Podvozek u běžného kolejového vozidla je část pojezdu opatřená dvojkolím(-i), která je pohyblivě spojená s rámem nebo samonosnou skříní vozidla. V naprosté většině případů je vůči rámu nebo skříni vozidla otočný kolem svislé osy. Použití podvozků umožňuje pro zadaný poloměr oblouku stavbu delších vozidel, než při použití rámových pojezdů. Dvoustupňové vypružení, pokud je použito, zvyšuje komfort jízdy.

Ideální podvozek by měl zajistit klidný chod vozidla až do maximální rychlosti a mezního opotřebení částí podvozku i koleje, měl by zajistit bezproblémový průjezd obloukem při minimálním opotřebení kol i kolejnic, měl by být co nejlehčí, aby poměr nosnosti (obsaditelnosti) vozidla a vlastní hmotnosti byl co nejvyšší, především u vozidel pro osobní dopravu by měl mít vypružení co nejměkčí a zároveň udržovat podlahu vozidla v konstantní výšce bez ohledu na obsazenost, výška podvozku by měla být minimální a zároveň by měly být i minimální kontaktní tlaky ve styku kolej – kolo a k tomu by měl být ještě jednoduchý a levný. Splnění všech těchto požadavků zároveň je obtížné, ne-li nemožné a tak vznikají podvozky, jejichž konstrukce je kompromisem mezi ideálním splněním těch požadavků, které jsou dány typem vozidla a ostatními požadavky, které je nutné dodržet alespoň v určitých mezích daných předpisy, normami a ekonomickými parametry.

Části podvozků K základním částem podvozku patří rám, dvojkolí včetně vedení a ložiskových skříní, vypružení, kolébka a brzdová výstroj.

Rám Rám je základní díl podvozku. Podle technologie výroby rozlišujeme rámy nýtované, svařované, odlévané nebo vyrobené kombinací těchto technologií. Podle tvaru rámy uzavřené (obdélníkové) nebo otevřené (H nebo dvojité H). Podle umístění podélníků vůči kolům dělíme rámy na vnější a vnitřní. Podle tuhosti konstrukce dělíme rámy na tuhé a kloubové.

Dvojkolí Dvojkolí mohou být s obručovými koly s plnými kotouči nebo paprskovými, obvyklejší jsou, zejména u vozů, kola monobloková. Nejobvyklejší jsou podvozky dvounápravové, méně často se vyskytují jedno- a třínápravové. Jiný počet náprav je spíše výjimečný.

Ložiska Nápravová ložiska se dělí na dva základní druhy – kluzná a valivá. Valivá ložiska se obvykle používají válečková, kuželíková nebo soudečková, jednořadá nebo dvouřadá. Nejnovějším trendem je používání uzavřených ložiskových jednotek, často s integrovanými teplotními nebo otáčkovými čidly.

Vedení dvojkolí Z hlediska tuhosti se zpravidla rozlišuje vedení dvojkolí na

tuhé, které neumožňuje ani malé natočení dvojkolí vůči podélné ose podvozku – např. u Y25, Minden-Deutz, GP200

částečně poddajné, které umožňuje alespoň částečné natočení dvojkolí k radiální poloze umožňující radiální postavení dvojkolí v oblouku (vedení v příčném směru není znázorněno):

Poznámka: jedná se o principiální schémata. Konkrétní provedení na vozidle se může lišit, a to i značně – viz např. provedení křížové vazby podvozku VT 612 na obrázku níže.

Příklady v praxi:

Z hlediska konstrukce se vedení dvojkolí dělí historicky na dvě základní skupiny: starší rozsochové a novější bezrozsochové. Druhá skupina obsahuje řadu principiálně zcela odlišných typů.

Rozsochové vedení Nejstarší vedení dvojkolí je rozsochové – ložisková skříň se ve svislém směru pohybuje mezi dvěma deskami, rozsochami. Zatímco rozsochy v původním pojetí u rámového pojezdu (dvounápravového vozidla) jsou často v příčném směru pružně poddajné (plochého tvaru), u rozsoch podvozků tomu tak obvykle není.

Rozsochové vedení je vhodné spíše pro nižší rychlosti, podléhá opotřebení a při požadavku na vyšší rychlosti vyžaduje sledování vůlí a včasnou výměnu kluzných částí, jinak dochází k nestabilnímu chodu vozidla. Toto vedení je v Česku použito na podvozcích řady 26.2 a na pensylvánských podvozcích osobních vozů a elektrických jednotek ř. 451, 452.

Modifikované rozsochové vedení je použito i u současných nákladních podvozků řady Y25. Podélná vůle ve vedení ložiskové skříně je však vyčerpána mechanismem třecího tlumiče kmitů (systém Lenoir) a natáčení dvojkolí je tím zamezeno.

Bezrozsochové vedení Bezrozsochové vedení je velmi široký pojem. Rozlišujeme následující druhy (s uvedením některého typu vozidla nebo podvozku, na kterém je v ČR použito): kývačkové – 749, 754, 071, 971 ojničkové se dvěma ojničkami (Alsthom)– 230, 242, 831 ojničkové s jednou ojničkou – 471 trnové – podvozky Görlitz V, Görlitz V/Dunakeszi, podvozky VÚKV ocelovými pásy – podvozky Minden-Deutz na vozech DB, FS, SJ a dalších, původně též na vozech metra laminátovými pásy – podvozky Görlitz VI (patrové vozy), GP 200 pryžovými profily – 110, 111, podvozky vozů Balm

Vypružení Vypružení se dělí na primární (mezi dvojkolím a rámem podvozku) a sekundární (mezi rámem podvozku a skříní/rámem vozidla). Některé podvozky mají pouze jednostupňové vypružení, ať už primární – 26.2, Y 25, nebo sekundární – Diamond, Bettendorf. Primitivní konstrukce na úzkokolejných drážkách se někdy obejdou bez vypružení zcela. Ve vypružení mohou být použity následující typy pružin a pružnic: listové pružnice parabolické pružnice torzní tyče vinuté pružiny pryžokovové prvky pneumatické pružiny vlnovcové nebo membránové

Brzda Brzda v podvozku bývá obvykle špalíková (s oboustranným nebo jednostranným obrzděním kol) nebo kotoučová. Brzdové kotouče bývají samostatně nalisované na nápravě nebo na discích kol.

Typické konstrukce nákladních podvozků

Americká konstrukční škola Vývoj podvozků u nákladních i osobních vozů v Americe (konkrétněji ve Spojených státech a Kanadě) předběhl Evropu. Bylo to dáno zejména požadavky na velké objemy přeprav na velké vzdálenosti. Oproti tomu v Evropě se většina přeprav uskutečňovala v rámci poměrně malých národních států, čemuž vyhovovala únosnost dvounápravových vozů. V 2. polovině 19. století byl podvozkový vůz v Evropě spíše výjimečným jevem. Americké konstrukce byly od počátku založeny na principu provahadlovaných neodpružených dvojkolí a odpruženého rámu vozu.

Diamond Podvozek Diamond se objevuje ve Spojených státech přibližně v polovině 19. století. Pro svoji jednoduchost a spolehlivost se velmi rychle rozšířil, takže již v roce 1870 představoval prakticky jediný typ podvozku u nových nákladních vozů. Nejstarší podvozky měly ještě některé díly dřevěné. V roce 1941 byly ve Spojených státech vyloučeny z celosíťové dopravy, avšak v Evropě se ještě v 60. letech stavěly vozy s těmito podvozky.

Podvozek se skládá ze dvou bočnic z pásové oceli pevně spojených s ložiskovými skříněmi dvojkolí. Bočnice jsou vzájemně spojeny příčníkem. Vyráběly se v provedení s kolébkou i bez (tzv. pevné – rigid). Pásy v bočnicích jsou uspořádány do kosočtverců – anglicky diamond.

Bettendorf Podvozek Bettendorf byl patentován v roce 1903. Navazuje na konstrukci Diamond. Jedná se o tzv. Three pieces bogie, čili podvozek ze tří částí: dvě bočnice a odpružený příčník. Bočnice jsou odlévané a na rozdíl od podvozku diamond nejsou pevně spojené. S podvozky Bettendorf je možné se setkat i v Česku na výsypných vozech firem zabývajících se údržbou tratí.

Evropská konstrukční škola První podvozkové vozy se na evropských železnicích objevují kolem roku 1860. Podvozky, na rozdíl od amerických konstrukcí, připomínají malé dvounápravové vozy.

Příhradová konstrukce První evropské podvozky měly jednoduchý rám, často ještě dřevěný, ke kterému byly připevněny rozsochy. Konstrukce rozsoch byla provedena z ocelových pásů, které tvořily příhradovou konstrukci. Teprve po roce 1890 byly rozsochy provedeny mnohem jednodušším způsobem z plechu.

Podvozky s plechovými bočnicemi Podvozky s plechovými bočnicemi se začínají objevovat v 70. letech 19. století. Roku 1885 přichází s tímto typem podvozku i firma Ringhoffer sídlící v Praze na Smíchově. Tento typ podvozku se stal výchozím typem evropské konstrukční školy – typické prvky jako rozsochové vedení dvojkolí, jednostupňové vypružení dvojkolí listovými (ev. parabolickými) pružnicemi, plechové bočnice spojené ocelovými profily se používají dosud.

Rám nejstarších podvozků byl tvořen dvěma plechovými bočnicemi, které byly spojeny dvěma čelníky a dvěma příčníky z profilů tvaru U. Dvojkolí byla vypružena provahadlovanými listovými pružnicemi.

V Československu byly a jak v ČR tak v SR dosud jsou rozšířeny podvozky 26-2.8, zavedené v roce 1968 (8. modifikace podvozku 26-2) a vyráběné jako již značně zastaralé ještě v roce 1987. (Pro ilustraci: Jakožto podvozky s krátkými závěsy pružnic mají v ČR předepsanou lhůtu technických prohlídek 4 roky, zatímco obecná lhůta pro vozy s rychlostí v loženém stavu do 100 km/h je 6 letVyhl. 173/1995 Sb., příloha 5, ve znění Vyhl. 174/2000 Sb. .) Pro jejich značný počet a finanční náročnost případné náhrady jinými typy majitelé přistoupili k dílčím modernizacím, které mají za cíl zlepšení chodových vlastností a prodloužení způsobilosti k mezinárodnímu provozu (zvětšení příčných vůlí v rozsochách, dosazení odpružených kluznic, snížení hmotnosti na nápravu z 20 na 18 t)Stránky o nákladních vozech v Československu po 2. sv. válce.

Podvozky osobních vozů

Jednonápravové podvozky

Rybák Podvozek typu Rybák prvně použila firma Ringhoffer pro sérii vozů s rozvorem 9,4 m v letech 1910–1917. K této konstrukci se firma vrátila u osobních vozů z let 1939–1955. Podvozek se vyznačuje zejména tím, že je neotočný – rám je veden vůči skříni čtyřmi čepy uvnitř vinutých pružin. Primární vypružení zajišťují listové pružnice a vedení dvojkolí rozsochy ukotvené v rámu vozu. Vůle v rozsochách umožňují částečné natočení dvojkolí v oblouku.

Podvozek ř. 810/010 Tento typ podvozku, úředně označený 8-807.8 použila Vagónka Studénka v letech 1973–1984 u motorových vozů ř. 810, přípojných ř. Blm a jejich maďarských mutací. Podvozek má pouze primární vypružení tvořené vinutými pružinami a dvojkolí je vedeno trny. Skříň je zavěšena pomocí čtyř dlouhých závěsů, které jsou na jedné straně v příčném směru k ose vozu provahadlovány. Podvozek je navržen tak, aby umožňoval dvojkolí zaujmout v oblouku radiální postavení.

Talgo Podvozky Talgo jsou nejsou v pravém slova smyslu jednokolové – každé kolo má vlastní nápravu, což umožňuje změnu rozchodu. Navíc při tomto uspořádání odpadá sinusový pohyb dvojkolí při jízdě v přímé koleji. Dvojkolí jsou zde nuceně stavěna do radiální polohy pomocí paralelogramového mechanismu, jehož táhla jsou připojena k sousedícím článkům. Poloha krajních dvojkolí soupravy je odvozena od vzájemného natočení krajního a sousedního článku pomocí dlouhých táhel. Od konce 70. let, kdy vznikla koncepce Talgo Pendular, přibyl další charakteristický znak těchto podvozků – uložení pružin na vysokých sloupech, což vede k příznivému náklonu vozové skříně při průjezdu obloukem. Nevýhodou těchto podvozků jsou poměrně velké neodpružené hmoty.

Západní Německo

Minden-Deutz Podvozek typu Minden-Deutz byl zkonstruován v roce 1949. Jeho označení je odvozeno od sídla regionální správy DB v Mindenu a jména části Kolína nad Rýnem – Deutz, kde sídlila firma Westwaggon. Podvozek se stal typickým znakem osobních vozů DB, ale bylo možno se s ním setkat i v jiných zemích – například u italských nebo švédských železnic. Podvozek typu MD-50 má obdélníkový rám se dvěma čelníky a dvěma příčníky, mezi kterými se nachází kolébka. Vypružení obou stupňů je provedeno vinutými pružinami. Typickými pro tuto konstrukci jsou vedení dvojkolí ocelovými pásy a šikmé tlumiče sekundárního vypružení, které měly tlumit příčné i svislé pohyby zároveň. Vedení dvojkolí je velmi tuhé a neumožňuje ani částečné natočení dvojkolí v podvozku při jízdě obloukem.

Z typu MD-50 byl v polovině 70. let odvozen typ MD-52. Přechodem na použití kotoučových brzd ztratily opodstatnění čelníky, rám byl zjednodušen na dvojité H a oba ocelové pásy byly umístěny paralelně směrem ke středu podvozku. Varianta MD-52-350 byla vyzkoušena až do rychlosti 400 km/h a je schválena pro maximální rychlost 300 km/h.