rayli sİstemler

of 16 /16
1 RAYLI SİSTEMLERİN TEMELLERİ (C.F. Bonnett, Practical Railway Engineering, 2nd Ed., London: Imperial College Press, 2005 adlı kitaptan çevrilmiştir—H. H. ERKAYA) 3. Çeken ve Çekilen Araçlar 3.1 Çeşitli Tanımlar Bir konuyu detaylı incelemeye başlamadan önce tanımları, çeşitli özellikleri ve konunun hangi derinlikte ele alınacağını bir gözden geçirmede fayda vardır. Raylı sistemlerde çeken ve çekilen araçlar (rolling stock) ilk zamanlarda uzun mesafelerde yolcu ve yük taşımada kullanılan atlı arabalardan esinlenerek tasarlandı. Onaltıncı Yüzyılda maden ve taş ocaklarında, uzunlamasına yere konulmuş ahşap raylar üzerinde giden ahşap tekerlekli arabalar kullanıldı. Tekerlek ustaları, metal ustaları ve demircilerin uzunca bir zamana yayılan çalışmaları sonunda, tekerlekler çeşitli aşamalar geçirip, düz kaba kağnı arabası tekerinden, göbeğe çubuklarla bağlanmış bir halka şekline, sonra da dökümle metal tekerlekler haline getirilmişlerdir. Benzer şekilde, özellikle yolcu taşıyan araçlar için gövde ve yay yapımı da Onyedinci ve Onsekizinci Yüzyıllardaki yolcu taşıyan at arabalarının yapımındaki deneyime dayanıyordu. Onsekizinci Yüzyılın sonunda, bazı Avrupa şehirlerinde metal raylar üzerinde atlarla çekilen tramvaylar görülmeye başlandı. Atla çekilen bu tramvaylar 1800’lerin başlarında buhar makinesinin geliştirilmesi sırasında raylı sistemlerin öncüleri olmuştur. İlk raylı yolcu taşıma araçlarını gösteren resimlere baktığımızda, bunların bir önceki yüzyılın yolda çekilen yolcu taşıma araçlarında ne kadar çok benzediğini görebiliriz. Raylı sistemlerde deneyim kazanıldıkça, çekilen araçların tasarımı da değişime uğradı. Yay sistemleri, gövde yapısı, teker ve dingiller değişen yükleme ve gerilmelerle karşı karşıyadırlar. Bozuk yollarda düşük hızlarla yolculuk etme yerine raylar üzerinde daha hızlı ve daha sarsıntısız bir yolculuk mümkün olmuştur. Raylı sistem araçları genelde sert raylar üzerinde sert tekerleklerle hareket ederler. Raylar hem tekerleklerin taşıdığı yükü uygun şekilde yere aktarırlar hem de tekerlekleri yönlendirirler. Bunun bazı istisnaları vardır. Az sayıda metroda lastik tekerlekler kullanılmaktadır. Böyle bir sistemde rayların yönlendirme işlevi yük aktarma işlevinden farklı olur. Her türlü raylı sistemde, ray üstünde giden bir araç ray ve destek yapısına, düşey, yatay ve uzunlamasına kuvvetler aktarır. Raylı sistemlerin çoğunda çift ray ve kenar çıkıntılı tekerlekler kullanılır. Kuvvetler rayların üzerine ya doğrudan teker temas yüzeyiyle, ya teker çıkıntısının (flange) yatay baskısıyla, ya da uzunlamasına sürtünme ile aktarılır. Dönüşlerde ortaya çıkacak merkezkaç kuvvetin veya kuvvetli rüzgarın aracı devirebilecek etkisi, büyük miktardaki düşey ağırlık ve dönüşlerde dıştaki rayın hafifçe yükseltilmesiyle (cant) karşılanır. 3.2 Çeken ve Çekilen Araç Çeşitleri Günümüzde dünyanın çeşitli yerlerindeki raylı sistemlerde çok çeşitli araçlar kullanılmaktadır. Bu araçları aşağıdaki gibi ana gruplara ayırabiliriz: Lokomotifler Yük vagonları Yolcu vagonları

Author: nurettin-atac

Post on 31-Oct-2014

125 views

Category:

Documents


0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

3-ÇEKEN VE ÇEKİLEN ARAÇLAR

TRANSCRIPT

RAYLI SSTEMLERN TEMELLER (C.F. Bonnett, Practical Railway Engineering, 2nd Ed., London: Imperial College Press, 2005 adl kitaptan evrilmitirH. H. ERKAYA) 3. eken ve ekilen Aralar 3.1 eitli Tanmlar Bir konuyu detayl incelemeye balamadan nce tanmlar, eitli zellikleri ve konunun hangi derinlikte ele alnacan bir gzden geirmede fayda vardr. Rayl sistemlerde eken ve ekilen aralar (rolling stock) ilk zamanlarda uzun mesafelerde yolcu ve yk tamada kullanlan atl arabalardan esinlenerek tasarland. Onaltnc Yzylda maden ve ta ocaklarnda, uzunlamasna yere konulmu ahap raylar zerinde giden ahap tekerlekli arabalar kullanld. Tekerlek ustalar, metal ustalar ve demircilerin uzunca bir zamana yaylan almalar sonunda, tekerlekler eitli aamalar geirip, dz kaba kan arabas tekerinden, gbee ubuklarla balanm bir halka ekline, sonra da dkmle metal tekerlekler haline getirilmilerdir. Benzer ekilde, zellikle yolcu tayan aralar iin gvde ve yay yapm da Onyedinci ve Onsekizinci Yzyllardaki yolcu tayan at arabalarnn yapmndaki deneyime dayanyordu. Onsekizinci Yzyln sonunda, baz Avrupa ehirlerinde metal raylar zerinde atlarla ekilen tramvaylar grlmeye baland. Atla ekilen bu tramvaylar 1800lerin balarnda buhar makinesinin gelitirilmesi srasnda rayl sistemlerin ncleri olmutur. lk rayl yolcu tama aralarn gsteren resimlere baktmzda, bunlarn bir nceki yzyln yolda ekilen yolcu tama aralarnda ne kadar ok benzediini grebiliriz. Rayl sistemlerde deneyim kazanldka, ekilen aralarn tasarm da deiime urad. Yay sistemleri, gvde yaps, teker ve dingiller deien ykleme ve gerilmelerle kar karyadrlar. Bozuk yollarda dk hzlarla yolculuk etme yerine raylar zerinde daha hzl ve daha sarsntsz bir yolculuk mmkn olmutur. Rayl sistem aralar genelde sert raylar zerinde sert tekerleklerle hareket ederler. Raylar hem tekerleklerin tad yk uygun ekilde yere aktarrlar hem de tekerlekleri ynlendirirler. Bunun baz istisnalar vardr. Az sayda metroda lastik tekerlekler kullanlmaktadr. Byle bir sistemde raylarn ynlendirme ilevi yk aktarma ilevinden farkl olur. Her trl rayl sistemde, ray stnde giden bir ara ray ve destek yapsna, dey, yatay ve uzunlamasna kuvvetler aktarr. Rayl sistemlerin ounda ift ray ve kenar kntl tekerlekler kullanlr. Kuvvetler raylarn zerine ya dorudan teker temas yzeyiyle, ya teker kntsnn (flange) yatay basksyla, ya da uzunlamasna srtnme ile aktarlr. Dnlerde ortaya kacak merkezka kuvvetin veya kuvvetli rzgarn arac devirebilecek etkisi, byk miktardaki dey arlk ve dnlerde dtaki rayn hafife ykseltilmesiyle (cant) karlanr. 3.2 eken ve ekilen Ara eitleri Gnmzde dnyann eitli yerlerindeki rayl sistemlerde ok eitli aralar kullanlmaktadr. Bu aralar aadaki gibi ana gruplara ayrabiliriz: Lokomotifler Yk vagonlar Yolcu vagonlar 1

oklu birimler (her birinin hareket yetenei kendinde) Metro aralar (genellikle oklu birimler) Hafif rayl/tramvaylar (genellikle birbirine eklenen birimler) Ray zerine kurulmu makineler (vinler, demiryolu i makineleri) Denetim ve bakm aralar

Resim 3.1 Demir raylar zerinde kenar kntl tekerleklerin nclerinden bir rnek 3.3 Buharl eki Gcnn Geliimi Daha nce de belirtildii gibi, On-sekizinci Yzyln sonlarnda ve On-dokuzuncu Yzyln balarnda buhar gcnn kontrol altna alnp kullanlmas, tm dnyada rayl sistemlerin gelitirilmesine ok byk bir etki yapmtr. kntl kenarl sert tekerleklerin ince raylar zerinde yrtlmesi kavram maden ve ta ocaklarnda denenmi ve uygulanabilir ve avantajl bulunmutu. Dz levhalar veya raylar zerinde altrlan bu sistemin etkinliini kstlayan en byk etken ekme gc veya hareket gcyd. Yrr gibi bir hzla iletilen sistemlerde hareket gc arabalar itekleyen insanlar veya eken atlarla salanyordu. Daha sonralar sabit vinlerle halatl aralar ekildi. Tekerlek, dingil ve rulman sistemlerinin srekli olarak iyiletirilmesiyle, daha ar ykler tanabilir hale geldi ve raylarda hareket edebilen buharl lokomotif (ekici) kullanlmaya baland. Buhar gcyle ekilen ilk tren Richard Trevithickin buharl lokomotifiyle 1804te South Waleste altrlmt. Bu lokomotif bir maden ocandaki rayl yolda iyi i grmt, ama dkme demirden yaplan yol ar ykler ve ani yklemeler iin yetersizdi.

2

Bu lokomotiften sonra 1813te William Hedley tarafndan tasarlanan ve Puffing Billy ad verilen buharl lokomotif yapld. Bu ekici de 40 yl akn bir sre Newcastle-on-Tyne tramvaynda kullanld.

Resim 3.2 Buhar a (fotoraf: Paul Walker) Bir yolcu treninde buharl lokomotifin ilk kullanm 1825te Stockton ve Darlington yolunda George Stephensonun Locomotion adn verdii ekici ile gerekleti. Stocktondaki ilk tren istasyonunda bulunan bir levhada u ifadeler bulunmaktadr: Burada 1825te Stockton ve Darlington Demiryolu irketi ilk yolcusunu alarak insanlk tarihinde bir a balatmtr. Buhar gc ile altran ve halka ak ilk rayl sistem Liverpool ve Manchester arasnda kurulan ve 1829da dzenli olarak yolcu tayan sistemdi. Bu sistem modern bir rayl tama sisteminde olmas gereken nemli ilevlere sahipti. Tm trenler lokomotifle ekiliyor, tren tarifelerine uyuluyor, irket alanlarnca iletiliyor ve irket alanlarnn bulunduu yerlerde duruyordu. Bu demiryolu iki ehir arasnda ve 38 mil (yaklak 60 km) uzunluundayd.Yolculuk iki saat 6 dakika sryordu. Ortalama 18 mph (yaklak 28 km/h) olan hz bugnk hzlara gre ok yava olsa da, yrme, koma, veya dar-kayk veya at arabas ile gitmeye gre olduka yksekti. lgin olan bir ey, 14 yl gibi ksa bir sre sonra, Great Western Railway firmasnda alan Daniel Gooch adl makinist Prens Alberti Bristoldan Londraya 118 millik yolu ayn srede getirmiti! O yolculukta ehirden ehre ortalama hz 57 mph olarak gereklemiti. Bugn bile, en iyi otomobillerle, bu iki ehir arasn hz snrn amadan iki saatte gitmek mmkn deildir. 3

Ondokuzuncu yzyln geri kalannda rayl sistemler gelimeye ve meden dnyann her tarafna yaylmaya devam etti. Bu gelimelerle birlikte buhar lokomotifleri ve ekilen aralar hem boyut hem de karmaklk asndan bymeye devam etti. lk yz yl kadar buhar gc demiryollarnda baskn ekme gc olarak kald. Gerekte 1880e kadar demiryollarnda buhar gc tek baarl ekme gc olarak deerlendirildi. Atmosferik olarak adlandrlan rayl sistemlerde bile sabit buharl ekme gc kullanld. (Bu sistemde raylar boyunca yerletirilmi olan bir vakum sistemiyle bir piston ekiliyor ve tren hareket ettiriliyordu. Lokomotif yoktu.) lk zamanlarda George Stephensonun Roket adn verdii lokomotif zamannda bile, etrafnda su olan bir yanma kutusu ve iinde oklu borular olan buhar kazanlar kullanlrd. Kullanlm buhar bacadan flenirdi. Pek ok lokomotifte iki silindir bulunurdu. Bu silindirlerdeki pistonlar harici kollarla tekerlere balanrlard. Silindirler normal olarak yatayla bir a yaparlard ve sadece bir ift tekerlei evirirlerdi. Sonralar silindirler nde bir yerde yatay olarak konumlandrld ve sr gc eitli harici balant elemanlaryla tm sr tekerleklerine iletildi. Buharl lokomotiflerin alma prensipleri konusunda ciddi almalar yapld. Supap mekanizmalar, srgler, pompalar ve pistonlar iyiletirilerek lokomotiflerin verimleri arttrld. Buharl eki gc esas itibaryla basit bir ynteme dayanyordu ama makinalar karmaklatka daha ok sorun ortaya kt. Kuru buharn ar stlmas kavramnn bulunmasndan sonra, Ondokuzuncu Yzyln sonlarna doru, bu etki buharl lokomotiflerde kullanlmaya baland. Bu etkiyle verimde bir miktar art oldu ama buhar kazanlarnda ve borularda bakm gereksinimi ok artt. lk yeralt rayl sistemlerinde de buharl lokomotifler kullanld nk o zamanlar baka pratik bir alternatif yoktu. lk yeralt rayl sistemi 1863 ylnda Paddington ve Farringdon, Londra, arasnda Metropolitan Railway Company tarafndan balatld. O zamana kadar yzlerce mil uzunluunda yzey demiryolu ina edilmi ve buharl lokomotiflerin tasarm, retimi ve iletilmesi konusunda otuz yllk bir deneyimle bilgi birikimi olumutu. Yeraltna yaplan bu yeni hat ve daha sonraki uzantlaryla (gnmzde Circle Line olarak bilinir) kes ve kapat yntemiyle yaplmt. Kaz ok derin olmad iin, mmkn olan yerlerde aklklar braklarak buhar, duman ve baka gazlarn kmasna izin verilirdi. Balangta ama yeralt ksmnda geleneksel lokomotifleri kullanmak ama yakt kullanmamak ve daha nce depolanan buhar devreye sokmakt. Ksa yeralt hatt geildikten sonra aa knca yakta devam edilecekti. Yeralt hatt kullanma alnca, geleneksel lokomotifler karbondioksit samaya devam ettiklerinden dolay yolcular ve tren ekibinde rahatszla neden oldu. Bu soruna younlatrcl lokomotiflerde bir lde zm bulundu, fakat yeralt iin baka bir eki gc aranmaya balad. Londra yolcusunun bir alternatif bulununcaya kadar 30 yllk bir sre daha kapal mekanlarda buharl lokomotife tahamml etti. 3.4 Elektrikli eki Sisteminin Ortaya k Elektrikli lokomotifler veya elektrikli eki sistemlerinin olabilirlii ilk defa 1834 ylnda Davidson adl bir sko tarafndan gsterildi. Ama bu fikrin buharl lokomotiflere bir alternatif olarak gelitirilmesi 1879daki Berlin Fuarna kadar gereklemedi.

4

Elektrikli eki gcnn yeralt treninde buharl lokomotiften daha avantajl olacan gren pek ok mhendis, Ondokuzuncu yzyln son on ylnda elektrikli treni gelitirmek iin almalar yaptlar. 1890 ylnda Londrada City & South London Demiryolu irketi King William Caddesi ile Stockwell arasnda bir tp yolda elektrikli eki sistemi kullanld. Bunu izleyen on yl iinde Shepherds Bush ile Bank arasnda Central London Rayl sistemi kuruldu. Bu sistemde de elektrikli eki kullanld. Bunu dier hatlar hzl bir ekilde izledi. Bugn Londra metrosu olarak bilen hatlar oluturan bu hatlar elektrikle iletildi.

Resim 3.3 Euston Meydan stasyonunda havalandrma aralklar. lk yeralt tp hatlarnda kullanlan trenlerde bir adet elektrikli lokomotif, yolcu vagonlarn ekiyordu. The City & South London lokomotifleri kk drt tekerlekli aralard; Central London lokomotifleri ise ok daha byk ve deve srt tasarmyla aracn ularndaki iki boci zerinde drt akisle hareket salyordu. Yirminci Yzyln ilk on ylnda, Londradaki tp hatlarnda tek lokomotifle eki sistemi terk edilerek tren boyunca ekici motoru olan aralarn kullanlmas sistemine geildi. Bu sistemin en byk avantaj eki ve frenleme gcnn tm tren boyunca yaylmas ve trenin abuk kalkp durabilmesiydi. ok durakl hatlarda bu zellik ok nemliydi. Ayn nedenlerle pek ok ana hat rayl yolda banliy trenlerinde ve sk durakl trenlerde zerinde motoru olan aralarn kullanld oklu diziler tercih edilmektedir.

5

Resim 3.4 Yeraltnda kullanlan ilk DC elektrikli lokomotiflerden biri.

Resim 3.5 Elektrikli oklu birim yeralt treni 6

3.5 Elektrikli eki Sisteminin Gelitirilmesi Yirminci yzyln balarnda kurulan veya elektrikli hale getirilen banliy ve yeralt hatlarnda orta gerilim DC kullanlyordu. Bu sistem olduka pahal sabit ekipman gerektiriyordu. Buna karlk lokomotifler basit ve ucuzdu. ok sayda indirici trafo istasyonu gerekiyordu. Yol hizasnda elektrik balants iin nc bir ray kullanlyordu. Teknoloji yine DC kullanan ilk tramvaylarnkine benziyordu. Birleik Krallkta Londra Metrosu ve British Railwaysin Gney Blgesinin byk ksm, British Railways buharl lokomotiften dizel gce gemeden ve lke apnda ciddi bir elektriklendirme almasna girmeden uzun yllar nce DC elektrikli eki kullanyordu. Birinci Dnya Savandan sonra trenlerde havai hat ile (kataner) AC yksek gerilim kullanma konusunda svire nclk etti ve 1930lara kadar tm kta Avrupasnda bu yntem normal elektriklendirme sistemi haline geldi. Yksek gerilim AC elektriklendirme ancak kinci Dnya Savandan sonra ngilterede kullanlmaya baland. O zamandan beri yzey hatlarnda bu sistem tercih edilir oldu. Yksek hzl AC lokomotifler yakt tamadklar iin yksek g/arlk oranna sahiptirler. 3.6 Dizel eki Dizel motor 1893 ylnda Berlinde Doktor Diesel tarafndan bulundu. Dizel motoru rayl sistemlere uyarlamada baz teknik sorunlar vardr. Bu sorunlar temelde, tren dururken bile dizel motorun almas gerektiinden kaynaklanr. Buhar lokomotifinde kazanda depolanan buharn basnc hazrda bekleyen bir g oluturmaktayd. Dizel motorda durum farkldr. Yolda kullanlan otomobillerde vites kutusu ve debriyaj sistemi almakta olan motor ile durmakta olan yrme aksamn uygun bir biimde birletirir, ancak bu sistem kk glerde iyi i grrken yksek glerde uygulanabilir olmaktan kar. Bu olumsuzluk nedeniyle dizel motorun rayl sistemlerde kullanm gecikmitir. 1930lar ve sonrasnda dizel eki rayl sistemlerde kullanlmaya baland. 1950lerde de dizel ve elektrikli eki sistemleri buharl lokomotifleri gelimi dnyann ok byk bir ksmnda devre d brakt. Dizel motorlarn gcn src tekerleklere aktarmann iki yntemi gelitirilmitir. Bunlardan biri hidrolik sistemidir. Bu sr sistemi orta derecede baarldr. Hidrolik sistemli lokomotiflerin ou Almanyada gelitirilmitir ve bugn bile kullanmdadrlar. Gnmzde dnyada standart dizel lokomotifte dizel-elektrik sistemi kullanlr. Bunu en basit ekliyle kendi dizel-reteli elektrik santral olan bir elektrikli lokomotif eklinde tanmlayabiliriz. Dizel lokomotiflerde sr sistemi karmak ve pahaldr. Dizel bir lokomotifin ilk maliyeti buharl bir lokomotifin ilk maliyetinin en az katdr. Ama lokomotifin tm kullanm mr dnldnde iletme ve bakm masraflar buharl lokomotif yannda ok dk kalr. Buharl sistem her gn lokomotifin ie balamasndan nce hazrlk gerektirir: atein canlandrlmas, kllerin ayklanmas, buhar basncnn olumas ve dier iler. Dizel lokomotifte dmeye bastnzda motor alr ve kullanma hazr hale gelir. Dzenli bakm iin gereken sre de buharl makineden ok daha ksadr.

7

Resim 3.6 Eski bir arpma kapl DC elektrikli oklu birim treni (Fotoraf: Paul Walker).

Resim 3.7 Kanal Tnelinde hem AC hem de DC ile alabilen Eurostar trenleri.

8

3.7 Dingil ve Tekerlek Yerletirilmesi lk buhar lokomotiflerinde iki veya dingil vard. Bunlarn biri veya daha fazlas sr tekerleklerini tayordu. Richard Trevithickin lokomotifinde iki sr dingilini sr pistonlarna balayan bir dizi byk dili vard. Pek ok durumda, eik konumlu silindirler bir ift byke sr tekerleini dorudan eviriyordu. Bazen de bu tekerlekler baka tekerleklere ubuklarla balanyordu. Lokomotiflerin boyutlar, arlklar ve gleri bydke, kmr ve su depolar iin ilave dingil/tekerler kullanld. Yolculuk mesafesi arttka kmr ve su ihtiyac da artyordu. Buharl lokomotifin sr tekerlerinin kaymasn veya patinaj yapmasn nlemek iin bu tekerleklere olabildiince fazla arlk bindirmek gerekiyordu. Altyap kprleri ve dier destek yaplar iin ise ar dingil ykleri hi istenmeyen bir eydi. Her mhendislik tasarmnda olduu gibi burada da iletim iin arzu edilen zelliklerle altyapnn kaldrabilecei zellikler arasnda bir uzlama gerekliydi. Elektrikli ve dizel oklu birim trenlerinin kullanlmasyla, pek ok sr tekeri tm tren boyunca yer ald. Bylece tutunma, hzlanma ve frenleme sorunlar azaltlm oldu. 3.8 Lokomotif Bakm Uygulamalarndaki Deiim Lokomotiflerin ok miktarda temizleme, yalama, kazma ve hafif tamir ilemi gerektirmesinden dolay, buharl eki sistemiyle rayl sistemin dzenli olarak iletilmesi, pek ok yedek lokomotifin salanmasn gerektiriyordu.

Resim 3.8 Dizel-elektrikli bir lokomotif (fotoraf: Paul Walker) Lokomotiflerin mrlerinin byk bir ksm, raylar zerinde vagon ekme yerine dzenli bakm iin bakm ve tamir atlyelerinde geiyordu. Ayrca gnlk alma iin de ate yakmak kl ayklamak gibi uzun sreli hazrlk gerekiyordu.

9

Bu ve baka sorunlardan dolay, kinci Dnya Savandan sonra Birleik Krallk ve dier lkeler buhar gcn terk ederek yava yava dizel ve elektrik gcne yneldiler. Dizel ve elektrik gc sayesinde tasarmclar byk tekerlekleri brakp zerinde src tekerlekler olan boci kullanmaya baladlar. Son yllarda hem lokomotifler hem de oklu birimler modler yapya sahip src elemanlar kullanmaya baladlar. Modler yapdaki bu elemanlar bakm iin kolayca sklebiliyorlar veya deitirilebiliyorlar. Bu yaklam da lokomotiflerin hizmet d olma srelerini azaltmtr.

Resim 3.9 Dizel ekili bir oklu birim (fotoraf Paul Walker). 3.9 Yolcu Arabalarndan Modern Ara Gvdelerine Rayl sistemlerin ilk yllarna ait izgi resimlerde Liverpool ve Manchester Demiryolu 1829da atla ekilen yolcu kabinlerinin drt tekerlekli aralara bindirilmesiyle balad grlr. nc snf yolcular da sr vagonu yapsndan pek fark olmayan basit yapl vagonlarda tanrd. Bazen bir vagona veya drt at arabas kabini yerletirilirdi. Koltuklar lokomotife ve arkaya doru bakacak ekilde karlkl yerletirilirdi. Bu kabinlerin iki tarafa birer kaps vard ve trenin yanna doru alrd. Kabinden kabine yryerek geme balants yoktu. British Demiryollarnda banliy treni vagonlarnda arpma kapl ara-geisiz kabin kullanlmas yz yl akn bir sre devam etti. Rayl sistemlerle yolculuk mesafesi ve sresi uzadka, ekspres trenler ortaya kt. Bu tenlerdeki yolcu vagonlarnda kabin kaplarnn ald bir yan koridor oluturuldu. Bu tasarm 1960lara kadar Birleik Krallkta anahat tren vagonlar iin kullanld. Amerikan demiryollarndaki ilk yolcu vagonlarnda ak kabin, ortada ak koridor ve koridorun iki yannda koltuklar bulunurdu. Bini ve iniler vagonun ularndaki kaplardan 10

yaplrd. Bu yaklam dnya zerindeki pek ok rayl sistemde kabul grmtr; hem anahat trenlerinde hem de banliy trenlerinde kullanlmaktadr. Trenin bir ucundan dierine yryerek kesintisiz gei mmkndr. Pek ok metro ve hafif rayl sistemde de ak oturma biimi kullanlr. Bu aralarda ini ve binilerin abuk olmas iin, kaplar sadece vagonun ularna deil orta ksmlarna da yerletirilmilerdir. Bu durumda, kap nlerinde koltuk olamayaca iin oturma yerlerinde bir azalma sz konusu olacaktr. Peronlarn seviyeleri ve erilik yaraplar da vagon tasarmnda nemli etkenlerdir. Bu deerler dnyann eitli yerlerinde farkllklar gsterir. zellikle tekerlekli sandalye kullanan engelli yolcularn ihtiyalarna ynelik tasarm deiiklikleri modern yolcu tama aralarnda sz konusudur.

Resim 3.10 Ak koridor tipli bir yolcu vagonunun i ksm (fotoraf: Paul Walker) 3.10 Yolcu Vagonu Gvde Yaplar Rayl sistemlerin ilk gnlerinden beri vagon gvde yaplar nemli deiiklikler geirmi ve daha salam, daha hafif ve daha ekonomik duruma gelmitir. lk yolcu vagonlar esasta ahap kabinlerden olumaktayd. Bu aralar arpmaya kar dayankl deildi ve arpma sonucu byk oranda yaralanma veya can kayb yaanyordu. 1840 gibi erken bir tarihte Birleik Krallkta Demiryolu Mfettilii kurumu oluturuldu. Bu kurum yeni oluturulan rayl sistemlerin halkn seyahatine uygun olup olmad hakknda sertifika veriyordu. Bu Mfettilik tarafnda yaplan kaza incelemeleri sonucu, rayl sistemlerdeki ara standartlar zaman iinde ykseltildi.

11

lk aamada, vagon tayc sistemi bir dvme demir ereve ile oluturuldu. Sonralar elik ereveye geildi. Yukardaki ahap yap bu ereve ile desteklendi. Bu sistem 1950lere kadar yeni ara tasarmnda kullanld. Bu tr tasarmda alttaki ereve asi arpmalara dayanyordu ama stteki kabinler atlyor, yarlyor ve yolcularn yaralanmasna veya hayatlarn kaybetmesine neden oluyordu. Bir sonraki aamada, alttaki elik ereveye ilave olarak kabin ksm iin elik veya alminyum ereve kullanlmaya baland. Bu yap arpmalarda daha dayanklyd ama toplam arlk ve maliyet artmt. Modern vagon tasarmnda tek-kabuk tasarm kullanlmaktadr. Bu tasarmda gvdenin tamam, iki boci arasna uzanan tekpara olarak dnlr. Gvdenin tamam ekme, kesme, eme ve burulma gerilmelerini karlamak durumundadr. retilmi aracn son biimi genellikle ekme alminyum profiller ve ereve zerine gerilmi kaynakl paslanmaz elik salardan oluan bir yapdr. Bu ekilde retilen bir ara nceki tasarmlarla retilen aralara gre daha hafiftir ve uak gvde yapsna ok benzer. Daha hafif bir tasarm, daha yksek gerilmeler ve tekrarl yklemeler metal yorulmas sorununu nemli bir boyuta getirir. zetlemek gerekirse, iki yz yla yakn bir sre geiren yolcu vagonu tasarmyla bugn eriilen konum yledir: Daha kk ktle Daha dayankl bir biim Daha salam bir yap. Daha az enerji harcama Darbelerde/arpmalarda daha az hasar Daha yksek yolcu konforu Daha yksek yolcu/ara ktleler oran.

Aralarn bu zellikleri sayesinde, unlar kazanlmtr:

3.11 Ana Hat Tren letmede Baz Hususlar Bir rayl sistemi kurup iletirken eken ve ekilen aralar asndan baz hususlarn ayrntl bir biimde ele alnmas gerekir. Bu hususlar sistemin bir uzun mesafe ana hat, metro veya hafif rayl tramvay sistemi olup olmamasna gre deiir. Ana hat rayl sistemlerinde u hususlar performans konusu olarak dikkate alnmaldr: Hattaki trafik tek tip mi (rnein sadece yksek hzl ekspres yolcu treni) yoksa kark hz ve tipte mi? Yava ve ok durakl yk ve yolcu trenlerinin rayl sistemin uzun mesafe yolcu tama kapasitesine etkisi ne olacak? Sinyalizasyon sistemi nasl bir kapasiteye izin verecek? (Bu husus byk lde sinyalizasyon kesimlerinin uzunluklarna ve sinyallemenin tek veya iki ynl olmasna baldr.) Kk istasyon veya duraklarda ekspres trenlerin geebilecei ok sayda gei evrimi veya yava hat peronu var m? Trenlerin planlanan kalk/var saatlerine uyabilmeleri iin ne tr hzlanma, frenleme veya eki zelliklerine sahip olmalar gerekiyor? 12

Hat zerindeki en yksek eim ne kadardr? (Bu zellik bir nceki hususu byk lde etkiler.) Ka tane hz kstlayc etken olasdr? Kayp zaman telafi iin ne yaplacak?

3.12 Metro ve Hafif Rayl Sistem letmede Baz Hususlar Metro ve hafif rayl sistemlerde genelde yolcu tand iin karma trafik gibi bir karmak husus sz konusu deildir. Yine benzer ekilde, pek ok durumda, ekspres veya ok durakl tren ayrm yaplmaz. letmenin temel endiesi, gnn deiik saatlerinde ortaya kacak talebi en ekonomik olarak karlayacak ekilde tren salamaktr.

Resim 3.11 Docklands hafif rayl sistem aralarndan biri. Metro ve hafif rayl sistemlerde temel hususlar u ekilde listelenebilirler: Gnn hangi saatlerinde hangi tama kapasitesi gereklidir? Ulalabilen hzlanma ve yavalama oranlar nelerdir? Her bir istasyonda ne kadar bir sre durmak gerekir? Eriilmesi gereken en yksek hzlar ne olacak? Normal iletme artlarnda enerji tasarrufu nasl salanacak (rnein uygun yerde treni boa almak)? Youn saatteki gecikmeleri telafi iin neler yaplabilecek? Hafif rayl sistemler iin, yolun otomobillerle ortak kullanlan ksmlar iin ne gibi ek etkenler dikkate alnacak?

13

Bu hususlarn detayl bir biimde ele alnmasndan sonra ne tr ve ka tane aracn altrlaca kararlatrlr. Planl ve plansz bakm ve tamir iin baz aralar servis d olacandan hizmetin aksamamas iin belirli sayda yedek ara bulundurulmaldr. Modern ara kullanm ve zenli bakm ilemleriyle, gerekli yedek ara saysn filonun drtte birinden daha az sayda tutmak mmkndr. Hem ekite hem de frenlemede, az miktarda bir fazla kapasite ounlukla uzun dnemde bir karllk ve enerji tasarrufu salar. Duraklar arasnn ksa olduu yerlerde, tren zaman tarifesi, trenlerin maksimum hza eritikten sonra boa alnmasna ve durma iin fren yaplmadan bir sre bota kendi momentumuyla hareket etmesine izin verecek bir ekilde yaplmaldr. Byle bir iletme ekli, sabit hz ve yksek frenleme durumuna gre daha az enerji gerektirecektir. Gecikmeler olmas durumunda tabii ki boa alma yerine sabit hzla gitme seenei hep mevcut olacaktr.

Resim 3.12 Docklands hafif rayl aracnn ii. 3.13 Yk Tama Aralar lk rayl sistemlerde ok eitli ykler tanrd. Buharl lokomotif zamannda hem byk hem de kk ehirlerde ihtiya duyulan kmr, ta, tomruk, levha ta, ve baka malzemeler tayan kark vagonlu uzun katarlar grmek mmknd. Bu tr trenlerin iletilmesi hem yava hem de ok fazla insan gc gerektiriyordu. Vagonlarn bekletildii hatlar, hatlar zerinde makaslar, manevralar, ykleme ve boaltma ilemleri gerekliydi. Baz ekonomik nedenlerle bu tr ilemlerin bir ksm gemite kald. Ama yine de zellikle byk lkelerde uzun mesafelerde demiryoluyla yk tamacl mkemmel bir yntem olarak devam etmektedir. Birleik Krallkta ylda 200 milyon tonluk yk demiryolu zerinden tanmaktadr. 14

Yk tama vagonlar gnmzde tadklar yke gre zel olarak tasarlanmaktadr. zellikle dkme imento, seramik topra, krlm ta, mcr, kmr, ya, petrol, elik, kl ve otomobil gibi yklerin tamasnda yke zel vagonlar kullanlr. Son yllarda eitli fabrikalara veya limanlara tek tip yk tayan trenler de oluturulmutur. [Bu tr trenler daha verimli altrlabilmektedir.] Birleik Krallkta tek tip yk tayan vagonlarn toplam arlklar 100 tona eriebilmektedir. ki boci zerinde tanan vagonun dingil arl 25 ton olabilmektedir. Trenin bu vagonlardan olumas durumunda, raylar zerinde tren boyunca bu ekilde ok ciddi bir ykleme olur. Altyapnn bu ekilde bir yklemeyi kaldracak salamlkta olmas gerekir. Bu husus hem ara tasarmnda hem de kpr tasarmnda dikkate alnmaldr. 3.14 zel Amal Rayl Mhendislik Aralar Balangta demiryollarnn yapm, iletilmesi ve bakm ok youn bir insan gc gerektiriyordu. Yol altyapsnn oluturulmas ve raylarn denmesi nemli lde inaat mhendislii faaliyeti demekti. lk demiryollar yapmn gsteren resimler, sadece el aralar, el arabalar ve atlarla desteklenen insan gcnn son derece youn olduuna iaret etmektedir. Ykleniciler sklkla geici yollar deyip zerinde buharl kk manevra lokomotifleriyle ve basit yk vagonlar ektiler. Bu yollarda buharl vinlerin kullanld da oldu. Zamann mekanik ara imkanlar kstlyd. Gnmzdeki demiryollarnda mhendisler insan gc kullanmn azaltacak pek ok sabit veya hareketli ara retmilerdir. Bu aralar sayesinde demiryolunun dzenli bakm yaplmakta ve yksek kalitede tutulmaktadr. Demiryoluna kan bu tr zel aralar da normal tren veya lokomotifler gibi, rayl sistemin gerektirdii gvenlik, sinyalizasyon, ve dier iletim zorunluluklarna uymak durumundadrlar. Bu aralarn bir ksm kendinden tahrik sistemine sahiptir ve normal bir tren gibi ilem grr. Bir ksm ara gere tren stnde tanr ve yolun trafie kapatlmasyla kendi gcyle i grr. Demir yolarndaki zel amal aralarn bir ksm unlardr: Balast sktrma makineleri Balast temizleyiciler Balast dkme/serme vagonlar Ta fleyiciler Hareketli rayl vinler Ray kaynak aralar Temizleme trenleri Denetleme aralar/troleyler Kar ve yaprak temizleme aralar Beton trenleri Su gideri ve ark temizleyicileri Akl aralar/Balast lokomotifleri Tnel temizleyicileri Ray deme aralar Personel tayclar Yol kayt aralar 15

Ray talayclar zel dz vagonlar/ray tama vagonlar.

Resim 3.13 Balast sktrma makinesi 3.15 retim Yntemleri Balangta rayl sistem aralar basit mhendislik becerileriyle, zel sipari paralarla retilirdi. retim insan gc arlklyd ve insan gc nispeten ucuzdu. Sonraki yllarda oklu mhendislik becerileri ve uzmanlklar kullanlr oldu. Tasarm karmaklat ve paralar standartlat. Eitilmi i gc cretleri artt. retim teknolojilerinde de nemli gelimeler yaand. Rayl sistem aralarnn retilmesindeki gelimeler arasnda aadakiler de vardr: Perinleme yerine kaynak kullanlmaya baland. Alminyum ve paslanmaz elik kullanm artt. Plastikler kullanlmaya baland. malatta yer tutucu ve sktrclarn kullanm artt (jigs and fixtures) Bilgisayarl retim ve kontrol sistemleri kullanlmakta Kalite gvencesi kavram getirildi.

16