La FS E.636 es una clase de locomotoras eléctricas articuladas italianas . Fueron introducidas en el transcurso de la década de 1940 hasta la de 1960, y han estado fuera de servicio desde 2006. Han sido uno de los grupos de locomotoras italianas más numerosos y han sido ampliamente utilizadas durante su larga trayectoria, transportando todo tipo de trenes, desde mercancías hasta servicios de pasajeros de larga distancia. Su introducción también vio el empleo de algunos conceptos de diseño revolucionarios (para la época), como la caja articulada y el esquema de tres bogies.
La E.636 fue diseñada para superar los problemas mostrados en la década de 1930 tanto por las locomotoras multiuso E.626 como por las de alta velocidad E.326 , con el fin de manejar mejor el creciente tráfico ferroviario en Italia .
La E.636 fue la primera locomotora italiana que adoptó la configuración Bo-Bo-Bo con chasis dividido en dos partes articuladas que pivotaban sobre el bogie central , muy adecuada para las líneas a menudo tortuosas de Italia y que se habría repetido más tarde en las clases E.645/646 y E.656 . La presencia de un gran número de ruedas se consideró importante debido a la presencia de una serie de líneas con pendientes elevadas en la red ferroviaria italiana, ya que aumenta el límite de adherencia, lo que significa que la locomotora es menos propensa a patinar las ruedas. Los nuevos motores pesaban aproximadamente 101 toneladas cortas (90 toneladas largas; 92 t). Los motores eran inicialmente los mismos que los de la E.626. La 32R usaba una catenaria de 3 kV, pero pronto se demostró que era inadecuada, por lo que se actualizó y se le proporcionó un nuevo sistema de transmisión de eje hueco. Se instalaron principalmente dos relaciones de transmisión diferentes: 21/65 para líneas en pendiente o trenes de mercancías pesadas (velocidad máxima de 95 km/h (59 mph), aumentada posteriormente a 110 km/h), y la más larga 28/65, con una velocidad máxima de 120 km/h (75 mph), adecuada para servicios de pasajeros.
La locomotora se construyó en tres series diferentes:
La primera unidad entró en servicio en mayo de 1940. Seis locomotoras fueron destruidas durante la Segunda Guerra Mundial . Después de la guerra, el número total de locomotoras se elevó a 469, también gracias al apoyo del Plan Marshall , y se convirtió en uno de los grupos de locomotoras italianas más numerosos. Todas las unidades estaban pintadas con una librea Auburn; esta se cambió en la década de 1990 por una librea blanca con rayas verdes para la mayoría de los trenes (librea XMPR).
Para los estándares ferroviarios de la década de 2000, los E.636 eran viejos e incómodos. El diseño original de las cabinas de mando resultó absolutamente inadecuado para los estándares de seguridad modernos: esto se demostró en un accidente en 1996 en Sulmona , donde el maquinista murió a pesar de la baja velocidad, sin poder abandonar la cabina a tiempo. Por lo tanto, se reconstruyeron 200 unidades y se limpiaron por completo de amianto .
A partir de los años 90, los E.636 se utilizaron principalmente para servicios de carga, con excepción de las líneas sicilianas , que tenían más retrasos . Algunas unidades se prestaron a pequeñas compañías ferroviarias italianas. La retirada progresiva de toda la clase se completó en mayo de 2006.
Las locomotoras E.636 son muy sencillas. La mayoría de las funciones del circuito de mando principal se realizan mediante varios relés y contactores. En caso de avería, el maquinista puede repararlos fácilmente para al menos liberar las vías; además, especialmente en los últimos años de su servicio, las E.636 fueron las primeras locomotoras que los nuevos maquinistas estudiaron durante sus cursos de formación, debido a su sencilla mecánica de funcionamiento.
Como la mayoría de las locomotoras italianas antiguas, la E.636 tiene un reóstato (formado por 16 resistencias de hierro fundido conectadas en serie, para una resistencia total de 29 ohmios ) que debe excluirse gradualmente, pero lo antes posible, en los arranques, que regula la corriente a los seis motores de tracción DC 32R-200 , dos por bogie .
Los motores se pueden conectar en tres combinaciones: serie, serie-paralelo y paralelo; cada combinación proporciona un voltaje progresivamente mayor a los motores, aumentando así la corriente.
Su configuración es la siguiente:
El reóstato (conectado en serie a los motores de tracción) es necesario porque el motor de corriente continua tiene la característica intrínseca de absorber una corriente inversamente proporcional a su velocidad de giro; a altas velocidades, absorbe menos corriente. Esto hace que al arrancar la corriente sea muy alta, porque la única resistencia que encontraría sería la que ofrecen los motores y los conductores internos, que es muy baja (un cortocircuito, en la práctica). El reóstato aumenta la resistencia global al arrancar la locomotora, bajando la corriente y permitiendo un arranque más suave.
En las combinaciones SP y P, el reóstato se divide en tres ramas conectadas en paralelo; esto reduce la resistencia equivalente general del reóstato a aproximadamente 3,5 ohmios, mientras que en la combinación S sus elementos están todos conectados en serie.
Como casi todas las locomotoras italianas con regulación reostática desde E.626, la tracción se controla mediante una palanca (comúnmente llamada maniglione ) montada en un soporte llamado roncola ; este soporte tiene varias muescas, cada una representando una porción del reóstato, más tres muescas de "combinación final" y dos posiciones de "transición" (un bloque más grande entre las muescas). Para acelerar, el conductor gira gradualmente en sentido antihorario la palanca muesca por muesca, y al hacerlo, los diversos contactores del reóstato se cierran, desviando las resistencias y bajando la resistencia total del reóstato, permitiendo también que llegue más corriente a los motores; a medida que aumenta la velocidad, la fuerza contraelectromotriz reduce esta corriente, hasta que el reóstato ya no es necesario: entonces, queda totalmente excluido (obviamente si está en tracción y en una muesca de "combinación final"). Esto permite la tracción de forma segura durante un período de tiempo indefinido, dentro de ciertos límites.
Al llegar a las muescas de final de combinación, el conductor puede entonces insertar el shunt simple (uno para cada combinación) o hacer una transición a la siguiente combinación, reintroduciendo el reóstato que debe ser excluido nuevamente, para las siguientes combinaciones hasta que se llegue al final de la combinación en paralelo. Los shunts aumentan la corriente en los motores al derivar algunas espiras de motor (a través de un contactor en paralelo); esto reduce el flujo magnético y, como se dijo, aumenta la corriente (ya que los dos son inversamente proporcionales). Existen varios "niveles de shunt", según la locomotora, como se explica más adelante; por lo general, hay uno por combinación. También es importante quitar los shunts antes de hacer una transición, para evitar destellos debido a corrientes anormalmente altas.
Al igual que algunas locomotoras E.626, las locomotoras E.636 no están equipadas con el combinador de motores "CEM" (CEM significa Combinatore Escluditore Motori ), un dispositivo que, durante las transiciones, gira combinando adecuadamente los motores a través de varios contactores.
En la E.636, esto se consigue mediante el uso de espiras más delicadas, por lo que las transiciones (sobre todo las de retroceso) deben ser muy lentas y graduales. El momento óptimo para pasar a la combinación de primera/última muesca siguiente/anterior es cuando el amperímetro del motor indica 0 amperios, lo que ocurre al pasar por encima de la posición de transición con la palanca (el conductor debe detenerse brevemente en medio del bloque y prestar atención al amperímetro), lo que significa que los contactores del motor están en posición óptima y es seguro continuar. De lo contrario, pueden producirse destellos que dañarán los contactores.
Un parámetro importante que el conductor debe tener en cuenta, especialmente durante la exclusión reostática, es la corriente en el circuito de tracción.
En particular, si se conduce demasiado rápido, se puede producir un patinaje de las ruedas (en este caso puede ayudar el uso de lijadoras y reducir el acelerador) y uno o más relés de corriente máxima pueden abrirse cuando se excede el valor de corriente máxima permitida.
La locomotora está protegida contra corrientes excesivamente altas mediante diferentes tipos de relés :
Al abrir, también abren el interruptor principal; eso corta la conexión a la catenaria.
Antes de la década de 1970, las corrientes máximas para los relés eran las siguientes:
Entre 1970 y 1980, los valores anteriores cambiaron:
Como se puede observar, las corrientes permitidas en serie son 450 A en ambos casos, mientras que en las combinaciones Serie-Paralelo y Paralelo son 350 A y 450 A respectivamente.
Como se ha dicho, se permite un nivel de derivación de campo (porcentaje de debilitamiento de campo: 31%) en cada combinación; sin embargo, algunas unidades recibieron motores tipo 92-250 (utilizados en la clase FS E.424 ) y 32RT-200 que permitían un máximo de 5 niveles de derivación de campo (porcentaje de debilitamiento de campo: 65%, 45% en estos últimos). Estas unidades se volvieron a fabricar idénticas a las estándar.
Las unidades del 001 al 243 montaron transmisión tipo Negri, excepto las unidades 195-198 y 176-183 que montaron tampones de goma en lugar de paquetes de bobinas y transmisión de doble eje hueco y tampones de goma respectivamente.
Todas las unidades construidas a continuación tenían el mismo tipo de transmisión 176-183 pero con ligeras diferencias.
Diferentes locomotoras han recibido distintas relaciones de transmisión (ver " Unidades especiales " para más detalles):
Los ventiladores de refrigeración de los motores eran activados por dos motores dedicados de 4,5 kW y 3.000 V hasta la unidad 201; las unidades posteriores tienen motores de 1 kW idénticos a los utilizados en la FS Clase E646 ; también se utilizan como dinamos para recargar las baterías de 24 V (sólo si la tensión de línea es superior a 1.500 V) utilizadas para alimentar dispositivos de baja tensión (luces, sistemas de calefacción de locomotoras, contactores, etc.)
La producción de aire en la locomotora estaba asegurada por dos compresores tipo C38; más tarde fueron mejorados con el más confiable W242, sin embargo, en algunas unidades, solo se reemplazó un compresor, dejando uno de cada tipo en uso en una sola locomotora; el C38 produjo aire hasta que se alcanzaron 8 bar (800 kPa ; 120 psi ) en los tanques de reserva principales, mientras que el W242 de 8 a 9 bar (800 a 900 kPa; 120 a 130 psi). De hecho, en estas unidades, solo el W242 se usó en condiciones normales; el otro solo si la presión caía por debajo de 7 bar (700 kPa; 100 psi).
Los tanques principales y las baterías de 24 V suministran aire y corriente a varios sistemas:
Originalmente, la locomotora montaba un controlador de freno Westinghouse tipo L de 7 posiciones y un freno de locomotora tipo rueda, posteriormente reemplazados por las palancas más comunes Oerlikon FV4 y RA-M2 respectivamente.
La locomotora tiene tres tipos de frenos:
Es un freno de tipo negativo y se denomina continuo porque se extiende a todo el tren, automático porque si ya no hay continuidad de frenado (roturas generales de tuberías) se aplica automáticamente el frenado de emergencia.
En las unidades con válvulas tipo Breda y palancas Oerlikon los frenos son graduables durante el frenado y la liberación; los principios de funcionamiento son los siguientes.
El sistema de frenos de la locomotora está formado por un conjunto de componentes:
Cuando se liberan los frenos, la presión en la tubería de freno es de aproximadamente 5 bar (500 kPa; 73 psi) y 0 bar (0 kPa; 0 psi) en los cilindros de freno.
Para frenar el tren, el conductor, moviendo el mando de freno, crea una depresión en un depósito particular llamado " bariletto ", que, a través de una serie de bobinas, crea una conexión con el exterior que hace que la tubería general baje gradualmente su presión hasta un valor igual al presente en el depósito antes mencionado (la velocidad de este proceso depende de la longitud del tren: cuanto más largo sea, más lento será este procedimiento). Dentro del distribuidor, la presión del depósito de mando "gana" a la presión ahora más baja de la tubería y, por lo tanto, el pistón se mueve, creando una conexión entre los cilindros de freno y el depósito auxiliar (alimentado por los depósitos principales), que luego enviará una cantidad de aire a los cilindros de freno proporcional a la entidad de la depresión. La presión máxima que se puede alcanzar en los cilindros de freno en E636 es de 3,8 bar (380 kPa; 55 psi), lo que corresponde a una presión dentro de la tubería general de aproximadamente 3,5 bar (350 kPa; 51 psi).
En caso de frenado de emergencia , el tubo de freno se pone en comunicación directa con la atmósfera exterior, cayendo rápidamente la presión y, en consecuencia, haciendo que el tren frene muy rápidamente (si bien no hay una variación de la potencia de frenado: solo se ve afectada la velocidad de frenado).
Para liberar los frenos, el conductor hace subir la presión en el bariletto , a través del controlador de freno; la presión en la tubería de freno se restablece (el aire se toma de los tanques de reserva principal, y de la tubería principal si está presente) al valor presente en el bariletto . Dentro del distribuidor, la presión de la tubería de freno supera la presión del depósito de mando y, por lo tanto, la conexión entre los cilindros de freno y los tanques auxiliares se modifica (o se corta, según la presión de la tubería); los cilindros de freno se descargan enviando su aire al exterior hasta que su presión alcanza un valor proporcional a la entidad de la depresión. Cuando la presión de la tubería es de 5 bar (500 kPa; 73 psi), los cilindros se descargarán hasta que se vacíen.
Para una liberación más rápida de los frenos, también es posible "sobrecargar" brevemente el sistema de frenado a una presión proporcional a la depresión presente previamente, hasta una presión máxima de 7,2 bar (720 kPa; 104 psi); poco después, la presión cae a 5,5 bar (550 kPa; 80 psi), y se lleva gradualmente de nuevo a 5 bar (500 kPa; 73 psi) en aproximadamente 240 segundos.
Sin embargo, en las unidades con distribuidor de triple válvula (tipo Westinghouse ) y palancas de 7 posiciones, el circuito de frenado es ligeramente diferente. El distribuidor está dividido en dos partes como se dijo antes, pero no hay un depósito de reserva de mando: cuando la presión dentro del tubo de freno baja, es directamente el depósito auxiliar el que hace que el chasis colocado en el medio se mueva. El frenado no es gradual al soltar en este caso: cuando el conductor pone el controlador en posición "liberar", los frenos se liberan completamente; si frena de nuevo demasiado pronto después, existe el riesgo de tener una pérdida de potencia de frenado porque puede no haber suficiente aire para frenar de manera óptima, ya que la ausencia de la presión fija del depósito de mando no garantiza que haya suficiente aire para liberar los frenos de manera segura. Incluso es posible agotar completamente el depósito, con el consiguiente peligro de no poder detener el tren en absoluto. Esto se evita en unidades con válvulas Breda y otros tipos, ya que los frenos no se pueden liberar completamente si no hay suficiente aire en los depósitos del depósito principal para frenar de nuevo.
Existe un riesgo asociado al funcionamiento en "sobrecarga". En el interior del distribuidor, las presiones en las dos cámaras están equilibradas: durante la sobrecarga, tanto la presión del depósito de mando como la de la tubería de freno aumentan proporcionalmente. Como se ha dicho, se reducen gradualmente hasta los 5 bares (500 kPa; 73 psi), pero puede suceder que el depósito de mando "se golpee" a una presión más alta, mientras que la presión de la tubería es más baja. Esto mantiene la conexión entre el depósito auxiliar y los cilindros de freno y, en consecuencia, los frenos en funcionamiento. En este caso, una posible solución es sobrecargar nuevamente el sistema para que se puedan equilibrar las presiones o, si esto no funciona, "reiniciar" manualmente el depósito de mando (vaciándolo) tirando de una palanca ubicada en el exterior. En las unidades con palancas de siete posiciones, el riesgo es mayor: la tubería se conecta directamente con los tanques principales y, si el controlador se deja demasiado tiempo en la posición de sobrecarga, puede alcanzar una presión muy alta (incluso 9 bares o 900 kPa o 130 psi). Es muy fácil que los frenos permanezcan en efecto en este caso, y la única solución practicable es vaciar manualmente los tanques de reserva de comando como se dijo anteriormente.
La locomotora está formada por dos semicajas que pivotan sobre el bogie central. Entre ellas hay un fuelle, que en un principio estaba fabricado con caucho y que en los años 50 fue sustituido por una membrana impermeable. En los últimos años se ha sustituido por material plástico flexible.
En las unidades de posguerra se introdujeron marcos de refuerzo de 7 mm (0,28 in) en el chasis y debajo de las cabinas, ya que las primeras 108 unidades mostraban algunas debilidades mecánicas en esos puntos; a mediados de la década de 1980 se decidió reforzar solo el chasis en las unidades de preguerra (sin embargo las unidades 026 y 065 nunca recibieron estas modificaciones).
Para reducir el movimiento parásito se montaron amortiguadores entre los cuerpos de los motores: de tipo glicerina desde las unidades 1 a 276 y de tipo aceite especial desde la unidad 277 en adelante, aunque estos fueron eliminados posteriormente en 1977 por considerarse inútiles.
Las primeras 108 unidades contaban con conductos de ventilación reostatos en el techo diferentes a los del resto de unidades, aunque posteriormente fueron sustituidos por los conductos más eficientes utilizados en las últimas unidades.
También tenían hebillas de aceite deslizantes, mientras que las unidades siguientes las tenían con cojinetes rodantes.
Las unidades 162 a 171 estaban equipadas con hebillas Athermos de origen francés para fines de prueba, que luego fueron retiradas.
Los lanzadores de arena fueron montados internamente en el bogie en las unidades 001 - 108; después de la guerra fueron reemplazados por otros externos que también fueron montados de forma nativa en unidades posteriores.
Las primeras 108 locomotoras originalmente tenían montado un pedal de vigilancia diseñado por el ingeniero de FS Minucciani, que requería un reconocimiento periódico del conductor cuando el tren estaba en movimiento (o se habría ordenado el frenado de emergencia), pero después de la guerra, debido a las presiones sindicales, se suspendió; sin embargo, a partir de la década de 1970, muchas (no todas) las unidades recibieron el sistema "Ripetizione Segnali a 4 codici" , el velocímetro Hasler y un " registrador gráfico de velocidad " modificado ( Zona tachigrafica ), que también registraba los códigos recibidos del RS.
Durante la década de 1960 y 1970, Ansaldo-Breda construyó una locomotora derivada de la E.636 para su uso en Yugoslavia, clasificada JŽ 362 .
