La CC 40100 de la SNCF fue una locomotora eléctrica de cuatro voltajes de 4340 kW (5820 hp ) de la clase francesa . Estaban destinadas a servicios de pasajeros de alto rendimiento en las rutas Trans Europ Express (TEE) de los años 1960 y 1970. Este funcionamiento internacional ininterrumpido requería que cumplieran con los estándares eléctricos de varias redes. Son importantes por combinar tres innovaciones en el diseño de locomotoras: funcionamiento de cuatro voltajes , bogies monomotor de tres ejes y el nuevo estilo de carrocería " Nez Cassé " de las locomotoras francesas. [1]
Con el desarrollo del Trans Europ Express a principios de los años 60 en las rutas electrificadas del noroeste de Europa, se requirió una locomotora eléctrica de pasajeros exprés potente que pudiera funcionar con los múltiples voltajes estándar de Francia y Bélgica. Los diseños anteriores, como el BB 30000 [i], habían funcionado con tres voltajes, lo que permitía trabajar a través del noroeste a través de Francia (25 kV CA y algunos más antiguos de 1500 V CC) hacia Bélgica (3000 V CC) y los Países Bajos (1500 V CC). Hasta entonces no había habido diseños de CA multivoltaje.
La SNCF decidió construir un pequeño número de locomotoras de alto rendimiento para estos servicios TEE. Utilizarían el moderno sistema francés de25 kV 50 Hz CA y los sistemas de CC de los Países Bajos , pero también consideraría la futura electrificación de los servicios TEE y apoyaría los 15 kV 16+Sistema de corriente alterna de 2 ⁄ 3 Hzde Alemania Occidental, Austria y Suiza. Se especificó una velocidad máxima de 220 kilómetros por hora (140 mph), con un tren TEE ligero de 210 toneladas, o 160 kilómetros por hora (99 mph) para los trenes franceses más pesados de 800 toneladas entre París y la frontera belga enAulnoye. También podrían transportar cargas completas, a 110 kilómetros por hora (68 mph), en las pendientes de 1 en 37 (2,7%[2]) de lasGotthardyLötschbergen Suiza.[3]El sistema belga de 3000 V CC también podría usarse en Italia.
Las locomotoras de doble frecuencia, es decir, las que funcionan con dos voltajes y frecuencias de corriente alterna, ya se habían producido como una pequeña clase experimental con cuatro locomotoras de la clase BB 20100 de 1958. Se utilizaron para trabajar entre Mulhouse y Basilea , en la línea suiza de 15 kV 16.+Sistema de CA de 2 ⁄ 3 Hz. Esta clase a su vez consistió en dos ejemplos de dos diseños diferentes, uno utilizando motores de CA de laclase BB 13000y otro con motores de CC de 1.500 V ypor excitronesde los ejemplos posteriores de laclase BB 16500.
La locomotora BB 20004 también se había convertido a partir de una BB 16500 y demostró el uso tanto de 1500 V CC como de 25 kV CA. Esta locomotora tenía la limitación de tener considerablemente menos potencia al usar 1500 V CC que al usar CA, [4] en contraste con la BB 20005 que era casi igualmente potente para cada sistema.
Una cuestión técnica abierta en esa época era si era mejor utilizar motores de CA o de CC, siendo evidente que los de CC también requerían rectificación. Los motores de CA monofásicos eran una tecnología nueva y no probada para esta aplicación; los sistemas ferroviarios anteriores habían reconocido sus ventajas, pero habían limitado la frecuencia de la línea a 16+2 ⁄ 3 Hz. Los motores potentes aún no podían solucionar los problemas depérdidas en el núcleoni el comportamiento reactivo de sus devanados que causaban descargas disruptivas en el engranaje de escobillas. Las clases de motores de tipo "flatiron" relacionadasBB 12000,BB 13000,CC 14000yCC 14100, cuatro clases similares con diferentes enfoques eléctricos, fueron un intento de responder a estas preguntas y decidir cuál era el mejor sistema.[5]
El 40100 debía utilizar el mismo sistema de motor de 1.500 V CC que el «bicourant», pero con rectificadores de silicio. Para 1.500 V CC, la tensión se aplicaría directamente a los motores de tracción. Estos motores de tracción tenían bobinados de inducido emparejados. A 1.500 V se podían conectar en paralelo o en serie . Para 3.000 V CC se utilizaban solo en serie. Se utilizaban resistencias para el arranque y el frenado reostático .
El funcionamiento de CA se realizaba mediante un transformador para reducir el voltaje y luego mediante rectificadores de silicio para convertirlo en CC.
Se instalaron cuatro pantógrafos , dos en cada extremo, y se utilizaron pantógrafos separados para cada sistema de catenaria mecánica . Cada uno podía funcionar a plena velocidad en cualquier dirección. Algunos utilizaban el mismo pantógrafo para varios sistemas eléctricos. Se utilizaron enclavamientos automáticos y relés "de detección" para evitar conexiones cruzadas accidentales.
En retrospectiva, las locomotoras nunca operaron servicios regulares al este de Francia y nunca necesitaron su capacidad de cuarta tensión. Aunque el derivado belga de esta clase, la Clase 18 , operó regularmente en Alemania. [3]
En 1996, cuando se retiró definitivamente, se puso en funcionamiento un servicio especial de pasajeros con destino a Alemania y a la red de 15 kV. Este fue el único servicio alemán con pasajeros de pago.
El peso del equipo de cuatro voltajes requería ejes de soporte adicionales, más que el diseño francés típico de Bo′Bo′ de la época. El bogie monomotor B′B′ de Alsthom ya había sido introducido por la clase BB 16500 de 25 kV de 1962 y se consideró un éxito. Estos diseños B′B′ con bogie de Alsthom, como la clase BB 8500 , aún no habían adquirido su apodo de «Danseuses», debido a su poca estabilidad a alta velocidad. Sin embargo, no se había construido un Co′Co′ de seis ejes durante una década, desde la clase CC 7100 de 1952, que batió récords. [6]
Los bogies prototipo C′C′ se probaron en el CC 10002 (1962), un modelo único en su tipo. En este caso, se utilizó el motor de tracción Alsthom TAO 646, más pequeño, de 1290 kW, con relaciones de transmisión de 85 kilómetros por hora (50 mph) y 140 kilómetros por hora (90 mph). El mismo diseño de bogie se utilizó también para el CC 70000 diésel-eléctrico. [7]
El bogie monomotor tenía la capacidad de cambiar la relación de transmisión entre el motor y las ruedas, lo que permitía que una locomotora de tráfico mixto funcionara tanto para servicios de pasajeros como de mercancías a alta velocidad. Esta relación podía ser seleccionada por el maquinista, cuando la locomotora estaba detenida. En el caso de la CC 40100, esta capacidad no se utilizó y un instalador del depósito tuvo que cambiarlas. Las primeras cuatro locomotoras construidas estaban adaptadas para 160 kilómetros por hora (100 mph), las posteriores para 180 kilómetros por hora (110 mph). Aunque había planes para proporcionar una relación de transmisión para 220 kilómetros por hora (140 mph), las líneas de circulación y su señalización nunca se actualizaron a estas velocidades, por lo que esta relación de transmisión nunca fue necesaria. [3]
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La CC 40100 fue la primera de las locomotoras diseñadas por Paul Arzens , que utilizaban parabrisas inclinados hacia delante para reducir los reflejos del sol. Como locomotora internacional, la práctica francesa era colocar un tercer faro central sobre los parabrisas. En la CC 40100 , el morro inferior era bastante corto, por lo que la línea del techo sobresalía del morro. Las locomotoras posteriores con este estilo de diseño tenían un capó celular más largo delante del conductor, que podía actuar como zona de deformación en caso de accidente. [3]
Cuando se construyó por primera vez, la cabina del conductor tenía ventanas laterales. [ii] Al igual que los otros diseños de Nez Cassé, estos paneles fueron posteriormente revestidos con placas. A diferencia del parabrisas, estos paneles eran verticales y causaban problemas con el reflejo del sol.
Los laterales de las locomotoras estaban decorados con paneles de acero inoxidable acanalados , denominados « Inox » [iii] . Estos paneles eran exclusivos de esta clase entre los Nez Cassé.
Para el servicio París-Bruselas-Ámsterdam 'PBA' se construyó un nuevo material rodante del diseño de los vagones TEE PBA [8], que llevaban la misma librea Inox que las locomotoras, de acero inoxidable acanalado con una franja roja horizontal sobre las ventanas, con la etiqueta 'Trans Europe Express' en dorado. Su diseño se basaba en el ligero y lujoso Vehicle DEV Inox de 1952 , fabricado en acero inoxidable acanalado según los métodos de la empresa estadounidense Budd . La calefacción y el aire acondicionado de estos vagones dependían de un coche motor en la parte delantera .
En 1969 se construyó otra serie de autocares basados en el diseño de PBA, los Voitures Mistral 1969 PLM al sureste de Francia.
Incluso para un servicio de primera clase, la capacidad de pasajeros era pequeña y una gran proporción del tren estaba dedicada a servicios. La formación básica del tren era de 6 vagones: un vagón de compartimentos con 48 asientos, dos de planta abierta con un pasillo central y asientos 2+1 que daban 46 asientos y dos vagones restaurante y bar con 29 asientos, para un total de 186 asientos de pasajeros de pago. [iv] El último vagón tenía solo alojamiento utilitario: 15 asientos para el personal del tren y de aduanas, un compartimento de equipaje y el grupo electrógeno de aire acondicionado. Los servicios de Ámsterdam eran de 10 vagones, con otros 4 que funcionaban hasta Ámsterdam. Se trataba de los vagones de pasajeros de 46 y 48 asientos, otro vagón cocina y otro vagón de equipaje/generador. Los vagones tenían la característica, entonces inusual, de puertas operadas a motor en cada extremo, lo que reducía los asientos de 48 a 46 para el material rodante del pasillo central, con asientos 1+1 en los extremos para dar suficiente espacio para la puerta. [9]
La clase tenía un buen rendimiento y prestaba un servicio rápido en las rutas de la PBA. Sin embargo, también se consideraba que eran complejas, poco fiables y caras de mantener. En particular, las resistencias de debilitamiento del campo tenían tendencia al sobrecalentamiento y a los incendios.
En 1969, poco después de su entrega, la locomotora Nº 40106 quedó destruida al chocar con un camión en un paso a nivel cerca de Lembeek, en Bélgica. En 1973 se estaban construyendo las seis locomotoras belgas de la Clase 18 y se construyó una locomotora adicional para reemplazar a la 40106.
Compañía Nacional de Comunicaciones (SNCB)
La clase había proporcionado un buen servicio, pero también se consideró que no era lo suficientemente fiable y que su mantenimiento era muy caro. La TEE fue sustituida por EuroCity a principios de los años 90 y, posteriormente, por la línea de alta velocidad LGV Nord , operada por Thalys . Estos nuevos servicios utilizaban el TGV PBA de tres voltajes y el PBKA de cuatro voltajes para los servicios a Alemania y Colonia (en alemán: Köln).
Los últimos servicios del CC 40100 se realizaron en el verano de 1996. El 1 y 2 de junio de 1996 se organizó un viaje en tren conmemorativo TEE Inox, remolcado por los CC 40109 y 40110. Este recorrió la larga ruta PBA, también con una incursión en Alemania y el único uso de las capacidades completas de cuatro voltajes. En el momento de la retirada el 3 de junio, el CC 40104, que había recorrido la distancia más larga, había recorrido 7.465.470 kilómetros (4.638.830 millas).
Se han conservado tres locomotoras:
Todos los miembros de la clase recibieron nombres, principalmente de comunas, pueblos y ciudades francesas. [11]
