Lokomotivní řada E 424.0 ČSD

Charakter a rozsah elektrizace pražských spojek byly hlavními důvody, proč ČSD v roce 1925 objednaly skupinu lokomotiv "posunujících a pro lehké nákladní vlaky" stejně početnou, jako flotilu lokomotiv pro osobní službu. Lokomotivní řada E 424.0 nebyla typem, který by v době výroby početně, výkonově nebo technicky nějak výrazněji předstihoval ostatní srovnatelná vozidla ČSD. Za povšimnutí ale u řady E 424.0 stojí konstrukce a použití stejných uzlů jako u rychlíkových lokomotiv řady E 466.0. Obě řady, které dodala plzeňská ŠKODA, začaly ČSD používat na pražských spojkách v roce 1928, tedy právě před sedmdesáti lety.

Po vyhodnocení soutěže na šestnáct elektrických lokomotiv, vypsané v roce 1924 pro úvodní fázi elektrizace hlavních tratí ČSD - tedy elektrizaci pražských spojek - objednalo ministerstvo železnic objednávkou č.j. 55982/25 - VI/E ze dne 9.12. 1925 celkem šestnáct elektrických lokomotiv. Z nich bylo šest lokomotiv osobních, čtyři nákladní a šest pro posunovací a lehkou traťovou službu. Všechna tato vozidla se samozřejmě na základě výnosu ministerstva železnic č.j. 10334 ze 7.5. 1924 o normalizaci napájecího systému uvažovala pro napájení stejnosměrným proudem o napětí 1500 V.

Zadávacím listem byly pro elektrické posunovací lokomotivy stanoveny požadované parametry takto: Lokomotivy musely utáhnout 400 t těžký vlak na trati o stoupání 10 ‰ a v oblouku o odporu 1 kg/t rychlostí 30 km/h. Maximální rychlost byla požadována 50 km/h a zkušební 60 km/h.

Šest posunovacích lokomotiv bylo pro vyzkoušení různých koncepcí objednáno takto [4]: - 2 lokomotivy řady E 423.0 u Akciové společnosti pro stavbu strojů a mostů v Adamově s elektrickými částmi od britské firmy Metropolitan Vickers; šlo o lokomotivy se dvěma dvounápravovými podvozky, každý se dvěma tlapovými trakčními motory, u nichž byl při napětí 1350 V zadán výkon na obvodu kol 920 k, tj. 676 kW při rychlosti 27 km/h a hmotnost 50 t - 2 lokomotivy řady E 424.0 u Akciové společnosti, dříve Škodovy závody Plzeň; lokomotivy s děleným rámem a s pohonem dvojmotory, hodinový výkon na obvodu kol byl při napětí 1350 V zadán 800 k, tj. 588 kW při rychlosti 30,3 km/h - 2 lokomotivy řady E 424.1 u firmy Siemens s mechanickými částmi od firmy Breitfeld - Daněk, Slaný; ve dvou dvounápravových podvozcích byly čtyři tlapové trakční motory, výkon lokomotiv na obvodu kol při napětí 1350 V byl zadán 736 k, tj. 542 kW při rychlosti 30 km/h a hmotnost 54 t.

Stavba lokomotivy E424.001 v lokomotivce v hlavním závodě. Snímek je z doby
montáže el. části - jde zřejmě o jediné vyobrazení lokomotivy bez horních šikmých
zákrytů kapot, zamontovány ještě nejsou ani střešní ochozy a zábradlí na
čelních ochozech lomotivy. (5.3.1928 foto Archiv Škoda)

Všechny tyto lokomotivy byly řešeny jako kapotové s kabinou strojvedoucího uprostřed. Podle tehdejších zvyklostí se u lokomotiv řady E 423.0 a E 424.1 (tedy podvozkových) uvádělo k popsání individuálního pohonu uspořádání náprav AA-AA. Škodovácké stroje E 424.0, jejichž uspořádání se původně uvádělo B-B, měly dělený rám - šlo o jediný typ elektrických lokomotiv se spojnicovým a vůbec skupinovým pohonem, jaký kdy měly ČSD ve svém parku. Toto, pro naše elektrické lokomotivy netypické, v zahraničí však často používané řešení pojezdu s mechanickou vazbou dvojkolí, mělo oproti individuálním pohonům i jisté výhody - vazba dvojkolí například příznivě ovlivňuje adhezní vlastnosti vozidla.

Škodovy závody označily nově objednaná vozidla jako typ ELo 2 (resp. 2 ELo 1 po r. 1943) a již v roce 1926 se začalo s projekční a konstrukční přípravou. Na lokomotivě bylo použito co nejvíce shodných částí s lokomotivní řadou E 466.0 - byly to zejména trakční dvojmotory typu ALIF 3636 m2k, motory pomocných pohonů, elektropneumatické stykače (vše Škodovy závody) a hlavní vypínač typu N10m1 (BBC). Některé komponenty však byly společné pro všechny lokomotivy, objednané v roce 1925: šlo například o sběrače typu US-509-A (Českomoravská Kolben, resp. ČKD podle systému Westinghouse), kompresorové motory MK 24-16/2 (Škodovy závody) a olověné akumulátorové baterie pro napětí 48 V typu II 9039 (Pražská akumulátorka).

Už z výčtu lokomotiv, objednaných v roce 1925 pro posunovací službu, je patrný ten největší rozdíl lokomotiv E 424.0 oproti zbývajícím dvěma řadám: odlišné uspořádání mechanické části a dělený hlavní rám. Oba díly nýtovaného rámu byly řešeny jako vnitřní. Přední část nesla přední kapotu (strojovnu) s krytem a zadní část kromě zadní kapoty (strojovny) s krytem i nástavec pro nesení strojvůdcovské budky. Na vnějších čelech rámů bylo běžné spřáhlové a narážecí ústrojí. Přední část nástavce budky byla spojena pomocí opěry budky a evolutní pružiny s přední částí rámu prostřednictvími sedla, připevněného na příčné výztuze mezi rámy. Opěra byla otočná na kluzné desce pevně spojené se sedlem. Vlastní spojení obou částí rámu bylo provedeno ojničkami a nárazníčky. K příčným výztuhám hlavního rámu byly klíny a šrouby připevněny trakční dvojmotory.

Jako příčné výztuhy hlavního rámu sloužily i odlitky ložiskových domků (vždy jeden odlitek na dvojkolí). Ložiskové pánve byly bronzové, vylité kompozicí. Kola s litými hvězdicemi, s protizávažím a s nalisovanými čepy pro uchycení spojnic byla nalisována na duté nápravy s průměrem vrtání 45 až 50 mm. Na vnitřní straně rámu pod nápravovými ložisky byly u každého kola sedmnáctilistové pružiny jednostupňového vypružení - jejich délka činila 900 mm.

Pohon dvou spřažených náprav byl proveden jedním dvojmotorem. Na pravé straně rámu byly dva pastorky obou kotev trakčního dvojmotoru, které zabíraly do společného ozubeného kola s čelním ozubením. Věnec a hvězdice tohoto ozubeného kola byly vzájemně odpruženy prostřednictvím čtyř šroubovitých pružin. Ozubená kola byla umístěna v plechových krytech, tvořících zároveň nádržku na olej. Ozubené kolo bylo nalisováno na jalový hřídel, jehož ložiska byla upevněna vně hlavního rámu. K jalovému hřídeli byly nalisovány kliky s protizávažím, spojené se spojnicemi, uloženými vždy na čepech obou hnacích kol.

Dokončená E 424.002 na zkušební trati v Plzni-Doudlevcích. Zvnějšku je na čelní
stěně stanoviště patrné velké písmeno Z užívané pro označení zadního stanoviště.
Zatímco kolo čtvrté nápravy částečně zakrývá skříň na nářadí a nádoby, přední
spojnici naopak zakrývá bateriová skříň. Na stráni za klatovskou tratí už dnes
nejsou lány, ale východní výběžek borského parku a sídliště Bory.
(30.5.1928 foto archiv Škoda)

Přední kapota byla sestavená z několika nezávisle oddělitelných částí. Pro uchycení a případné zvednutí celé kapoty byly na jejích bočnicích závěsná oka. V bočnici každé kapoty byly tři žaluzie pro nasávání chladícího vzduchu. Po zvednutí kapot byly všechny přístroje přístupné z vnitřního ochozu. Na každé kapotě byly navíc nahoře čtyři vně otvíratelné dveře pro běžnou údržbu; po jejich stranách se nacházelo zábradlí. Před kapotami na čelech byl úzký ochoz se zábradlím, přístupný po stupačkách na konci rámu.

Mezi oběma kapotami byla uprostřed kabina strojvedoucího, uložená na zadní části rámu, ale přes opěru spojená i s přední částí rámu. V kabině byla vždy vpravo úhlopříčně dvě stanoviště, na nichž byly umístěny kontroléry, vypínače, brzdiče, rychloměry a signální a měřící přístroje. V kabině strojvedoucího se dále nacházela "dvě vypérovaná sedátka, jedno pro vlakvedoucího, jedno pro strojvůdce". Přístup do budky byl z obou stran dveřmi se spouštěcími okny; čelní okna budky byla opatřena ručně ovládanými stěrači. Pro obložení stropu i pro podlahu bylo užito dřevo. Na střeše budky byly dřevěné ochozy pro práci na střešní výzbroji. Přístup na střechu byl žebříkem, umístěným po pravém boku lokomotivy mezi budkou a přední kapotou - jeho sklopením se automaticky spouštěl sběrač. Na předním stanovišti byl neregistrační (Schuckhardt) a na zadním registrační rychloměr (Hauschälter-Rezsny).

Všechna dvojkolí byla brzděna oboustranně tlakovou brzdou systému Knorr. Dva brzdové válce byly umístěny uprostřed mezi díly rámu a působily pod lokomotivou na hřídel, spojený s tyčovím a pákovím. Pod přední kapotou byl dvoustupňový rotační kompresor typu KLL 14 od SLM Winterthur, napájející hlavní vzduchojemy umístěné pod přední kapotou. Dva pomocné vzduchojemy byly upevněny pod rámem. K potrubí tlakové brzdy bylo ještě připojeno potrubí přídavné brzdy a potrubí pro obsluhu písečníku a píšťaly. Ruční brzda se ovládala pomocí dvou kol v budce strojvedoucího.

Písečníky o celkovém obsahu 720 kg písku byly umístěny na vnějších stranách hlavního rámu. Na pravé straně strojvůdcovské budky byl umístěn mazací lis FSA systému Friedmann, poháněný od náhonu rychloměru. Měl 20 mazacích výtoků, kterými se mazalo 8 ložisek hnacích náprav, 8 párů kluznic a 4 ložiska jalových hřídelů. Je velmi zajímavé, že některé parametry lokomotiv, uváděné v materiálech Škodových závodů se zcela zásadně odlišují od údajů z jiných zdrojů. Údaje, uvedené v popisu lokomotiv a předávacích protokolech [2,3] jsou dokonce na několika místech v rozporu s údaji z jinak poměrně přesného prvorepublikového předpisu V 101. Nejasné je i to, proč ještě v prosinci 1927 vznikl ve Škodovce typový výkres, neodpovídající již o čtyři měsíce později skutečnosti - zřejmě tak se dostaly nesprávné údaje do předpisu V 101 a dále. Tak například uváděné průměry dvojkolí jsou od 1350 do 1490 mm. Měřením na dosud zachovalé lokomotivě lze snadno zjistit průměr ojetých kol kolem 1365 mm - i kdyby tedy byla nyní kola zcela ojetá, což je málo pravděpodobné, chybělo by do průměru 1440 mm, uváděného předpisem V 101, celých 75 mm - tedy ještě více než dovoluje současná norma. Podobně je to i s převodem, celkovou délkou, výkony a odpovídajícími rychlostmi a řadou dalších parametrů. Ač to tedy dnes bude znít zcela neuvěřitelně, úředníci ČSD a ministerstva železnic neměli po celou dobu provozu řady E 424.0 u některých parametrů vozidla zcela přesné údaje.

Většina vysokonapěťových elektrických přístrojů byla uložena pod kapotami - pod přední mezi vzduchojemy šest stykačů pomocných motorů, podél levé bočnice kapoty měničová skupina a za ní tlumivka, napravo kompresor a uprostřed ventilátor a šuntovací kontrolér. Zadní kapota obsahovala v levém předním rohu hlavní vypínač a nadproudové relé, ve třech zbývajících rozích byla sada vždy pěti hlavních elektropneumatických stykačů, uprostřed opět ventilátor a měnič směru jízdy. V odděleném prostoru na samém konci zadní kapoty byly rozjezdové odpory.

Energie se z trakčního vedení odebírala již zmíněným sběračem jednotné konstrukce a proudila přes nožový odpojovač a tlumivku na hlavní vypínač, který byl stejné konstrukce jako u řady E 466.0, ovšem s jediným rozdílem - neměl nouzové ruční vypínání. Před tlumivkou byla vyvedena odbočka k uzemňovači a před hlavním vypínačem byla odbočka pro napájení vysokonapěťových pomocných pohonů. Za hlavním vypínačem byly zařazeny elektropneumatické stykače, které spínaly litinový rozjezdový odporník. Ten pak přes budící vinutí trakčních dvojmotorů, šuntovací kontrolér (stejné konstrukce jako u řady E 466.0, ale elektropneumaticky ovládaný) a měnič směru napájel dvě trvale v sérii spojené kotvy dvojmotorů. Vývody měniče směru byly připojeny přes uzemňovače na třetí nápravě k zemnímu potenciálu.

Rychlost lokomotivy se řídila v celkem patnácti stupních. Nejprve spínáním rozjezdových odporů při sériovém zapojení trakčních dvojmotorů (stupně 1-7, 8. stupeň hospodárný), následovaly dva mezistupně (a,b) zkratového přechodu na paralelní spojení dvojmotorů, dále tři odporové stupně při jízdě na paralelním spojení dvojmotorů (9-11), pak 12. hospodárný stupeň a nakonec tři šuntovací stupně (13-15), kterými se odpojovaly části budících vinutí dvojmotorů. Zeslabení buzení trakčních motorů bylo na 82,5, 57,5 a 40 % plného pole, stejně jako u řady E 466.0. Tomu odpovídala i konstrukce čtyřpólových trakčních dvojmotorů typu ALIF 3636 m2k s kompenzačními vinutími a pomocnými póly. Reverzace směru jízdy se prováděla změnou směru proudu v kotvách dvojmotorů. Výkon lokomotivy na obvodu kol při trolejovém napětí 1350 V se v předávacím protokolu uvádí 484 kW (660 k), hodinový 588 kW (800 k).

Vrak lokomotivy E424.001 odstavený v lokomotivním depu v Plzni.
(17.10.1971 foto sbírka R. Lužný )

Pomocné pohony byly řešeny jako vysokonapěťové s ovládáním elektropneumatickými stykači a zahrnovaly - dva ventilátorové motory pro chlazení trakčních dvojmotorů a rozjezdového odporníku, dále jeden kompresorový motor typu MK 24-16/2 pro pohon kompresoru a konečně motor měničové skupiny typu MK 22-12/2, spojený s derivačním čtyřpólovým dynamem MK 16-4/4 (1,5 kW) pro dobíjení akumulátorové baterie. Zmíněné ventilátorové motory byly rozdílné - v přední kapotě typ MK 22-15/2 s výkonem 7 kW, v zadní kapotě, kde byl ještě požadavek na chlazení článků rozjezdového odporníku, typ MK 24-14/2 o výkonu 10 kW. Podle požadavku na stupeň chlazení se oba motory přepínaly do série / paralelu. K obvodům pomocných pohonů bylo připojeno i topení na stanovišti strojvedoucího.

Řízení vysokonapěťových přístrojů bylo elektrické, resp. elektropneumatické, síť nízkého napětí využívala napětí baterie 48 V. Řízení lokomotiv bylo navrženo tak, aby se z jednoho stanoviště dala řídit jízda dvou lokomotiv této řady zásuvkami a kabely na čelech kapot. Mnohonásobné řízení se netýkalo pomocnýh pohonů.

Dodací lhůta byla pro všechny lokomotivy, objednané v prosinci 1925, jednotná: od 1. ledna 1926 do 30. června 1927. V polovině roku 1927 byla teprve jednotlivá vozidla ve stavbě, v lepším případě ve zkouškách. Termíny byly velmi krátké, a bylo třeba přihlížet i k tomu, že šlo o první větší skupinu železničních elektrických vozidel, stavěných v tuzemsku. Ve skluzu se navíc ocitla i stavba trakčního vedení i měnírny. ČSD proto prodloužily dodací lhůty do 31. prosince 1927 - i tak však poslední ze šestnácti lokomotiv, objednaných v roce 1925, převzaly až 18. září 1928.

Měnírna Křenovka byla do provozu uvedena koncem roku 1927. Data zahajování elektrického provozu v Praze jsou ale opět nejednoznačná: Pravidelné posunovaní s elektrickými lokomotivami "s vrchním vedením" bylo podle [4,5] zahájeno 10. dubna 1928; jiné prameny [8] však uvádějí, že posun byl zahájen od 23.04.1928 za dne a od 2. 5. 1928 i v noci.

V případě lokomotivní řady E 424.0 došlo k překročení dodací lhůty o 21, resp. 20 týdnů. Železnice za každou z lokomotiv zaplatily 1.590.000,- Kč. Vedle převzetí a TBZ prodělaly oba stroje řady E 424.0, podobně jako všechny tehdejší elektrické lokomotivy, zkušební jízdy s měřícím vozem na trati Vysočany - Vítkov. E 424.001 zde dosáhla se zátěží 425 t za 200 sekund na hospodárném paralelním stupni rychlosti 48 km/h a výkonu na háku 963 k (708 kW), tj. o 20 % více, než bylo předepsáno při objednání.

Během ročního provozu v záruční době bylo evidováno 20 (u E 424.001), resp. 23 záručních oprav. Mezi připomínkami, zmíněnými při "rekolaudaci", tj. při konečném převzetí, lokomotiv v červenci 1929, byly závady písečníků, samovolné uvolňování sběračů ze zaklesnuté polohy a nesprávná funkce počítadel odebrané energie. Ještě v záruce se koncem května 1929 vrátila E 424.001 zpět do Škodovky k vyvázání poškozeného trakčního dvojmotoru.

Řadu E 424.0 však provázely, stejně jako i ostatní elektrické lokomotivy v té době, problémy počátků provozu a ČSD kromě toho v začátcích elektrického provozu neměly pro větší opravy ani potřebné zařízení, ani zkušenosti. Proto ředitelství ČSD Praha-jih zadalo opravu některých uzlů ve Škodovce. Koncem listopadu 1930 se v závodě ETD plzeňské Škodovky objevila E 424.001 a začátkem prosince téhož roku i E 424.002. Šlo o celkovou opravu mezirámového spojení a nápravových ložisek (od dodání tehdy nebyla vyvázána). Kromě toho bylo nově položeno několik kabelů a upraven jejich přechod mezi oběma díly hlavního rámu. Oprava lokomotivy E 424.002 byla tehdy ukončena 18. 2. 1931 a 5. 3. 1931 převzaly ČSD po opravě i první stroj. Takto pak byly obě lokomotivy v normálním provozu až do padesátých let - jedinými známými zásahy do této řady vozidel jsou úpravy vnějšího osvětlení a dosazení příčných plochých stupaček na obě čela rámu pod nárazníky.

O dalším využití většiny pražských lokomotiv na napětí 1500 V rozhodlo přepnutí pražského uzlu na napětí 3000 V (16.05.1962) - lokomotivy E 424.0 se podle známých informací dostaly nejprve do Vyššího Brodu. Nebylo to však zřejmě poprvé - E 424.001 se poprvé mimo Prahu ocitla již v 50. letech, když vypomáhala v nákladní dopravě na trati Rybník - Lipno v době stavby Lipenské přehrady [7]. E 424.001 ještě ve Vyšším Brodě krátce jezdila, v roce 1963 ale lokomotivy E 424.0 přešly do Tábora [6] výměnou za obě lokomotivy E 423.0 (Vickers/Adamov 1927-1928). Do Vyššího Brodu stroje řady E 423.0 definitivně přešly kvůli nápravovému tlaku 13 t a lepším vlastnostem při průjezdech oblouků.

Lokomotiva E 424.002 pak byla v roce 1963 zrušena a k 1.1.1967 zlikvidována. E 424.001 byla do roku 1964 v provozu na trati Tábor-Bechyně, poté ale zůstávala odstavena. V polovině roku 1967, tedy zhruba půl roku po sešrotování lokomotivy E 424.002 a v době, kdy řada E 467.0 již vůbec neexistovala, byla zahrnuta na seznam vozidel, určených pro budoucí zachování.

V roce 1968 přešla E 424.001 z Tábora do Plzně jako booster k těžkým traťovým strojům, s čímž možná souvisí zaslepení první žaluzie v levé bočnici zadní kapoty. V roce 1971 se ocitla v plzeňském lokomotivním depu, kde byla odstavena na různých místech až do roku 1974. Poté došlo k jejímu odtažení na šrotiště o. p. ŠKODA, odkud se ji naštěstí podařilo zachránit . - o záchranu se zasloužil zejména ing. Miloš Opial. Od roku 1977 byla po obnovení vnějšího nátěru k 50. výročí zahájení výroby elektrických lokomotiv vystavena za budovou 116 závodu Elektrické lokomotivy v plzeňské Škodovce - ovšem s označením E 424.002.

Umístění podstavce vedle expediční a zkušební koleje však způsobovalo, že historické vozidlo často mnohým návštěvám a zákazníkům zůstávalo skryto. V roce 1997 proto bylo vybráno pro podstavec nové místo tak, aby všem, kteří budou do společnosti ŠKODA DOPRAVNÍ TECHNIKA přizáchet nejobvyklejší trasou, tato vůbec nejstarší zachovalá elektrická lokomotiva, vyrobená v Plzni, padla do oka už na první pohled. A tak byla první lokomotiva své řady, avšak stále s označením E 424.002, 21. srpna 1997 za asistence světoznámého odborníka na přesouvání těžkých břemen - ing. Pavla Pavla - z původního podstavce sejmuta a po opravě nátěru 29. září 1997 znovu instalována na nové místo u příchodu před budovu společnosti ŠKODA DOPRAVNÍ TECHNIKA.

Lokomotivní řada E 424.0 ČSD

Text a neoznačené foto Milan Šrámek