Elektrický viacsystémový rušeň Škoda 109 E (ČD 380), alebo 51. MSV 2009 v Brne (1.)

V utorok, 15. septembra, bol voľný deň. Keď som uvažoval, ako ho využiť, z viacerých možností som sa rozhodol ísť do Brna, kde sa tento týždeň koná už 51. medzinárodný strojárenský veľtrh. Tak sa aj stalo a v utorok ráno som vyrazil do Brna. Mojim prioritným záujmom boli pochopiteľne exponáty z oblasti železničnej dopravy. Keďže viaceré exponáty ma zaujali viac, rozhodol som sa napísať namiesto jednej reportáže, reportáži viacero a ponúknuť tak čitateľom moje postrehy podrobnejšie. V prvej časti sa budem venovať elektrickému rušňu Škoda Plzeň 109 E, a to aj preto, že Železničná spoločnosť Slovensko, a.s., chce kúpiť dva tieto elektrické rušne.

Na veľtrhu bol vystavený rušeň s poradovým číslom 003 vo farbách ČD. Prvé dva rušne sú stále predmetom skúšok, ktoré prebiehajú na skúšobnom okruhu ČD vo VÚŽ Velim. Ďalšie rušne sa vyrábajú a sú v rôznom stave rozpracovanosti.

Elektrický rušeň ČD radu 380

Aj keď mnohé technické informácie o týchto rušňoch stále nie sú verejne dostupné, niekoľko základných údajov je predsa len známych. Elektrický rušeň Škoda 109 E je určený pre prevádzku na koridorových tratiach. Výrobca uvažuje o ich nasadení aj v zahraničí, čomu zodpovedajú aj parametre rušňa. Maximálna rýchlosť je 200 km/hod. a rušeň je konštruovaný pre napájanie z troch trakčných napájacích sústav. Pre zabezpečenie maximálnej interoperability je rušeň kompatibilný so systémom ETCS.

Základné technické údaje:

rad	380
predchádzajúce označenie	nemá
výrobca	Škoda Plzeň
označenie výrobcu	109 E
rok výroby	2008
rozchod	1 435
usporiadanie náprav	Bo´Bo´
napájacie napätie	25 50	kV, ~ Hz
	3	kV, DC
	15 16,7	kV, ~ Hz
maximálna povolená rýchlosť	200	km/hod
hmotnosť	86,0	t
dĺžka cez nárazníky	18 000	mm
vzdialenosť otočných čapov podvozkov	8 700	mm
šírka rušňa	3 080	mm
výška rušňa so stiahnutými zberačmi	4 275	mm
priemer kolies	1 250	mm
výkon trakčných motorov	6 400	kW
výkon EDB pri rekuperácii	6 963	kW
maximálna ťažná sila	274	kN
maximálna brzdná sila EDB	226	kN

Rušeň už na prvý pohľad zaujme svojim tvarom a farebným riešením, ktoré sú výsledkom spolupráce výrobcu so štúdiom Porsche Design.

Rušeň je skriňového vyhotovenia s dvoma kabínami rušňovodiča na oboch koncoch. Medzi kabínami je umiestnená priechodná strojovňa s uličkou uprostred. Skriňa rušňa je pozváraná z oceľových dielov (hlavný rám, bočnice, kabínové moduly a odnímateľné strešné diely). Čelá rušňa majú deformačnú zónu. Na rušni sú použité deformačné nárazníky a elementy, ktoré tiež absorbujú energiu pri čelnom náraze. Vstup do rušňa je možný dverami, ktoré sú na oboch stranách kabíny rušňovodiča.

Elektrický rušeň ČD radu 380

V strojovni sú dve meničové skrine, ktoré obsahujú štyri pulzné usmerňovače, pulzné meniče pre brzdu a štyri trakčné striedače. Zariadenia sú v strojovni usporiadané po oboch stranách uličky. Po pravej strane je umiestnený sušič vzduchu, kompresor, brzdový odporník, trakčný menič, skriňa prístrojov AC, skriňa prístrojov DC a skriňa zabezpečovacích zariadení. Po ľavej strane uličky je umiestnené chladenie trakčného motora, skriňa zabezpečovacích zariadení, nabíjač batérie, skriňa prístrojov, trakčný menič, brzdový odporník, chladenie trakčného motora a pomocné vzduchojemy. Transformátor je umiestnený na spodnej časti strojovne.

Návestné svietidlo z LED

Pohon rušňa zabezpečujú štyri trakčné motory s vinutím do dvojitej hviezdy, ktoré majú spolu výkon 6400 kW a ktoré umožňujú dosiahnuť maximálnu rýchlosť 200 km/h a maximálnu ťažnú silu 274 kN. Na jednosmernom napájacom systéme je prúd do rušňa privádzaný prostredníctvom univerzálneho vzduchom ovládaného zberača typu CX NG 008 BI 3/15/25 kV. Na rušni sú použité dva rovnaké zberače. Cez elektricky ovládaný hlavný vypínač a vstupný filter je napájaný jednosmerný medziobvod s menovitým napätím 2x 1500 V, ku ktorému sú pripojené štyri trakčné striedače. Každý striedač napája jeden zo štyroch trakčných motorov v zapojení do dvojitej hviezdy (typ ML 4550 K/6). Trakčné motory majú menovitý výkon na hriadeli 1600 kW a majú vzduchové chladenie s cudzou ventiláciou.

Transformátor je uložený naspodku strojovne

Na striedavých napájacích systémoch je prúd privádzaný prostredníctvom univerzálneho zberača typu CX-NG 008 BI 3/15/25 kV cez elektricky ovládaný hlavný vypínač na hlavný transformátor s celkovým trvalým výstupným výkonom 7944 kVA, ktorý má na sekundárnej strane prepínanie úrovne trolejového napätia 15 kV alebo 25 kV. Transformátor je umiestnený uprostred rušňa medzi podvozkami. Súčasťou trakčného transformátora sú tiež tlmivky, ktoré sa využívajú aj pri prevádzke na jednosmernom napájacom systéme. Z transformátora je prúd privádzaný na štvorkvadrantový vstupný menič, ktorý môže pracovať jednak v usmerňovacom, tak aj v striedačovom režime. Trakčný transformátor má pre trakciu osem sekundárnych vinutí, každé je pripojené k pulznému usmerňovaču. Vždy 2x2 usmerňovače pracujú do medziobvodu jedného podvozku s výstupným napätím 1600 V. Od jednosmerného medziobvodu je usporiadanie trakčného obvodu pre všetky napájacie systémy rovnaké. Štvorkvadrantové vstupné meniče a napäťové striedače sú osadené vodou chladenými výkonovými IGBT modulmi (f. Mitsubishi). Napájanie palubných prístrojov je 24 V z batérií, ktoré sú olovené gelové s kapacitou 2x 330 Ah.

Podvozok rušňa

Dvojnápravové podvozky rušňa sú celkom novej konštrukcie. V pozváranom oceľovom ráme sú umiestnené dve dvojkolesia s monoblokovými kolesami s priemerom 1250/1170 mm (nové/opotrebované). Vypruženie rušňa je dvojstupňové. Primárne vypruženie je tvorené štyrmi skrutkovitými pružinami na jedno dvojkolesie a sekundárne vypruženie rámu podvozku voči skrini zabezpečujú štyri skrutkovité pružiny na podvozok v usporiadaní Flexi-coil. Vypruženie podvozku je v priečnom aj zvislom smere doplnené hydraulickými tlmičmi. Vrtiace pohyby podvozkov voči skrini sú taktiež tlmené hydraulickými tlmičmi. Vedenie dvojkolies je vykonané pomocou jednostrannej ojničky a prenos krútiaceho momentu z trakčného motora na dvojkolesie je pomocou jednostupňovej prevodovky s dvomi ozubenými kolesami a kĺbovým dutým hriadeľom. Dutý hriadeľ pohonu dvojkolesia je vyrobený z vláknových komponentov. Trakčný motor tvorí spolu s prevodovkou pevný celok, ktorý je uchytený v ráme podvozku a teda je celkom odpružený.

Podvozok - detail

Pneumatická brzda je od f. DAKO-CZ, a.s., a f. Knorr-Bremse GmbH, od ktorej je výstroj na podvozkoch a bezolejový piestový kompresor vrátane vysušovača piesku vzduchu. Rušeň má elektropneumaticky ovládanú kotúčovú brzdu a taktiež pružinovú zaisťovaciu brzdu. Brzdové kotúče sú hliníkové a sú umiestnené z oboch strán všetkých diskov kolies. Rušeň má ovládanie elektropneumatickej brzdy vozňov súpravy vrátane premostenia záchrannej brzdy zapojené podľa príslušných predpisov. Okrem pneumatickej brzdy má rušeň tiež elektrodynamickú brzdu, ktorej výkon pri rekuperácii je 6963 kW, a odporovú brzdu, ktorá má výkon 4700 kW na všetkých napájacích systémoch. Brzdové odporníky sú chladené vzduchom.

Podvozok - detail

Klátiková brzda

Riadenie rušňa je mikroprocesorové, súčasťou je automatická regulácia rýchlosti, cieľové brzdenie a automatické vedenie vlaku. Počítačové riadenie rušňa umožňuje v spolupráci so systémami CRV a AVV v prípade viacnásobnej trakcie vedenie vlaku z jedného stanovišťa, resp. riadenie z riadiaceho vozňa prostredníctvom 18 žilového UIC kábla. Rušeň sa ovláda jednou združenou riadiacou pákou, ktorou sa volí smer pohybu a následne tiež chod alebo brzda.

Ukazovateľ rýchlosti a ťahu rušňa

Kabína rušňovodiča je tlakotesná. Vybavená je klimatizáciou s výkonom 5 kW. Čelné sklo je bezpečnostné, nedelené, s hrúbkou 17 mm. Na každom stanovišti rušňovodiča sa nachádza moderný riadiaci pult, na ktorom sú riadiace, kontrolné a diagnostické prvky. Usporiadanie ovládacích prvkov na pulte rušňovodiča, ktorý je situovaný v osi vozidla, zodpovedá novým požiadavkám pre pulty rušňovodičov. Na rušni sú nainštalované kamery, ktoré slúžia ako spätné zrkadlá, takže rušňovodič má informácie o dianí okolo rušňa po oboch jeho stranách. Na stanovišti je tiež chladnička, varič a umývadlo.

Kamerový systém informuje rušňovodiča o dianí okolo rušňa

Po rozjazde rušňa sa displej prepne do režimu diagnostiky

V rušni je nainštalovaný systém Mirel VZ1, ale aj niektoré ďalšie napr. LZB 80E integrujúci PZB a LZB systém (pre Nemecko a Rakúsko). V rušni sú namontované aj dve rádiostanice.

Elektrický rušeň ČD radu 380

Rušeň zaujal mnohých laických, ale aj odborne zdatných návštevníkov. Mnohé prvky, napr. rôzne snímače, alebo moderné podvozky upútali pozornosť záujemcov o železničnú techniku. Niektoré inovačné prvky sú chránené patentom. Záujem je pochopiteľne aj preto, že viaceré informácie o tomto rušni sú stále zahalené tajomstvom, a zatiaľ ani jeden vyrobený kus nie je nasadený do prevádzky.

Spracované podľa podkladov výrobcu ŠKODA Plzeň a odberateľa ČD: