Naklápěcí soupravy



Na konci šedesátých let začali výrobci kolejových vozidel hledat nové způsoby, jak zvýšit výkonnost stávajících dopravních systémů s co nejnižšími náklady na jejich provedení. Jako nejlepší cesta se ukázalo použití vozidel s naklápěcí skříní (tilting train, neigezug).
252.005 v čele soupravy TALGO Madrid Atocha
Základní myšlenkou tohoto řešení je zvýšení rychlosti při průjezdu vlakové soupravy obloukem. Zvětšíme-li rychlost v oblouku je třeba počítat s tím, že na cestující i na soupravu bude působit vyšší úhlové resp. příčné zrychlení, které je úměrné čtverci rychlosti a nepřímo úměrné poloměru projížděného oblouku. To znamená, že se zvýší odstředivá síla, kterou vnímají cestující jako sílu která je vytlačuje ze sedaček. Částečně je příčné zrychlení kompenzováno převýšením kolejnic v obloku (u ČD max. 150 mm). Protože převýšení odpovídá jedné jediné rychlosti, zpravidla maximální je třeba pro projetí oblouku vyšší rychlostí naklopit skříň vozidla, tím se omezí velikost tzv. nevykompenzovaného příčného zrychlení. Podle použitého způsobu naklápění lze dosáhnout o 16 - 30% vyšší rychlosti při průjezdu vlaku obloukem.
  • samočinné (pasivní)
  • nucené (aktivní)
Při samočinném naklápění je osa naklápění skříně nad těžištěm, přičemž je tato osa pevně spojena s podvozky. K naklopení skříně při průjezdu obloukem dochází vlivem odstředivé síly. Výhodou tohoto řešení je jeho poměrně jednoduchá konstrukce. Nevýhodou je při naklápění vychýlení spodku vozové skříně do profilu, čímž se zmenšuje bezpečnost proti převržení v oblouku.(proto je max. úhel naklápění u těchto systémů 4°) U vozidel s aktivním naklápěním skříně je osa naklápění pod těžištěm skříně. Skříň vozidla se pak naklápí dovnitř pojížděného oblouku. K naklopení skříně je třeba cizí zdroj energie, regulační a měřící zařízení. Tento systém umožňuje naklápění skříně o 8°. Podle provedení naklápěcího systému resp. mechanismu existují tyto typy:
  • hydraulický - naklápění provedeno hydraulickými válci (FIAT, ABB)
  • elektromechanický - naklápění provádí servomotor+převodovka (ADtranz, SIG)

      Průkopníky v oblasti vlakových souprav z naklápěním byly španělské dráhy (RENFE). Ty na konci 70. let nasadily do pravidelného provozu soupravu nazvanou "TALGO Pendular" (Tren - vlak, Articulado - kloubová konstrukce, Ligero - hliníková skříň, Goiechea - konstruktér soupravy, Oriol - finančník). Šlo již o třetí generaci souprav "TALGO", jejichž historie sahá až do 40. let. "TALGO Pendular" je vybaveno pasivním naklápěcím systémem ±4°, zajímavostí je také zařízení pro plynulou změnu rozchodu (1668 <> 1435 mm). Vlak "TALGO Pendular" tažený motorovou lokomotivou je držitelem rychlostního rekordu v motorové trakci 230 km/h (1978). V současné době jsou "Talga" vytlačována novými vysokorychlostními systémy španělských drah AVE a EUROMED (v podstatě TGV pro rozchody 1435 mm a 1668 mm).

      Jinou cestou se vydaly italské železnice respektive firma
Experimentální vozidlo Y0160
FiatFerroviaria, které odzačátku vyvíjely soupravu s aktivním systém naklápění. Vývoj nového vlaku započal v roce 1968. Během tří let probíhala různá měření a experimenty v oblasti konstrukce systému naklápění a fyziologického vlivu naklápění na člověka. Celý vývoj byl zakončen v roce 1971 stavbou experimentálního vozidla "Y 0160" s hydraulickým naklápěním skříně. Naklápěcí systém byl umístěn do sekundárního vypružení, čidlem pro uvedení naklápěcího systému v činnost byl gyroskop. Elektrický motorový vůz byl určen pro napájecí systém 3 kVss a max. rychlost 250 km/h. Na základě úspěšných výsledků zkoušek s vozem "Y0160", byl v roce 1973 postaven prototyp čtyřvozové elektrické jednotky ETR 401, který byl později nazván "Pendolino" (kyvadlo). Po uvedení do provozu prošla jednotka v letech 1975 až 1983 sérií zkoušek po celé Itálii, ale i v zahraničí.(viz. tab.č.1)

     
Tab.č.1 Zkoušky ETR 401 mimo Itálii
Rok/měsícZemě/železnice Trať
1987/6SRN/DBKoblenz-Saarbrücken, Karthaus-Dilllingen
1988/4Rakousko/ÖBBInnsbruck-Salzburg
1988/4SRN/DBNürnberg-Hof
1988/10SRN/DBStuttgart-Zürich
1988/10Rakousko/ÖBBWien-Tarvisio
1989/5Slovinsko/SŽLjubljana-Jesenice
1989/10Československo/ČSDPardubice-Přerov
1990/9SRN/DBMannheim-Mainz
1991/2Švýcarsko/SBB,BLSBern-Luzern, Bern-Brig

      Během zkoušek byly na jednotku dosazovány nové komponenty (chopper, centrální řízení naklápění atd.). V roce 1974 byla vyrobena druhá prototypová jednotka ETR 401 pro RENFE (3 kVss; v=180 km/h; široký rozchod). Vyvrcholením celého vývoje byla sériová výroba 15 devítivozových jednotek pro FS, které italské dráhy převzaly v letech 1985-91. V roce 1992 následovala dodávka 20 dvouvozových motorových jednotek VT 610 pro DB. V polovině 90. let fy FIAT dodala druhou generaci vlaků s aktivním naklápěním pro FS ETR 460, pro CIS ETR 470 a pro VR S220.
      Vývojem vlaku s aktivním naklápěním skříně se na začátku 80. let zabývaly také britské železnice (BR). Pod názvem APT (Advanced Passenger Train) vyvíjely jednotku s naklápěcí skříní pro rychlost 250 km/h, ale pro neustálé konstrukční a vývojové problémy byl projekt zastaven a nahradil jej projekt jednotky HST (High Speed Train).

      Druhou zemí v Evropě, která zavedla do pravidelného provozu
Jednotka X2 v Lundu
jednotky s aktivním naklápěním bylo Švédsko. V srpnu 1986 švédské dráhy (SJ) u fy ABB Traction objednaly 20 šestivozových souprav X-2. Samotné výrobě předcházely zkoušky systému naklápění, na experimentálním voze označeném X-15 (vložený vůz). Švédská jednotka je vybavená hydraulickým systémem naklápění, vlastní konstrukce ABB. Odlišná je i koncepce jednotky, která má na jednom čele hnací vůz a na druhém řídící vůz. Kromě systému naklápění jsou podvozky vybaveny zařízením radiálního natáčení dvojkolí. Sériové jednotky byly dodávány od roku 1989. (viz. tab.č.2)
      Novou generaci vlaků s naklápěcí skříní představují jednotky s elektromechanickým naklápěním. Srdcem systému je elektrický servomotor s planetovou převodovkou (ADtranz, SIG) . Představitely této nové generace jsou např. jednotka ICT, VT 611 pro DB nebo ICN pro SBB/CFF. A také jednotky fy FIAT, která dál zdokonaluje hydraulický systém.(ETR 480 FS, IC 2000 RENFE, Pendoluso CP atd.).








Tab. č.2 SOUPRAVY S VÝKYVNÝMI SKŘÍNĚMI
není-li stanoveno jinak, jde o vozidla s max. úhlem naklopení vozidlové skříně 8o
Tab.č.2.
vlastníkřadavlaků x vozůvýrobci: el.část / podv. / mech.část dodávkyuspoř. vlakuuspoř. hnacího vozidlanapájecí systémy nvmax [km/h]Fmax [kN]výkon trv/max [kW] při v [km/h]šířka [mm]délka [m]míst k sez. 2./1.tř. m [t]cena zakázky
2)
mil. Kč /vlakmil. Kč /vůz pozn.
411
ICT
32x7 Siemens /FIAT /Bombardier-DWA, Sie-Duewag1998RMMVMMR (1A)'(A1)'15 kV 16,7 HzH230 20040002850185 309/633501 mld.451,6 64,51
415
ICT
11x5Siemens /FIAT /Bombardier-DWA, Sie-Duewag1998-99 RMMMR(1A)'(A1)'15 kV 16,7 Hz H23030002850 136DEM322,664,51
61020x2Siemens, AEG, ABB /FIAT /MAN, Duewag, MBB 1992MM(1A)'(A1)'diesel přenos AC/AC H160702x485 32285251,75120/16 105120 mil. DEM108541)
61150x2ADtranz1996-97MM 2'B'diesel přenos HME160 2x540285251,75125/23116 235 mil. DEM84,642,314)
61250x2
104x2
ADtranz1997-98
1998-00
MM2'B'diesel přenos HME 1602x540285251,75 122/24116
605
ICT
20x4ADtranz1999-MMMM2'Bo' diesel přenos AC/ACE1602x540 285251,75122/24116500 mil. DEM 86,543,3
61529x4Siemens/FIAT/Bombardier DWA, Duewag ADtranz 1999-MMMM2'B'diesel, přenos HM E2001604x425 39106,7154/41217 280 mil. DEM25263
Pendoluso 10x6Siemens/FIAT/ADtranz (Sorefame)1998-00MMVVMM (1A)'(A1)'25 kV
50 Hz
H220 2204000292015,89 206/108299155 mil. USD
147 mil. USD
25 mld. PET
497
471,5
437,5
82,77
78,59
72,91
6)
13)
IC 2000 10x3Alstom/FIAT1998MVM (1A)'(A1)'3 kVssH220 2202000292081,20 136/5415269,8 mil. USD
102 mil. DEM
223,4
183,6
74,45
61,20
3)
X2 20x6ABB1989-94LVVVVRBo'Bo' 15 kV
16,7 Hz
H2101603260 943080139,3152/102317 216 mil. USD345,6547)
X2.214x4 ABB1995-96LVVRBo'Bo' 15 kV
16,7 Hz
H210160 326094308089,41 150/29224138 mil. USD315,478,85
X27x6 ABB1996-97LVVVVRBo'Bo' 15 kV
16,7 Hz
H2101603260 943080139,3152/102317 980 mil. SEK33656 8)
X2 vl.v.16x1 ABB1996V- -H210160- -308024,4 48200 mil. SEK80050
S 220 2x6Parizi, Elin/FIAT/Oy Transtech 1994MMVVMM (1A)'(A1)'25 kV
50 Hz
H220160 4000103 3200158,9 240/47323 30 mil. USD480 809)
S 220 8x6Parizi, Elin/FIAT 2000-02MMVVMM (1A)'(A1)'25 kV
50 Hz
H220160 4000103 3200158,9 240/47323 114 mil. USD456 76,66
73 16x4ADtranz 1998-0015 kV
16,7 Hz
H200 2645108 220208 120 mil. ECU270 67,5
9311x2 Bombardier (Talbot)2000-01 MMB'2'B' diesel, přenos HMH 1602x315 38,2 9464 335 mil. NOK124,8 62,43
680 10x7Siemens/FIAT/ČKD 1997-00MVMVMVM (1A)'(A1)'3 kVss
25 kV
50 Hz
15 kV 16,7 Hz
H230212 40001032800 185,3258/99 3504,24 mld. Kč 42460,57 5)
6807x7Siemens/FIAT/ČKD 1999-??MVMVMVM (1A)'(A1)'3 kV
25 kV
50 Hz
15 kV 16,7 Hz
H230212 40001032800 185,3258/99 3504,24 mld. Kč 605,786,53
Fala 16x6Parizzi/FIAT 2000-01MMVVMM (1A)'(A1)'3 kVss H250 40002800 158,9286/97 200 mil. USD 40066,67
500
ICN
24x7ADtranz/FSS/ ADtranz (Schindler) 1998-01MMVVVMM (1A)'(A1)'15 kV
16,7 Hz
E200 2105200 2820187,6 326/131355 497 mil. CHF455 61,11
CISETR 470 9x9Parizzi, Siemens/ FIAT/Schindler, Vevey-T 1996-97MMVVMMVMM (1A)'(A1)'3 kVss
15 kV
16,7 Hz
H200 2585880 802800 236,6325/156 460225 mil. CHF 55061,11 11)
ETR 450 9x9Parizzi/FIAT 1988-91MMMMVMMMM (1A)'(A1)'3 kVss H250 1805008 952750 233,90/386413 43,36
ETR 46015x9 Parizzi/FIAT1994-98 MMVVMMVMM(1A)'(A1)' 3 kVss 4)H 250207 5880103 2800236,6 321/135445
ETR 48034x9 Parizzi/FIAT1997-00 MMVVMMVMM(1A)'(A1)' 3 kVss (připrava 25 kV 50 Hz)H 250208 5880 2800236,6 256/156422
ATR 410 10)1x2 Parizzi/FIAT1997 MMBo'Bo' diesel přenoc AC/ACH 16070 4x26538 280055,6 96
TGV PSE 101 1x10GEC Alstom/FIAT /SNCF d. Bischheeim 1998LVVVVVVVVVL Bo'Bo'25 kV 50 Hz
1,5 kVss
H4400 300 12)
Amtrak18x8 Alstom/Bombardier1999-00 LVVVVVVLBo'Bo' 12,5 kV 50 Hz240 9200200 0/34555035 mil. 56070
2x8 Alstom/Bombardier2000 LVVVVVVLBo'Bo' 12,5 kV 50 Hz
25 kV 60 Hz
240 9200200 0/345550USD 56070
GNERV-ECML 2x11Parizzi/FSS/FIAT 200025 kV 50 Hz E225 30 mil. GBP 79572,227
Virginia R.V-WCML 54x8Alstom/FIAT2000-02 MMVMMVMM(1A)'(A1)' 25 kV 50 HzE 225200 51002730 193,5200/145 380480 mil. GBP 474,158,88
Virginia R.VCC 43x4Bombardier diesel
  • 1) uspořádání jednotky 2'(A1)'+(1A)'(A1)'
  • 2) pro přepočty cen na Kč jsou užity kurzy: 32 Kč/USD, 18 Kč/DEM, 22 Kč/CHF, 4 Kč/NOK, 36 Kč/ECU 53 Kč/GBPa 0,175 Kč/PTE
  • 3) podle IRJ 1998/8/6 se uvádí cena celková 57 mil. USD (patrně přepočteno na USD po zhodnocení španělské měny) potom vychází jen 60,8 mil. Kč/vůz
  • 4) 3 kusy dvousystémové 3 kVss/1,5 kVss pro provoz do Francie, na 1,5 kVss výkon 3920 kW, max. rychlost dvousystémových jednotek 200 km/h
  • 5) po odložení termínu dodávek snížení počtů vlaků, tedy po neopodstatněném zvýšení ceny
  • 6) prvních šest vlaků nebylo dodáno podle dohody před zahájením výstavy EXPO'98 k 22.5.1998, ale až o dva měsíce později, a proto firma FIAT přistoupila na snížení ceny o 1,4 mld. PTE - tj. 245 mil. Kč - každý vůz je tedy po snížení ceny levnější v průměru o 4,1 mil. Kč
  • 7) v roce 1987 objednáno kromě 20 6-vozových souprav plus, také 2 hlavová vozidla, 2 řídící vozy a 4 vložené vozy
  • 8) objednávka zněla na 7 6-vozových souprav plus 28 vložených vozů pro doplnění 4-vozových souprav X 2.2
  • 9) provedení pro vnější teploty -40o až +35o
  • 10) předváděcí vozidlo FIAT
  • 11) dle RG 1996/3/120 cena 270 mil. CHF, tj. 73,3 mil. Kč/vůz - cena na CHF byla zřejmě přepočítána před devalvací italské měny
  • 12) na obloukovitých tratích max. 220 km/h, maximální úhel naklopení skříně 6,3o
  • 13) jediný údaj za celou zakázku v PTE
  • 14) problémy nejprve při nasazení 09.1996, všechny jednotky staženy, do provozu se měly vrátit 06.1997, další stažení jednotek z provozu 09.1998


Text Richard Lužný a Milan Šrámek, foto Richard Lužný & archiv.   

  • Prameny:
         [1] VTM 19/1989
         [2] Prospekty firem Fiat Ferroviaria, Adtranz
© SPŽ