EM 475.1 – popis jednotek

Zadání a vývoj

Elektrická jednotka řady EM 475.1 vznikla na základě zkušeností z provozu prototypových jednotek řady EM 475.0. Nejzávažnější změnou byla změna celkového uspořádání - celá trakční výzbroj se přesunula do krajních vozů, takže ze středních vozů se staly vozy nemotorové - vložené. Rozlišení na technické a dopravní jednotky zůstalo zachováno - dopravní jednotka se skládá ze dvou technických, technická jednotka je tvořena vozem elektrickým (lidově: motorovým) typu 782 a vloženým typu 783.Kromě změny koncepce měla na další vývoj vliv i další okolnost - dle rozhodnutí Státní plánovací komise se výroba elektrické části přesunula ze Závodů V.I.Lenina (dnes Škoda) do MEZ Vsetín a MEZ Postřelmov. Návrh nového uspořádání dodali ještě projektanti ZVIL, avšak konkrétní projekt tvořili již pracovníci MEZ Vsetín. Jelikož ale mezitím již probíhaly konstrukční práce a příprava výroby podle původní koncepce, bylo nutno ledacos předělávat. Přesto nedošlo ke stavbě a odzkoušení nového prototypu, ale rovnou byla zahájena výroba ověřovací série. Důsledkem byly velké problémy v počátcích provozu. Podobná situace se nakonec opakovala o více než 40 let později u řady 471.

 

Popis jednotek

Každá dopravní jednotka je tvořena dvěma tzv. technickými jednotkami s uspořádáním náprav Bo´Bo´+ 2´ 2´. Celá dopravní jednotka měla stejné výrobní číslo. Vozidla umožňují řazení do tří- až šestivozových jednotek, největší počet byl vždy jednotek čtyřvozových. Čela jednotek jsou opatřena samočinnými spřáhly Scharfenberg, vozy mezi sebou jsou spojeny tuhými spojkami. Vidlice těchto tuhých spojek jsou spojeny pomocí čepů s vahadly, která jsou prostřednictvím gumokovových pružin a vidlicových šroubů spojena se spodkem vozu. K zamezení podélných rázů jsou plochá čela vybavena "odrazníky", t.j. nárazníkem bez talíře, který se opírá o desku na čele druhého vozu. Přechody mezi vozy tvoří sklopné můstky a přechodové měchy.

Vozy jsou "hlubinového" provedení se sníženou střední částí s podlahou ve výši 580 mm nad TK. Na obou koncích snížené části se nacházejí nástupní prostory s dvoukřídlými, pneumaticky ovládanými posuvnými dveřmi. Mezi nástupními prostory se nachází velký oddíl se 48 sedadly v uspořádání 2+2. Nad podvozky, v tzv. zvýšených prostorech je na zadním konci motorového vozu a na přilehlém konci vloženého vozu WC, u vloženého vozu jsou zde dále malé oddíly pro 16 sedících. Tyto oddíly jsou stejně jako velký oddíl odděleny od nástupních prostor stěnami s posuvnými dveřmi. Další dvojsedadla a sklopné sedačky se nacházejí ve zvýšené části před stěnami malých oddílů. Ve zvýšených částech elektrického vozu jsou zařízeny strojovny a stanoviště strojvedoucího, v zadní části zbyl před strojovnami prostor pro 8 sedících, oddělený křídlovými dveřmi.

Na čele motorového vozu se nachází kabina strojvedoucího se stanovištěm na levé straně. Toto uspořádání vychází z původní praxe dvojmužné obsluhy - pomocník strojvedoucího, který ovládal dveře, měl své místo na pravé straně, kde se většinou nachází nástupiště. Uspořádání ovládacích prvků vychází z prototypových jednotek - na levém bočním pultu je spínač řízení, přepínač směru a řídící kontrolér, vypínač a přepínač baterií a vypínač dveří, na pravém bočním pultě brzdiče samočinné a přímočinné brzdy a kohoutek stěračů. Ostatní přístroje a ovladače jsou umístěny v čelním pultě. Nad čelním oknem je skříň signalizace ochran, na levém okenním sloupku klíčové hospodářství (tzv. klíčový průmysl), pod levým malým čelním oknem ovládací skříňka radisostanice, ty však byly dosazovány dodatečně, stejně jako elektrická požární signalizace (EPS), jejíž ústředna je umístěna ve stěně za strojvedoucím - těsně u stropu. Ve stěně za pomocníkem se nalézá zařízení vlakového zabezpečovače (VZ) LS II, lednička a elektronický rychloměr (dosazován cca od r. 1995). Nad průchodem do uličky je táhlo odpojovače - uzemňovače, po přestavení do bezpečné polohy je možno klíčkem v zakončovací bambuli zajistit tuto polohu uzamčením a klíčkem je možné uvolnit klíče od strojoven umístěné v klíčovém hospodářství. Opačně odtud nejde klíček vyjmout bez navrácení všech klíčů. Za kabinou se nachází strojovny, mezi nimi je průchozí ulička. V levé strojovně nalezneme kromě hlavního kontroléru stykače topení a motorgenerátoru, v pravé strojovně hlavní vypínač (tzv. automat), kompresorové soustrojí, ruční pumpu, pomocný kompresor, hlavní blok s relé, jističi a stykači a AREL (automatická regulace elektrických lokomotiv). Nad uličkou je zmíněný odpojovač - uzemňovač. Přední zvýšený prostor je od nástupního prostoru oddělen příčkou s uzamykatelnými dveřmi, tato příčka se zřizovala později a je na ní zavěšena radiostanice a skříňka pro strojvedoucího. Ve střední části vozidla se sníženou podlahou je velký oddíl pro 48 sedících cestujících a na obou jeho koncích nástupní prostory s posuvnými dveřmi šíře 1676 mm. V zadním zvýšeném prostoru se nacházejí 3 sedačky a záchod, dále malý oddíl pro 8 cestujících dvě strojovny oddělené průchozí uličkou. V pravé nalezneme motorgenerátorové soustrojí, v levé baterie, dobíječ, brzdový transformátor a usměrňovač, relé SO1 (přepínání napájení 48 V z baterie a z generátoru) a stykač přibuzovacího dynama. Ve stropě předního nástupního prostoru se nachází motorventilátorové soustrojí a topný registr, vzduch je rozváděn kanálem ve stropě do oddílů. Na střeše se nachází nad zadním podvozkem sběrač, bleskojistka, střešní tunel s předřadnými a brzdovými odpory, kabelový kanál a anténa radiostanice.

Podvozky jsou pensylvánského typu, ačkoli jsou vhodné pro tratě s většími odchylkami geometrické polohy koleje od normovaného stavu, byly již tenkrát zastaralé. Jejich konstrukce vycházela z podvozků pro osobní vozy, nebyly však dostatečně dimenzované pro vyšší zatížení (těžší skříň, motory), takže se na nich prakticky od počátku vyskytují trhliny a lomy. Vedení náprav je rozsochové, vypružení v prvním stupni čtyřmi dvojicemi vinutých pružin mezi jhy a rámem podvozku, ve druhém jsou použity 6-listové pružnice - vždy dvě čtveřice proti sobě, celkem 16 na podvozku. Uložení motoru je tlapové s kluznými ložisky. Převod 1:3,045 byl původně tvořen ozubenými koly s šikmým ozubením (8°), nyní jsou zuby přímé. Olej v převodovce byl nahrazen plastickým mazivem LKP 00, což má při proniknutí do tlapového ložiska, které není nijak zvlášť oddělené, velmi neblahý vliv na jeho životnost, proto je třeba nepřemazávat. Mazání tlapových ložisek je ztrátové, původní oleje na ropném základě byly nahrazeny olejem řepkovým, který ovšem časem polymeroval, což se projevilo vlnou poškozených tlapových ložisek. Nyní se používá olej syntetický, esterový, taktéž biologicky rozložitelný, u něhož k polymeraci nedochází.

 

Ovládání jízdy se děje prostřednictvím řídícího kontroléru. Ten má 4 jízdní polohy a 2 polohy dynamické brzdy:

M – manipulace – sepnou stykače jízdy a přes rozjezdový odporník řídící jednotky a všech 8 motorů se uzavře trakční obvod

S – serie – oba kontroléry dokrokují na hospodárný stupeň, kdy všech 8 motorů je v serii. Kontrolér řízené jednotky krokuje samostatně, krokování kontroléru řídící jednotky je řízeno ARELem (automatická regulace elektrických lokomotiv), který řídí krokování kontroléru tak, aby trakční proud byl udržován v zadaných mezích. Okamžitá hodnota proudu je sledována prostřednictvím transduktorů. Při zhoršených adhezních podmínkách je možné přepínačem na stanovišti nastavit malý rozjezdový proud.

P – paralel – po můstkovém propojení obou kontrolérů a tr. motorů obou technických jednotek dojde k jejich elektrickému rozpojení a oba kontroléry již samostatně dokrokují na hospodárný stupeň.

Sh – 5 shuntovacích stupňů, daly se zadávat jednotlivě.

Při vrácení řídícího kontroléru do 0 se okamžitě rozepnou stykače jízdy a kontroléry zkrokují do 0

B I a B II – dva stupně elektrodynamické brzdy, při rychlosti pod 68 km/h samočinně B III

Jednotky jsou vybaveny těmito brzdami:

  1. Cize buzená elektrodynamická – odporová i rekuperační. Rekuperační se však se stávající regulací neosvědčovala, a proto byla záhy zrušena.
  2. Samočinná tlaková DAKO, brzdič DAKO BS II (původně Škoda N/O)
  3. Přídavná brzda
  4. Ruční brzda působící na podvozek pod stanovištěm strojvedoucího

Vložený vůz má nad každým podvozkem malý oddíl pro 16 sedících cestujících a nad jedním podvozkem záchod. Velký oddíl a nástupní prostory jsou stejné jako u motorového vozu.

Délka 4-vozové jednotky

95 290 mm

Délka elektrického vozu

25 447 mm

Délka vloženého vozu

23 348 mm

Vzdálenost otočných čepů

18 200 mm

Rozvor hnacího podvozku

2 600 mm

Rozvor běžného podvozku

2 400 mm

Max. výška

4 200 mm

Výška podlahy střední části nad TK

580 mm

Šířka skříně

2 844 mm

Hmotnost elektrického vozu

59 t

Hmotnost vloženého vozu

33 t

Počet sedadel elektrický/vložený vůz

61/89

Celková obsaditelnost 4-voz. jednotky

680 osob

Napájecí napětí

3 kV ss

Trvalý výkon el. vozu

660 kW

Hodinový výkon el. vozu

760 kW

Trvalá rychlost

59,5 km/h

Trakční motor

3AD 3745 iP

Kompresor

W115/80 - 0,8 m3/h, 45 m3/h

Motorgenerátor

alternátor A9c4 s budičem

sériový motor 3138-2

přibuzovací dynamo TMN 16

32 kW, výstup 3x 380 V 50 Hz

Baterie

48 V, 120 Ah

 

 

 

Nátěry jednotek

Prvních 26 technických jednotek obdrželo nátěr v modré barvě - odstín 4300, doplněný červeným, bíle lemovaným proužkem pod okny. V interiéru byl použit béžový umakart. Od 27. technické jednotky byl nátěr změněn na kombinaci světle krémové a modré, tedy přibližně do podoby, v jaké jezdí (s výjimkou červených dveří) jednotky dnes. Interiér byl obložen modrým umakartem. Při dílenských opravách byl namísto krémové barvy použit šedý odstín. Po roce 1977 se začal používat zeleno - krémový nátěr, od roku 1982 s 300 mm oranžovým "bezpečnostním" pruhem na čele, od 1.1.1988 byly jednotky opatřovány zeleným nátěrem s 600mm žlutým pruhem po celém obvodu. Po listopadu 1989 se celkové uvolnění projevilo i v této oblasti, v červnu 1992 přišla z dílen jednotka 451.001-02 v modro-šedém nátěru, avšak ještě s 300mm bezpečnostním pruhem na čele. Následovaly 451.011-12 a 33-34, poté již přišla 101-102 bez pruhu. Poté však nastalo ještě jedno "pruhové" období, a to až do zavedení celodenního svícení pozičních světel. Červené dveře dostala jako první 451.031-32 v září 1993. Od května 1994 se aplikuje nátěr PUR dle vzorníku RAL, což přineslo menší změny odstínů, větší změnou bylo nahrazení šedivé světlejším, téměř bílým odstínem v červenci 2003 a nahrazení modré na střeše hnědošedou.

Výjimkou byla v dubnu 1996 šestivozová jednotka 451.045-46, která obdržela nátěr ve stylu původních nátěrů prvních jednotek, tehdy však bylo ještě nutné učinit něco pro bezpečnost, proto nesla na čele béžový "slintáček" ve stylu DB. Tento nátěr vydržel až do dílenské opravy v květnu 2000 (451.045), resp. listopadu 1999 (451.046). V dubnu 2007 se vrátila z H opravy v Pars nova Šumperk jednotka 451.001-02 v "původním" nátěru. Bohužel modrý odstín byl zvolen špatně, takže celá jednotka je příliš tmavá a do zelena.

 

Provoz jednotek

Provozní nasazení jednotek EM 475.1 začalo v létě 1964 na trati Praha - Kolín, kde občas nahrazovaly prototypové jednotky EM 475.0. Prvně byly zaturnusovány v GVD 1965/66, a to v počtu devíti jednotek na stejné trati. Jednotky byly zpočátku provázeny množstvím poruch, požárů a nehod. Až do ledna 1967 byly udržovány na "novém kanále", kde se dříve odpopelovaly a zbrojily parní lokomotivy. Poté se údržba přesunula do "vládní remízy" vedle motorového depa v Libni, kde se dodnes provádějí jejich revize a těžké opravy. Hala 512 na Odstavném nádraží jih funuje od roku 1973. 

První jednotka do depa Bohumín přišla v roce 1965 - EM 475.1027-28. Zprvu jezdila z Bohumína do Karviné, od října téhož roku byl zahájen elektrický provoz z Ostravy Poruby (dnes Svinov) do Českého Těšína. Od GVD 1966/67 zde bylo 5 jednotek, které byly nasazeny na trati Ostrava Poruba - Bohumín - Žilina. Od GVD 1967/68 zde bylo celkem 13 jednotek, a to až do roku 1974, kdy začly být nahrazovány řadou EM 488.0 (460).

V roce 1966 se objevily tři jednotky v depu Ústí nad Labem, pro časté závady a neochotu výrobce zřídit další servisní pracoviště byly od GVD 1967/68 přesunuty do Prahy. LD Praha nasadilo nové jednotky na nově elektrifikované úseky: Pardubice - Hradec Králové - Týniště - Choceň a Poříčany - Nymburk - Hradec Králové.

Ve druhé polovině roku 1967 a v roce 1968 bylo 9 jednotek dodáno do Rušňového depa Košice. Byly nasazeny v trasách Košice - Čierna nad Tisou, Košice - Haniska a Košice - Spišská Nová Ves - Svit (- Žilina). Od záměru nasadit jednotky na vlaky pro zaměstnance Východoslovenských železáren v Šaci se upustilo z důvodu opožděné elektrifikace trati Kysak - Prešov a později i kvůli rozhodnutí města Košic postavit namísto toho tramvajovou rychlodráhu.

Od počátku 70. let začaly v okolí Prahy vzrůstat nároky na příměstskou dopravu, a to zejména s elektrifikací dalších tratí. Proto sem začly být postupně stahovány všechny jednotky EM 475.1. První přišel v roce 1971 košický vůz EM 475.1096 po opravě násilného poškození v Šumperku. Jako poslední dorazila v prosinci 1976 košická jednotka EM 475.1097-98.

V roce 1976 začalo nasazování těchto jednotek na trati z Prahy Vysočan přes Lysou nad Labem do Nymburka s návazností na již dříve provozovanou trasu Poříčany - Nymburk - Hradec Králové a dále. V roce 1985 byly nasazeny na trať z Prahy do Lovosic, v letech 1993-96 i do Jaroměře.

Jednotky jezdily jako čtyřvozové. Výjimkou bylo občasné provozování šestivozových jednotek v první polovině 80. let na trati do Berouna. Pravidlem se stalo až v GVD 1993/94, a to v podobě jednotek 451.008-52, 45-46, 41-94 a 91-92. Důsledkem sestavení šestivozových jednotek byly jednotky třívozové, které se obvykle uplatnily jen na trati Nymburk - Poříčany a potom jako záskoky.

V roce 2003 přistavilo DKV Praha první jednotku do VY opravy do DKV Olomouc. Poté ještě další, která byla ještě před započetím opravy nasazena "zkušebně" do provozu na trati Olomouc - Nezamyslice. Obě jednotky byly někdy v srpnu "zpětně" převedeny do stavu DKV Olomouc k 15. 5. 2003. Poté následovaly ještě dvě další. Všechny byly třívozové a občas některé i jezdily na trati do Nezamyslic. Tři jednotky se vrátily koncem roku 2006, poslední v lednu 2007.

Vzhledem ke spolehlivosti jednotek ř. 471 a rychlosti jejich dodávek tvoří jednotky ř. 451 a 452 stále významný prvek v pražské příměstské dopravě.

Zpět na úvod EM 475.1, 2