Elektrická rychlíková lokomotiva

Rychlíková lokomotiva elektrická společnosti Paris-Lyon-Mediterranée.
Zdroj: archiv Bejvávalo.cz, původní autor neznámý.

Elektrická lokomotiva pro rychlovlaky

Jedním z předních cílů moderní dopravní techniky jest konstrukce co nejmocnějších lokomotiv, které by mohly táhnouti těžké vlaky co možno největší rychlostí. Pokud se týče lokomotiv parních, popsali jsme již častěji nejvýznačnější tvary, jichž bylo v praxi upotřebeno, a poukázali jsme zároveň na pokroky v dopravě, kterých bylo jich zavedením dosaženo. Pokroky tyto jsou jistě značné, když na příklad lokomotivy francouzské severní dráhy jsou s to vléci pomocí sdružených válců 180 - 200 tun těžké vlaky průměrnou rychlostí 85—100 za hodinu.

Zdá se vsak, že jsme se již přiblížili ke krajní mezi dokonalosti, dané samou podstatou parního stroje; a leží na snadě, že se lidská vynalézavost ohlíží po hybostroji jiném, jímž by se dalo docíliti ještě větší rychlosti na železných drahách. A tu jest ovsem pochopitelno, že se vynálezci pokoušejí přizpůsobiti této úloze nejmodernější zdroj síly, totiž elektřinu.

První prakticky upotřebenou elektrickou lokomotivu jest vynálezem Heilmannovým. Přední snahou konstruktérů pak jest, postaviti lokomotivu takovou, která by nevyžadovala žádné změny dosavadních tratí. Známe však též několik tratí, hlavně horských, jež jsou zařízeny obdobně s obyčejnými elektrickými tramwayemi, sestávajíce z elektrárny, v níž se hybná síla vyrábí, a z vedení podél celé trati, z něhož si vlak hnací sílu bére. Toto zařízení odpovídá sice dosud nejlépe praktickému upotřebení elektřiny při vozbě, avšak vyžadovalo by tak značných změn, po případě tak velkých přístaveb ke stávajícím tratím, že na jeho všeobecné provedení ani pomysliti nelze. Prozatím spokojujeme se s bedlivým studováním výhod a nedostatkův, jež poskytují stávající již trati s elektrickým pohonem a vrchním vedením. Na tratích, které slouží obyčejné dopravě pomocí parních strojů, provádějí se pak pokusy s elektrickou vozbou pomocí lokomotiv, které vezou zásobu elektřiny s sebou ve způsobě akkumulatorův. Tyto umístěny jsou ve zvláštním voze, tendru, a tak vystrojená lokomotiva může jezditi po všech stávajících tratích, aniž by pro sebe potřebovala zvláštního vedení elektrického.

Lyonská společnost drah přijala tuto myšlénku za vlastní a dala sestrojiti lokomotivu akkumulatorovou, kterou nyní zkouší pod dozorem chef-inženýra Baudrya a inženýra Auverta, přiděleného ústřední kanceláři.

Hodláme tuto podati svým čtenářům některé detaily tohoto nového stroje, používajíce zajímavého pojednání, jež uveřejnil inž. Auvertv »Revue générale des chemins de fer«.

Lokomotiva, kterou znázorňují obrázky v celkovém pohledu a v půdorysu, sestrojena byla koncem roku 1897 a od té doby jezdí na zkoušku na trati Paříž - Melun. Má tři osy, z nichž dvě jsou hnací, a má asi poloviční sílu obyčejné rychlíkové lokomotivy; avšak stačilo by zdvojnásobiti počet hnacích os, aby se docílilo síly stejné s obyčejnými lokomotivami. Na ni jest přivěšen, jak jsme již podotkli, tendr, v němž jsou umístěny akkumulatory; pro svoji velikou váhu spotřebuje ovsem značné části hybné síly pro sebe. Samozřejmě by však postoupila tato mrtvá váha svoje místo váze užitečné, kdyby, jak již výše bylo naznačeno, byl přiváděn elektrický proud zvláštním vedením. Kola lokomotivy mají 110 cm v průměru; přední pár kol není hnací a jest na 6 m vzdálen od páru druhého. Zadní osy jsou od sebe vzdáleny na 2.2 m a jsou hnány zcela nezávisle na sebe navzájem. Každá má svůj motor zvláštní soustavy.

Půdorys lokomotivy elektrické
Levá pětiúhelná část jest povýšená.

Zdroj: archiv Bejvávalo.cz.

Celá lokomotiva rozdělena jest na pět oddělení. Zadní prostory, umístěné nad oběma motory, jsou pro strojníka a jeho pomocníka. Přední oddělení, jehož nej větší výška nepřesahuje 1.3 m, tak že nevadí strojníkovi ve volném rozhledu, obsahuje hustilku na vzduch, hnanou zvláštním elektromotorem o 5 koňských silách. Tento kompressor dodává potřebný vzduch westinghouské brzdě, píšťalce a přístroji k uvádění lokomotivy do začátečního pohybu. Z ostatních tří oddělení jsou dvě umístěna po pravé a po levé straně, jsou pouze 1 m vysoká a obsahují po devíti akkumulatorových článcích. Batterie sestavená z těchto 18 článků, spojených na napjetí, slouží ke vzbuzení proudu v elektromotorech a zároveň dodává potřebný proud pro stlačování vzduchu a osvětlení. V případě potřeby může tato batterie hnáti sama celou lokomotivu rychlostí 6 km v hodině. Střední oddělení, jež má 1.3 m výšky nad podlahou lokomotivy, obsahuje veliký rheostat, sloužící k zavedení nebo přerušení proudu v induktorech motorův a zároveň k regulování jeho síly.

Tento proud dodávají za obyčejných poměrů dvě batterie po 96 článcích, umístěné v tendru, o němž již byla řeč; a proud převádí se z nich na lokomotivu čtyřmi vodícími kabely.

Normální síla proudu, jakou snese induktor motoru při stálém běhu, činí 700 Ampérův, a vyrobená síla činí 300 koní při 500 obratech, odpovídajících obvodové rychlosti 103 km v hodině. Za těchto podmínek činí rozdíl napjetí mezi oběma kartáčky elektromotoru 360 Volt. Batterie 18 článků lokomotivy pak dává 1500 ampéro-hodin. Elektrody jednoho takového článku váží 140 kg, a celková váha lokomotivy činí 44.500 kg, z nichž spočívá 12.500 kg na ose přední a 16.000 kg na každé z os zadních.

Tendr spočívá na 4 osách, jejichž kola mají 99 cm v průměru; vzdálenost první osy od čtvrté pak činí 7.7 m. Celý tendr váží 45.800 kg; počet jeho akkumulatorových článků činí 192, a jsou s to dodávati po 1000 hodin proud o napjetí průměrném 500 Ampérův. Elektrody těchto článků váží po 90 kg.

Elektromotory, jež jsou hlavní součástkou lokomotivy, jsou dva, a jsou umístěny každý na jedné z hnacích os. Zvláštností těchto motorův jest, že jejich induktory (prsteny) jsou navinuty přímo na ose, tak že jest celý elektromotor souměrně položen k podélné ose lokomotivy, a má dva kollektory, které vzhledem k jejich působnosti správněji nazvati můžeme napáječi. Elektromagnety jsou podkovovité, z měkké oceli a po obou stranách osy tak umístěny, aby jejich póly objímaly co nejúplněji induktor.

Tento sestrojen jest dle soustavy Brownovy a skládá se z tenkých železných prstenův, jež jsou střídavě skládány s podobnými mezikružími z papíru. Prstence ty navlečeny jsou na válec z bronzu, jenž jest přímo upevněn na ose. Armatura induktoru ztužena jest šesti tyčkami, jichž šroubové konce staženy jsou maticemi a přidržují postranní desky bronzové na induktoru. Tím způsobem sestaven jest válec 690 mm v průměru a 540 mm na délku měřící. Indukční vodiči tvořeny jsou 150 massivními tyčkami měděnými, elipsovitého průměru o 64 mm², kteréž na obvodu válce jsou umístěny a obalem mikanitu (slídy) opatřeny.

Kollektory jsou ocelové a jsou napájeny čtyřmi kartáčky uhlovými, které vespolek jsou spojeny brejlemi.

Pro řízení a bezpečnost opatřena jest lokomotiva náležitými přístroji. Vedle brzdy ruční jsou tu dvě brzdy vzduchové (pneumatické), z nichž jedna působí samočinně. Pro změnu rychlosti slouží rheostat a samočinný rozváděč proudu, jakož i kommutator hlavního proudu, spojovač obou motorův a rheostat vzduchového hustiče. Kontrolní přístroje pak jsou ampérmetr, udávající intensitu (velikost) proudu strojem obíhajícího, voltmetr, udávající svorkové napjetí obou motorů, další dva voltmetry pro akkumulatorovou batterii v tendru, jiný pro batterii lokomotivy a konečně ampérmetr pro intensitu proudu k napájení motoru ke zhušťování vzduchu pro brzdy.

Tato lokomotiva, jíž dáno bylo jméno »model E1«, konala první svůj cestovní pokus dne 26. listopadu 1897 mezi Paříží a Villeneuve-Saint-Georges (Sénžorž), zásobena jsouc pouze 48 články akkumulatorovými. Později vykonala cest mnoho mezi Paříží a Brunoy (Brynoa) s týmže počtem článků, pak z Paříže do Melunu se 100 články a posléze s úplnou batterii o 191 článcích.

Nejvyšší váha vlaku byla 147 tun, tendr již v to počítajíc, nikoli však lokomotivu. Rychlosti bylo tu docíleno 45 km za hodinu. Tato rychlost nemůže však při tak značném zatížení býti podstatně zvýšena, poněvadž by akkumulatory vzaly přetížením za své. Naproti tomu dosaženo bylo rychlosti 100 km za hodinu, jakmile váha vlaku zmenšena byla na 100 tun. Výkon tento odpovídá 611 ks.

Při těchto pokusech bylo lze zjistiti, že odpor stroje jest velmi malý, ano i menší než u mnohých vozů, neboť nepřesahoval 4.5 kg odporu pro 1 tunu při rychlosti 90 km za hodinu. Ze všech pokusů vůbec dosud konaných bylo lze poznati spolehlivý výkon všech součástí nové této lokomotivy. A nedá se zajisté popříti, že touto lokomotivou opět byl učiněn vážný krok směrem k zavedení elektrického pohonu na normálních tratích elektrických.