Loading

Nowoczesne wagony osobowe typu 127A do ruchu międzynarodowego

mgr inż. Tadeusz Borucki

"Trakcja i Wagony" nr1/1982

Eksploatowane dotychczas przez Polskie Koleje Państwowe wagony osobowe o długości 24,5 m są budowane według międzynarodowych standardów UIC i OSŻD, ustalonych przed kilkunastu laty (karty UIC-567-1 i OSŻD-567) dla wagonów do prędkości 160 km/h. Doceniając potrzebę zwiększenia komfortu i prędkości podróżowania, UIC ustalił ostatnio nowe przepisy UIC-567-2 dla wagonów pasażerskich typu Z, o długości 26,4 m, w dwóch odmianach prędkości: wagonów Zl do prędkości jazdy 200 kin/h i wagonów typu Z2 do prędkości jazdy 160 km/h. Polski przemysł taboru kolejowego rozpoczął budowę prototypowych wagonów typu Z2. W latach 1979-1980 na podstawie dokumentacji konstrukcyjnej, opracowanej przez OBRPS, "Pafawag" wyprodukował dwa prototypowe wagony osobowe typu 127A i 127Aa. Podstawowe wymiary i parametry techniczno-eksploatacyjne tych wagonów są jednakowe, natomiast różnią się one między sobą rozwiązaniami elementów wyposażenia.

Charakterystyka techniczna wagonów

Wagony osobowe 127A i 127Aa drugiej klasy mają wyższy komfort podróżowania i są przeznaczone do ruchu dalekobieżnego krajowego oraz międzynarodowego, z prędkościami jazdy do 160 km/h. Konstrukcja, wymiary i rozplanowanie wagonów są zgodne z przepisami karty UIC-567-2 dla wagonów typu Z2. Rozplanowanie wnętrza wagonów przedstawia rysunek 1. Wagon jest pokazany na rysunku 2, wnętrze przedziału pasażerskiego na rysunku 3, a umywalka w przedziale WC na rysunku 4. Wagon jest przystosowany do toru o szerokości 1435 mm. Wymiary wagonu są następujące:

długość ze zderzakami - 26400 mm,
długość pudła wagonu - 26100 mm,
długość podwozia - 25100 mm,
wysokość od główki szyny - 4050 mm,
wysokość podłogi od główki szyny - 1255 mm,
wysokość sprzęgu od główki szyny - 1040 mm,
wysokość zderzaków od główki szyny - 1060 mm,
szerokość zewnętrzna pudła - 2823 mm,
szerokość podwozia - 2820 mm, rozstaw
zderzaków - 1750 mm,
odległość czopów skrętu - 19000 mm,
rozstaw osi wózków - 2500 mm,
średnica okręgu tocznego kół - 920 mm,
ułożyskowanie zestawów kołowych - toczne,
masa własna wagonu - 39,5 t
obciążenie użyteczne wagonu - 6,6 t,
obciążenie dopuszczalne wagonu - 10,56 t,
liczba miejsc siedzących w 11 przedziałach po 6 miejsc - 66,
maksymalna prędkość - 160 km/h,
minimalny promień luku toru, przez który może przejeżdżać wagon sprzęgnięty w stanie próżnym i obciążonym - 150 m,
minimalny promień, przez który może przejeżdżać wagon nie sprzęgnięty w stanie próżnym - 80 m.
Wagon ma skrajnię statyczną wg UIC-500 i kinematyczną wg UIC-505-2.

Pudla wagonów

Pudło stalowe wagonów jest lekkiej, samo-nośnej konstrukcji spawano-zgrzewanej. Składa się ono z zespołów: ostoi, ścian bocznych, ścian czołowych i dachu. Ma masę własną 8,5 t, to jest o 0,5 t mniejszą niż obecnie seryjnie produkowane wagony osobowe typu Y (24,5 m), które są o 1,9 m krótsze od wagonów 127 A. Konstrukcja pudła spełnia wszystkie wymagania wytrzymałościowe karty UIC-567-2 przeznaczone dla zunifikowanych wagonów osobowych typu Z.
Elementy ostoi są wykonane z blach i profili giętych o grubości l-i-3 mm ze stali 10HA, a o grubości 4-MO mm ze stali 18G2ACu. Ostoj-nice są wykonane z walcowanych eeowników ekonomicznych 200E ze stali niskostopowej 18G2ACu. Poprzecznice o wysokości 160 mm są wykonane z eeowników giętych z blach o grubości 3 mm. Położenie górnej półki poprzecznie, poniżej 40 mm w stosunku do górnej półki ostojnic, umożliwiło zwiększenie grubości podłogi do 105 mm (w dotychczasowych wagonach wymiar ten wynosi 60 mim). Belki skrętowe mają przekrój zamknięty. Między belkami skrętowymi ostoja jest pokryta blachą falistą grubości 1 mm i wysokości fal 30 mm oraz podziałce 100 mm. Pozostałe końcowe części ostoi są pokryte blachą płaską o grubości 2 mm. Końcowe części ostoi są przystosowane do zamocowania zderzaków i w przyszłości sprzęgu samoczynnego UIC/OSŻD.
Ściany boczne są zespawane z kształtowników giętych z blachy ze stali St3SCuY o grubości 3 i 4 mm. Poszycie tych ścian jiest wykonane z blachy ze stali 10HA o grubości 1,5 mm.
Ściany czołowe mają szkielet spawany z profili walcowanych ze stali 18G2ACu oraz z profili giętych wykonanych z blachy ze stali St3SCuY. Poszycie ścian czołowych jest wykonane z blachy ó grubości 1,5 mm. Jedynie poszycie narożnikowe jest wykonane z blachy o grubości 2,5 mm ze stali 10HA, łączonej za pomocą spoin.Dach ma szkielet i poszycie spawane spoinami przerywanymi. Szkielet jest wykonany z profili giętych ze stali St3SCuY. Krokwie o profilu żetownika mają grubość 2 mm, podłużnice o profilu żetownika - 1,5 mm, a pasy dachowe o profilu ceownika mają grubość 3 mm._ Poszycie dachu jest wykonane z blachy ze stali 10HA o grubości 1 mm.

Rys. 1
Wagon osobowy typu 127


1 - przedział pasażerski
2 klasy,
2- przedział sanitarny,
3- korytarz,
4- przedsionek,
5 - szafa części zapasowych i hamulca ręcznego,
6 - przedział aparatów elektrycznych niskiego napięcia

Stalowe ściany boczne, czołowe i dach od wnętrza wagonu są pokryte bezpośrednio natryskaną izolacją termiczno-akustyczną wykonaną z twardej pianki poliuretanowej o gęstości ok. 40 kg/m3. Ryflowana blacha stalowa podłogi jest pokryta od wnętrza trudno palną pastą tłumiącą MAk o grubości 2 mm, na którą jest nałożona warstwa pianki poliuretanowej.

Wnętrze wagonu

W celu wyciszenia wnętrza wagonu zostało zastosowane po raz pierwszy mocowanie wyłożenia wnętrza, a więc podłóg, ścian wewnętrznych i sufitów do stalowego pudła wykonane przez amortyzatory stalowo-gumowe. Chcąc zapewnić szczelność przed przenikaniem wody, wyłożenie podłogi w przedziałach pasażerskich
1 sanitarnych wykonano w kształcie wanny z poliestru wzmocnionego włóknem szklanym, a w przedziałach pasażerskich pokrytym wykładziną - z winileum. Wyłożenie wewnętrzne ścian bocznych i czołowych jest wykonane z wodoodpornej sklejki oklejonej od strony widocznej jednostronnie laminatem dekoracyjnym ,,Unilam". Grubość tego wyłożenia wynosi 5,5 mm. Całkowita grubość ścian bocznych, łącznie z blachą poszyciową i wyłożeniem wnętrza, wynosi 69 mm. Ściany działowe są wykonane z wodoodpornej sklejki o grubości 18 mm, oklejonej awustronnie laminatem dekoracyjnym "Unilam". Całkowita grubość tych ścian wynosi 21 min, natomiast ścian skrajnych przylegających do WC - 30 mm. Ściana dzieląca korytarz i przedziały pasażerskie składa się z ramowych segmentów aluminiowych całkowicie oszklonych szybami hartowanymi o grubości 5,5 mm. Szyby te w dolnej części, do wysokości podłokietników, są matowane od strony korytarza. Sufity w przedziałach pasażerskich i w korytarzu są wykonane z perforowanych blach aluminiowych o grubości 2 mm. Pokryte są one izolacją z 2 warstw filcu o grubości 2 i 12 mm oraz warstwą pianki poliuretanowej o grubości 10 mm. Sufit w korytarzu jest pokryty izolacją z 3 warstw filcu o grubości 2,12 i 15 mm. Sufity w przedziałach sanitarnych i przedsionkach są wykonane z wodoodpornej sklejki oklejonej "Unilamem". W sufitach przedsionków i korytarza są umieszczone odpowiednie włazy lub klapy odchylne do ułatwienia bieżącej obsługi urządzeń.

 

Rys. 2. Widok wagonu

 

Rys. 3. Wnętrze przedziału pasażerskiego

(fot. Hilary Kniat)

 

Drzwi

W- wagonie prototypowym 127A są zastosowane drzwi boczne wejściowe obrotowo-składane dotychczasowego typu, według karty UIC-560, z samoczynnie opuszczaną osłoną wnęki stopnia. Natomiast w wagonie prototypowym 127Aa zastosowano po raz pierwszy prototypowe drzwi odchylno-przesuwne wig karty UIC-560. Drzwi wejściowe boczne obu typów wagonów mają urządzenie elektropneumatyczne do centralnego zamykania przez konduktora drzwi z dowolnego wagonu w całym pociągu oraz samoczynną blokadę zamknięcia przy prędkości jazdy pociągu od 15 do 25 km/h i przy hamowaniu powyżej 5 km/h. Na postoju lub podczas ruszania pociągu drzwi wagonu można zamknąć ręcznie w danym wagonie lub urządzeniem do centralnego zamykania drzwi w całym pociągu. Obecnie pracuje się nad zniesieniem blokady klamki zewnętrznej drzwi, aby w całym zakresie prędkości jazdy można było otworzyć drzwi z zewnątrz wagonu, oraz aby blokada wewnętrznej klamki przy ruszaniu pociągu następowała przy prędkości 5 km/h. Drzwi mają ponadto tak zwane czułe urządzenie, które powoduje ich ponowne, chwilowe otwarcie w wypadku natrafienia na przeszkodę (np. na pasażera) w trakcie ich zamykania. Po 20 sekundach od otwarcia, drzwi ponownie samoczynnie zamkną się.
Wejście do wagonu ma 4-stopniowe schodki. Stwarza to wygodniejsze, niż dotychczas, wejście do wagonu. Stopień dolny jest składany przy zamknięciu drzwi. Drzwi czołowe są dwuskrzydłowe przesuwne. Mają one urządzenie elektropneumatyczne samoczynnego otwierania i zamykania. Otwieranie i zamykanie drzwi czołowych jest samoczynne, z tym że, aby otworzyć drzwi, należy nadać ręką przez uchwyt drzwiowy impuls otwarcia. Po 16-18 sekundach otwarte drzwi czołowe zamkną się samoczynnie. Blokada zamkniętych drzwi następuje po przestawieniu zamka kluczem konduktorskim.Przejścia międzywagonowe mają dotychczasową konstrukcję, zgodną z wymaganiami karty UIC-567-2 i UIC-561.Okna są nowej konstrukcji, zapewniającej lepszą szczelność niż w wagonach dotychczasowych. Są one 2-częściowe, z górną częścią opuszczaną i wyposażoną w mechanizm równoważący. Szerokość prześwitu otwartego okna wynosi 1200 mm, a wysokość 400 mm. Okna stałe mają szerokość znamionową 800 mm. Wszystkie okna mają podwójne szyby hartowane, klejone na obwodzie, z warstwą 6 mm osuszonego azotu między szybami. Raimy okien są wykonane z profili ze stopów aluminiowych.

Wyposażenie przedziałów

Każdy przedział pasażerski jest wyposażony w 6 foteli jednoosobowych, dwie półki bagażowe dwupodporowe ze stopu aluminium, które są mocowane do ścian przedziałowych, 6 luster na ścianach międzyprzedziałowych, 6 lampek oświetlenia indywidualnego do czytania umocowanych do półek bagażowych oraz firanki okien. Siedzenie fotela, po naciśnięciu dźwigni blokującej, można wysuwać na długości 150 mm i blokować w dowolnie wybranym miejscu przy zachowaniu stopniowania przesuwu co. najmniej co 10 mm. Jednocześnie z siedzeniem przesuwa się oparcie fotela. Po odchyleniu podgłówka od ściany, można go płynnie przesuwać pionowo w zakresie 100 mm. Poza tym z 2 foteli naprzeciwległych, po dosunięciu ich do siebie, można stworzyć miejsce do spania. Podłokietniki skrajne foteli są umocowane na stałe, natomiast podłokietniki środkowe są ruchome. W ścianie bocznej pod oknem znajduje się kanał powietrza ogrzewania i wentylacji, na osłonie którego są umocowane 2 podokienne składane stoliki i śmietniczka.

 

Rys. 4. Umywalka w przedziale WC

(fot. Hilary Kniat)

Nad każdym miejscem do siedzenia umocowano tabliczkę z numerem miejsca, którą można przestawiać kluczem konduktorskim na numer parzysty lub nieparzysty zgodnie z zasadami UIC. Przedział pasażerski jest wyposażony ponadto w rączkę hamulca bezpieczeństwa, głośnik, wieszaki do garderoby, a w przedziałach dla palących - w popielniczki, po 4 w każdym przedziale.

Korytarz i przedsionki

W ścianie bocznej korytarza-wagonu 127Aa między oknami zamocowano 9 siedzeń odchylnych, półmiękkich. Siedzenia te w położeniu podniesionym mieszczą się we wnękach ściany. W wagonie 127Aa wzdłuż ściany całego korytarza, nad drzwiami przedziałowymi, jest zamocowana półka bagażowa.
Korytarz od przedsionków oddzielają drzwi wahadłowe. Pod oknami w korytarzu są zagłębione w ścianie bocznej popielniczki. Na ścianie korytarzowej dla każdego przedziału pasażerskiego są zawieszone tablice rezerwacji miejsc siedzących w przedziale. Na każdym końcu wagonu znajduje się przedsionek wyposażony w szafy zabudowane w ścianach czołowych przedziałów ustępowych, tablice kierunkowe, pojemniki na odpadki oraz w zagłębieniach w podłodze - wycieraczki do nóg. W jednym przedsionku znajduje się korba hamulca ręcznego, szafa dla elektrycznych części zapasowych oraz wnęka do zamocowania gaśnicy. W przedsionku po przeciwnej stronie hamulca ręcznego jest zabudowana, w pomieszczeniu obok WC, szafa z aparatami elektrycznymi.

Urządzenia cięgłowo-zderzakowe

Wagon jest wyposażony w urządzenia cię-głowe nienawskrośne z amortyzatorem gumowo-metalowym, który spełnia wymagania przepisów UIC-520 i UIC-521. Wytrzymałość na rozerwanie cięgieł i haka cięgłowego wynosi min. 1000 kN, a sprzęgu śrubowego - min. 850 kN. Zastosowane zderzaki tulejowe ze sprężynami pierścieniowymi spełniają wymagania kart UIC-527 i UIC-528. Długość zderzaków w stanie nie obciążonym wynosi 650 m, a skok - 110 mm.

Hamulec

Wagon jest wyposażony w dwustopniowy hamulec pneumatyczny typu R systemu Oerlikon (oznaczenie O-R), który spełnia wymagania UIC. Instalacja hamulcowa składa się z następujących głównych urządzeń: zaworu rozrządczego ESt4f, dwuzakresowego przekładnika ciśnienia, przyśpieszacza nagłego hamowania zaworu elektropneumatycznego EV30, dwóch cylindrów hamulcowych fi 14".
Wagon 127Aa ma ponadto cztery prądniczki tachometryczne sterujące intensywnością hamowania przez elektroniczne urządzenia przeciwpoślizgowe, wagon 127A zaś - osiowy regulator odśrodkowy typu ZBl-105a, zamontowany -na jednej z maźnic oraz bezwładnościowe urządzenie przeciwpoślizgowe typu 4GS1. Część mechaniczna hamulca wagonu ma 2 nastawiacze klocków hamulcowych typu SAB-DRV2A-450 oraz układy dźwigniowe, w których wszystkie pracujące otwory mają wtłoczone tulejki stalowe, odporne na ścieranie. Część hamulca na wózkach ma klocki żeliwne dwuwstawkowe oraz elektromagnetyczny hamulec szynowy. Pod podwoziem są zamocowane przewody powietrza - główny i zasilający.

Ogrzewanie i wentylacja

Wagon jest wyposażony w dwukanałowe ogrzewanie nawiewne zgodne z wymaganiami karty UIC-553, konstrukcji i produkcji OBRPS. Wybór ogrzewania lub wentylacji jest dokonywany automatycznie, w zależności od warunków panujących na zewnątrz i wewnątrz wagonu. Powietrze jest ogrzewane w podwagonowej nagrzewnicy elektrycznej WN, która składa się z dwóch sekcji - po 20 kW każda. Może ona być zasilana z sieci trakcyjnej napięciami: 3000 V = /1500 V = / 1500 V, 50 Hz/1000 V, 16 2/3 Hz zgodnie z kartą UIC-552. Układ ogrzewania jest sterowany automatycznie termostatami przedziałowymi, termostatami zewnętrznymi oraz za pomocą głównego bloku logicznego umieszczonych w zespole sterowania i automatyki ogrzewania AWN, konstrukcji i produkcji Instytytu Elektrotechniki. W okresie zimowym zapewnia on utrzymanie w przedziałach pasażerskich jednej z dowolnie wybranej i przez pasażera nastawionej temperatury: +19°C, +21°C, -r-23°C.

Urządzenia sanitarne

Instalacja wodna wagonu jest wyposażona w 2 zbiorniki wody o pojemności 400 1 każdy, wykonane z żywic poliestrowych wzmocnionych włóknem szklanym, pokryte warstwą izolacji cieplnej. Część instalacji wodnej jest wykonana z rur stalowych ocynkowanych, a część z rur polietylenowych. Woda do mycia jest ogrzewana w zabudowanym w zbiorniku podgrzewaczem wody, którego grzałki są zasilane prądem stałym z prądnicy wagonowej. Moc grzałek podgrzewacza wynosi 3x250 W przy napięciu 30 V. Zbiorniki są wyposażone w elektryczne wskaźniki poziomu wody ze zdalnym odczytem, umieszczone na ścianie szafy z aparatami elektrycznymi. Napełnianie zbiorników wodą odbywa się z zewnątrz wagonu przez zamocowane na podwoziu króćce - zgodne z wymaganiami UIC.Wagon jest wyposażony w 2 przedziały WC, po jednym na każdym końcu wagonu, z wejściem od strony przedsionka. Każdy przedział WC jest wyposażony w muszlę ustępową z pokrywą i siedzeniem, umywalkę, zasobnik do ręczników papierowych, wałek do papieru toaletowego, popielniczkę, mydelniczkę typu ,,Sapor", wieszak do garderoby, ozonator i gniazdko do elektrycznej maszynki do golenia. Nad umywalką znajduje się lustro oraz podręczna półeczka. Obok umywalki znajduje się pojemnik na zużyte ręczniki, umieszczony w obudowie umywalki. Zawór spłuczki ustępowej oraz zawór umywalki są uruchamiane za pomocą pedałów. Zamknięcie i zaryglowanie drzwi WC są sygnalizowane lampką umieszczoną nad drzwiami wahadłowymi od strony korytarza.

Instalacja elektryczna

Wagon jest wyposażony w układ zasilania w energię elektryczną niskiego napięcia z prądnicy typu GZd612a prądu przemiennego 3-fazowego o mocy 6,8 kVA, prądzie 164 A i napięciu 24 V, która jest napędzana wałem przegubowym z końca osi zestawu kołowego, z przekładni o przełożeniu 3,071. W układzie zasilania znajduje się elektroniczny zespół prostowniczo-regulacyjny typu APR-30 o mocy wyjściowej 6 kW, napięciu wyprostowanym dla nastawienia "lato" - 28 V i "zima" - 32 V oraz o prądzie wyprostowanym 200 A +-5% i obciążalności diodowego ogranicznika napięcia 5-70 A. Bateria akumulatorów typu 6x2TM10 kwasowo-pancerna o pojemności znamionowej - 500 Ah przy 5-godzinnym wyładowaniu - ma czujnik temperatury samoczynnie zmieniający nastawienie regulatora wzbudzenia prądnicy "lato" lub "zima" - 8°C (typ TK-120/4) oraz baterii na ładowanie z zewnątrz (typ PW-200).

Oświetlenie podstawowe jest świetlówkowe: w przedziałach pasażerskich 11x2x40 W, w korytarzu 11x8 W, w przedsionkach 2x20 W, w przedziałach sanitarnych WC 2x20 W. Pozór stałe oświetlenie jest żarówkowe, a mianowicie: w przedziale aparatów elektrycznych 1x25 W, sygnały końca pociągu 2x40 W, oświetlenie nocne niebieskie w przedziałach pasażerskich 11x5 W, lampki do czytania w przedziałach pasażerskich 11x6x15 W, sygnalizacja zajętości przedziałów WC 2x5 W. Sterowanie oświetleniem jest lokalne dla danego wagonu oraz centralne dla całego pociągu, zgodne z wymaganiami UIC-550 i UIC-568. Szafa rozdzielcza jest konstrukcji modułowo-kasetowej.
Instalacja elektryczna dwukanałowego ogrzewania nawiewnego jest zasilana z przewodu wysokiego napięcia 3000/1500/1000 V według wymagań UIC-552. Zastosowane jest urządzenie wybiorczo-przełączające wielonapięciowe typu AWO-M4/IV. Dla elektrycznych maszynek do golenia w WC została zastosowana przetwornica tranzytorowa typu A-505/24 V o mocy znamionowej 50 W, napięciu na wejściu 24 V = prądu stałego i na wyjściu 220 V, 50 Hz. Ponadto wagon ma obwody elektryczne odbiorów oraz sterowania hamulcem klockowym i hamulcem elektromagnetycznym szynowym.
Instalacja radiofoniczna nagłaśniania wagonu spełnia wymagania kart UIC-440 i UIC-568. Składa się ona z: wzmacniacza W104Ap, głośników przedziałowych i korytarzowych GDI 3-18/3, transformatorów głośników TGRr2-33-666-4, gniazda mikrotelefonu Gm1-"K", mikrofonu MDU-211, gniazda 13-stykowego sprzęgu radiowego UIC-SD13/62, wtyczki 13-stykowej UIC-SK13/62 i gniazda 8-stykowego dla podłączenia urządzenia rozgłoszeniowego według UIC-568.

Wózki

Prototypy wagonów 127A i 127Aa zostały wyposażone w wózki typu 4ANg do jazdy z prędkościami 160 km/h. Mają one hamulec klockowy i elektromagnetyczny hamulec szynowy. Rozstaw osi wózka wynosi 2500 mm, średnica okręgu tocznego kół - 920 mm. Wózki tego typu nie są wózkami docelowymi do produkcji seryjnej. Do seryjnej produkcji wagonów zostaną zastosowane wózki z hamulcem tarczowym, blokiem hamulcowym klockowym i elektromagnetycznym hamulcem szynowym. Sprawa wyboru docelowego wózka jest obecnie przedmiotem prac przemysłu taboru kolejowego.

Badania i próby

Zarówno zespoły, jak i wagony 127A i 127Aa zostały poddane badaniom stanowiskowym, które są już zakończone. W lipcu 1981 roku rozpoczęła się eksploatacja próbna (około 60 000 km przebiegu).