TRUQUES FERROVIÁRIOS – PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO – 2

Como mencionamos em nosso último artigo sobre truques, hoje vamos comentar sobre o controle do efeito dinâmico que permite os trens atuais de alta carga por eixo, circularem com segurança: O amortecimento das vibrações.

O amortecimento das vibrações inerentes ao movimento vertical das suspensões dos truques, é controlado pelas Cunhas de Fricção. As cunhas de fricção são componentes fundidos e que trabalham montadas em bolsas nas extremidades das trevassas centrais dos truques com o objetivo de reduzir o movimento oscilatório por meio do atrito gerado pelo contato desta mesmas cunhas com as colunas, que são superficies existentes nas laterais fundidas dos truques, conforme esquematizado na Figura 1.

                      

Figura 1 – Montagem das cunhas nas travessas

As cunhas de fricção começaram a fazer parte integrante dos truques ferroviários à partir do final dos anos 30. Ali, naquele momento, havia a necessidade prática de aumentar a velocidade operacional ds trens, tanto de passageiros quanto de carga. A crescente concorrência dos aviões e caminhões forçou uma ação mais forte das ferrovias que resolveram trabalhar em conjunto (coisa desconhecida no Brasil) para organizar um plano de testes que pudesse direcionar para sistemas que realmente funcionassem adequadamente, transformando a energia cinética em energia térmica e com isso absorver os movimentos verticais que ameaçavam provocar ressonância entre vagão e via permanente e com isso o descarrilamento.

A ressonância é um efeito danoso e ocorre quando a frequência natural provocada pela via em função de sua manutenção se iguala à frequência da suspensão. Quando tal efeito ocorre, a oscilação fica fora de controle e um dos frisos de roda acaba escalando o boleto do trilho vindo a cair.

No teste americano de 1939, cujo trem teste é mostrado na Figura 2 abaixo, foram montados carros instrumentados com dinamômetros que registravam os efeitos das respostas de via às várias velocidades implemetadas. Foram vários meses de teste e circulação por trechos que representassem os piores efeitos de oscilação, anotando e analisando como cada solução de sistema de amortecimento se comportava.

Figura 2 – Trem Teste entre as cidades de Altoona-PA e Lock Haven-PA

Terminados os levantamentos , todo o material foi trabalhado e analisado para identificar quais sistemas estavam aptos a operar nas velocidades consideradas, tendo sido impresso um relatório com todos os valores coletados. Sob o ponto de vista de Engenharia Ferroviária, este teste foi um marco pois indicou que havia uma necessidade sempre crescente de controlar dinamicamente os trens pois os desafios continuavam.

Foram então escolhidos dois tipos básicos de sistema de amortecimento:

1- Sistema tipo RIDE CONTROL: A força exercida pelas cunhas de fricção contra as colunas das laterais tinham valor constante, ou seja, tinha o mesmo valor estando o vagão vazio ou carregado.

2- Sistema tipo BARBER: A força exercida exercida pelas cunhas era variável com a carga do vagão. Quanto mais carregado ele estivesse, maior força de controle da oscilação era feita.

               

No esquema vemos que no primeiro caso a cunha que faz pressão sobre a cunha de fricção, está inclausurada na extremidade da travessa enquanto que no segundo caso ela esta apoiada no fundo do prato de molas da lateral, tendo uma reação proporcional ao peso que estiver sendo aplicado sobre ela. Sempre que se apresenta esta diferenciação entre os sistemas de absorção de vibrações, é feita a mesma pergunta: Qual o melhor sistema?

Não há uma resposta rápida pois diríamos que não há melhor ou pior mas sim qual o mais adequado à situação que se apresente. O sistema de amortecimento é mais um dos componentes dos truques ferroviários. Tudo faz parte de um grande sistema que precisa ser avaliado para saber qual solução é a mais indicada para cada ferrovia em função do seu perfil longitudinal, tamanho e peso de seus trens, velocidades operacionais em cada trecho e por aí vai…

Hoje, os modernos truques de alta carga por eixo, em função da diferença de peso sobre a suspensão quando os vagões estão vazios ou carregados, tem levado os projetistas a optarem mais pelo sistema de absorção variável associado a projetos de suspensão de duplo estágio para que os veículos tenham a absorção necessária a cada fase de trabalho. Principalmente nos EUA, onde os trens são de cargas mescladas ou quando tivermos trens compostos por vagões vazios e carregado, os modernos sistemas podem dar o equilíbrio necessário para que não ocorram suspresas ou reações não previstas pela area de operação. Eu diria que na moderna condução com sistemas tipo Locotrol, onde existem locomotivas intermediárias e de auxílio de cauda, os truques com sistemas variados permitem um melhor balanceamento no contato veículo x via.

Em outra parte de nosso contato por este site, iremos demonstrar que as cunhas de fricção no projeto dos truques passa a ter um papel tão importante quanto o de absorver as vibrações verticaus e provocar o equilibrio dos trens. Elas hoje auxiliam a reduzir o consumo de rodas, já que compôem novos sistemas usados nos chamados truques radiais. Conhecido o papel básico das cunhas, poderemos agora expandi-lo a uma função complementar e muito mais significativa na sobrevivência das ferrovias: a redução dos custos de manutenção. Até lá !!!!!