Nové elektrické lokomotivy FS

Když pomineme dodávky nových vysokorychlostních jednotek pro italské dráhy FS (ETR 460, ETR 470, ETR 480 a ETR 500) a celkem 125 lokomotiv řady E 402 (jak v jednosystémové, tak dvousystémové verzi), kterým se podrobně věnoval článek Italský "Eurosprinter" E 402 B, nakoupily FS v posledním desetiletí minulého století celkem 160 nových elektrických lokomotiv. Z tohoto počtu bylo 20 lokomotiv označených řadou E 412 v dvousystémové verzi 3 kV ss a 15 kV, 16,7 Hz a 140 jednosystémových 3 kV ss – řada E 464. Tyto lokomotivy mají kromě stejného výrobce, kterým je dnešní Bombardier (bývalý Adtranz Italia resp. ABB Tecnomasio) společné také to, že obě byly zkoušeny u nás na ŽZO v Cerhenicích.

Řady E 454 a E 464

Pro objasnění nákupu lokomotivní řady E 464 je nutné sáhnout hlouběji do historie, protože za jejího přímého předchůdce lze považovat hlavovou lokomotivu řady E 454, která byla vyrobena v roce 1989 v celkovém počtu tří kusů. FS se totiž na počátku osmdesátých let rozhodly přejít u příměstských a regionálních vlaků na vratné soupravy, kdy je lokomotiva trvale připojena na jedné straně, takže v jednom směru soupravu táhne a při obráceném směru ji sune, ovládána z řídicího vozu na druhém konci vlaku. Aby FS nemusely pro tyto vlaky používat upravené elektrické lokomotivy s odporovou regulací řad E 424, E 646 a E 656, zadaly v září 1984 u italského kolejového průmyslu výrobu čtyřnápravové elektrické lokomotivy s bezkontaktní regulací a s jedním stanovištěm strojvedoucího. Elektrickou část dodaly tehdejší firmy ABB Trazione Milano (měniče a řízení) a Ansaldo Transporti Napoli (trakční motory a diagnostika). Mechanickou část dodaly tehdejší firmy Breda Construzioni Ferroviare (lokomotivní skříň) a Fiat Ferroviaria – Savigliano (podvozky). Byla použita bezkontaktní tyristorová regulace s použitím pulsních měničů a každá náprava byla poháněna vlastním stejnosměrným trakčním motorem (individuální pohon). Tato bezkontaktní regulace byla zkušebně použita na lokomotivě E 444.005 a sériově jí byly vybaveny lokomotivy řady E 633, kde byl ovšem použit skupinový pohon, tzn. pro jeden dvounápravový podvozek jeden trakční motor. Jelikož se mělo jednat o ucelenou lokomotivní řadu, byl vyroben i prototyp dvoudílné osminápravové lokomotivy pro nákladní dopravu E 453.001+002 s upraveným převodem a z toho vyplývající sníženou maximální rychlostí na 120 km/h. Celkový hodinový výkon této dvoudílné lokomotivy činil 8 MW. U obou řad ovšem zůstalo jen u prototypů a k sériové výrobě nikdy nedošlo. Uvedené tři lokomotivy řady E 454 byly v devadesátých letech deponovány ve Florencii, kde byly nasazovány na regionální vlaky v okolí. K této koncepci lokomotiv lze přiřadit i 25 nechvalně známých jednofázových střídavých lokomotiv (25 kV, 50 Hz) řady E 491/492 určených původně Sardinii, pro které výrobce nadále hledá nového zákazníka.

E 454.002 před odjezdem ze stanice Firenze S.M.N.
(foto F. Puppini 9.7.1991)

Jedním z důvodů neúspěchu lokomotiv E 454 byla skutečnost, že na vozbu těžkých souprav osobních vozů neměly dostatečnou tažnou sílu a šestinápravové lokomotivy řady E 645/646 a E 656 se nakonec osvědčily lépe. Dalším z důvodů byla zřejmě dodávka výkonných lokomotiv řady E 402, již s asynchronním pohonem. FS sice několikrát během devadesátých let uvažovaly o nákupu třiceti a později šedesáti kusů lokomotiv E 454, ale nakonec započaly s obnovou vozového parku lehkými patrovými soupravami a pro jejich vozbu si v roce 1996 objednaly padesátikusovou sérii lokomotiv E 464 stejné koncepce jako E 454, ale již s asynchronním pohonem. Tato objednávka byla v roce 1999 rozšířena o dalších 90 lokomotiv.

Lokomotivy vyráběla a i nadále dodává tehdejší firma ABB Daimler-Benz Transportation ve Vado Ligure (později Adtranz Italia, dnes Bombardier) ve spolupráci s pobočkami Werk Winterthur a Werk Mannheim. Pro první tři lokomotivy byla lokomotivní skříň vyrobena ve Winterthuru, jinak probíhá konečná montáž ve Vado Ligure s tím, že pohon dodává pobočka ve Winterthuru a elektrickou výzbroj pobočka v Mannheimu. Lokomotiva je skříňové konstrukce s jedním stanovištěm strojvedoucího a na druhé straně je vybavena jen manipulačním stanovištěm a návalkem pro připojení k soupravě osobních vozů. V zadní části lokomotivy je rovněž zavazadlový prostor. Lokomotivní skříň je svařované ocelové konstrukce, stejně jako rámové podvozky s centrálním příčníkem. Primární vypružení dvojkolí je provedeno vždy čtyřmi ocelovými šroubovými pružinami, sekundární vypružení je zajištěno dvěma páry pružin Flexicoil. Lokomotiva má hmotnost 72 t a její maximální rychlost činí 160 km/h. Trvalý výkon na obvodu kol je 3 MW, trakční obvod umožňuje také provoz na stejnosměrném trakčním systému 1,5 kV se sníženým trvalým výkonem na 1,5 MW. Lokomotiva je vybavena dvěma pantografickými sběrači proudu. K pohonu jsou použity čtyři paralelně spojené asynchronní trakční motory s dvojitou hvězdou, napájené ze dvou vodou chlazených měničů osazených GTO prvky. Trakční obvod umožňuje jak rekuperační ERB, tak odporové EDB brzdění. Na lokomotivách je použit řídicí systém PERSEUS.

Zkoušky s prototypem byly zahájeny 7. dubna 1999 v Itálii a v období od poloviny června do začátku října 1999 probíhaly také na Železničním zkušebním okruhu v Cerhenicích. Osobní divize italských drah - Trenitalia si na konci roku 2001 objednala dalších 100 těchto lokomotiv.

Řada E 412

E 412.002, která se podrobovala zkouškám v Cerhenicích,
čeká na svůj vlak ve stanici Brennero/Brenner (4.12.2001).

Dvousystémové čtyřnápravové lokomotivy řady E 412 si objednaly FS na přelomu let 1993 a 1994 s představou, že s nimi budou zajišťovat mezinárodní nákladní dopravu mezi Veronou a Innsbruckem (resp. Mnichovem) bez přepřahu ve vrcholové stanici Brenner/Brennero nacházející se na italsko-rakouské hranici. K této objednávce vedla FS mimo jiné také skutečnost, že Rakouské spolkové dráhy (ÖBB) již obdobnou lokomotivu měly. Šlo o pět kusů dvousystémových lokomotiv řady 1822, vyrobených v roce 1993 až 1996 konsorciem firem ABB, Siemens a SGP Graz a určených rovněž pro brenerskou trať.

Všech dvacet lokomotiv E 412 vyrobila v letech 1996 až 1999 tehdejší lokomotivka ABB Tecnomasio ve Vado Ligure (později ABB Daimler-Benz Transportation, resp. Adtranz Italia). Jde o čtyřnápravovou lokomotivu skříňové konstrukce se dvěma stanovišti strojvedoucího na bázi konceptu Eco-2000 z Adtranz Kassel. Skříň je rovněž svařované ocelové konstrukce jako u lokomotiv řady E 464. Lokomotiva má hmotnost 87 t a její maximální rychlost je 200 km/h. Trvalý výkon na obvodu kol je 6 MW na stejnosměrném trakčním systému 3 kV a 5,5 MW na jednofázovém střídavém trakčním systému 15 kV, 16,7 Hz. Trakční obvod umožňuje i provoz na stejnosměrném trakčním systému 1,5 kV, ale rovněž se sníženým trvalým výkonem na 2,7 MW. Lokomotiva je vybavena dvěma pro Itálii nepříliš obvyklými polopantografovými sběrači proudu, přičemž každý je určen jen pro jeden napájecí systém. Nad stanovištěm A je sběrač pro 3 kV ss, resp. 1,5 kV ss a nad stanovištěm B pro 15 kV, 16,7 Hz. Trakční obvod je na stejnosměrném systému tvořen dvěma stejnosměrnými meziobvody, kdy pro jeden podvozek jsou z daného meziobvodu napájeny dva napěťové střídače sestavené celkem z dvanácti fázových modulů. K šesti z nich je vždy připojen jeden asynchronní trakční motor zapojený do dvojité hvězdy. Trakční motory již mají integrovanou převodovku, tzv. IGA (Integriertem Gesamtatrieb) – obdobně jako lokomotivy E 464. Na střídavém systému je přes hlavní vypínač napájeno primární vinutí hlavního transformátoru. Pro trakci je určeno šest sekundárních vinutí; na jeden podvozek připadají tři z nich, které napájejí vstupní pulzní usměrňovače, sestávající ze šesti fázových modulů. Ty vytváří stejnosměrný meziobvod, který dále napájí šest fázových modulů napěťového střídače – vždy tři napájejí jeden asynchronní trakční motor, který je v tomto případě v normálním zapojení. Trakční obvod umožňuje na obou systémech jak rekuperační ERB, tak odporové EDB brzdění. Měniče jsou osazeny olejem chlazenými GTO prvky. Na lokomotivě je použit řídicí systém MICAS S2.

Jak je patrné z předchozího popisu, je zapojení poměrně složité jak na přepojování (trakční motory jsou na stejnosměrném systému zapojeny do dvojité hvězdy a na střídavém normálně; vstupní pulzní usměrňovače pracují na stejnosměrném systému ve střídačovém chodu a jsou v tomto případě vlastně napěťovými střídači), tak pro regulaci, která od počátku ne zcela spolehlivě fungovala.

Jedno z ověřování a ladění nového řídicího software

E 412.007 a E 412.018 ve stanici Fortezza (6.5.2000).

také proběhlo od konce října do poloviny listopadu 1999 na Železničním zkušebním okruhu v Cerhenicích na lokomotivách E 412.002 a 005. Lokomotivy byly také několikrát v průběhu devadesátých let zkoušeny na střídavém systému jak ve Švýcarsku, tak v Rakousku, ale dodnes jej ani pro objíždění souprav ve stykové stanici Brennero/Brenner nepoužívají. Kromě zmíněných komplikací měl výrobce od samého počátku problém s dodržením maximální hmotnosti, která měla být 87 tun, ale prototyp E 412.001 dosahoval hmotnosti 89 tun. Do pravidelného provozu byly lokomotivy na jižní brenerské rampě nasazeny až na konci roku 1999, tedy tři roky od vyrobení prototypu.

Za zmínku také stojí skutečnost, že osm shodných dvousystémových lokomotiv si v prosinci 1996 objednaly pod označením EU 43 také polské dráhy PKP. Jejich finální montáž probíhala v závodě Adtranz Pafawag ve Wrocławi vyjma prvních tří kusů, které byly vyrobeny ve Vado Ligure. I s těmito lokomotivami ovšem byly četné problémy, které nakonec přiměly vedení PKP k odstoupení od původního kontraktu s Adtranzem a k odřeknutí zakázky. Výrobce na prvních z nich nejprve provedl úpravy (výměna stejnosměrného sběrače a zabezpečovacího zařízení PKP za FS a přemístění stanoviště strojvedoucího na levou stranu) a obratem je prodal soukromému přepravci RTC (Rail Traction Company S.p.A.), který s nimi v současné době zajišťuje vozbu nákladních vlaků mezi Veronou a Brennerem. Další lokomotivy upravuje rovněž švýcarská pobočka výrobce ve Winterthuru a také soukromé dílny Leon d'Oro u Mantovy.

PKP si společně s řadou EU 43 objednaly ještě 42 obdobných lokomotiv v jednosystémové verzi (3 kV ss), označených řadou EU 11. Celkem to tedy bylo 50 lokomotiv. Problémy se samozřejmě nevyhnuly ani této verzi, ale tu nakonec PKP částečně odeberou. V únoru 2002 se totiž vedení PKP s firmou Bombardier dohodlo na odběru 18 strojů s tím, že zbytek bude nabídnut k dalšímu odprodeji. O všech 24 zbývajících lokomotiv již projevila zájem osobní divize FS - Trenitalia, která je do svého vozidlového parku hodlá zařadit pod označením E 405 nebo E 411.

Nové elektrické lokomotivy FS

Text a neoznačené foto Jiří Konečný, spolupráce Petr Nohel

Technické údaje