Ruské elektrické lokomotivy - co bude dál ?

      Na přelomu března a dubna přinesl tisk sérii zpráv o nových kontraktech, uzavřených mezi plzeňskou Škodovkou a Ruskými železnicemi. Tyto jistě velmi potěšující zprávy o exportních úspěších přicházejí po prakticky sedmileté pauze v dodávkách českých vozidel do Ruska. Za tu dobu se mnohé jak u nás, tak zejména v Rusku zásadně změnilo a bude jistě zajímavé některé změny a novinky popsat podrobněji.
      Důsledků rozpadu impéria rozprostřeného na jedné šestině světa, ale i rozpadu celého východního bloku, nezůstaly ušetřeny ani Ruské železnice (RŽD) a jejich vozidlový park. Mimo Rusko se po rozdělení ocitla jak lokomotivka v Tbilisi (nyní Gruzie), která vyráběla stejnosměrné lokomotivy, tak i Rižská vagónka (nyní Lotyšsko), známá výrobou elektrických jednotek. S vyjímkou lokomotivní řady VL 60 P (NEVZ Novočerkassk 1962-1967) vyrobila drtivou většinu osobních, rychlíkových a expresních lokomotiv, nyní provozovaných v Rusku, plzeňská ŠKODA. S přechodem na platby tvrdou měnou však dodávky ustaly, stejně jako v případě bývalé výchoněmecké lokomotivky LEW Hennigsdorf (nyní součást ADtranz), která na východ exportovala odklizové elektrické lokomotivy. Jediným výrobcem elektrických lokomotiv na území Ruska tedy zůstal Novečerkasský lokomotivní závod (NEVZ), zaměřený na výrobu střídavých lokomotiv. To jsou tedy hlavní důvody, proč Rusové nyní vyrábějí a sami vyvíjejí hlavně střídavé lokomotivy, kdežto vozidla stejnosměrná a vícesystémová zatím dovážejí, resp. vyrábějí ve spolupráci se zahraničními výrobci. V současnosti je zhruba třetina osobních lokomotiv (tedy až na vyjímky Škodováckých strojů) za hranicí životnosti a pokud by obnova parku RŽD nepokračovala, ocitlo by se v roce 2005 za hranicí životnosti dokonce 61% flotily osobních lokomotiv RŽD.

VL 65/EP 1

      Soudobou konstrukcí šestinápravové střídavé lokomotivy je řada VL 65. Tyto universální lokomotivy s tyristorovými usměrňovači jsou odvozeny od dvoudílných dvanáctinápravových nákladních lokomotiv řady VL 85 (2 x Bo' Bo' Bo', trv. 9360 kW, 110 km/h, 288 t), kterých se od roku 1983 vyrobilo v Novočerkassku přes 250 kusů. Zjednodušeně řečeno, jeden stroj VL 65 je vlastně polovinou dvoudílné VL 85. První dva prototypy byly vyrobeny v roce 1992 a dosud bylo vyrobeno kolem 35 lokomotiv. Pohon lokomotiv je proveden šesti stejnosměrnými sériovými motory - vždy dva motory jsou spojeny paralelně a napájeny přes plně řízené tyristorové můstky. Ačkoli jsou trakční motory uloženy tlapově, jsou lokomotivy nyní využívány jako universální jak pro poštovní a osobní vlaky (do 24 vozů), tak i pro vlaky nákladní. O lokomotivní řadě VL 65 se nyní v Rusku hovoří jako o nástupci lokomotiv ČS 4 a ČS 4T (ŠKODA 1966-1986), které svou maximální rychlost - 160 km/h - využívají kvůli stavu tratí na všech výkonech. V souvislosti s řadou VL 65 se navíc díky rekuperaci(ERB) mluví o 10 až 15 % nižší spotřebě energie (rekuperovaná energie se, ale do sítě vrací s velmi špatným účiníkem) v porovnání s ostatními porovnatelnými vozidly a s tím souvisejícím snížením opotřebení brzdových špalků.
RŽD nasazují řadu VL 65 v depech Timaševskaja, Krasnoufimsk a Belogorsk. Nejvíce lokomotiv řady VL 65 bylo v polovině roku 1997 v provozu v depu Irkutsk ve Východosibiřské dráze (jedna z devatenácti drah RŽD) na rameni Zima-Irkutsk-Sljudjanka-Petrovskije Zavody (838 km). Zde přepravují vlaky s průměrnou hmotností 760 t a výhody rekuperace se projevují na rampách o sklonu 18 ‰ dlouhých až 40 km. Mezi dosud vyrobenými lokomotivy je pozornost zaměřena zejména na dvě z nich: VL 65-021 je vybavena mikroprocesorovým řízením a VL 65-016 se odlišuje od ostatních plně odpruženými trakčními motory typu NB-520B a převodem pro maximální rychlost 160 km/h. Sériově vyráběné střídavé lokomotivy v provedení s plně odpruženými trakčními motory, procesorovým řízením, diagnostikou a převodem pro rychlost 140 km/h budou označeny řadou EP 1 - začátek jejich výroby je oznámen na letošní rok. Z mechanické části lokomotivy VL 65-016 je odvozena i mechanická část dvousystémových lokomotiv řady EP 10.


EP 10
      Pro přední západoevropské firmy byl samozřejmě průnik na ruský trh nejen
otázkou velkých zisků, ale také prestiže a další existence - proto zejména ABB a AEG vyvíjely v Rusku značnou aktivitu. Záměr byl od počátku celkem jasný - dodávat do Ruska moderní elektrické výzbroje pro zejména stejnosměrné lokomotivy, jejichž výroba na území Ruska zcela chyběla. Za ABB vystupovala v Rusku hlavně její italská odnož - ABB Tecnomasio, která měla samozřejmě s výrobou elektrických částí pro systém 3 kVss největší zkušenosti. Oznámen byl sice vznik několika společných podniků, které počítaly s vývozem lokomotiv do dalších států bývalého SSSR, z různých důvodů však dohody neskončily úspěchem. Průlom nastal až po složitých jednáních počátkem roku 1997, když ADtranz získal od RŽD zakázku na dodávku kompletních elektrických výzbrojí pro 21 dvousystémových šestinápravových lokomotiv řady EP 10(původně se uvažovalo s označením řadou N 65A). Pozoruhodná a zásadní je ale v tomto případě změna postoje vůbec - odborníci SŽD po léta prohlašovali, že pro obrovské vzdálenosti v SSSR nejsou dvousystémové lokomotivy potřeba. Dvousystémové lokomotivy ČS 5 (ŠKODA 1966) se do SSSR vůbec nedostaly a jedinými sovětskými dvousystémovými lokomotivami se stala řada VL 82 / VL 82 M, vyrobená na tamní poměry v mizivém počtu 91 kusů (nyní v provozu na Ukrajině - Charkov, v Sevorokavkazské dráze a na přetazích vlaků do Finska na Okťabrské dráze). Nové dvousystémové lokomotivy řady EP 10 se budou montovat v Novočerkassku s trakční výzbrojí od ADtranz Switzerland. V mechanické části budou lokomotivy odvozeny od již zmíněného prototypu VL 65-016. V elektrické části je zřejmá snaha o unifikaci s dalšími vozidly ADtranz pro systém 3 kVss, tedy zejména s italskou řadou E 412 a z ní odvozenými polskými lokomotivami 113 E (3 kVss) a 112 E (3 kVss a 15 kV,16.7 Hz). Trakční transformátor s deskovými vinutími má šest sekundárních vinutí pro trakci, které napájejí měniče s vodou chlazenými GTO tyristory a asynchronní motory s dvojtou hvězdou. Obě vinutí motoru jsou na střídavém systému spojena v sérii, na stejnosměrném systému jsou napájena odděleně. Dokončení prvního prototypu bylo oznámeno na letošní rok, dvacet sériových lokomotiv by mělo následovat v letech 1999 a 2000. Prvních deset lokomotiv by mělo být vybaveno výzbrojí dovezenou ze Švýcarska a výzbroj pro zbytek by se měl stavět v Rusku v licenci. Jak v mechanické, tak i částečně v elektrické části by se měla řada EP 10 stát základem pro nyní vyvíjené jednosystémové lokomotivy řady EP 2 (3 kVss, trv. 6600 kW při 80 km/h, max. 120 km/h) a EP 3 (varianta pro 25 kV,50 Hz). Podle velmi optimistických odhadů Ministrestva dopravy Ruské federace (MPS) bude v blízké budoucnosti v Rusku potřeba asi kolem 150 lokomotiv řady EP 10 [3], dále 1100 stejnosměrných lokomotiv řady EP 2 a 1200 střídavých lokomotiv řady EP 3. Podle dostupnosti finančních prostředků by měla lokomotivka v Novočerkassku vyrábět ročně kolem 360 lokomotiv.

EP 200

      V roce 1996 vyrobil Kolomenský závod u Moskvy dva prototypy osminápravových střídavých expresních lokomotiv řady EP 200, další dva stroje jsou objednány. Kolomenský závod se dříve orientoval na výrobu traťových motorových lokomotiv - jeho vlajkovou lodí se stala zejména řada TEP 80 (Bo' Bo' Bo' Bo', 4413 kW, 180 t, max. 160km/h) se střídavě-stejnosměrným přenosem, která při zkouškách v prosinci 1992 dosáhla s dynamometrickým vozem rychlosti 260 km/h a 5. října 1993 dokonce rychlosti 271 km/h. Právě solidní konstrukce mechanické části a dobré chodové vlastnosti se staly hlavními důvody, proč byl pojezd dieselových lokomotiv TEP 80 vzat jako základ pro vývoj vysokorychlostních elektrických lokomotiv. Skříň lokomotivy EP 200 je samonosná; vždy dva a dva dvounápravové podvozky nesou skříň přes mohutný společný podvozkový rám. Oba stupně vypružení jsou provedeny šroubovitými válcovými pružinami. Elektrickou část ke střídavým lokomotivám řady EP 200 dodává NEVZ Novočerkassk. Kvůli nedostupnosti vhodného stejnosměrného motoru (vysoký výkon) je zde použit zajímavě řešený pohon synchronními motory, o jehož praktické uplatnění usilují Rusové již od počátku 70. let - původní ruská experimentální vozidla nesla řadové označení VL 80B a VL 80V. Výhodou tohoto druhu pohonu s bezkomutátorovým motorem byl především poměrně jednoduchý a prostorově nenáročný měnič (synchronní motor obstarává při vyšších otáčkách komutaci prvků měniče sám). Každý z osmi synchronních motorů je napájen z vlastního třífázového proudového střídače; motor však má budící vinutí a součástí pohonu jsou další obvody pro zajištění komutace měničů při nízkých otáčkách motorů. Vždy dva proudové střídače synchronních motorů jsou napájeny z jednoho tyristorového plně řízeného usměrňovače a pro zlepšení účiníku jsou na sekundární vinutí transformátoru připojeny přes antiparalelní tyristorové regulátory filtrační L-C obvody. Trakční transformátor má čtyři vinutí se středními vývody pro trakci a jedno vinutí pro napájení osmi usměrňovačů pro buzení statorů trakčních motorů. První dva prototypy byly dokončeny v roce 1996 a zprovozněny zhruba po ročním oživování, na jaře 1998 se již prováděly zkoušky při rychlostech vyšších než 100 km/h. Pro sériovou výrobu se počítá s dílčími zlepšeními, např. s procesorovým řízením. RŽD uvažovaly, že od provedení elektrické části řady EP 200 budou odvozeny i stejnosměrné lokomotivy řady EP 100 [4], s ohledem na postup zkoušek prototypů EP 200 však zřejmě došlo k přehodnocení záměru ve prospěch nákupu těchto komponentů v zahraničí. Změnou převodu pro rychlosti 120-160 km/h měly být také odvozeny lokomotivy EP 201 a EP 101.

EP 100/EP 300
      V Rusku bylo počátkem devadesátých let přijato vládní usnesení o zavedení výroby rychlíkových lokomotiv u domácího průmyslu a tak jedinou komoditou, u níž lze do budoucna očekávat masivní import do Ruska jsou elektrické výzbroje a komponenty hnacích vozidel. Koncem roku 1997 vypsalo Ministerstvo dopravy Ruské federace soutěž na dodávku elektrických výzbrojí pro osmináprové lokomotivy řady EP 100 a EP 300, které budou v mechanické části odvozeny ze řady EP 200. V soutěži, které se zúčastnily i firmy Siemens, Ansaldo Transporti, GEC Alsthom a ADtranz, zvítězila 18. března 1998 díky nejlepšímu technickému řešení a příznivé ceně ŠKODA Dopravní technika Plzeň [1]. Lokomotivy budou poháněny asynchronními trakčními motory, které budou napájeny z pulzních usměrňovačů a napěťových střídačů s tranzistorovými strukturami IGBT. Půjde o první aplikaci prvků IGBT na elektrických lokomotivách nejvyšších výkonů, které se mimo to zřejmě stanou nejvýkonnějšími hnacími vozidly s třífázovým pohonem na světě. Klíčovými komponenty z dodávky ŠKODA budou měničové bloky a nadřazené řízení. Kolomenský závod by měl perspektivně vyrábět pro RŽD [3] ročně asi 50 nových elektrických lokomotiv, které by se měly stát plnohodnotnou náhradou českých lokomotiv ČS 6/ČS 200, ČS 7 a ČS 8.

ČS 7 a ČS 200

      Do doby, než budou mít RŽD k disposici stejnosměrné lokomotivy řady EP 100, budou do Ruska exportovány stejnosměrné lokomotivy ŠKODA řady ČS 7. Kontrakt na dodávku pěti dvoudílných lokomotiv série 82 E9 byl uzavřen koncem března 1998 [6]. Pět lokomotiv s označením ČS 7-317 až 321 by mělo přijít do provozu depa Sverdlovsk-pasažirskij v Jekatěrinburgu v období od června 1998 do července 1999. V Jekatěrinburgu je v provozu od ledna 1993 také vůbec první lokomotiva ze série 82 E9 - ČS 7-286, pětice nových lokomotiv se však od jejího provedení bude v některých detailech odlišovat a to zejména vybavením novými zabezpečovacími zařízeními speciální ruské konstrukce. Lokomotivy řady ČS 7 s odporovou regulací jsou ve výrobě již patnáct let - v Rusku a na Ukrajině patří k velmi solidnímu standardu
vozidlového parku a svou spolehlivostí a nenáročnou údržbou daleko předstihují všechna vozidla domácí provenience. Lokomotivy ČS 200, které v těchto měsících modernizuje ŠKODA Dopravní technika Plzeň, jsou určeny pro expresní dopravu na 650 km dlouhé magistrále Moskva - St. Petersburg. Do konce lotošního roku by měla být dokončena modernizace sedmi lokomotiv, z nichž šest bylo v polovině dubna již ve Škodovce rozebráno - jsou to ČS 200-007, 012, 009, 006, 008, 011. Poslední dvě lokomotivy přijdou na řadu po dokončení prvních dvou lokomotiv. Modernizace zahrnuje také generální opravu KR-2, kterou vozidla dostávají po proběhu více než 2,4 mil. km.

Vývoj a zavedení nových hnacích vozidel v Rusku sice nepostupuje nejrychleji, díky poklesu objemu nákladní i osobní dopravy po začátku desetiletí však byla akutní potřeba vozidel pokryta uvolněnými nákladními lokomotivami. Pokud Rusům všechny plány vyjdou, lze v dané situaci mluvit o silné podpoře domácího průmyslu, která se u nás leckdy nedostává tak daleko. Kontrakt na měničové výzbroje pro elektrické lokomotivy EP 100 a EP 300 získala ŠKODA v mimořádně tvrdé konkurenci západních výrobců a jde asi o jeden z prvních případů vůbec, kdy dochází k exportu tak složitých zařízení bez větších domácích referencí. O co jednodušší mohla být jednání, kdyby nebyla odkládána výroba a přebírání jednotek řady 471, na jejichž základě byly i ve světovém měřítku špičkové výzbroje ŠKODA navrženy. O co jednodušší mohla být jednání, kdyby domácí výrobci mohli vyzkoušet a předvádět v tuzemsku vyrobená špičková funkční vozidla u domácí železniční správy. Místo toho často nastupuje obtížné vysvětlování, proč v rámci různých konsorcií dovážíme to, co umíme doma vyrobit levněji, a někdy i lépe, sami.


Text Milan Šrámek, foto A.I.Šutko & ŠKODA & archiv  

  • Prameny:
         [1] ŠKODA Dopravní technika jde do Ruska. HN, 24. 3. 1998
         [2] Russians seek to update traction. RG 1993/12/853-854
         [3] RZD to update passenger loco fleet. RG 1997/11/746
         [4] Sborník přednášek konference "Stav a perspektivy rozvoje elektrických hnacích vozidel" Novočerkassk, 4-6. 6. 1997
         [5] Firemní materiály AO Kolomenskij zavod, NEVZ Novočerkassk, ADtranz a ŠKODA a.s.
         [6] ŠKODA má další zakázku v Rusku. MF Dnes 31. 3. 1998
© SPŽ