Dvojice kol je prvek podvozku kolejových vozidel , což je dvojice kol pevně uložených na nápravě a otáčejících se vždy společně s nápravou jako celkem. [1] Tato prakticky jednodílná konstrukce je vysoce spolehlivá. Počet najetých kilometrů dvojkolí lokomotiv s pneumatikovými koly může dosáhnout několika set tisíc km při zatížení 20-25 tf (pak bude nutné přezutí).
Zapisování do oblouků velkých poloměrů (řádově 500 m a více) se provádí z důvodu rozdílu průměrů kol podél valivých kružnic, ke kterému dochází při posunu dvojkolí po koleji. Tento rozdíl je způsoben tím, že valivá plocha kol (profil kola) není válcová, ale kuželová: poloměr ráfku kola na vnější straně je menší než na vnitřní straně, což vzhledem k profilu hlavy kolejnice , umožňuje dvojkolí pohybovat se ze středu dráhy směrem ven ze zatáčky, čímž se pohybuje na různé poloměry valivého kruhu pro pravé a levé kolo. Pohyb dvojkolí po oblouku malého poloměru (například na výhybkách) je zajištěn přítomností hřebenů (žeber) na kolech. V tomto případě je dvojkolí vedeno silami vznikajícími při styku vnitřní boční plochy kolejnice a hřebene vnějšího kola. Při jízdě v přímém směru jsou okolky kol spíše bezpečnostní funkcí než funkcí udržování stabilního přímočarého pohybu.
Síly působící ve styku kola a kolejnice a usměrňující pohyb kolejového vozidla se nazývají creepové síly (z anglického creep - plazit se). Jsou způsobeny tím, že materiály kola a kolejnice nejsou absolutně pevné. Při kontaktu jsou pozorovány mikrodeformace kolejnice a kola, které určují postupný nárůst creepové síly s nárůstem relativního prokluzu kola po kolejnici.
Pokud kolejové vozidlo používá systém dvojice kol na stejné nápravě schopných rotace různými úhlovými rychlostmi, pak se nejedná o dvojici kol. Takový systém neposkytuje stabilizaci, ale může být použit na relativně pomalých kolejových vozidlech.
Každé dvojkolí jako montážní jednotka se teoreticky skládá minimálně ze tří částí: dvou kol a nápravy. Skutečný výkon v reálném světě obvykle zahrnuje kompozitní kolo, které má alespoň pneumatiku . Dalším konstrukčním znakem dvojkolí je, že je často připojeno k podvozku kolejových vozidel prostřednictvím externích nápravových skříní , protože pouze s takovým schématem je kontrola opotřebení a výměna ložisek relativně jednoduchá a cenově dostupná.
Pro zachování profilu železničních kol, která zajišťují běžný pohyb, se využívá natáčení kol, u plášťových kol i výměna pneumatik.
Hlavním geometrickým parametrem dvojkolí je vzdálenost mezi vnitřními plochami kol dvojkolí. Pro ruské silnice je tato vzdálenost 1440 mm s tolerancemi ±3 mm (pro rozchody 1520 a 1524 mm ) a 990 mm s tolerancemi ±3 mm (pro rozchody 1067 mm).
S ohledem na vysoké požadavky na pevnost a spolehlivost kladené na dvojkolí byla vyvinuta a existují pravidla pro výrobu a opravy dvojkolí, která přísně standardizují celý technologický proces: soustružení a frézování obrobků (zejména dokonce i poloměry zaoblení , třída povrchové úpravy obrobené plochy), teplotní podmínky při tváření dvojkolí, tolerance, podesty atd.
Dvojice kol podvozku vozu přebírá náklad z vozu a slouží k usměrňování pohybu vozu po kolejích . Dvojkolí se skládá z plných válcovaných kol nalisovaných na nápravě. Rám podvozku spočívá na vnějších koncích nápravy prostřednictvím nápravových skříní a pružin.
Plně válcované kolo vozu se skládá z náboje, disku a ráfku. Okraj směřující dovnitř dráhy má výstupek nazývaný hřeben nebo příruba . Hřeben chrání dvojkolí před vyjetím z dráhy.
Některé typy vozů používají kotoučové brzdy + magnetickou kolejnicovou brzdu . Páry kol těchto vozů jsou vybaveny brzdovými kotouči. Na nápravu jsou mezi koly nalisovány dva (čtyři třecí plochy) nebo tři (šest třecích ploch) brzdové kotouče.
V letech 1868-1878. v ruské budově automobilů byly určité problémy s poskytováním vysoce kvalitních materiálů. V tomto ohledu se objevila vagónová dvojkolí, která měla masivní dřevěné středy systému Manzel a ocelové pneumatiky. Pod podmínkou svědomité výroby kvalitního tvrdého dřeva ( dub , teak ) a po vyvaření v oleji sloužila dvojkolí se středy systému Manzel dlouhou dobu, měla měkký, tichý chod a menší opotřebení pneumatik. V tomto období všechny automobilové závody v Moskvě vyráběly nákladní vozy s koly Manzel a některá osobní auta měla taková dvojkolí. Následně byla tato kola přetvarována a obdržela železné a litinové středy [2] .
Dvojkolí lokomotivy, kromě funkcí, které plní dvojkolí vozu, musí zajišťovat realizaci tažné síly lokomotivy . K tomu má dvojkolí lokomotiv (kromě parní lokomotivy ) převod , kterým je přenášen kroutící moment od trakčního elektromotoru nebo hydraulického převodu. Na parních lokomotivách byly na vnější straně dvojkolí vyrobeny klikové nápravové skříně, pomocí kterých byly přední dvojice kol spojeny mezi sebou a s křížovými hlavami válců parního stroje speciálními táhly. Existovaly parní lokomotivy s klikovou nápravou páru kol. Takové schéma bylo použito v případě jednoválce (na úzkorozchodných lokomotivách) a tříválcového parního stroje [1] .
Dvojkolí lokomotiv se zpravidla vyrábí s bandáží. Při opotřebení profilu kola po valivé kružnici a po hřbetu se kolo ve většině případů otáčí na speciálním soustružnickém nebo soustružnicko-frézovacím stroji bez demontáže dvojkolí z lokomotivy. Kolejnice pod dvojkolím jsou spuštěny, v kontrolním otvoru je speciální soustruh. Dvojice kol přijímá rotaci od trakčního elektromotoru dieselové lokomotivy nebo elektrické lokomotivy . Po provedení několika otočení (od 3 do 5) dosáhne ráfek minimální hodnoty normalizované podle pevnostních podmínek. Obvaz se odřízne a nahradí se novým. Tím se prodlouží životnost dvojkolí.
Na vícejednotkových kolejových vozidlech ( elektrické úseky , elektrické vlaky , dieselové vlaky , motorové vozy ) mají dvojkolí přívěsných vozů bezmotorové nápravy - jsou konstrukčně podobné dvojkolí vagónů; motorizované nápravy mají dvojkolí podobná konstrukce jako lokomotivy.
Některé typy vozů používají kotoučové brzdy. Páry kol těchto vozů jsou vybaveny brzdovými kotouči. U motorizovaných dvojkolí nejsou brzdové kotouče přitlačovány na osu mezi koly (protože prostor mezi koly zabírá zpravidla motor nebo jiné části pojezdového ústrojí), kotouče jsou ke kolům přišroubovány z vnější a vnitřní strany (tím jsou získány čtyři brzdné plochy). U bezmotorových párů jsou brzdové kotouče nalisovány na nápravu, stejně jako u párů kol bez vlastního pohonu.
Existují hnací a pojezdová dvojkolí. Přední v designu jsou podobné lokomotivám, běžci jsou podobné vagónům. Liší se od nich velikostí a provedením axiálních převodovek.
Na starších typech tramvají byla použita dvojkolí s tuhými koly, vnější nápravové skříně a axiální zavěšení trakčního motoru. Konstrukce takových dvojkolí je podobná lokomotivám, ale jejich velikost je menší. U moderních tramvajových vozů se používají dvojkolí s pogumovanými koly a vnitřními nápravovými skříněmi.
Ve dvoukolejném schématu pro uspořádání lanových drah , pro průjezd vozů na vlečce , se používá výhybka Abt pomocí dvojkolí speciální konstrukce ve vozech, kde jedno z kol má na obou stranách příruby - vnitřní a vnější a na druhém kole není příruba vůbec, ale má větší šířku, aby se usnadnil jeho průchod mezi zlomy kolejnice.