ČSD na rázcestí - elektrické vykurovanie súprav

     Namiesto úvodu by sme mohli položiť hádanku. Viete, ktorý motorový rušeň ČSD ako celkom prvý vykuroval vlakovú súpravu nie parou ale elektricky? Rušniari možno začnú najprv tipovať známy typ T 478.4 (754) z roku 1975. Hneď im však začnú oponovať o niečo lepší znalci histórie strojom T 475.1501 z roku 1972, a svojim spôsobom budú mať takmer pravdu. Hovoríme „takmer“ preto, lebo pôjde síce o rušeň, ktorý bol v ČSSR vyrobený ako prvý s možnosťou elektricky vykurovať súpravy, ale absolútne prvenstvo drží vo svojich „rukách“ zvolenský Pomaranč T 679.0 (pravdepodobne T 679.014 / 776 014). Niekto namietne - ale veď to je rušeň s parným kúrením! Ako je teda možné, že kúril elektricky? Najprv si povieme niečo o začiatkoch v tejto problematike a potom sa vrátime aj k rozlúsknutiu našej záhady...

     Po Druhej svetovej vojne sa vykurovanie vlakov na ČSD nieslo v znamení všadeprítomnej horúcej pary a čiastočne, najmä u prívesných vozňov, sa o slovo hlásili kachle na tuhé palivo. V tých časoch však už naplno bežala projektová príprava elektrifikácie hlavných ťahov ČSD a s ňou aj otázka – ako ďalej vykurovať? Keďže v troleji máme poruke množstvo vhodnej energie, bolo by nelogické komplikovať si život, zbytočne ju premieňať na paru a tú púšťať do potrubia.

Parné vykurovanie vlakov na Slovensku skončilo v zime 1995/96. V susednom Maďarsku vydržalo o niečo dlhšie. M61.001, Tapolca, 21.4.1999, foto: Bc. Jozef Gulík

     Vývoj vozňov sa plne prispôsobil tejto situácii a tak s potrebným predstihom, už od roku 1950 vychádzali všetky nové vozne z továrne s kombináciou parného aj elektrického odporového kúrenia (najmä typy Ba a Bai). Krátko nato k nim pribudli aj hnacie vozidlá, známe Bobiny radu E 499.0, s ktorými tvorili typické súpravy, a spoľahlivo zabezpečovali prepravu cestujúcich na I. hlavnom ťahu.

     Na rozdiel od komfortného elektrického kúrenia, ktoré malo rýchly nábeh, lepšiu reguláciu, fungovalo spoľahlivo a ekonomicky, na ostatných tratiach zostávalo trápenie s parou. Tá síce dávala životodarné teplo, avšak trpela častým zamŕzaním potrubia, nerovnomerným rozložením tepelného výkonu (v prvom vozni horúco, v poslednom zima), niekedy až nulovou viditeľnosťou pri častých únikoch pary z netesného potrubia, atď. A hoci od polovice 1960-tych rokov prichádzala do osobnej dopravy hromadná motorizácia v podobe typov T 444.1, T 478.1 a T 679.0, získavanie tepla z pary zotrvalo na svojej pevnej pozícii. Akurát čo pribudla náročná údržba parného generátora PG 500.

     Prirodzeným vývojom a po zhodnotení jednotlivých možností padlo v 1960-tych rokoch rozhodnutie orientovať sa v budúcnosti výlučne na elektrické kúrenie, ktoré však stavalo pred konštruktérov a ďalších odborníkov mnoho otázok a úloh. Akým spôsobom odoberať prúd z motorového rušňa, aký druh a aké hodnoty prúdu použiť, či mnohé ďalšie. V zahraničí, ktoré riešilo rovnaký problém, už mali za sebou prvé nesmelé kroky a inšpiráciou pre ČSD sa stal najmä francúzsky rušeň BB 67036, zaradený do skúšobnej „vykurovacej“ prevádzky v januári 1965.

Francúzsky motorový rušeň radu BB 67000 - európsky priekopník v oblasti elektrickeho vykurovania. Foto: Jean-Paul Lescat, http://www.railfaneurope.net/pix/fr/diesel/67000/pix.html

     V jeho prípade bol použitý trojfázový trakčný generátor a motory spolu s vykurovacími obvodmi napájané cez kremíkové usmerňovače. Išlo o jednu z alternatív v základnej otázke, odkiaľ odoberať prúd, či z trakčného generátora alebo zo špeciálneho generátora poháňaného spoločným naftovým motorom alebo z celkom samostatného spaľovacieho motora + generátora.

     V zahraničí potom nasledovali prvé kroky v tejto oblasti aj u britských a rakúskych železníc. Aj vďaka tomu, a tiež na základe praxe z elektrikovaných tratí, mali koncom 1960-tych rokov ČSD už pomerne jasno v otázke vhodného prúdu, jeho vedenia, druhu napätia a predpokladalo sa, že už v blízkom čase bude niektorý z nových motorových rušňov pokusne vybavený elektrickým vykurovacím zariadením, ktorý bude možné odskúšať v rôznych pracovných podmienkach.

     Tomu však predchádzali skúšky s tým, čo mali ČSD momentálne poruke. V depe Zvolen pripravili na jedinečnú úlohu motorový rušeň T 679.0, ktorý potom spoľahlivo v dňoch 27. a 28. februára 1969 vykonal skúšobné jazdy na trati Žilina – Bohumín (vtedy ešte Nový Bohumín). Elektrický prúd bol provizórne odoberaný z upraveného trakčného generátora a mal podobu jednovodičového systému, rovnako ako u závislej trakcie, teda spätný prúd vedený späť do trakčného generátora koľajnicami. Z toho dôvodu musel byť mínus pól generátora dôkladne uzemnený.

     Skúška pozostávala z dvoch párov mimoriadnych vlakov (prvý deň jeden pár, druhý deň druhý pár), ktorých súprava bola zložená z dynamometrického vozňa a siedmych osobných vozňov radu Ba s elektrickým vykurovaním systému RIC a ručným ovládaním vykurovacieho napätia (aby vozne mohli byť pre tento účel prepnuté z napätia 3000 V na 1000 V), pričom inštalovaný výkon jedného vozňa činil asi 27 kW. Elektrifikovaná trať bola vybraná z dôvodu rušivých spätných prúdov, ktorých vplyv na zabezpečovacie zariadenia je všeobecne známym problémom. 

     Prehľad hodnôt nameraných počas skúšok v dňoch 27. a 28. 2. 1969 s rušňom T 679.0.

     Počas jazdy sa sledovali a zaznamenávali tieto veličiny: rýchlosť a ťažná sila na háku v závislosti na prejdenej dráhe, cestovné časy, dĺžka pobytu v staniciach a početnosť jednotlivých jazdných stupňov, k čomu poslúžil špeciálny prístroj s impulzne ovládanými tlačidlami, vyvinutý zvlášť pre tento účel vo VÚD. Okrem toho sa v prvom vozni Ba pomocou termočlánkov a registračného prístroja merala teplota v troch rôznych oddieloch, na chodbe, na oboch predstavkoch a vonkajšia teplota. Čisto informatívne bola v ostatných vozňoch ortuťovými teplomermi taktiež sledovaná vnútorná teplota.

    Systém elektrického vykurovania, ktorý bol pokusne realizovaný na rušni T 679.0 a pri ktorom sa zisťovali vzťahy medzi teoretickými výpočtami a praxou v prevádzke, je možné v hlavných črtách charakterizovať takto:
     1.) vykurovací výkon, odoberaný z trakčného generátora je prakticky nereguľovateľný. Napätie trakčného generátora sa totiž počas jazdy mení nielen podľa zaradeného stupňa, ale aj podľa aktuálnej rýchlosti na danom stupni.
     2.) výkon odoberaný z trakčného generátora pre vykurovanie celej súpravy rastie s počtom vozňov zapojených na vykurovanie. Priamo úmerne s ich počtom klesá výkon trakčného výkonu a tým sa pôvodná trakčná charakteristika trakčného generátora deformuje (klesá) vplyvom odoberaného prúdu. Pokles trakčného výkonu je možné čiastočne eliminovať použitím vyššieho jazdného stupňa, čo je však použiteľné len v obmedzenom rozsahu.
     3.) Najnižšie vykurovacie napätie 1000 V je v našom prípade len u niektorých zahraničných vozňov. Trakčné generátory motorových rušňov ČSD majú maximálne napätie 750 až 850 V. To znamená, že v najlepšom prípade by bolo možné odobrať iba 56 až 72 % menovitého výkonu. Pretože sa však v budúcnosti počíta s napätím 3000 V, nemožno zásadne tento veľmi jednoduchý spôsob vykurovania realizovať.

     Skúšky mali okrem toho preveriť spotrebu elektrickej energie pripadajúcu na rozdiel 1°C medzi vonkajšou a vnútornou teplotou, a určiť do akej miery nepriaznivo vplýva úbytok trakčného výkonu v dôsledku vykurovania na predlžovanie cestovných časov.

Súčasná podoba vlaku ťahaného motorovým rušňom a vykurovaného elektricky. 754.085, Devínska Nová Ves, 16.11.2006, foto: Bc. Jozef Gulík

     Potvrdilo sa, že experimentálny spôsob elektrického vykurovania odoberaním prúdu priamo z trakčného generátora je momentálne kvôli jeho nízkemu svorkovému napätiu v prevádzkových podmienkach ČSD nerealizovateľný. Okrem toho sa však potvrdilo, že celkové využitie výkonu naftového motora je pomerne slabé, pretože veľkú časť svojej prevádzkovej doby pracuje na voľnobehu a jazde na nižších stupňoch.

     Do budúcnosti bolo po skúškach navrhnuté úlohu riešiť zvýšením menovitého výkonu motora (napr. zvýšenie preplňovaním alebo použite nového naftového motora s vyššími parametrami). Na záver sa konštatuje, že konkrétne riešenie je stále v štádiu hľadania alternatívy, ktorá bude pre naše podmienky najvhodnejšia.

Pramene: ŽDT 1966 / 4 / str. 66; ŽDT 1970 / 6 / str. 174; Atlas vozidel ŽM, 2. díl