Aplicações
A locomotiva é um veículo ferroviário que ultrapassa os 20 metros de comprimento e pode atingir um peso até 200 toneladas, projetado para rebocar comboios de mercadorias ou de passageiros. Graças a potentes motores com acionamento elétrico ou híbrido (diesel-elétrico), garante-se a tração necessária para o reboque de vagões de passageiros e a capacidade de superar inclinações mantendo a velocidade estável.
É o elemento principal que compõe um comboio e, habitualmente, são utilizadas duas unidades, uma na dianteira e outra na traseira.
Necessidades:
Controlador mestre
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Sistema de frenagem pneumático
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Sistema de climatização
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Controle do pantógrafo
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Estabilidade em curvas
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Sistema contra incêndios
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Necessidade:
Controlador mestre
O controle do Master é crucial para a condução da locomotiva. Tradicionalmente gerido com potenciômetros rotativos, hoje é confiado a sensores de posição sem contato, que reduzem o desgaste e garantem maior durabilidade ao longo do tempo. A precisão e a resistência à vibrações e condições ambientais tambem são fundamentais.
Solução:
O sensor GRN pode ser facilmente integrado na alavanca de comando graças à montagem sem eixo, que oferece liberdade de movimento e simplicidade de instalação. Esta tecnologia elimina os problemas relacionados ao desgaste mecânico e reduz as interferências, sendo adequada também para comboios elétricos de nova geração.
Necessidade:
Sistema de frenagem pneumático
O sistema de frenagem dos comboios baseia-se exclusivamente em circuitos pneumáticos, que garantem tempos de resposta rápidos e menores necessidades de manutenção em comparação com soluções hidráulicas. A pressão máxima de funcionamento é tipicamente de 16 bar. A segurança do comboio depende do monitoramento contínuo e preciso da pressão. Além disso, os transmissores de pressão devem ser capazes de resistir à condições ambientais difíceis, como altas temperaturas, vibrações e umidade, e devem ser compatíveis com sistemas eletrônicos avançados, como ABS e ECP.
Solução:
Os sensores de pressão KM RAIL, com saída para eletroválvula, integram-se facilmente nos quadros de controle pneumáticos presentes na cabine. Esta configuração assegura uma monitoramento contínuo e compatível com os principais sistemas ferroviários, cumprindo também as normas de segurança com a certificação EN50155.
Necessidade:
Sistema de climatização
Nos comboios de passageiros, o conforto dos viajantes depende de sistemas HVAC específicos; em comparação com os sistemas para edifícios, a pressão do circuito é superior e os intervalos de temperatura operacional muito mais amplos. Estes sistemas exigem um monitoramento preciso da pressão e da temperatura para garantir refrigeração e ventilação eficazes.
Solução:
O sensor de pressão Gefran KM RAIL com conetor M12 monitora constantemente a pressão do ar na tubulação, detectando variações provocadas por filtros entupidos, vazamentos ou avarias. Graças à robustez mecânica e à rapidez de resposta, assegura o equilíbrio do fluxo de ar em tempo real. O sensor de temperatura Gefran TR6 mede com precisão a temperatura do ar à entrada e à saída, fornecendo dados fundamentais ao sistema de controle para modular o refrigeração ou o aquecimento.
Necessidade:
Controle do pantógrafo
O pantógrafo deve garantir um contato estável com a linha aérea para permitir a alimentação elétrica do comboio. O aumento da velocidade incrementa o atrito e amplifica o efeito das irregularidades da linha, tornando o contato menos confiável. Por este motivo, além do controle da posição através de sensores que regulam a altura e a largura do pantógrafo em função das condições da linha, da velocidade do comboio e de fatores externos, é fundamental monitorar também a força exercida sobre o cabo elétrico. Isto assegura continuidade na alimentação, minimiza o desgaste dos componentes e garante segurança e desempenho ótimos do sistema de traç ão elétrica.
Solução:
O sistema de gestão do pantógrafo é composto por três elementos que trabalham de forma integrada:
- O sensor de posição Gefran RK5, com montagem interna em cilindro, é projetado para resistir a choques e vibrações, enquanto a tecnologia Hyperwave assegura confiabilidade e durabilidade ao longo do tempo;
- O transmissor de pressão KM RAIL com certificação EN50155 monitora o movimento do pantógrafo.
- A célula de carga Gefran TH monitora constantemente a força de contato do pantógrafo com a linha aérea: suficiente para garantir continuidade de alimentação, mas controlada para evitar desgaste prematuro tanto do pantógrafo como do cabo ferroviário.
Necessidade:
Estabilidade em curvas
O controle das suspensões nos eixos de locomotivas e cabines de passageiros é utilizado para regular a posição e a pressão da suspensão em função das condições da linha, da velocidade do comboio e dos esforços externos, melhorando o conforto dos passageiros, a segurança do comboio e a durabilidade das vias e dos veículos. O sistema antitombamento mantém a estabilidade da locomotiva e dos vagões, compensando a inclinação durante as curvas.
Solução:
A Gefran oferece o par RK-5 e KM RAIL para um sistema antitombamento completo: O RK-5 detecta posições precisas do cilindro, enquanto o KM RAIL monitora continuamente a pressão do fluido. O resultado é um controle dinâmico e coordenado do equilíbrio do veículo, traduzindo dados precisos num melhor equilíbrio, conforto e segurança operacional.
- O RK-5 é um sensor de posição magnetostritivo sem contato, projetado para instalação interna nos cilindros.
- O KM RAIL é um transdutor de pressão ultracompacto, específico para aplicações ferroviárias. Fabricado em aço inoxidável, é certificado RAIL EN 50155, SIL2, PL d, e equipado com proteção IP69K.
Necessidade:
Sistema contra incêndios
A segurança contra incêndios nos comboios é garantida por sistemas baseados em gases inertes, sistema de água nebulizada ou aerossol. Estes requerem um controle contínuo da pressão das cilindros (tipicamente entre 42 e 80 bar) para assegurar eficácia em caso de emergência. As normas ferroviárias impõem certificações “RAIL” e “fogo e fumaça”.
Solução:
Os sensores de pressão KM RAIL com conetor M12 são certificados para aplicações ferroviárias (EN50155) e cumprem as normas “fogo e fumaça”. A sua construção minimiza a utilização de materiais plásticos e torna-os adequados para utilização em ambientes críticos, garantindo segurança e confiabilidade mesmo em condições de emergência.
O Princípio de funcionamento:
A locomotiva não é uma única máquina, mas um conjunto complexo de subsistemas que trabalham em estreita interdependência. O coração é a unidade de tração: nos modelos elétricos, a energia chega da linha aérea através do pantógrafo, enquanto nas versões diesel-elétricas um motor diesel alimenta um gerador que produz corrente para os motores de tração. Em ambos os casos, a potência é transferida aos eixos, transformando energia em movimento.
Em torno deste núcleo gravitam funções complementares, indispensáveis para a confiabilidade e a segurança. Os sistemas de frenagem, quase sempre pneumáticos, garantem desacelerações rápidas e controladas, utilizando o ar comprimido distribuído ao longo de todo o comboio. A alimentação elétrica exige que o pantógrafo mantenha um contato estável com a linha, regulado por pressão e força de aplicação. Nos comboios de passageiros, o conforto depende de sistemas de climatização que mantêm temperatura e pressão ideais no interior das cabines.
Cada subsistema comunica com os outros: a potência fornecida influencia a frenagem, a estabilidade das suspensões condiciona a eficiência do pantógrafo, a segurança contra incêndios protege os compartimentos vitais. A locomotiva é, portanto, uma máquina-sistema, onde robustez mecânica, controle pneumático e eletrônica avançada se entrelaçam para transformar centenas de toneladas de aço num veículo capaz de mover cargas enormes com precisão e continuidade.
Requisitos e tecnologia:
Uma locomotiva integra diferentes requisitos que refletem a natureza dos seus subsistemas. Cada um desempenha um papel específico, mas todos contribuem para garantir tração, segurança e continuidade de funcionamento.
- Controlador Master: O comando principal do maquinista exige sensores de posição precisos e resistentes, capazes de traduzir o gesto humano numa regulação estável da potência.
- Sistema de frenagem: A segurança é baseada em redes pneumáticas que trabalham até 16 bar, onde cada variação de pressão deve ser monitorada com a máxima confiabilidade.
- Climatização das cabines de passageiros: Aqui a prioridade é o conforto: pressão e temperatura devem permanecer sob controle constante, com componentes já validados pelos fabricantes de sistemas HVAC ferroviários.
- Pantógrafo: Além do movimento pneumático, é necessário medir a força de contato com a linha aérea, para garantir alimentação contínua sem desgaste excessivo.
- Suspensões e estabilidade (antitombamento): Durante curvas e variações de cargas dinâmicas, é essencial compensar a inclinação para assegurar conforto e reduzir variações de cargas dinâmicas estruturais, combinando sensores de posição e de pressão.
- Sistemas contra incêndios: Por último, mas vital, a monitoramento das cilindros de gases inertes ou sistema de água nebulizada requer transdutores certificados, em conformidade com as normas RAIL e de “fogo e fumaça”.
Em conjunto, estas exigências mostram como a locomotiva é um mosaico tecnológico: um equilíbrio de mecânica, pneumática e eletrônica, onde cada subsistema sustenta o outro. A Gefran oferece uma gama completa de sensores de pressão e de posição, facilmente integráveis em qualquer sistema, para garantir eficiência e segurança nas locomotivas.
