Pendolino
Pendolino este numele brevetat care definește tipul de tren, cu atitudine variabilă , proiectat de FIAT Ferroviaria ; trenul este capabil să circule de-a lungul liniilor ferate normale la o viteză cu 25-35% mai mare decât cea a trenurilor tradiționale, datorită echipamentului specific care înclină corpul spre interiorul curbelor. Atitudinea variabilă a Pendolino este de tip activ, deoarece înclinația este produsă de acțiunea unor actuatoare specifice.
Istorie
Deja în anii 1960 , diverse administrații feroviare europene aveau o nevoie largă de a crește viteza de serviciu a trenurilor pentru a face față atât dezvoltării motorizării pe șosea - care a beneficiat de construcția de autostrăzi -, cât și aviației civile. Construcția de noi linii de cale ferată echipate pentru viteze mai mari sau rectificarea secțiunilor lungi în zonele adesea intens locuite au necesitat investiții publice considerabile, care nu ar fi fost ușor de obținut pentru un mijloc de transport în declin aparent al imaginii și al atenției. În principal din acest motiv, sa crezut că crește performanța trenurilor prin intervenția asupra acestora, astfel încât a apărut ideea de a crea vehicule mai rapide capabile să egalizeze accelerația transversală în curbe. Astfel s-a născut principiul „corpului oscilant”, care a făcut posibilă optimizarea forțelor în joc pe vehicul în curbele strânse ale liniilor tradiționale.
Printre numeroasele experimente efectuate - în special în Franța, Marea Britanie și Elveția - s-a remarcat imediat proiectul Secției de materiale feroviare FIAT , finalizat în detaliu la începutul anului 1969, la aproximativ doi ani de la începerea studiului, și experimental verificat cu „instalarea unui scaun oscilant pe” autoturismul FIAT Aln 668.1999 , înregistrat temporar ca vehicul privat în parcul FS pentru a permite efectuarea testelor, în timp ce era în desfășurare construcția „laboratorului autopropulsat FIAT Y 0160 cu care a fost apoi dezvoltat sistemul de leagăn definitiv; acest vehicul a fost primul care a primit porecla „Pendolino”, destinat să caracterizeze întreaga serie ulterioară de material rulant cu caroserie oscilantă [1] .
Succesul campaniei experimentale desfășurate cu vagonul FIAT Y 0160 a determinat Căile Ferate de Stat să comande în 1974 un tren cu patru vagoane care ar fi trebuit să fie prototipul noului grup de trenuri electrice FS ETR 400 , dar care datorită unei serii de circumstanțe a rămas un exemplu unic, clasificat ETR 401 în funcție de criteriile de numerotare utilizate în acel moment de FS pentru trenurile electrice.
Acest tren a fost urmat aproape imediat de o unitate similară numită Tren Basculante [2] , comandată de căile ferate spaniole (RENFE), care trebuia, de asemenea, să accelereze serviciul pe o rețea extrem de sinuoasă [3] .
ETR.401 a fost pus în funcțiune în 1976, inițial pe linia de cale ferată Roma-Ancona, apoi extinsă până la Rimini și, de asemenea, utilizat pentru cicluri demonstrative la diferite administrații feroviare europene. Din anii 1990 a fost folosit ca tren charter și apoi depozitat în Ancona.
Conform planurilor inițiale ale FS, ETR.401 a fost destinat să fie flancat de alte trei trenuri identice, numerotate ETR.402.403 și 404, ceea ce ar fi permis realizarea unei experiențe foarte diferite pe alte linii, dar la nivelul corespunzător timp în care finanțarea a fost deviată în altă parte, lăsând modelul unic ETR.401 cu toate consecințele cazului: comercial pentru FIAT, deoarece orice client nu ar putea să nu aibă îndoieli cu privire la neutilizarea unui vehicul, în ciuda rezultatelor excelente ale teste; tehnici pentru FIAT și FS, care au amânat cu aproape zece ani învățarea a ceea ce înseamnă un serviciu intens prin creșterea vitezei până la 250 km / h [4] .
Regândirea FS în mai 1985 cu comanda pentru 4 ETR.450 , integrată la 3 iulie 1986 cu alte 10 trenuri electrice; evenimentele pentru definirea compoziției definitive a ETR.450 au fost destul de complexe și s-au încheiat abia în 1992 odată cu construirea elementelor necesare construcției celui de-al 15-lea tren electric [5] .
În doi ani (1988/89) au fost produse 14 trenuri complete cu compoziție blocată din opt cutii (apoi nouă cu restaurantul / scaunul-bar remorcat "RH" pentru persoane cu dizabilități), urmate de un 15 în 1992, pentru un total de 135 vehicule. Deși a fost moștenitorul direct al „401” pentru partea pur mecanică, a fost complet revizuit în electronica de tracțiune - derivată direct din vagoanele „trenurile GAI” - și în echipamentul de control al pendulului, echipat cu doar două stații giroscopice ( deasupra capului și în coadă) cu un calculator pentru implementarea mișcărilor pe celelalte tills. ETR 450 a intrat în funcțiune în 1988 pe ruta Milano - Roma , reușind să acopere întreaga călătorie în mai puțin de 4 ore.
Între 1988 și 1995 (anul în care a început flancarea în funcțiune cu noua generație Pendolini), flota ETR 450 a parcurs 26 de milioane de km, trecând de la 220.000 de pasageri / an în 1988 la 2,2 milioane în 1995.
În 1994, proiectul Pendolino a suferit o actualizare tehnologică substanțială și o restilizare semnată de Giugiaro , care a dat viață așa-numitei „A treia generații”: rezultatul a fost ETR 460, construit în 7 unități (63 de vehicule) pentru FS cu viteză maximă setat la 250 km / h, și în alte 3 exemplare (27 de vehicule) pentru FS / SNCF , destinate interurbane, omologate pentru 200 km / h. ETR 460 a fost cel mai puțin fericit model al grupului, suferind de deficiențe tehnice grave care au contribuit la singurul accident al acestei clase de trenuri.
Structural a fost conceput ca un set de nouă cutii (vehicule), grupate în trei unități de tracțiune formate din două autovehicule și câte unul remorcat; un vehicul remorcat a fost folosit ca serviciu de bar la restaurant.
Echipamentul electric de tracțiune distribuit fiecărui cărucior de unități de tracțiune a asigurat mai multă siguranță și confort în deplasare. La finalul vehiculelor, echipate cu capete aerodinamice, erau amplasate cabinele șoferului. Studiat cu mare grijă pentru aerodinamică , cu studii CAD și tunel eolian , a integrat o nouă soluție pentru sistemul oscilant („cărucior înclinabil ”) care a deplasat pistoanele care controlează oscilația în corpul inferior în loc de lateral. Avantajul imediat a fost extinderea spațiului utilizabil pentru pasageri, care a devenit mai puțin înghesuit decât ETR 450. În plus, a fost integrat un nou sistem de control activ al înfășurării , flancat de clasicele amortizoare anti- înfășurare într-o configurație redundantă . Toate echipamentele au fost mutate în corpul inferior. Greutatea pe osie a crescut la 14 tone, încă mult sub standard.
Interiorul, finisat cu o grijă extremă pentru a asigura un confort maxim, a fost aer condiționat și izolat fonic și etanșat ermetic pentru a evita reacțiile de presiune din tuneluri și la intersecțiile cu alte trenuri.
În 1996, comandat de compania italo-elvețiană Cisalpino , acesta a fost din nou actualizat, ducând la construcția ETR 470 (9 trenuri de câte 9 vehicule fiecare) specializate pentru a fi utilizate ca interurbane rapide pe liniile montane. Ulterior, ETR 480 (15 trenuri, 135 vehicule) a fost construit pentru FS, transformat ulterior în ETR 485 cu ocazia instalării echipamentului pentru 25 kV 50 Hz.
10 exemple au fost făcute pentru compania spaniolă RENFE în 1998. Compuse din doar trei cazuri, au fost inițial botezate „IC 2000” și mai târziu Alaris 490.
În 2000, controlul asupra FIAT Ferroviaria a fost achiziționat complet de Alstom pentru 300 de milioane de euro: la acea vreme FIAT avea comisioane de peste 900 de milioane de euro, în mare parte legate de Pendolino.
În 2000 S220 pentru Finlanda a intrat în producție, o versiune electrică la 25 kV 50 Hz caracterizată prin operabilitate în condiții extreme (+ 45 ° / -40 ° C), cu termopan izolat și sistem de climatizare integrat în partea estetică a compartiment pentru bagaj.
În octombrie 2007, un total de 440 de trenuri Pendolino au fost vândute în 12 țări diferite. [6]
Începând din 2004, proiectul trenului a fost complet reformulat, ducând la crearea familiei numită Nuovo Pendolino .
Materialul rulant derivat din proiectul "Pendolino"
Prima țară care a manifestat un interes concret față de structura variabilă a fost Germania . Administrația feroviară germană DB a abordat inițial sistemul cu o filosofie de utilizare diferită: având în construcție sau proiect linii de mare viteză și numeroase adaptări ale liniilor existente, a decis să aloce acest tip de material rulant liniilor secundare, dar cu trafic mare. Mai mult, odată cu unificarea celor două Germanii și achiziționarea rețelei estice, axele „coridoarelor” de trafic - de la nord-sud la est-vest - s-au schimbat, inversând proiectele de evoluție a rețelei.
Prin urmare, în 1992 , DB a construit 20 de trenuri cu cutie oscilantă active care formau seria 610 , achiziționând numai boghiuri și sistemul pendul de la Fiat Ferroviaria și dezvoltând singură unitatea de tracțiune. Principalele diferențe în ceea ce privește diferitele versiuni ale "Pendolino" italian au fost compoziția cu doar două difuzoare - cu posibilitatea de cuplare multiplă - și acționarea diesel- electrică. Această versiune termică a fost, de fapt, echipată cu un motor turbodiesel intercooler cu 12 cilindri de 485 kW, construit în Germania, pentru fiecare motor care produce electricitate printr-un generator sincron trifazat de 460 kVA, la rândul său destinat să alimenteze cele trei motoare de 250 kW situate în caroserie . Acestea au transferat puterea direct în holurile celor trei vagoane corespunzătoare prin intermediul axului și cardanelor, ca în originalul italian. Un sistem de frânare electric-magnetic a fost de asemenea instalat pe șină ca un ajutor pentru frânele mecanice clasice. Viteza maximă 160 km / h.
Din punct de vedere estetic, dacă laturile conice în sus aminteau de originea proiectului, capetele erau reproiectate în conformitate cu schema altor serii de vagoane germane, precum și cu livrea alb-acvamarin, apoi schimbate în alb-roșu.
Au intrat în serviciu între Nürnberg , Hof , Bayreuth , Weiden și Furth im Wald .
Formula s-a dovedit a fi la fața locului, atât din punct de vedere tehnic, cât și comercial: aceste trenuri au prezentat o bună fiabilitate, o economie de funcționare relativ ridicată și, datorită reducerii timpilor de călătorie cu până la 25%, au obținut un succes măgulitor pentru călătorii care au crescut cu peste 40% pe liniile deservite. Trebuie remarcat faptul că seria 610 a suferit, de asemenea, de indisponibilitatea giroscopelor de rezervă - necesare funcționării oscilației - așa cum sa întâmplat pentru ETR 450 italiene, o problemă care a fost rezolvată prin modificarea sistemului.
Acest prim grup a fost urmat în 1996 de 50 de exemple ale unei noi serii, modelul 611 , cu tracțiune diesel-hidraulică, posibilitatea de cuplare până la patru trenuri și un sistem oscilant diferit acționat electric, care este, de asemenea, supus numeroaselor defecțiuni.
În 2000 au intrat în serviciu primele exemple ale noului grup 612 , 190 de unități construite și livrate diferitelor direcții regionale ale DB Regio. Cu toate acestea, evoluția modelului 611 a prezentat numeroase inovații și diferențe, inclusiv motoarele diesel cu 6 cilindri Cummins cu putere crescută la 559 kW, distribuție internă diferită a spațiilor și elaborarea ulterioară a sistemului de oscilație.
Anul următor a fost rândul seriei 605, poreclit „Diesel-ICE”, deoarece era similar din punct de vedere estetic cu ICE InterCityExpress , trenurile germane de mare viteză. Pentru aceste 19 convoaie, fiecare format din patru corpuri, DB a revenit la acționarea diesel-electrică, cu patru motoare Cummins cu 6 cilindri de 560 kW. Viteza maximă în funcțiune a fost setată la 200 km / h. La 13 februarie 2000, un tren „605” a atins 222 km / h în test, batând recordul de viteză pentru un vehicul feroviar cu tracțiune termică.
Între 1999 și 2001, au început să circule ICE-T ( înclinare = pendulante) seria 411 și 415, seturi de trenuri cu propulsie electrică, compuse din 7 și 5 cutii, respectiv. Noutăți deosebite sunt deplasarea motoarelor și a mecanismelor de oscilație din cadrul trăsurilor. Viteza maximă 230 km / h.
Alte versiuni derivate
Tehnologia Pendolino a fost utilizată și pentru alte trenuri, inclusiv CDT 680 ceh, Alfa Pendular portughez (1998, la începutul proiectului cunoscut sub numele de dezvoltare "CP Pendoluso"), ETR 310 sloven (2000) și Virgin 390 engleză (2003) proiectat de Paul Priestman , pe lângă deja menționatul spaniol IC 2000 Alaris .
Pendolino FS se disting de celelalte prin puterea instalată mai mare, 5880 kW față de 2000 kW Virgin și ETR 310 sau 4000 kW CDT680 și S220 și pentru centrul de greutate inferior, potrivit pentru liniile tipice a teritoriului italian, în general chinuitor și cu curbe mai strânse.
În plus față de cele indicate, există versiuni de studiu, experimentale sau nepuse în funcțiune. Printre acestea putem menționa:
- ATR 410 , un vehicul autopropulsat diesel-electric cu atitudine variabilă, cu o compoziție de doar două cutii, capabil de 160 km / h cu 108 locuri din clasa I și a II-a, destinat utilizării pe liniile secundare neelectrificate. Motoarele utilizate pentru partea electrică sunt sincrone cu magneții permanenți. Un sistem cu motor cu roți a fost adăugat pe roți pentru a îmbunătăți aderența.
ATR 410 este expus în Muzeul Căilor Ferate Savigliano. - trenul electric elvețian RABDe 500 (ICN), coprodus cuSIG Schienenfahrzeuge AG , cu inovații în pantograf și electronică, destinat rețelei elvețiene. Ar fi trebuit să se caracterizeze printr-un nas foarte agresiv, similar cu cel al lui Thalys . Sistemul de oscilație este, de asemenea, diferit - electromecanic în loc de hidraulic - controlat de un servomotor fără perii care acționează asupra angrenajelor planetare cu baterii dedicate, având în vedere dependența de rețeaua electrică pentru întregul sistem. În locul soluției clasice cu doi amortizoare, a fost prevăzută o singură suspensie pneumatică secundară, pe centrul de greutate al boghiului. În cele din urmă, cadrul pantografului a fost eliminat, înlocuit de un sistem specific de oscilație activă pentru sistemul de captare, controlat de unitatea de control a vehiculului.
Caracteristici generale
Oscilația activă face posibilă abordarea curbelor la viteze mai mari fără a crește accelerația transversală necompensată (datorită înălțimii șinei externe), egalând astfel senzația de accelerație centrifugă percepută de călător. Înclinarea atinge 8 ° (10 ° pentru ETR 401 ), compensând accelerația laterală de până la 1,35 m / s².
Prima și cea mai mare familie este formată din „Pendolino” italian, dezvoltat de Căile Ferate de Stat din Italia și de fabricile fostului Fiat Ferroviaria di Savigliano , acum achiziționat de Alstom .
Dacă aceste trenuri electrice pot fi considerate trenuri de mare viteză , deoarece sunt capabile să atingă viteze de aproximativ 250 km / h, există alte serii construite pentru și de către alte administrații feroviare pentru viteze maxime mai mici, dar în orice caz cu scopul de a obține o viteză mai bună performanță pe linii tradiționale, mai mult sau mai puțin sinuoase, fără intervenții speciale asupra corpului drumului.
Denumirea „Pendolino” este o marcă înregistrată [7] și identifică toate trenurile basculante produse de Fiat Ferroviaria .
Pendolinos circulă în Italia ca grupuri ETR 460/463 , ETR 480 , ETR 485 și ETR 470 , acesta din urmă vopsit în alb și albastru sub proprietatea companiei Cisalpino și până la dizolvarea acestuia, împărțit ulterior între Trenitalia și FFS , administrațiile feroviare care a preluat de la Cisalpino în operarea conexiunilor Italia - Elveția. În trecut, serviciile Pendolino din Italia au fost efectuate, de asemenea, folosind materialul ETR 401 (în livră albă / albastră) și materialul ETR 450 .
ETR 480 , reclasificat ETR 485 , au fost echipate progresiv cu echipamente multi-tensiune (3kV curent continuu și 25kV alternativ 50 Hz) pentru a putea călători și pe noile linii de mare viteză.
În trecut, unele ETR 460 au fost permise să „traverseze” rețeaua sudică a Franței electrificată la 1,5 kV curent continuu.
În urma indisponibilității giroscopurilor de rezervă (având în vedere că producătorul englez a încetat producția), ETR 450 a călătorit, în ultimii ani, cu sistemul de oscilație exclus, deci cu cărucioarele blocate într-o poziție fixă și „retrogradate” la „ rang C” .
ETR 460, în urma unei renovări, a primit un nou sistem electronic de recunoaștere a curbelor, revenind la funcționarea regulată în „rang P” până în decembrie 2016, când ETR.460 / 463 au fost retrogradate la rang C din cauza dezactivării definitive a activului sistem de oscilație.
Seria „470/480/485”, fiind echipată cu sisteme electronice, nu a suferit aceeași problemă. Pendulinele circulă în Germania , Elveția , Finlanda , Italia , Anglia , Polonia , Portugalia , Spania , Republica Cehă și Slovenia . Se pregătește o versiune pentru China . [8]
La 5 octombrie 2007, a fost semnat un contract cu căile ferate rusești - RZD - pentru furnizarea a 4 Pendolini pentru a asigura conexiunea între Sankt Petersburg și Helsinki în Finlanda, aducând astfel la 440 Pendolini vândute în 12 țări din întreaga lume [6] ] .
Tehnică
Pendolini sunt trenuri din aliaj ușor de aluminiu , cu corp monococ în extrudări mari. Chiulasa este în compozite din seria ETR 460 și încolo, montată pe un corp din aliaj ușor.
Propulsia este „putere distribuită”. Fiecare unitate de acționare are două motoare de tracțiune agățate de corpul inferior și mișcarea este transferată la cărucioare prin intermediul arborilor și al îmbinărilor cardanice. Fiecare ladă se sprijină pe două cărucioare; datorită materialelor utilizate și distribuției greutăților, greutatea pe osie este de aproximativ 13 tone, foarte mică.
Vagoanele sunt echipate cu arcuri elicoidale "flexicoil", care au performanțe mai bune decât arcurile cilindrice și sunt, de asemenea, echipate cu un sistem de suspensie laterală.
Întreaga familie este echipată cu un sistem de frânare dublu: un prim circuit controlat de electrovalve comandate din cabina șoferului și un al doilea circuit de urgență tradițional. Sistemul primar a fost dezvoltat special pentru ETR 401 și elimină problema întârzierii frânării ultimului vehicul datorită descărcării sistemului pneumatic.
Diferența fundamentală între sistemul oscilant italian și cele dezvoltate în străinătate constă în utilizarea a două traductoare giroscopice și accelerometrice pe trăsurile capului (în locul unui singur accelerometru pe carcasă) pentru a „citi” înclinația curbei. În acest fel, trăsura poate începe înclinarea la începutul curbei și nu atunci când curba a intrat deja, eliminând oscilațiile și dezechilibrele periculoase care au afectat celelalte prototipuri.
Sistemul de oscilație funcționează astfel: o unitate Master plasată pe primul cărucior al primului vehicul al convoiului recunoaște începutul curbei și identifică tipul acestuia prin intermediul senzorilor giroscopici . Un computer de bord măsoară accelerația centrifugă pentru a fi compensată cu ajutorul senzorilor accelerometrici și calculează înclinația necesară pentru viteza curentă. Datele calculate sunt transmise următoarelor vehicule ( sclavi ), unde unele unități de control răspund prin înclinarea cutiei prin intermediul celor patru pistoane hidraulice (servomotoare). Actuatoarele sunt independente și răspund cu întârzieri maxime în ordinea unei zecimi de secundă, astfel încât corpul în mișcare poate intra în curbă variind atitudinea pentru a obține cea mai bună cale de intrare posibilă.
Pentru a asigura poziția corectă a pantografului la virare - care, evident, nu se poate balansa, sub pedeapsa discontinuității puterii și a deteriorării catenarului -, aceasta este fixată la un anumit cadru, integrat cu trăsura respectivă, care ajunge la imperial și păstrează independența din mișcări de numerar.
Siguranța este sporită de prezența tuturor sistemelor într-o configurație redundantă (dublă), de utilizarea unui sistem de autodiagnosticare cu posibilitatea de a colecta o serie de date statistice privind performanța, precum și de prezența unei cutii negre de tahograf . ( memocard ) cu înregistrare pe hârtie și pe suport static.
Avantajele față de vehiculele convenționale
- Confort ridicat la mers, dat de reducerea accelerației transversale la pasageri, izolația acustică și presurizarea corpului.
- Reducerea nevoii de linii noi, deoarece Pendolino poate călători la viteze mai mari fără a fi nevoie de linii dedicate
- Siguranță: sistemele de siguranță și control sunt reproduse pe fiecare camion, ceea ce reduce probabilitatea de avarii
Notă
- ^ Santanera, Fiat Trains , pp. 194-196 .
- ^ FIAT, Produse , p. 29.
- ^ Santanera, Fiat Trains , p. 198 .
- ^ Santanera, Fiat Trains , p. 199.
- ^ Modesti și Nascimbene, Il Pendolino , pp. 19, 26-28 .
- ^ a b Pendolino ajunge la Sankt Petersburg , pe corriere.it . Adus pe 5 octombrie 2007 .
- ^ AdnKronos , la adnkronos.com .
- ^ Trenitalia investește 238 de milioane în noul Pendolino Arhivat 19 aprilie 2009 în Arhiva Internet .
Bibliografie
- Utilizarea uneltelor pendulare pe rețelele feroviare [ link rupt ] , pe ingineri-ca.net .
- Andrea Giuntini, O poveste oscilantă. Succesuri și înfrângeri feroviare de mare viteză în Italia , Milano, Franco Angeli, 2006.
- Giovanni Klaus Koenig, Dincolo de Pendolino. Viteză mare și configurare variabilă în trenurile electrice italiene , Roma, Valerio Levi Editore, 1986.
- Giovanni Klaus Koenig, Trenurile electrice cu montare variabilă. Istoria proiectului Fiat Y 1060: ETR.400 și ETR.450 , Roma, Valerio Levi Editore, 1986.
- FIAT, Produse și sisteme feroviare , Torino, FIAT Ferroviaria Savigliano, publicație nedatată (sfârșitul anilor 1980).
- Oreste Santanera, trenurile Fiat. Optzeci de ani de contribuție Fiat la tehnologia feroviară , Milano, Automobilia, 1997, ISBN 88-7960-045-1 .
- Vittorio Mario Cortese, Activ variabil în lume , în Trenuri , anul 18, n. 180, martie 1997, pp. 14-20, ISSN 0392-4602 .
- Angelo Nascimbene, Zece ani de Pendolino , în Toate trenurile , anul 11, n. 110, iunie 1998, pp. 22-29, ISSN 1124-4232 .
- Pendolino. Istoria și perspectivele unui tren italian, interviu cu prof. Franco Di Majo de Angelo Nascimbene , în Toate trenurile , anul 11, n. 113, octombrie 1998, pp. insert central 12 pagini nenumerotate, ISSN 1124-4232
- Giancarlo Modesti, Angelo Nascimbene, The Pendolino. 25 de ani de servicii - Istoria și tehnica trenurilor electrice italiene cu greutate variabilă , în Tutto Treno Tema , n. 28, martie 2013, ISSN 1124-4232 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Pendolino
