
Jarrupainoprosentti on junan jarrutuskyvyn mittari. Jokaiselle veturille ja vaunulle on määritelty jarrupaino, joka ilmaisee yksikön jarrutuskykyä. Jarrupainoprosentti saadaan jakamalla junan jarrupaino kokonaispainolla ja kertomalla tulos sadalla. Yleensä junan jarrupainoprosentti saadaan suoraan tietojärjestelmästä, joka laskee sen automaattisesti: järjestelmässä on tieto kunkin vaunun kokonaispainosta ja jarrupainosta.
Yksikön jarrupaino voi olla suurempi kuin sen kokonaispaino, jos siinä on ns. kiskojarru, joka on sähkömagneetti, joka tarttuu kiskoon kiinni ja siten hidastaa junaa. Jos junan jarrupainoprosentti jää liian alhaiseksi, sen Sn laskee, koska junan tulee pystyä pysähtymään tietyllä matkalla (esi- ja pääopastimen väli on yleensä 1200 m).
Jarrulaji: Jarrujen toimintaa on tarkoituksellisesti hidastettu koko junassa tapahtuvan jarrujen yhtaikaisen toiminnan varmistamiseksi siten, että jarrujen kiinnittyminen kestää muutamia sekunteja ja irrottuminen matkustajajunassa luokkaa 10 sekuntia mutta tavarajunassa jopa minuutin. Ero tehdään asettamalla vaunukohtainen jarrulajiasetin jompaan kumpaan pääjarrulajin asentoon: asento P matkustajajunissa ja asento G tavarajunissa. Jotkut nopeat tavarajunat käyttävät jarrulajia P.
Sähköohjattu jarrujärjestelmä: toimii siten että elektropneumaattisilla (sähköohjatuilla paineilmaventtiileillä) eli EP-venttiileillä päästetään syöttöjohdosta (pääsäiliöstä) ilmaa jarrusylinteriin ja toisella venttiilillä sieltä pois. Ohjaus tapahtuu sähköisesti ajopöydästä. Järjestelmää käytetään moottorijunissa (Dm, Sm) ja sen etu on nopea ja välitön, yhtaikainen toiminta koko junassa (kaikissa junayksiköissä). Junan katkeamisen aiheuttama jarrutus varmistetaan käyttämällä ns. lepovirtaperiaatetta, jossa jarrut pysyvät irti niin kauan kuin ohjausvirtaa riittää, ja kiinnittyvät ohjausvirran katketessa. Samankaltainen jarrujärjestelmä otetaan tulevaisuudessa käyttöön IC-vaunuista kootuissa junissa.
Vetureissa käytetään lisäksi pelkästään veturin paineilmajarruihin vaikuttavaa suoratoimijarrua, jossa erillisellä, suoratoimijarrun kuljettajaventtiilillä (jarrukahvalla) lasketaan ilmaa suoraan veturin pääsäiliöstä jarrusylinteriin. Järjestelmän etuna on toiminnan tarkkuus ja nopeus ja se helpottaa vetoyksikön käsittelyä ratapihoilla, junaan kiinni ajettaessa jne.
Veturissa tai moottorijunassa voi olla myös sähköjarru. Järjestelmässä käytetään ajomoottoreita generaattoreina ja niiden tuottama teho syötetään joko jarruvastuksiin (Sr 1, etenkin amerikkalaiset dieselveturit jne. ) tai takaisinkytkennällä sähköverkkoon (ns. hyötyjarru, Sr 2). Järjestelmän etuna on tässäkin tarkka säädettävyys sekä automatisointimahdollisuus (automaattinen tavoitenopeuden saavuttaminen sekä ylläpito jarrutuksissa) sekä mahdollisuus käyttää riittävää jarrutehoa pitkiä aikoja ilman junan jarrujen ylikuumentumisvaaraa (alppimaat ja Yhdysvallat). Järjestelmän käyttö myös vähentää junan jarrujen kulumista ja takaisinsyöttävässä eli regeneratiivisessa eli hyötyjarrutuksissa myös energian kokonaiskulutusta. Joissakin saksalaisperäisissä vetureissa on käyttötarkoitukseltaan vastaava järjestelmä asennettuna veturin hydrauliseen vaihteistoon; tällöin puhutaan hydraulijarrusta.
(Sirén, Lumirae)
Monissa vetureissa on erikseen hätäjarrukahva, jota käyttämäällä jarruletku tyhjenee heti ja aiheuttaa voimakkaan jarrutuksen koko runkoon. Hätäjarrun avulla juna saadaan vaaratilanteessa pysähtymään nopeasti. Myös JKV osaa käyttää hätäjarrua automaattisesti, mikäli kuljettaja ei noudata annettuja opasteita, samoin ns. kuolleenmiehen kytkimen painamatta jättäminen aiheuttaa hätäjarrutuksen. Hätäjarrutuksen huonoja puolia on mm. se että se aiheuttaa usein veturiin / vaunuihin lovipyörän. Pyörien lukkiuduttua junan massa ja pieni kitkakerroin pyöräkerran ja kiskon välillä aiheuttaa sen ettei juna puysähdy välittömästi vaan liukuu kiskon pinnalla. Hätäjarrutusta voidaan tehostaa lisäämällä kiskoille hiekkaa veturin hiekoituslaitteella. (Perttu Karttunen 5.10.2005)
[kirjoittakaa joku]
Sillä merkitään veturin pyöräjärjestystä. Merkintätapa toimii seuraavasti: Ei-vetävien akseleiden lukumäärä merkitään numeroin, vetävien kirjaimin: A=1, B=2, C=3 jne. o tarkoittaa että akseleita ei ole kytketty mekaanisesti yhteen. Oikeastaan merkinnän pitäisi luultavasti olla Bo'Bo', missä heittomerkki ' tarkoittaa telissä sijaitsevia akseleita. Akseleita voi selvyyden vuoksi ryhmitellä sulkumerkeillä ().
Kytkintangoin varustetuissa vetureissa (höyryvetureissa, joissakin vanhemmissa diesel- ja sähkövetureissa) pyörästö merkitään hieman eri tavalla. Vasemmanpuoleisena on veturin etummaiset pyörät. Ensimmäinen numero tarkoittaa siis juoksutelin akseleiden lukumäärää, keskimmäinen (keskimmäiset) vetopyörien ja oikeanpuoleisin laahustelin akselien lukumäärää.
Tämän lisäksi merkitään usein perään moottorin ja voimansiirron tyyppi.
Moottorityypit:
d: dieselmoottori
b: bensiinimoottori
E: sähköveturi
Voimansiirtotyypit:
m: mekaaninen
h: hydraulinen
e: sähköinen
Otetaanpa pari esimerkkiä.
Helppo tapaus, Vempu eli Dv15: D. Neljä yhteenkytkettyä vetoakselia.
Toinen helppo, Alppiruusu, Sr2: Bo'Bo'. Kaksi kaksiakselista teliä, joka akselilla oma ajomoottorinsa.
Entäpä vanha kunnon lättähattu, Dm7? (1A)'(A1)'. Kaksi teliä, kummankin telin sisempi akseli vetää.
Vähän vaikeampi, Sm1: 2'2'+Bo'Bo'. Eli: kiinteä kaksivaunuinen yksikkö, jossa on ohjausvaunussa kaksi ei-vetävää ja moottorivaunussa kaksi vetävää teliä, jotka ovat erillisissä rungoissa. +-merkki erottaa rungot eli tässä tapauksessa vaunut toisistaan.
Naapurin puolelta malmiradan veturi Dm3: (1)'D+D+D(1)': kolme yksikköä, jokaisessa suoraan rungossa neljä yhteen kytkettyä vetoakselia, päädyissä lisäksi juoksuakselit.
Lisää tietoa luettavissa Alameren ja Hovin toimittamasta kirjasta Rautatiet ja Pienoisrautatiet, Tammi 1984. (Juhana Sirén, Simo Toikkanen 14.9.03)
Ensimmäinen ilmoittaa käyttövoiman, toinen akselipainoluokan ja kolmas on veturityypin numero, jolla erotetaan muuten saman sarjamerkinnän saavat veturisarjat toisistaan. S=sähköveturi; r=raskas; 1=veturityypin numero.
Uudempi merkintätapa, käytössä vuodesta 1.1.1976 alkaen:
Ensimmäinen kirjain:
S = sähkö
D = diesel
T = työkone; näillä on omat merkintänsä.
Toinen kirjain:
r = raskas, akselipaino 15,1 tonnia tai enemmän.
v = väliraskas, akselipaino vähintään 11,1
mutta korkeintaan 15 tonnia.
k = kevyt, akselipaino korkeintaan 11 tonnia.
m = moottorivaunu
Vanhempi merkintätapa, käytössä 8.10.1942.-1.1.1976: Höyryvetureista käytetään vanhan järjestelmän mukaista merkintää. Ensimmäinen kirjain ilmoittaa veturin käyttötarkoituksen, toinen akselipainoluokan.
P = paikallisjuna-
H = henkilöjuna-
T = tavarajuna-
S = sekajuna-
V = vaihtoveturi
P = puukaasumoottorivaunu
B = bensiinimoottorivaunu
D = dieselmoottorivaunu
r = raskas (akselipaino 14,1 t tai enemmän)
v = väliraskas (akselipaino 11,1-15 t)
k = kevyt (akselipaino korkeintaan 11 t)
m = mekaaninen voimansiirto (moottorivaunussa)
s = sähköinen voimansiirto (moottorivaunussa)
1950-luvulta lähtien moottorivaunuja ei ole eroteltu voimansiirron mukaan, vaan m-kirjain on siirtynyt tarkoittamaan moottorivaunua.
Vanhin merkintätapa, käytössä vuodesta 1885 vuoteen 1942: Veturisarjalle annettiin kirjain ja numero, C1, H1, H2, H3, N1... Kirjain annettiin pyörästöjärjestyksen käyttöönottojärjestyksen mukaan. Aivan ensimmäisille vetureille annettiin nimiä: Alutar, Ilmarinen... Sittemmin veturisarjoille on kansan, harrastajien ja kuljettajien suussa muodostunut vaikka minkälaisia lempinimiä.
Pienkaluston sarjamerkintä muodostuu T-kirjaimesta ja kahdesta pienestä kirjaimesta, jotka tarkoittavat seuraavaa (tieto noin vuodelta 1993, joten ovat voineet muuttua).
Tka = ratakuorma-auto
Tkv = maastokiskovaunu
Tll = lumilinko
Tlt = luiskantasauskone
Tnk = nostokurki
Tpv = pölkynvaihtokone
Tre = moottoriresiina
Trr = raidetraktori
Tve = pienveturi
Tta = sähköradan huoltoauto, pystyy kulkemaan sekä
kiskoilla että maantiellä
Ttk = raiteentukemiskone
Ttv = raiteentarkistusvaunu tai sähköradan ajojohdon
huoltovaunu
Rau = ratahenkilöauto (pääsäännöstä
poiketen ei ole ensimmäisenä
Joitakin vetureita nimetään edelleen. Esimerkiksi ensimmäinen Tka8 (561) on nimetty Vekaksi. (Juhana Sirén, Simo Toikkainen, Sami Nordlund; tehty 14.9.03, päivitetty 15.9.03)
Eit ei ole lyhenne vaan sarjamerkki. Ensimmäinen kirjain ilmoittaa vaunun tyypin ja seuraavat kirjaimet tarkentavat sitä. Matkustajavaunun tapauksessa:
E = toisen luokan vaunu
i = avo-osastollinen vaunu
t = aiemmin teräsvaunu, nyk. tupakkaosasto
Matkustajavaunujen sarjamerkinnöistä ks. http://vaunut.org/sarjamerkinnat.html
(Sirén)
Se on vaunu, jota ei ole tarkoitettu kaupalliseen käyttöön. Esimerkiksi ratatyöntekijöiden käytössä olevat vaunut, jotka ovat tarkoitettu tavaroiden säilytykseen ja majoitukseen. (Teemu Sirkiä).
Vaunun tyyppimerkintöjä ovat mm. Xg, BXH jne.. (Perttu Karttunen)
Virkatarvevaunun tyyppimerkintä alkaa hyvin usein joko X:llä, B:llä tai molemmilla. B-vaunut ovat normaalissa korjauskierrossa mukana, ja niitä saa liittää junaan tarvittaessa. X-vaunuja saa liittää junaan vain vaunun teknisen kunnon tarkastuksen jälkeen. BX-vaunut ovat jotain tältä väliltä. Virkatarvevaunun numero alkaa nollalla.
Joskus ennen muinoin virkatarvevaunun tyyppimerkintä alkoi vain X:llä. Tällöin X ja numeron alkunollakin olivat punaisia. Muistaakseni tämä käytäntö poistui 1970-luvulla. Saattoi olla, että tavaravaunun ruskean käyttöönoton yhteydessä. Monet virkatarvevaunut (varsinkin henkilö-) ovat väriltään harmaita. (Simo Toikkanen).
Halkoturbiini eli halkopiippu on halkopolttoisissa höyryvetureissa käytetty torvenmuotoinen savupiippu, jonka sisällä olevien kaltevien levyjen avulla pyritään sammuttamaan polttoaineesta aiheutuva, tulipaloja sytyttämään pystyvä kipinöinti. Lopullisesti asia varmistetaan savutorven yläpäähän sijoitetulla metallisella kipinäverkolla. Piippumallia käytettiin myös joissakin siirrettävissä paikallishöyrykoneissa. (Kari Jokinen).
Imuri on veturin tuottamalla höyryllä toimiva sen oman kattilan käyttöveden syöttölaite. Imureissa ei ole muita varsinaisia liikkuvia osia kuin käyttöventtiilit: ne siirtävät vettä ejektoriperiaatteella höyrysuihkun avulla, joten vesi menee kattilaan sopivasti lämminneenä. Niissä ei käytetä tiivisteitä vaan osat hiotaan tarkasti yhteen sopiviksi. Imureita on aina kaksi ja ne ovat toisistaan riippumattomia häiriömahdollisuuden varalta. Kumpi tahansa riittää yksinään hoitamaan koko vedensyötön. Imurit voivat toimia joko suoraan kattilasta tulevalla tuorehöyryllä (useimmat) tai sitten poistohöyryllä. (Kari Jokinen)
Linjaveturilla tarkoitetaan yleisesti Sr1, Sr2 sekä Dv12 -sarjan vetureita. Ne on tarkoitettu vetämään henkilö- tai tavarajunia pisteestä A pisteeseen B. Esimerkiksi Dv12 -sarjan vetureilla kuitenkin tehdään myös vaihtotöitä, pienillä ratapihoilla sekä kun veturi on niin sanotun
JK - junan veturina. Dv12 soveltuukin tähän tehtävään juuri kevyen akselipainon takia. Sr1- ja Sr2 -vetureilla suoritetaan harvoin vaihtotöitä tai ajetaan JK - junia, koska monet sivuraiteet on sähköistämättömät, vaikka ne erkanesivatkin sähköistetyltä radalta.
Vaihtotyöveturi on yleensä linjaveturia raskaampi, ja sillä suoritetaan isoilla ratapihoilla, joissa monesti on myös laskumäki, raskaat vaihtotyöt. Vaihtotyövetureita käytetään joskus myös linja-ajossa, mutta välimatkat on tällöin melko lyhyitä. Dr16 sarjan veturit soveltuvat molempiin tehtäviin. (Perttu Karttunen 15.11.2003)
Vaihtotyöveturit pyritään tekemään raskaiksi, koska suuremmalla massalla saavutetaan parempi kitkavoima, mikä helpottaa junan liikkeellelähtöä. Joihinkin vetureihin, esimerkiksi Dr14, eli "Seepra" on asennettu lisäpainot.
Puhtaasti vaihtotyökäyttöön rakennetuissa vetureissa on myös suurempi polttoainetankki, koska vaihtotyöveturi kuluttaa enemmän dieseliä kuin linjaveturi. (vrt: tavallinen henkilöauto kuluttaa enemmän bensiiniä kaupunkiajossa kuin matka-ajossa).
Vaihtotyövetureissa tärkeämpää on suuri vetovoima kuin suuri matkanopeus. Suurella vetovoimalla esimerkiksi Dr14 -veturi jaksaa kiskoa laskumäkeen huomattavasti raskaamman vaunuletkan, kuin esimerkiksi Dv12. Dr16 on ns. kompromissiveturi, joka soveltuu hyvin sekä vaihtotyökäyttöön että linja-ajoon.
Myös jarrutusvoima on parempi raskaalla veturilla. (Perttu Karttunen 15.11.2003; Anssi Krooks 5.11.2004)
Käpälälaakerisysteemissä vetoakselin viereen, samalla tavalla veturin runkoon ja kulkusuuntaan nähden poikittain asennettu ajomoottori, on ripustettu toisesta reunastaan telin runkoon ja toisesta (vetoakselin puoleisesta reunastaan) vetoakseliin. Näin saadaan järjestettyä helppo ja yksinkertainen hammaspyörävälitys ajomoottorilta vetoakselille. Haittapuolena on se, että suhteellisen kevyen ja hyvin jousitetun vetoakselin jousittamaton massa lisääntyy jokseenkin puolella ajomoottorin massasta eikä tämä ole vähän varsinkaan jos ajomoottori on esim. 1000 kW tehoinen. Suhteellisten pienten, 200-300 kW ajomoottoreiden massa on niin pieni, että vaikka siitä puolet rasittaisikin vetoakselia ja sitä kautta radan päällysrakennetta, ei se välttämättä rajoita paljoa veturin tai junan nopeutta.
Joustavassa käyttölaitteessa käytetään yleensä jonkinlaista kardaani- eli nivelakselivetoa, joka on sulautettu ajomoottorin sisään tai vetoakselin ympärille tai on kokonaan erillisenä automallisena kardaanina (Pendo). Järjestelmän nivelet ovat erittäin ongelmallisia konstruoida, vaativat huoltoa ja kuluvat ja maksavat ja koko järjestelmä vie kallista tilaa kookkaalta ajomoottorilta. (Kimmo T. Lumirae 25.3.2004)
Ei, vaan veturin kyljet ovat keskenään erilaisia. Neljän ikkunan puolella on kulkukäytävä ohjaamosta toiseen, toisella sivulla on suurjännitepuoli, jonne ei normaalisti ole asiaa. (Simo Toikkanen 24.1.2005).
Niin vetureissa kuin moottorivaunuissakin on hiekoitussäiliö. Koska pyöräkerran ja kiskon välinen kitka on pieni, on monesti kitkakerrointa saatava hetkellisesti kasvatettua, jotta juna saandaan liikkeelle tai jotta se pysähtyisi nopeammin. Esimerkiksi raskas tavarajuna lähtee helpommin liikkeelle pysähdyksistä, kun veturin pyörien alle lisätään hiekkaa. Hiekasta on apua myös nousuissa tai jarrutettaessa esim. liukkaalla kelillä (lehtikeli tai kiskon pinta jäässä). Hiekkaa voidaan käyttää myös hätäjarrutuksen tehostamiseen. (Perttu Karttunen 5.10.2005)
Kentänheikennys
Veturikäytössä tyypilliset ajomoottorit, sekä sarjamoottori, että harvinaisempi sivuvirtamoottori, joskus vierasherätteiseksi kytkettynä, aiheuttavat pyöriessään ilmiön, jota kutsutaan vastasähkömotoriseksi voimaksi. Tämä johtuu siitä, että moottorin pyörivä ankkuri, jossa on käämitys, pyörii kenttäkäämin magneettikentässä ja näin muistuttaa myös generaattoria, jossa ankkuri myös pyörii magneettikentässä. Tästä johtuen moottorin ankkuriin pyrkii indusoitumaan sähkövirtaa, aivan kuin generaattorin ankkuriin konsanaan, ja tämä sähkövirta on suunnaltaan moottorin napoihin syötettävään käyttöjännitteeseen nähden vastakkaista. Ankkurin sisällä syntyy siis "väärän" suuntaista sähköä, joka "jarruttaa" eli vastustaa moottoriin syötettävän sähkövirran vaikutusta ja tästä johtuu, että mitä nopeammin ajomoottori pyörii, sitä huonommin ankkuri ottaa sähkövirtaa vastaan ja sitä vähemmän sähkövirta vaikuttaa ts. moottorin vääntövoima ja teho laskee. Ilmiö on hieman sen tapainen, kuin ankkurin sisäinen vastus kasvaisi kierrosluvun noustessa; alussa mainittu vastasähkömotorinen voima tavallaan muodostaa ankkuriin keinotekoista vastusta.
Jos yritän ilmaista asian sähköteknisin termein; ankkuriin kierrosluvun noustessa syntyvä vastasähkömotorinen voima vähentää napajännitteen aiheuttamaa virtaa ja näin myös moottorin vääntömomenttia, kun vääntömomentti on kenttäkäämin virta kertaa ankkurivirta.
Keino, millä tämän ilmiön vaikutusta voidaan vähentää, on kentänheikennys. Vähentämällä suurilla käyntinopeuksilla kenttäkäämin läpi kulkevaa virtaa, käytännössä kytkemällä kenttäkäämin rinnalle sivuvastus siten, että osa kenttäkäämille tarkoitetusta virrasta kulkee sivuvastuksen, ja loput kenttäkäämin läpi, voidaan kenttäkäämin aiheuttamaa moottorin magneettikenttää heikentää ilman, että se vaikuttaa suoraan ankkurivirtaan tai että napajännitettä tarvitsee muuttaa.
Heikennetyssä kentässä pyörivän ankkurin vastasähkömotorinen voima on pienempi kuin alkuperäisessä täysivoimaisessa magneettikentässä toimivan ankkurin. Näin saadaan samalla napajännitteellä enemmän virtaa ankkurin läpi ja enemmän vääntömomenttia. Kentänheikennyksen vuoksi kenttäkäämin virta on nyt pienempi mutta kokonaisvaikutus moottorin vääntömomenttiin on silti selvästi myönteinen kun vääntömomentti on tässäkin kenttäkäämin virta kertaa ankkurivirta.
Kentänheikennys on useimmiten kaksiportainen ja automaattinen. Kun napajännite on isompi kuin asetettu (joku, tarkkaan laskettu) arvo ja samaan aikaan ankkurivirta pienempi kuin asetettu arvo, automatiikka sulkee kentänheikennyksen kontaktorin, joka antaa osan kenttäkäämin virrasta kulkea kenttäkäämin ohi (vastuksen kautta) , ilman että ohikulkeva virta vaikuttaa käämiin ja sitä kautta magneettikenttään. Tuloksena on kentänheikennys ja ankkurivirran nousu. Ja kun mainitut arvot ylitetään/alitetaan uudelleen, sulkeutuu kentänheikennyksen toinen kontaktori, joka päästää vielä suuremman osan kenttäkäämin virrasta vastuksen kautta ohi, ja näin saadaan vielä tehokkaampi kentänheikennys. Ainakin Dr 13-veturissa kentänheikennys oli vain yksiportainen.
Tyypillinen arvo täydelliselle eli toisen vaiheen kentänheikennykselle on noin 33% kenttäkäämin virrasta käämin läpi ja 67% käämin ohi vastusten läpi. Ensimmäistä arvoa voitaisiin vielä jonkin verran pienentää, mutta moottori käy silloin jo niin kaukana alkuperäisistä virta- ja jännitearvoistaan, joille moottori on mitoitettu, että sen kommutointi (hiiliharjojen ja kommutaattorin yhteistoiminta) alkaa kärsiä ja mm. kommutaattorilla esiintyvän ns. kehätulen vaara lisääntyy.
Sm 1-2 -junissa sekä ainakin SJ:n Rc-vetureissa käytetään vierasherätteisiä sivuvirta-ajomoottoreita (olikohan termi nyt oikein, harvinainen termi kielessämme), joissa on kokonaan erillinen (tyristoriohjattu) jännitelähde, toinen ankkurille ja toinen kenttäkäämille. Tämä mahdollistaa sen, että veturin/junan lähtiessä liikkeelle on kenttäkäämin jännite 100% eli täysi ja tehoa säädetään säätämällä ankkurin jännitettä. Kun ankkurinkin jännite on täysi ja ajomoottori pyörii ts. juna/veturi liikkuu melko kovaa (suuruusluokka 50...80 km/h), aletaan kenttäkäämin jännitettä vähentää. Tapahtuu portaaton kentänheikennys ja ankkurivirran nousu tai nopeuden noustessa sen pysyminen ennallaan nopeuden noususta huolimatta. Tässä järjestelmässä on erityisen etevää lähdössä tapahtuva kentänvahvistus eli lähtö 100% kenttäkäämin jännitteellä; jos tällöin tapahtuu ympärilyöntiä, lisääntyy vastasähkömotorinen voima hyvin voimakkaasti, ajomoottorin pyörintänopeus ei kasva rajusti vaan se on otettavissa helposti hallintaan vähentämällä ankkurin jännitettä. Erityisesti Rc:hen on kehitetty erittäin hieno ja herkkä ympärilyönnin estolaitteisto valvomaan ja vähentämään kevyehkön veturin ympärilyöntitaipumusta.
Suurtartunta (Superadhésion)
Alsthom-veturitehtaan erikoisuus, jossa, ajettaessa pienillä nopeuksilla, muutetaan dieselsähköisen voimansiirron generaattorin sisäistä kytkentää sekä toisaalta käytetään muita apukeinoja ympärilyönnin välttämiseksi. Jälkimmäiset ovat tehoportaiden tihentäminen, ja osin automaattisen hiekotuksen käyttäminen.
(Dr 13:n) päägeneraattorissa on kolme magnetointikäämiä, omamagnetointikäämi, vierasmagnetointikäämi ja sarjakäämi ja nämä ovat normaaliajossa kaikki "oikeinpäin" ja osaltaan vaikuttavat päägeneraattorin virta/jänniteominaisuuksien syntyyn. Suurtartuntakytkennässä näistä yksi (olikohan se oma-), joka on muistaakseni kytketty napajännitteeseen, käännetään ikään kuin väärin päin ja tämä kytkentä saa aikaan sen, että generaattorin napajännitteen noustessa esim. ajomoottorin ympärilyöntitilanteessa, lisääntyy toki myös mainitun käämin läpi kulkeva virta mutta sen aikaansaama magneettikenttä on vastakkainen muiden käämien magneettikenttien kanssa ja mainittu vastakkainen kenttä vähentää kokonaismagnetointia ja sitä kautta generaattorin napajännitettä.
Käytännössä: normaalitartunta: dieselin kierrosluvun nosto lisää generaattorin kierroslukua ja sen napajännitettä, tämä aiheuttaa ajomoottoriin virtaa ja juna lähtee liikkeelle. Tällä kytkennällä voidaan ajaa maksiminopeuteen saakka. Kun (pienehköllä nopeudella) tapahtuu ympärilyönti, dieselin kierrosluku pysyy vakiona mutta ajomoottorin kierrosluku nousee nopeasti, sen vastasähkömotorinen voima lisääntyy, virta pienenee, päägeneraattorin syöttämä jännite nousee, jolloin ajomoottorin virta ja vääntö lisääntyy ja kierrosluku nousee ja vastasähkömotorinen voima lisääntyy taas ja virta pienenee taas jne jne. Tapahtuu hallitsematon ympärilyönti, ellei dieselin tehoa vähennetä pienentämällä kierroslukua tuntuvasti.
Suurtartunta: dieselin kierrosluvun nosto lisää tässäkin generaattorin kierroslukua ja sen napajännitettä, ajomoottorin virta lisääntyy ja juna liikkuu mutta ympärilyönniin tapahtuessa ajomoottorin kierrosluku nousee (nopeasti), vastasähkömotorinen voima pienenee ja virta laskee ja päägeneraattorin napajännite pyrkii nousemaan - mutta! - nyt se väärin päin kytketty käämi lisää napajännitteen myötä "vastamagnetointia" ja napajännite ei nousekaan lainkaan niin paljon kuin olisi voinut luulla ja ajomoottori ei ryöstäydykään täysin hallinnasta. Hiekottamalla kiskoja ja vähentämällä hieman dieselin tehoa saadaan ympärilyönti loppumaan ja lisätään taas tehoa kunnes ympärilyönti alkaa uudelleen tai junan nopeus lisääntyy riittävästi.
Noin-nopeudessa 20-30 km/h alkaa ajomoottorin virta jäädä jo niin pieneksi väärin päin kytketyn käämin vastustaessa magnetointia, että raskaan junan vauhti ei enää kiihdy ja on aika siirtyä normaalin tartunnan ajoon, joka Dr 13:ssa edellytti tehojen poistamista kokonaan eli siirtymistä ajoportaalle 0, ja suuntakahvan siirtämistä asennosta eteen-suurtartunta asentoon eteen-normaalitartunta. Tämän jälkeen ajoa ja kiihdyttämistä jatketaan normaalisti.
(Kimmo T. Lumirae 6.1.2007)