Tramvaj: odakle dobiva struju i kako vozi po gradu

Tramvaj dobiva struju iz žice obješene iznad tračnica, koja se zove kontaktna mreža. Na krovu ima oduzimač struje koji stalno dodiruje žicu. Struja prolazi kroz motore i odlazi preko kotača u tračnice, koje je vode natrag. U Bratislavi je u žici istosmjerni napon od 600 volti.

Motori su u okretnim postoljima, odnosno okvirima s kotačima ispod vagona, i preko zupčastog prijenosa okreću osovine. Čelični kotač kotrlja se po čeličnoj tračnici uz mali otpor, a tračnice tramvaj ujedno i vode, pa mu ne treba upravljač. Prvi električni tramvaj u stalnom javnom prometu vozio je od 1881. kraj Berlina, a prije toga su vagone po tračnicama u gradovima vukli konji. U Bratislavi tramvaj vozi od 1895.

Odakle tramvaj dobiva struju i kako je pretvara u kretanje

Kontaktna mreža je žica napeta iznad pruge koja je pod naponom. Tramvaj je dodiruje oduzimačem struje na krovu, a struja ide kroz upravljački uređaj do motora. Od motora nastavlja preko kotača u tračnice i njima natrag u ispravljačku stanicu koja napaja mrežu. Strujni krug tako se zatvara bez druge žice.

Većina tramvajskih mreža ima pozitivni pol u žici, a negativni u tračnicama. Ovako spojena mreža manje oštećuje korozijom metalne cijevi položene u zemlju uz prugu. Bratislava koristi upravo ovakav spoj s naponom od 600 volti istosmjerne struje.

Oduzimač struje nije uvijek bio isti. Na starim fotografijama i na modelima naći ćeš tri vrste:

• Oduzimač s motkom. Duga motka na krovu s kotačićem ili kliznom glavom na kraju. Opruga je odozdo pritišće na žicu. Bio je tipičan za američke mreže.
• Lirasti oduzimač. Lučni okvir koji se gornjim rubom oslanja o žicu. Osmislio ga je Walter Reichel, suradnik Wernera von Siemensa, 1889. godine, a u kontinentalnoj Europi brzo je postao uobičajen.
• Pantograf. Sklopivi zglobni okvir sa širokom letvom na vrhu. Gotovo nikad ne iskoči sa žice, lako se podiže i spušta, a danas ga ima većina tramvaja.

Struja pokreće vučne motore, odnosno elektromotore koji vuku vozilo. Svaki motor obično okreće jednu osovinu preko zupčastog prijenosa koji smanjuje broj okretaja motora i povećava silu na kotačima. Stariji tramvaji imali su istosmjerne motore za otprilike 600 volti. Pri maloj brzini daju veliku silu, što dobro dođe upravo pri polasku. Novija vozila imaju izmjenične motore, kojima elektronika prilagođava struju iz mreže.

Zašto vozi po tračnicama i kako kreće i koči

Tračnice tramvaju daju dvije stvari: mali otpor kotrljanja i precizno vođenje. Metalni kotač kotrlja se po metalnoj tračnici uz mali otpor, lakše nego kotač kola po kaldrmi. Već kod konjskih tramvaja to je značilo da konj po tračnicama može vući više nego po cesti i da je vožnja mirnija.

Na tračnici tramvaj drži ponajprije oblik kotača. Njihova vozna površina blago je stožasta, pa se osovinski sklop, odnosno dva kotača na zajedničkoj osovini, sam vraća na sredinu kolosijeka. Vijenac, odnosno izdignuti rub na unutarnjoj strani kotača, djeluje tek kada to nije dovoljno, primjerice u oštrom zavoju.

U gradu tračnice leže u razini kolnika, zato se koristi žljebasta tračnica. Pokraj glave tračnice ima žlijeb kroz koji prolazi vijenac, a automobili i pješaci mogu prijeći prugu. Izumio ju je francuski izumitelj Alphonse Loubat 1852. godine. Žlijeb se puni šljunkom i nečistoćom i treba ga čistiti, inače tramvaj vozi tvrdo i mogu se oštetiti i kotač i tračnica. Za biciklista je to mjesto na kojem mu može zapeti kotač.

Vozač upravlja polaskom i kočenjem pomoću upravljača vožnje. Stariji tramvaji imali su zasebnu ručicu za vožnju i zasebnu za kočnicu, a noviji imaju jedan upravljač sa sigurnosnim prekidačem koji zaustavi tramvaj kada ga vozač prestane držati. Za kočenje tramvaj ima više sustava:

• Električna kočnica. Motori se pri kočenju prebace u generatore i kretanje pretvaraju natrag u struju. Ona se ili vraća u mrežu ili se pretvara u toplinu u otpornicima. Tarne kočnice tako se manje troše.
• Tarne kočnice na kotačima. Zaustave tramvaj i onda kada električna kočnica zakaže.
• Tračnička kočnica. Elektromagneti obješeni na okretnom postolju tik iznad tračnice privuku se tračnici i koče trenjem izravno o nju. Ne ovisi o tome koliko kotači prianjaju uz tračnicu, pa pomaže i na mokroj pruzi. Koristi se pri brzom kočenju i kočenju u nuždi.

Kako je od konjskog tramvaja nastao električni tramvaj

Prije struje vagone su po tračnicama na ulicama vukli konji. Takav konjski tramvaj uveden je u New Yorku 1832. godine i odande se proširio u druge američke i europske gradove. Vagon s konjima prevozio je više ljudi, i to mirnije, nego omnibus, odnosno konjski autobus bez tračnica.

Konji su ipak imali granice. Jedan konj radio je četiri do pet sati dnevno, pa je pruzi za jedan vagon trebalo i deset konja u staji. Trebalo ih je hraniti, njegovati i čistiti gnoj za njima.

Prvi električni tramvaj za stalni javni promet pokrenula je tvrtka Siemens & Halske 16. svibnja 1881. u Lichterfeldeu kraj Berlina. Pruga je bila duga 2,4 kilometra, a struju napona 180 volti vodile su same tračnice, slično kao kod današnje modelne željeznice. Na prijelazima su zato ljudi i konji dobivali električne udare. Kontaktnu mrežu ta je pruga dobila tek 1891. godine.

Širenju napajanja odozgo znatno je pridonio američki izumitelj Frank J. Sprague, koji je usavršio oduzimač s motkom. Od 1888. njegovi su tramvaji vozili u Richmondu u SAD-u, čak i uzbrdo uz nagibe veće od 10 posto. Struja je potom brzo zamijenila konje, a 1890-ih godina konjski tramvaji počeli su u SAD-u i u Europi postupno nestajati.

U Bratislavi je prvi tramvaj s putnicima krenuo 27. kolovoza 1895., u vrijeme kada su mnogi europski gradovi još imali konjski tramvaj. Struju napona 550 volti proizvodila je parna elektrana u današnjoj Pribininoj ulici. Glavna pruga bila je duga 3125 metara, imala je 12 stajališta, a vožnja njome trajala je 16 minuta. Prvog dana tramvajem se provezlo 2468 putnika.

Što primijetiti na modelu povijesnog tramvaja

Model povijesnog tramvaja prikazuje iste dijelove kao pravo vozilo, samo pojednostavljeno. Koje od njih tvoj model ima i miču li se neki, saznat ćeš iz njegovih uputa i slika. Dok ga razgledaš, usredotoči se na ova mjesta:

• Oduzimač struje na krovu. Po obliku ćeš odrediti koji je sustav napajao predložak: duga motka je oduzimač s motkom, lučni okvir lirasti oduzimač, a sklopivi zglobni okvir pantograf. Kod oduzimača s motkom pogledaj kamo motka pokazuje. Na pravom tramvaju motka se vukla iza vagona, a ne ispred njega, inače bi lako iskočila sa žice. Na okretištu su je zato kod dvosmjernih vagona okretali u novi smjer vožnje.
• Okretno postolje i osovine. Prebroji osovine ispod vagona. Prvi električni tramvaji bili su mali vagoni s četiri kotača i dvije osovine. Kasnije su ih zamijenili teži vagoni s osam kotača, koji su prevozili mnogo više ljudi i obično imali kotače u dva okretna postolja. Na pravom tramvaju kotači su čvrsto na osovini, a motor okreće cijelu osovinu.
• Kabina i platforme. Pogledaj ima li model vozačko mjesto na jednom kraju ili na oba. Dvosmjerni tramvaj s upravljanjem na oba kraja na okretištu može samo promijeniti smjer, a jednosmjerni se na okretištu okreće na petlji. U Bratislavi voze obje vrste.
• Kotači. Ako kotači modela imaju izdignuti rub, to je vijenac. Usporedi na kojoj je strani kotača: na pravom tramvaju je na unutarnjoj strani, između tračnica.

Ako želiš te dijelove razgledati na vlastitom modelu, možeš posegnuti za drvenim modelom Povijesni tramvaj Rolife TG505 ili Klasični gradski tramvaj ROKR LK801. Model ROKR LK801 prema opisu u trgovini oponaša lisabonski tramvaj linije 28 i ima mehanizam s oprugom koji ga pogura naprijed. Oba su modela prema podacima u trgovini namijenjena za dob od 14 godina.

Česta pitanja