apostila-material-rodante-2011-2 (2).pdf

Departamento de Eng. Produção Estradas de Ferro Material Rodante Prof. Dr. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa [email protected] (27) 9941-3300

Curso de Engenha Engenharia ria Civil Civil - Estradas Estradas de Ferro – Departamento Departamento de de Produção Produção - Prof. Dr. Rodrigo Rodrigo de Alvarenga Alvarenga Rosa Rosa

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Material Rodante

•

Material Rodante é o conjunto de todos os equipamentos que se locomovem sobre a via permanente


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Material Rodante

•

Material Rodante é o conjunto de todos os equipamentos que se locomovem sobre a via permanente


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Material Rodante •

É classificado pela sua capacidade de tração – Material de Transporte, ou sem tração, ou rebocado - são os carros carros que transportam transportam os passageiros passageiros,, e os vagões que transportam as cargas – Materi Material al de de Traç Tração ão - são as locomo locomotiva tivass e os carr carros os motores. Usualmente as locomotivas são também denominadas de material de tração


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Contato Roda-trilho

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O material rodante só se desloca sobre os trilhos através de simples aderência entre as rodas dos veículos e os trilhos Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Modal Ferroviário

Friso

Contato Roda-Trilho Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Passeio da roda

Contato Roda-Trilho

Friso da roda Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Roda

Roda de Aço Fundido

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Roda • • • • • •

Friso (Fe ) - 2,93 cm, e altura Fh - 2,54 cm. A roda é cônica, ângulo de 1:20 Uma folga B - de 1,0 cm a 2,0 cm Diâmetro da roda (Rd ) varia de 84,0 cm a 96,5 cm Espessura da roda (Re) 14,0 cm A folga B provoca o balanço dos trens quando o mesmo está em viagem, sendo esse balanço gerado pelos movimentos de “subida” e “descida” das rodas sobre os trilhos


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Rodeiro

•

A roda dos veículos ferroviários são solidárias ao eixo que as une – Não há movimento relativo entre o eixo e a

roda • •

As rodas são sempre paralelas entre si Cada eixo com um par de rodas paralelas é denominado RODEIRO


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Rodeiro de Vagão

Eixo

Roda

Rolamento de Cartucho Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Rolamento

Rolamento de Cartucho Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Eixamento

“Eixar” a roda

“Deseixar a roda” Curso de Engenha Engenharia ria Civil Civil - Estradas Estradas de Ferro – Departamento Departamento de de Produção Produção - Prof. Dr. Rodrigo Rodrigo de Alvarenga Alvarenga Rosa Rosa

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Rodeiro de Locomotiva (Completo)

Motor Mot or de Tração

Coroa


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Truque

• • • •

Os rodeiros são montados em estrutura rígidas de no mínimo dois rodeiros Este conjunto de no mínimo dois rodeiros forma o TRUQUE No Brasil, a maior parte dos vagões possui dois rodeiros por truque As locomotivas podem possuir 2, 3 e 4 rodeiros por truque


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Truque de Vagão

Truque Vagão

2 Rodeiros Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Truque de Locomotiva

Truque Locomotiva

Rodeiro Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Truque de Locomotiva

Truque Locomotiva

3 Rodeiros Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Truques •

Nas curvas ocorre o efeito de escorregamento da roda em relação ao trilho em função do truque ser uma estrutura rígida – A roda descreve uma trajetória maior, trilho externo, do que a outra, trilho interno – Quanto maior o raio, menor o efeito de escorregamento


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Vagão

•

•

O vagão é o veículo destinado ao transporte de cargas – Não possui capacidade motriz, necessita ser rebocado – Para transporte de passageiros são chamados de carros O vagão é composto de duas partes principais – Truques - rodeiros/rodas – Caixa – onde vai a carga


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Truque de Vagão Truque Vagão


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Lateral do truque

Truque de Vagão

Molas (2 lados) Prato Pião “Ampara Balanço” (2 lados) Travessa do Truque Triangulo de Freio (2 - frente e ré) Alavanca da timoneira Barra de Compressão


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Truque de Vagão

Base de apoio do Prato Pião

Pino de Encaixe no Prato Pião


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Truque de Vagão

•

• • •

Cada truque possui no mínimo dois rodeiros, cada rodeiro duas rodas (exceção ao vagão de contêiner da EFVM) – Já está sendo usado pela ALL truque de três rodeiros As quatro rodas do truque estão sempre paralelas e fixas ao truque Cada vagão é formado de dois truques Dificulta a entrada do vagão nas curvas


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Caixa de Vagão

•

A caixa é confeccionada de diversos materiais. Os mais comuns são: – Aço; – Alumínio; – Aço Inox; – Outros.


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Caixa de Vagão

Caixa Vagão

Truque Vagão


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Caixa de Vagão

Base de apoio do Prato Pião

Pino de Encaixe no Prato Pião


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Caixa de Vagão Vagões Abertos – Gôndola: granéis sólidos sem necessidade de proteção contra intempéries – Plataforma: contêineres, semi-reboques rodoviários, bobinas de aço, peças e equipamentos volumosos, etc. – Hopper: granéis sólidos Vagões Fechados • – Fechado: carga geral, protegida contra intempéries; – Tanque: granéis líquidos e pulverulentos – Hopper: granéis sólidos, com necessidade de proteção contra intempéries Vagões Isotérmico • •


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão

•

Numeração dos vagões no Brasil – A codificação é alfanumérica e feita em quatro grupos, sendo que somente os grupos A, B e C são pintados na caixa do vagão.


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Caixa de Vagão •

O grupo A apresenta 3 letras que representam: • Tipo do do vagão: vagão: F–Fech F–Fechado; ado; G – Gôndola; Gôndola; H – Hopp Ho pper er;; P – Pl Plat atafo aform rma; a; T – Tanq Tanque ue • Subtipo do vagão • Manga do vagão, que define a bitola e o peso máximo do vagão: de A a G, bitola métrica; de P a U, bitola larga


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Caixa de Vagão •

F – Fechados - fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abertos para os granéis que podem ser expostos ao tempo: – FR - Convencional, caixa metálica com revestimento – FS - Convencional, caixa metálica sem revestimento – FM - Convencional, caixa de madeira – FE - Com escotilhas e portas plug – FH - Com escotilhas, tremonhas no assoalho e portas plug – FL - Com laterais corrediças (all-door) – FP - Com escotilhas, portas basculantes, fundo em lombo de camelo – FV - Ventilado – FQ - Outros tipos Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão •

G – Gôndola - para granéis sólidos e produtos diversos que podem ser expostos ao tempo: – GD - Para descarga em giradores de vagão – GP - Com bordas fixas e portas laterais – GF - Com bordas fixas e fundo móvel (drop - bottom) – GM - Com bordas fixas e cobertura móvel – GT - Com bordas tombantes – GS - Com semi-bordas tombantes – GH - Com bordas Basculantes ou semi-tombantes com fundo em lombo de camelo – GC - Com bordas tombantes e cobertura móvel – GB - Basculante – GQ - Outros tipos Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão •

Hopper - fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abertos para os granéis que podem ser expostos ao tempo: – HF - Fechado convencional – HP - Fechado com proteção anti-corrosiva – HE - Tanque (center-flow) com proteção anti-corrosiva – HT - Tanque (center-flow) convencional – HA - Aberto – HQ - outros tipos


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão

Três rodeiros por tuque


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Caixa de Vagão •

Plataforma - contêineres, produtos siderúrgicos, grandes volumes, madeira, peças de grandes dimensões HF Fechado convencional – PM - Convencional com piso de madeira – PE - Convencional com piso metálico – PD - Convencional com dispositivo para contêineres – PC - Para contêineres – PR - Com estrado rebaixado – PG - Para serviço piggyback – PP - Com cabeceira (bulkhead) – PB - Para bobinas – PA - Com dois pavimentos para automóveis – PH - Com abertura telescópica – PQ - Outros tipos de vagão plataforma Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão

•

Tanque - cimento a granel, derivados de petróleo claros e líquidos não corrosivos em geral – TC - Convencional – TS - Com serpentinas para aquecimento – TP - Para produtos pulverulentos – TF - Para fertilizantes – TA - para ácidos e líquidos corrosivos – TG - para gás liqüefeito de petróleo – TQ - Outros tipos


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão

•

Vagões tipo isotérmico - produtos congelados em geral – IC - Convencional com bancos de gelo – IF - com unidade frigorífica – IQ - Outros tipos


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Numeração de Vagão •

• •

O grupo B é formado por seis números que representam: • Proprietário; Do segundo ao quinto número é o número seqüencial do vagão • Proprietário: Particular: 000001 a 099999; Cia Vale do Rio Doce: 100000 a 299999; FEPASA: 300000 a 599999; RFFSA: 600000 a 999999 O grupo C é o dígito de controle para o grupo B. O grupo D representa o país


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Numeração de Vagão

Dígito Verificador

Número Seqüencial

Tipo: Gôndola

Manga: SubTipo: Descarga Lateral E – Bitola Métrica

Primeira Posição: 2 - CVRD


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Numeração de Vagão

Dígito Verificador

Número Seqüencial

Tipo: Hoper

SubTipo: Comporta

Manga: E – Bitola Métrica

Primeira Posição: 2 - CVRD


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Modelos de Vagões


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Material de Tração

•

Material de tração – São todos os veículos que possuem capacidade de se locomover na via por si próprio – Locomotivas; Carros de serviço; Máquinas de Via, Outros


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Locomotivas •

Por uso – Locomotivas de Viagem – fazem a circulação ao longo da ferrovia, geralmente na linha principal e pátios (normalmente são as locomotivas mais novas e potentes) – Locomotivas de Manobra – operam dentro dos terminais de carga, fazendo manobras e formando trens para viagem (geralmente são locomotivas menores e mais velhas)


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Classificação de Locomotivas •

Por geração de potência – Diesel (Elétrica, Mecânica, Hidráulica) – Elétrica – Vapor – Levitação Magnética


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Locomotiva Diesel Elétrica

•

•

As locomotivas diesel-elétricas são as mais comuns no transporte de carga no Brasil (praticamente 100% das que operam no Brasil) Podem ser de corrente continua ou corrente alternada


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Locomotiva Diesel Elétrica •

É equipada com dois tipos de motores – Um motor diesel (alimenta o gerador que gera energia para os motores de tração) – Vários motores elétricos (motor de tração)


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Locomotiva

•

Classificação dos truques de locomotivas


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Parte lateral do motor de tração que é fixada no mancal de rolamento (Tubo U)

Pinhão que engrena na coroa e é encoberto pela caixa de graxa


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Eixo sem o mancal de deslizamento

Coroa


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Coroa (fixada sob prensa como a roda)

Ponta eixo onde vai encaixar o mancal rolamento

Mancal de Rolamento Parafusos de fixação das 2 2 meias canas (bi partido) meia canas (3) Tubo U Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Motor tração elétrico

Caixa de graxa Que encobre o pinhão e a coroa

Rolamento


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Dash 9 (BB40WM) 4000HP

GE G12 1250HP


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GM DDM45 3600HP

GE BB36-7 3600HP


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GE C44-9WM 4400HP

GE C44-9WM 4400HP


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GM SD40-3MP 3100HP

Macosa GT26CU-2 2600HP


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GE C30-7A 3000HP

GE U20C 2000HP


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Locomotiva Slug •

Locomotivas slug têm apenas o motor elétrico de tração das rodas – Não possui o motor diesel que alimenta o gerador que produz energia para os motores elétricos – Circula acoplada a outra locomotiva e o excesso de energia gerado por esta outra locomotiva e transferido para a slug – Para compensar a falta do peso do motor diesel, coloca-se concreto ou pedaços de aço para dar peso e consequentemente melhorar a aderência Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Locomotiva Elétrica •

Locomotivas elétricas – Não produzem sua própria energia – Dependem de uma rede de distribuição de energia – No Brasil é usada mais para passageiros


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Dinâmica Ferroviária (Simplificada)


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Dinâmica Ferroviária (Simplificada) • •

Dinâmica Ferroviária Para aumentar o coeficiente de aderência – Lançar areia entre os trilhos e a roda – Aumentar o peso da locomotiva – pode ser que a VP não suporte este peso extra, inclusive as obras de arte – Aumentar o numero de rodas motrizes das locomotivas – pode aumentar demais o comprimento da locomotiva, dificultando a realização de curvas Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Composição Ferroviária Composição Ferroviária – Conjunto de material rodante composto por pelo menos uma locomotiva e pelo menos um vagão ou carro • Têm duas extremidades: – Frente ou Testa - é a ponta da composição que está no sentido de deslocamento da composição – Cauda - é a parte contrária à frente, a parte de trás •


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Composição Ferroviária


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Composição Ferroviária •

Configurações mais usuais de composição ferroviária: – Uma, ou até cinco, locomotiva na frente da composição (MRS motivo: muito túnel) – Uma locomotiva de apoio na cauda (helper, pode ter helper na frente, em Carajás) – Locomotivas distribuídas na composição (Tração Distribuída) • Geralmente dividida em 2/3 com duas da frente e mais duas ou uma com o restante dos 1/3


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•

Sincronismo em composição de tração distribuida – Manual – Automático (Locotrol, fabricante GE)


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Freios •

Os freios podem ser – Freio Dinâmico • Na locomotiva, nos motores de tração – Freio a ar • Na locomotiva – Freio Independente • Nos vagões – Freio Automático – Freio Manual • Nos vagões e locomotivas quando são parados e estacionados


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Freios Freio Automático (Vagões) Freio Dinâmico (Motor Tração)

Freio Independente (Locomotiva) Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Freios

Freio Manual (Volante) Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Freios

Freio Manual (Alavanca) Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Freios

Freio Manual (Volante) Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

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Engates

•

Engates – Serve para unir, engatar as locomotivas e vagões – Tipos • E – vagões leves • F – vagões pesados e cargas perigosas


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Engates

Tipo E


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Engates

Tipo F

Encaixes


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Engate

Desengate


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Equipagem  

Maquinista; Auxiliar de maquinista


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Equipagem Freio Pneumático Freio Independente

Buzina

Acelerador (8 pontos)

Freio Dinâmico (8 pontos)

Areia (Areeiro) Chave Reversora (Frente e Ré)


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