Charakterystyka lokomotywy serii ET40

 

Ośmioosiowa lokomotywa elektryczna typu Bo'Bo'+Bo'Bo' serii ET40 to lokomotywa z uzależnionym napędem do eksploatacji po zelektryfikowanych liniach kolejowych 3 kV prądu stałego.

Lokomotywa składa się z dwóch mechanicznie i elektrycznie jednakowych sekcji lokomotywowych. Każda sekcja o układzie osi Bo'Bo' posiada po jednej stronie kabinę maszynisty, w tylnej zaś części drzwi przejściowe do drugiej sekcji. Między sekcjami zamontowane są wałki gumowe.

Każdą sekcję lokomotywy można eksploatować samodzielnie. Dwie sekcje lokomotywy są sprzęgnięte w ten sposób, że kabiny maszynisty tworzą czoła pojazdu.

Pudło sekcji ułożone jest na ostoi, która posiada dwa napędowe zespoły kołowe (wózki). Każdy zestaw kołowy posiada własny silnik trakcyjny.

Urządzenia cięgłowo-zderzne zamontowane są w czołownicy. Stanowisko maszynisty umożliwia łatwą obsługę pojazdu w obu kierunkach. Dostęp do kabin możliwy jest z obu stron lokomotywy poprzez drzwi wejściowe. Kabina maszynisty ogrzewana jest wentylatorem zasilanym napięciem sieciowym, przednia szyba posiada rozmrażacz, wycieraczki oraz osłonę przeciwsłoneczną.

Na tylnej ścianie w kabinie maszynisty umieszczona jest szafa na ubrania oraz przyrządy elektryczne. Jako nowe lokomotywy posiadały po zewnętrznej stronie przedniej szyby rozpylacz, którego zbiornik znajdował się w kabinie maszynisty (po lewej stronie). Wejście z kabiny maszynisty do przedziały maszynowego umożliwiają dwoje drzwi: prawymi (patrząc w kierunku maszynowni) wchodzimy do szafy WN, lewe służą do przejścia z jednej kabiny do drugiej korytarzem wzdłuż sekcji. Maszynownia podzielona jest na trzy części, na podeście w tylnej części sekcji znajdują się zespoły pomocnicze (m.in. wentylatory chłodzenia silników trakcyjnych). W przedniej części korytarza przejściowego znajdowała się lodówka, szafka (jeszcze istniejąca), zlew (z reguły bez możliwości użycia) oraz kuchenka (nie na wszystkich pojazdach). W części tylnej na podeście umieszczono oprócz zespołów pomocniczych również opory maszyn pomocniczych i ramę z pneumatycznym przyrządem hamulca. W podestach znajdują się zamykane klapy do silników trakcyjnych. Wszystkie pozostałe przyrządy wysokiego napięcia, tzn. wał kułakowy, WS, rezystory bocznikowania, umieszczone są w środkowej części maszynowni zagrodzone 3-częściowymi zdejmowanymi siatkami ochronnymi. W tylnej części sekcji umieszczona jest sprężarka główna oraz stojak hamulca ręcznego.

W celu właściwego wykorzystania ciężaru adhezji lokomotywa wyposażona jest w elektropneumatyczne urządzenie do wyrównywania nierównolegle podzielonych ciśnień osiowych podczas rozruchu. Przy odciążeniu przednich osi wytworzą się w wyrównywaczach sił osiowych dodatkowe siły przez doprowadzenie sprężonego powietrza, które oddziałują między wózkami, pudłem lokomotywy i ciśnienia osiowe się wyrównują.

Hamulec pneumatyczne jest podwójny: samoczynny ciśnieniowy (Oerlikon, zawór FV4a), i dodatkowy hamujący tylko jedną sekcję (zawór typu FD1). Hamulec ręczny jest mechaniczny, sterowany z kabiny maszynisty lub maszynowni. Na dachu każdej sekcji znajduje się pantograf (do numeru 30 lokomotywy posiadały jeden pantograf na sekcję, od numeru 31 dwa pantografy na sekcję) polskiej produkcji (AKP4E, również 5ZL) służący do odbioru prądu z sieci trakcyjnej. Pantograf jest sterowany poprzez elektrozawór.

Silniki trakcyjne połączone są szeregowo. Napięcie jednego silnika wynosi 1500 V. Silniki trakcyjne zabezpieczone są przez zabezpieczenia różnicowe, które spowodują wyzwolenie WS-a po przekroczeniu wartości granicznej. Nastawnik główny, napędzany pneumatycznie, włącza silniki trakcyjne w poszczególnych układach połączeń oraz reguluje na stopniach wartość oporników rozruchowych i bocznikowania obwodu głównego, a tym również wielkość pobieranego prądu przez lokomotywę. Silniki trakcyjne każdej sekcji chłodzone są powietrzem z dwóch wentylatorów osiowych. Każdy wentylator chłodzi dwa silniki trakcyjne. Nominalne napięcie obu silników wentylatorów wynosi 1500 V. Powietrze do chłodzenia jest pobierane z kanałów umieszczonych na dachu lokomotywy. Kanały wyposażone są w siatkę i filtry.

Sprężone powietrze do hamulców i przyrządów dostarczają dwie sprężarki (po jednej na sekcji) o nominalnej mocy 140 m3/h +/- 10%. Włącza się automatycznie lub ręcznie. W razie połączeń dwóch sekcji w jedną lokomotywę sprężarki mogą pracować wspólnie lub każda samodzielnie. Silniki sprężarek włączają się przez opornik szeregowy. Opornik ten trwale obniża napięcie na komutatorze silnika, szczególnie jednak ogranicza udar prądowy powstający przy bezpośrednim włączaniu silników do sieci trakcyjnej. Zabezpieczenie termiczne zabezpiecza silniki sprężarek i wentylatorów przed ewentualnym przeciążeniem, kondensator ogranicza poziom przepięć eksploatacyjnych.

Silniki trakcyjne są zabezpieczone przed uszkodzeniami izolacyjnymi różnicowymi przekaźnikami prądowymi. Obwody WN są zabezpieczane przez kilka rodzajów zabezpieczeń:

1. przeciw przepięciom atmosferycznym zaworowymi odgromnikami przepięciowymi,

2. przy powstaniu uszkodzeń izolacyjnych działaniem różnicowego przekaźnika prądowego,

3. w przypadku poślizgu któregokolwiek zestawu kołowego, gdy dojdzie do różnic wartości napięcia w wirnikach silników trakcyjnych, według wielkości według różnicy napięcia, zabezpieczenie przeciwpoślizgowe bądź sygnalizuje poślizg bądź powoduje wyzwolenie WS-a,

4. przy zaniku napięcia w sieci lub w przypadku obniżenia poniżej dozwolonej granicy, zadziała WS przy pomocy przekaźnika napięciowego.

Lokomotywa wyposażona jest w SHP i czuwak aktywny (prowadzone były także próby z KHP).

 Lokomotywa serii ET40 jest używana do prowadzenia ciężkich pociągów towarowych o masie brutto do 4000 t z prędkością maksymalną do 70 km/h. Jest to lokomotywa dwuczłonowa, zbudowana na podzespołach zastosowanych już wcześniej w lokomotywach serii EU05.

Pierwsza partia 30 lokomotyw (typ 77E1) wyprodukowana w latach 1975 – 1976 była wyposażona w dwa odbieraki prądu (produkcji polskiej), po jednym na każdej sekcji. Druga partia (typ 77E2) z roku 1978 (także 30 sztuk) była wyposażona w cztery odbieraki. Każda sekcja lokomotywy może pracować samodzielnie.

Lokomotywa jest wyposażona w urządzenia do smarowania obrzeży kół, sterowane prędkościomierzem (wytryski co 500 m). Układ hamulcowy jest wyposażony w samoczynny nastawiacz klocków hamulcowych. Zastosowano również siłowniki elektropneumatyczne do wyrównywania nacisku na oś, wbudowane między pudło, a wózki dociążające czołownice wózków w czasie rozruchu. W latach 1976 – 1978 PKP zakupiły 60 lokomotyw do prowadzenia ciężkich pociągów towarowych na magistrali Śląsk – Gdańsk (Gdynia).