Kolejka linowa - Funicular

Kolejka linowa w Baku , Azerbejdżan

Kolejka ( / f Ju n ɪ k j ʊ l ər / , / f ( j ) ʊ - / , / f ə - / ) to rodzaj kolejki linowej systemu, który łączy punkty wzdłuż toru kolejowego położony na stromym zboczu . System charakteryzuje się dwoma wagonami z przeciwwagą (zwanymi również wagonami lub pociągami) przymocowanymi na stałe do przeciwległych końców liny transportowej, która jest nawinięta na krążek na górnym końcu toru. Rezultatem takiej konfiguracji jest to, że dwa wózki poruszają się synchronicznie: gdy jeden wznosi się, drugi schodzi z równą prędkością. Ta cecha odróżnia kolejki linowe od wind pochyłych , które mają jeden samochód, który jest ciągnięty pod górę.

Termin funicular pochodzi od łacińskiego słowa funiculus , zdrobnienia od funis , co oznacza „lina”.

Operacja

W kolejce żaden z dwóch wagonów nie jest wyposażony w silnik ani nie wykorzystuje żadnej mocy do poruszania się po torze. Zamiast tego oba wagony są na stałe połączone z przeciwległymi końcami tego samego kabla, znanego jako lina holownicza ; ta lina nośna biegnie przez system krążków , których ruch jest kontrolowany w maszynowni (zwykle na górnym końcu toru). Jeśli tor kolejowy nie jest idealnie prosty, lina jest prowadzona wzdłuż toru za pomocą krążków - nienapędzanych krążków, które po prostu umożliwiają zmianę kierunku liny. Podczas gdy jeden samochód jest ciągnięty w górę przez jeden koniec liny nośnej, drugi schodzi po zboczu na drugim końcu. Ponieważ masa dwóch wagonów jest zrównoważona (z wyjątkiem masy pasażerów), do ich przesunięcia nie jest potrzebna siła nośna – silnik musi jedynie podnieść sam kabel i nadmiar pasażerów oraz dostarczyć energię traconą na tarcie przez koła samochodowe i koła pasowe.

Dla wygody pasażerów wagony kolejki linowej są zwykle (choć nie zawsze) skonstruowane w taki sposób, że podłoga pokładu pasażerskiego jest pozioma i niekoniecznie znajduje się na poziomie pochyłego toru.

Dolna lina

W niektórych instalacjach samochody są również przymocowane do drugiej liny – dolnego holownika – który biegnie przez bloczek na dole pochylni. W tych konstrukcjach jedno z krążków musi być zaprojektowane jako koło napinające, aby uniknąć luzu na linach. Jedną z zalet takiej instalacji jest fakt, że ciężar liny jest zrównoważony pomiędzy wózkami; dlatego silnik nie musi już używać żadnej mocy do podnoszenia samego kabla. Ta praktyka jest stosowana na kolejkach linowych o nachyleniu poniżej 6%, kolejkach wykorzystujących sanie zamiast powozów lub w każdym innym przypadku, w którym nie ma pewności, że zjeżdżający wagon zawsze będzie w stanie wyciągnąć kabel z bloczka na stacji na szczycie nachylenie. Wykorzystywana jest również w systemach, w których maszynownia znajduje się na dolnym końcu toru (np. górna połowa Great Orme Tramway ) – w takich systemach kabel biegnący przez górę pochylni jest nadal niezbędny do zapobiec zjeżdżaniu wózków w dół pochyłości.

Rodzaje systemów elektroenergetycznych

Silnik elektryczny

Napęd kolejki linowej
Zestaw kołowy kolejki linowej z zębatką Abt i hamulcem zębnika

W większości nowoczesnych kolejek linowych, napędowe jest silnikiem elektrycznym, który jest połączony za pośrednictwem przekładni zębatej prędkości zmniejszenie do dużego krążka - z napędem bullwheel . Koło zamachowe z kolei przenosi swój moment obrotowy na linę nośną poprzez tarcie. Koło zębate ma dwa rowki: po pierwszej połowie obrotu linka wraca za pomocą pomocniczego koła pasowego. Ten układ ma tę zaletę, że ma podwojoną powierzchnię styku pomiędzy kablem a rowkiem i zawraca kabel poruszający się w dół w tej samej płaszczyźnie, co kabel poruszający się w górę. Nowoczesne instalacje wykorzystują również wykładziny o wysokim współczynniku tarcia, aby zwiększyć tarcie między rowkami koła tarczowego a kablem.

Do celów awaryjnych i serwisowych w maszynowni stosowane są dwa zestawy hamulców: hamulec bezpieczeństwa chwyta bezpośrednio koło zębate, hamulec zasadniczy jest zamontowany na wale szybkoobrotowym przekładni. W sytuacjach awaryjnych wagony wyposażone są również w sprężynowe, otwierane hydraulicznie hamulce szynowe.

Pierwsze hamulce szczękowe kolejki linowej, które zaciskają każdą stronę korony szyny, zostały wynalezione przez szwajcarskich przedsiębiorców Franza Josefa Buchera i Josefa Durrera i wdrożone w kolejce linowej Stanserhorn  [ de ] , otwartej w 1893 roku. System zębatkowy Abt był również używany w niektóre kolejki linowe do kontroli prędkości lub hamowania awaryjnego.

Równoważenie wody

Kolejka Fribourg z przełącznikiem Abt, która działa na ściekach

Kilka kolejek linowych zostało zbudowanych ze zbiorników na wodę pod podłogą każdego samochodu, które są napełniane lub opróżniane, aż do osiągnięcia wystarczającego braku równowagi, aby umożliwić ruch. Samochód na szczycie wzgórza jest napełniony wodą, dopóki nie jest cięższy niż samochód na dole, co powoduje, że zjeżdża ze wzgórza i podjeżdża drugi samochód. Woda jest spuszczana na dole, a proces powtarza się, gdy samochody zamieniają się rolami. Ruch jest kontrolowany przez hamulec za pomocą uchwytu hamulca systemu zębatki i zębnika sprzężonego z zębatką zamontowaną pomiędzy szynami.

Kolejka Bom Jesus zbudowany w 1882 roku w pobliżu Braga , Portugalia jest jednym z zachowanych systemów tego typu. Kolejny przykład, kolejka Neuveville - St-Pierre  [ fr ] w Fribourg , Szwajcaria , jest szczególnie interesujące, ponieważ wykorzystuje ścieków, pochodzących z oczyszczalni ścieków w górnej części miasta.

Niektóre kolejki tego typu zostały później zamienione na energię elektryczną. Na przykład Giessbachbahn w szwajcarskim kantonie Berno , otwarta w 1879 roku, była pierwotnie napędzana balastem wodnym. W 1912 roku jego źródło energii zastąpiono silnikiem hydraulicznym napędzanym turbiną Peltona . W 1948 roku ten z kolei został zastąpiony przez silnik elektryczny.

Układ toru

Układy torów stosowane w kolejkach linowych
East Hill Cliff kolejowa w Hastings , UK - kolejka linowa cztery-rail
Angels Flight w Los Angeles , USA – kolejka trzytorowa
Nazaré Funicular w Nazaré , Portugalia – kolejka dwuszynowa

W kolejkach linowych stosowane są trzy główne układy szyn; w zależności od systemu podtorza może składać się z czterech, trzech lub dwóch szyn.

  • Wczesne kolejki zostały zbudowane w układzie czteroszynowym, z dwoma oddzielnymi równoległymi torami i oddzielnymi peronami na obu końcach dla każdego pojazdu. Dwa tory są ułożone z wystarczającą przestrzenią między nimi, aby dwa wózki mogły przejechać w punkcie środkowym. Chociaż ten układ wymaga największej powierzchni lądowej, jest to również jedyny układ, który pozwala na idealną prostoliniowość obu torów, nie wymagając krążków na torach, aby utrzymać kabel na miejscu. Przykładami czteroszynowych kolejek linowych są Duquesne Incline w Pittsburghu w Pensylwanii i większość kolei klifowych w Wielkiej Brytanii .
  • W układach trójszynowych środkowa szyna jest wspólna dla obu wagonów, podczas gdy każdy wagon porusza się po innej szynie zewnętrznej. Aby dwa samochody mogły przejechać w połowie drogi, środkowa szyna musi na chwilę rozdzielić się na dwie części, tworząc pętlę mijania . Takie systemy są węższe i wymagają mniej szyn do budowy niż systemy czteroszynowe; jednak nadal wymagają oddzielnych peronów stacji dla każdego pojazdu.
  • W układzie dwuszynowym oba wagony dzielą cały tor z wyjątkiem mijania w środku. Ten układ jest najwęższy ze wszystkich i wymaga tylko jednego peronu na każdej stacji (chociaż czasami buduje się dwa perony: jeden do wsiadania, drugi do wysiadania). Jednak wymagana pętla mijania jest bardziej złożona i kosztowna w budowie, ponieważ muszą istnieć specjalne systemy rozjazdów, aby zapewnić, że każdy samochód zawsze wjedzie na właściwy tor na pętli. Co więcej, w przypadku zastosowania zębatki do hamowania, zębatka ta może być montowana wyżej w układzie trzyszynowym i czteroszynowym, dzięki czemu jest mniej wrażliwy na zadławienie w śniegu.

Niektóre systemy kolejowe wykorzystują mieszankę różnych układów torów. Przykładem takiego układu jest dolna połowa Tramwaju Great Orme , gdzie odcinek „nad” mijanką ma układ trójtorowy (każda para sąsiednich szyn ma swój własny kanał, przez który przechodzi kabel), natomiast odcinek „poniżej” mijanki ma układ dwutorowy (z jednym przewodem wspólnym dla obu wagonów).

Niektóre czteroszynowe kolejki linowe mają swoje tory przeplatane nad i pod pętlą mijania; dzięki temu system jest prawie tak wąski, jak system dwutorowy, z jednym peronem na każdej stacji, a także eliminuje potrzebę kosztownych skrzyżowań po obu stronach pętli mijania. Przykładem takiej konfiguracji jest Hill Train w Legoland Windsor Resort .

Systemy rozjazdów dla kolejek dwuszynowych

Przełącznik Abt
Przełącznik Abt
Zestaw kołowy kolejki linowej dwuszynowej

W przypadku kolei linowych dwuszynowych istnieją różne rozwiązania zapewniające, że powóz zawsze wjeżdża na ten sam tor na mijance.

Jedno z takich rozwiązań polega na zainstalowaniu przełączników na każdym końcu pętli mijania. Przełączniki te są ustawiane w żądanej pozycji przez koła wózka podczas ruchów wleczonych (tj. z dala od pętli mijania); ta procedura wyznacza również trasę następnej podróży w przeciwnym kierunku. Great Orme Tramwaj jest przykładem kolejki linowej, która wykorzystuje ten system.

Inny system rozjazdów, znany jako zwrotnica Abt, nie zawiera żadnych ruchomych części na torze. Zamiast tego wózki są zbudowane z niekonwencjonalnym zestawem kołowym : koła zewnętrzne mają kołnierze po obu stronach, podczas gdy koła wewnętrzne są bez kołnierzy (i zwykle są szersze, aby łatwiej jeździły po rozjazdach). Koła z podwójnymi kołnierzami utrzymują wózki zawsze przywiązane do jednej konkretnej szyny. Jeden samochód ma koła z kołnierzami po lewej stronie, więc podąża za skrajnie lewą szyną, zmuszając go do przejechania przez lewą gałąź mijania; podobnie drugi samochód ma je po prawej stronie, co oznacza, że ​​podąża za najbardziej prawą szyną i jedzie po prawej odnodze pętli. System ten został wymyślony przez Carla Romana Abta i po raz pierwszy wdrożony w kolejce linowej Lugano Città–Stazione w Szwajcarii w 1886 roku; od tego czasu frekwencja Abt zyskała popularność, stając się standardem dla nowoczesnych kolejek linowych. Brak ruchomych części na torze sprawia, że ​​system ten jest opłacalny i niezawodny w porównaniu z innymi systemami.

Stacje

Dwa wagony kolejki Petřín ; jeden z nich zaraz zadzwoni na stację Nebozízek (widoczną na pierwszym planie), a drugi zatrzyma się i poczeka, aż wymieni pasażerów.

Większość kolejek ma dwie stacje, po jednej na każdym końcu toru. Jednak niektóre systemy zostały zbudowane z dodatkowymi stacjami pośrednimi. Ze względu na charakter systemu kolei linowych stacje pośrednie są zwykle budowane symetrycznie wokół punktu środkowego; dzięki temu oba samochody mogą jednocześnie dzwonić na stację. Przykłady stacji kolejki linowej z więcej niż dwóch stacji obejmują Kolej linowa Wellington w Nowej Zelandii (pięć stacji, w tym jeden w pętli przechodzącej ) i Carmelit w Hajfie , Izrael (sześć stacji, trzy z każdej strony pętli przechodzącej).

Istnieje również kilka kolejek linowych z asymetrycznie rozmieszczonymi stacjami. Na przykład kolejka Petřín w Pradze ma trzy stacje: jedną na każdym końcu, a trzecią (Nebozízek) niedaleko mijania. Z tego powodu wagony są zmuszone do zatrzymania się również w niewielkiej odległości od mijanej pętli, aby umożliwić drugiemu wagonowi wjazd do Nebozízka.

Historia

Tunel w Stambule, zwodowany w 1875 r., stacja Karaköy od 2006 r.

Od lat 20. XIX wieku zbudowano szereg systemów kolei linowych , które ciągną swoje wagony po pochyłych zboczach. W drugiej połowie XIX wieku powstał projekt kolejki linowej jako systemu tranzytowego. Było to szczególnie atrakcyjne w porównaniu z innymi systemami tamtych czasów, ponieważ równoważenie samochodów uznano za rozwiązanie obniżające koszty.

Pierwsza linia kolejek linowych w Lyonie ( Funiculaires de Lyon ) została otwarta w 1862 r., a następnie kolejne linie w 1878, 1891 i 1900 r. Kolejka linowa Budapest Castle Hill została zbudowana w latach 1868–69, a pierwszy przejazd testowy odbył się 23 października 1869 r. Najstarsza kolejka linowa działająca w Wielkiej Brytanii pochodzi z 1875 roku i znajduje się w Scarborough w hrabstwie North Yorkshire. W Stambule w Turcji Tünel działa nieprzerwanie od 1875 roku i jest zarówno pierwszą podziemną kolejką linową, jak i drugą najstarszą kolejką podziemną. Pozostał napędzany silnikiem parowym aż do momentu przejęcia go do remontu w 1968 roku.

Do końca lat 70. XIX wieku czteroszynowa kolejka równoległa była konfiguracją normalną. Carl Roman Abt opracował Abt Switch umożliwiający układ dwutorowy, który został użyty po raz pierwszy w 1879 roku, kiedy w Szwajcarii otwarto kolejkę Giessbach Funicular .

W Stanach Zjednoczonych pierwszą kolejką z układem dwutorowym była kolejka Telegraph Hill Railroad w San Francisco, która działała od 1884 do 1886 roku. Kolej Mount Lowe w Altadena w Kalifornii była pierwszą kolejką górską w Stanach Zjednoczonych. Państwa do korzystania z układu trójtorowego. Układy trzy- i dwutorowe znacznie zmniejszyły przestrzeń wymaganą do budowy kolejki linowej, zmniejszając koszty stopniowania na zboczach górskich i koszty nieruchomości w przypadku kolei miejskich. Układy te umożliwiły w drugiej połowie XIX wieku boom na kolejkę linową.

Obecnie najstarszą i najbardziej stromą kolejką linową w Stanach Zjednoczonych, będącą w ciągłym użyciu, jest Monongahela Incline znajdująca się w Pittsburghu w Pensylwanii. Budowa rozpoczęła się w 1869 roku i oficjalnie została otwarta 28 maja 1870 roku do użytku pasażerów. Nachylenie Monongahela wyróżnia się również tym, że jest pierwszą kolejką linową w Stanach Zjednoczonych do użytku wyłącznie pasażerskiego, a nie towarowego.

W 1880 roku kolejka linowa na Wezuwiusz zainspirowała włoską popularną piosenkę Funiculì, Funiculà . Ta kolejka była wielokrotnie niszczona przez erupcje wulkanów i porzucana po erupcji w 1944 roku.

Wyjątkowe przykłady

Według Guinness World Records najmniejszą publiczną koleją linową na świecie jest Fisherman's Walk Cliff Railway w Bournemouth w Anglii, która ma 39 metrów (128 stóp) długości.

Stoosbahn w Szwajcarii o maksymalnym nachyleniu 110% (47,7°) jest najbardziej stromą kolejką linową na świecie.

Lynton i Lynmouth Cliff Railway , wybudowana w 1888 roku, jest stroma i najdłużej woda zasilane kolejka na świecie. Wspina się na 152 metry (499 stóp) w pionie na nachyleniu 58%.

Miasto Valparaiso w Chile posiadało do 30 kolejek linowych ( hiszp . ascensores ). Najstarszy z nich pochodzi z 1883 r. Pozostało 15, z których prawie połowa jest w eksploatacji, a inne znajdują się na różnych etapach renowacji.

Carmelit w Hajfie , w Izraelu, z sześciu stacji i tunelu 1,8 km (1,1 mil) długości, jest deklarowanym przez Guinness World Records jako „najmniej rozległej metra ” na świecie. Technicznie rzecz biorąc, jest to kolejka podziemna.

Drezno zawieszenia kolejowy ( Dresden Schwebebahn ), które zawiesza się od unoszonej szynie, jest zawieszone jedynie kolejki linowej na świecie.

Porównanie z windami pochyłymi

Kolejka linowa Kakola w Turku , Finlandia
Pomimo ich nazw, żaden system nie jest prawdziwą kolejką linową.

Niektóre systemy na całym świecie są oznaczone jako kolejki linowe, mimo że w rzeczywistości są to windy pochyłe. W przeciwieństwie do kolejki linowej, pochyłe windy działają niezależnie na zboczu, a nie w połączonych parach, a winda jest wymagana do wciągania samochodów pod górę.

Godnym uwagi przykładem tego zjawiska jest Paris ' Montmartre Linowych . Jej formalny tytuł jest reliktem oryginalnej konfiguracji, kiedy to dwa wagony działały jako przeciwwaga, połączona para, poruszająca się zawsze w przeciwnych kierunkach, spełniając tym samym definicję kolejki linowej. Jednak od tego czasu system został przeprojektowany i teraz wykorzystuje dwa niezależnie działające samochody, z których każdy może wznosić się lub opuszczać na żądanie, kwalifikując się jako winda z podwójnym nachyleniem; termin „kolejka” w tytule jest zachowany jako odniesienie historyczne.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki