Niels z'n Wadloper Bladzijde

Het DH-materieel is het eerste materieeltype bij NS waarbij in de tractie-installatie gebruik is gemaakt van een hydraulische turbo-transmissie. Daarom is de turbo-transmissie vrij uitgebreid beschreven.

De turbo-transmissie ofwel hydrodynamische aandrijving in de tractie-installatie van het DH-treinstel vormt de koppeling tussen de dieselmotor en de wielasaandrijving. Het toerental van de dieselmotor is regelbaar vanaf leegloop- tot maximum toerental (resp. 750-2100 omw/min). De turbo-transmissie werkt zodanig dat het afgegeven toerental van de turbo-transmissie kan oplopen vanaf nul afhankelijk van het dieselmotortoerental. Bij stilsand van het treinstel is het wielastoerental nul en het toerental van de dieselmotor minimaal 750 omw./min.

Bij wegrijden wordt het motortoerental verhoogd, terwijl het toerental van de wielassen langzaam oploopt, evenredig met de treinsnelheid. Het aanzetkoppel is hoog en neemt af naarmate de treinstelheid toeneemt. Tussen de dieselmotor en de wielwassen bevinden zich ten behoeve van de aandrijving van het treinstel de volgende apparaten:

• turbo-transmissie;
• tandwielkasten;
• cardanassen.

(Zie fig. 7.1-1).

De turbo-transmissie is op drie punten bevestigd aan twee stalen draagbalken. Deze balken vormen samen een draagconstructie, die op vier punten aan silentblocks onder de bak is bevestigd (zie fig. 7.1.1-1).

De turbo-transmissie die is toegepast in de DH-treinstellen bestaat uit een koppelomvormer 11 en een hydraulische koppeling 15. Afhankelijk van de rijsnelheid zal het vermogen van de dieselmotor door de koppelomvormer dan wel de koppeling worden overgedragen op de uitgaande as 23, en daarmee op de wielaandrijving. De koppelomvormer zowel als de koppeling bestaan uit een (primair) pompwiel (resp. 151 en 111) die via de aandrijfas 10 en twee tandwielen (101 en 102) door de dieselmotor worden aangedreven, en een (secundair) turbinewiel (resp. 152 en 112). Pomp- en turbinewiel zijn uitgevoerd met schoepen. In de koppelomvormer bevindt zich tevens een leischoepenwiel 113. In bedrijf is: òf de koppelomvormer, òf de hydraulische koppeling gevuld met olie. De schoepen van het ronddraaiende pompwiel brengen de olie in beweging. De olie oefent een kracht uit op de schoepen van het turbinewiel, dat zal gaan draaien. Hierdoor gaat de uitgaande as 23 draaien, waardoor het treinstel gaat rijden. In leegloop zijn de koppelomvormer en de koppeling beide geleegd en vindt dus geen krachtoverdracht plaats op de wielasaandrijving.

De koppelomvormer (11) vormt het koppel om, zodat het bruikbaar is voor tractie. Wanneer het treinstel stil staat, draait de dieselmotor met leeglooptoerental. Door de tandwieloverbrenging (101/102) in de turbo-transmissie draait het pompwiel van de koppelomvormer met een toerental van 1,43 maal dat van de dieselmotor. Bij stilstand van het treinstel bevindt zich geen olie in het circuit van de koppelomvormer.

Via vertanding 515 en tandwiel 516 wordt de vulpomp 51 aangedreven. De oliedruk die deze pomp opbouwt varieert tussen 3,2 en 3,6 bar en wordt begrensd door een overstortklep 513. Wanneer het treinstel moet wegrijden wordt met perslucht de hoofdstuurinrichting (60) omlaag in stand 1 gedrukt. Hiervoor moet aan een aantal elektrische voorwaarden voldaan zijn (zie 10). Wordt de hoofdstuurinrichting in stand 1 geschoven, dan pompt de vulpomp via de leidingen 574 en 114 olie in de koppelomvormer. Tevens wordt het toerental van de dieselmotor verhoogd. Het ronddraaiende pompwiel oefent nu een kracht uit op de olie, die daardoor in beweging komt. De stromingsrichting van de olie wordt aanvankelijk, door het stilstaande turbinewiel vrijwel volledig omgekeerd en via de leischoepen teruggevoerd naar het pompwiel. De verliezen zijn dan maximaal, hetgeen tot uiting komt in de warmt-ontwikkeling in de olie. Door de kracht die de olie uitoefent op het turbinewiel, zal dit langzaam gaan draaien, waardoor het treinstel gaat rijden. Doordat nu het turbinewiel draait, verandert de richting waarmee de olie de turbine-schoepen verlaat. De leischoepen corrigeren deze stromingsrichting, zodat de richting waarmee de olie naar de pompwiel-schoepen stroomt, nagenoeg constant blijft. Hierdoor blijft de belasting die het pompwiel vormt voor de dieselmotor vrijwel gelijk. De snelheid van het turbinewiel, en dus de treinstelheid, neemt toe. Daardoor wordt de afbuiging van de olie die wegstroomt van de turbine-schoepen steeds minder. Naarmate de snelheid van het turbinewiel toeneemt, neemt het koppel aan de uitgaande as van de turbo-transmissie af. De leischoepen zijn vast gemonteerd aan de behuizing van de koppelomvormer. Wanneer het toerental en het koppel aan de uitgaande as een bepaalde waarde hebben bereikt, vindt een maximale vermogensoverdracht plaats in de koppelomvormer. Deze situatie wordt bereikt wanneer de treinsnelheid op ca. 68% van de maximum snelheid in de betreffende rijstand van de dieselmotorinstallatie ligt (in rijstand 7 bij ca. 68 km/uur). Op dit moment vindt in de turbo-transmissie automatisch een omschakeling plaats. De hoofdstuurinrichting wordt van stand 1 in stand 2 gestuurd, met als gevolg dat de koppelomvormer wordt geleegd en gelijktijdig de hydraulische koppeling wordt gevuld. Het vullen en legen van respectievelijk de koppeling en de koppelomvormer overlapt elkaar, zodat geen sterke verandering optreedt in de belasting van de dieselmotor (zie 7.4).

De hydraulische koppeling 15 is opgebouwd uit een pompwiel 151 en een turbinewiel 152. Het pompwiel wordt via de aandrijfas 10 aangedreven door de dieselmotor. De pompwielen van de hydraulische koppeling en van de koppelomvormer zijn beide aan as 103 bevestigd en hebben daarom hetzelfde toerental. Beide turbinewielen zijn bevestigd aan de uitgaande as 23 en hebben ook een gelijk toerental.

In de hydraulische koppeling is geen leischoepenwiel gemonteerd, zodat bij de met olie gevulde koppeling het toerental van het turbinewiel dat van het pompwiel volgt. Ten gevolge van enige slip blijft echter het toerental van het turbinewiel steeds een paar procent achter bij dat van het pompwiel. Dit heeft een temperatuurverhoging van de olie tot gevolg. Met een warmtewisselaar in de koelerinstallatie wordt de olie gekoeld.

In de rijrichting "achteruit" is de draairichting van de uitgaande as 20 tegengesteld aan de draairichting van de as 23 die wordt aangedreven door het in bedrijf zijnde turbinewiel. In deze situatie koppelt schakelas 310 het tussentandwiel 232 met de ingaande as 23. Tandwiel 232 grijpt in met tandwiel 201 dat as 20 aandrijft. Bij wisselen van rijrichting wordt met perslucht de schakelstang 308 omgeschakeld. Dan grijpt de schakelas in met tussentandwiel 231. Dit tandwiel drijft tandwiel 221 aan, en via as 22 ook tandwiel 222. Tandwiel 222 grijpt in met tandwiel 201, zodat de draairichting van de uitgaande as nu gelijk is aan de draairichting van as 23 (rijrichting "vooruit").

De hoofdstuurinrichting bestaat uit een pneumatisch gedeelte en een hydraulisch gedeelte. De hoofdstuurinrichting kent drie standen, n.l. de leegloopstand (fig. 7.4.1-1 links), stand 1 (fig. 7.4.1-1 midden) en stand 2 (fig. 7.4.1-1 rechts). In bedrijf staat de hoofdstuurinrichting, afhankelijk van de treinsnelheid en de ingestelde rijstand (1 t/m 7) in stand 1 of stand 2. In stand 1 is de koppelomvormer gevuld, in stand 2 de hydraulische koppeling. Het in bedrijf stellen vindt plaats door bekrachtiging van een elektro-pneumatische klep die leiding 603 belucht (zie 10). Het omschakelen van stand 1 naar stand 2 of omgekeerd gebeurt automatisch met stuurolie. Het omschakelen wordt geregeld door de schakelregulateur (zie 7.4.2).

De schakelregulateur 62 wordt aangedreven door de aandrijftandwielen aan de uitgaande as (zie fig. 7.4.2-1). De vlieggewichten draaien dus een toerental dat evenredig is aan de treinsnelheid. Het omschakelpunt van de regulateur ligt bij ca. 68% van de in een bepaalde rijstand maximale snelheid. Met stuurluchtdruk op leiding 654 geeft de primaire beïnvloeder 65 een tegendruk via tuimelaar 623, die afhankelijk is van de rijstand. Wanneer het omschakelpunt is bereikt opent de klep, zodat stuurolie in leiding 626 komt. Door de smoring 662 komt langzaam stuurdruk op de hoofdstuurinrichting, die daardoor begint om te schakelen. Door de snelschakelklep 66 schakelt de hoofdstuurinrichting vervolgens versneld door naar stand 2. Terugschakelen vindt plaats wanneer de treinsnelheid is afgenomen tot ca. 62%. De klep in de regulateur sluit weer, waardoor eest de snelschakelklep terugkomt en dan vertraagd de stuurdruk verdwijnt. De hoofdstuurinrichting komt geleidelijk weer van stand 2 naar stand 1. Het geleidelijk op- en terugschakelen heeft een overlapping van het vullen en legen van koppeling en koppelomvormer tot gevolg.

De tastklep 38 controleert of het treinstel al dan niet stilstaat. De tastvinger 385 is tegen de tussen-as 22 gemonteerd. Wanneer deze as draait, sluit de tastklep. Staat het treinstel stil, dus de tussen-as draait niet, dan opent de klep. Alleen wanneer de tastklep geopend is, kan de stuurdruk voor het wisselen van rijrichting de schakelzuiger 307 bereiken.