Tentokráte se podíváme na malý technický zázrak. Vlak který velmi dlouho, již od roku 1936, s cestovní rychlostí 91 km/h a jízdní dobou 4 hodiny 15 minut držel rekord na trase Praha – Bratislava. Zaměříme se na unikátní technické řešení jeho pohonu, které předběhlo dobu o mnoho let.
Podíváme se tedy na jeden velice zajímavý vůz. Byl jím motorový expres „Slovenská strela“, tvořený pouze jedním motorovým vozem, 36 tun těžkým, o maximální rychlosti 130 km/h, bez vlečných vozů, který vyrazil v roce 1936 na trasu mezi Prahou a Bratislavou.
A také vzpomeneme na Ing. Josefa Sousedíka, který svým novým systémem hybridního pohonu, předběhl dobu o desítky let…
Dobový tisk píše:
“ Na trati Praha – Bratislava (397 km) jezdí od července dva nové motorové vozy, které dosahují největší dosud rychlosti na československých drahách. Nejrychlejší parní vlak (balkánský rychlík) projede tuto trať průměrně v čase 351 minut (346 tam a 357 zpět), čemuž odpovídá cestovní rychlost 68 km/hod, zastavuje třikrát. Slovenská strela jezdí trať za 260,5 minuty, tedy cestovní rychlostí 91 km/hod, zastavuje jednou v Brně (po stavební úpravě trati bude možno zkrátit jízdní dobu až na 240 minut, čímž cestovní rychlost dostoupí 100 km/hod) Při zkušební jízdě (3.června 1936) dosáhl jeden z motorových vozů rychlosti 148 km/hod na dráze 500 m dlouhé, při střední jízdní rychlosti 110 km/hod na trati Přerov – Česká Třebová s dvěma zastávkami. Uvedená maximální rychlost je na československých drahách maximální.“
Čím byl tento místenkový vůz se dvěma oddíly druhé třídy a malým bufetem zajímavý? Jak skvělou prací konstruktérů, zejména známého tatrováckého konstrukčního týmu po vedením odborníka na automobily Hanse Ledwinky, který projektoval skříň a pojezd vozu. Vůz samotný má mnoho revolučních zajímavých řešení, jako například vozová skříň svařená z tenkostěnných trubek, kola kovaná z jednoho kusu a brždění na vnitřní stranu věnce kola(!!). Zařízení automaticky zastavující vlak při indispozici strojvedoucího, tedy předchůdce dnešního „živáku“ a také luxusní interiér, odpovídající kategorii vlaku. Ale co je nejzajímavější, je zcela revoluční elektromechanický přenos hnací síly podle Ing. Josefa Sousedíka, chráněný čs. patentem 53 735 z 25.2.1936. Tento systém předběhl vývoj o řadu let a byl naprostou avantgardou v železniční motorové trakci…
V následujících nákresech najdete mimo jiné, i tři barevná označení. Jsou nezbytně nutná pro pochopení funkce agregátu a znázorňují přenos energie v soustrojí. Tedy; červená – čistě mechanický přenos, světle zelená – elektrický přenos a blankytně modrá – indukční. Výraz indukční je nutno chápat jako nikoli výrobu elektřiny, ale odpor, který vzniká při vzájemném pohybu rotoru a statoru a je způsoben magnetickými silami. Tato veličina se v Sousedíkově agregátu využívá jako zvláštní typ velice měkké spojky. Přispívá k velmi šetrnému provozu, kdy je hlavní benzinový motor chráněn před mechanickými a silovými rázy, které vznikají například v běžné mechanické převodovce. Soustava se vlastně chová jako variátor. Pravda, již dříve existovaly hydraulické převodovky, také šetrné k motoru. Ale toto je zcela revoluční myšlenka.
Agregát tvoří zmíněný benzinový motor, napevno spojený s generátorem, kde je však poháněn stator, nikoli rotor, jak bychom očekávali. Dále zde nalezneme trakční elektromotor, převodovou skříň s volnoběžkou a možností mechanické reverzace, která je ovládána pneumaticky a nastavení signalizováno strojvedoucímu. Z tohoto soustrojí vychází přes kardanový závěs hřídel, napevno spojený s hnací nápravou, která byla vždy na vnitřní straně podvozků. Legenda:
1. blok zážehového motoru, 2. blok dynama, 3. elektromagnetická spojka, 4. poháněný stator 5. kroužkové sběrače dynama *1), 6. trakční motor, 7, stator trakčního motoru, 8. kroužkové sběrače motoru, 9. převodovka s volnoběžkou /převodový poměr 1:2,73/, 10. kardanový závěs a hřídel.
Poznámka: *1) kroužkové kartáče dynama byly trojité, střední kroužek byl společný jak pro přenos energie, tak pro buzení soustrojí.
Start agregátu:
Spolu s nastartováním zážehového motoru se také začíná otáčet napevno spojený stator dynama. Vzhledem k maximální úspoře místa a váhy podvozků nemá dynamo budič a jeho rotor je buzen z vnějšího akumulátoru (značeno zeleně), trakční motor je odpojen. Jakmile se soustava zmagnetuje a nabudí, což trvá několik vteřin, akumulátor není již třeba a je odpojen, přesněji přejde do režimu nabíjení. Zážehový motor běží nějaký čas naprázdno (soustava již vyrábí proud, ale nepřenáší výkon) probíhá typické „ohřívání motoru“ nezbytně nutné pro všechny spalovací motory, jak vznětové, tak zážehové.
Rozjezd: Motor pracuje na plný výkon, dynamo vyrábí stejnosměrný proud, sériové odpory jsou nastaveny na odpovídající buzení, rozdíl otáček statoru a rotoru dynama je maximální, trakční motor dostává plný proud jeho kroutící moment se přenáší přes převodovku a kardan na hnací nápravu. Vozidlo se rozjíždí, současně se začíná otáčet také rotor generátoru souhlasně s statorem (rotor je pevně spojen s hnací hřídelí). Vzájemný poměr otáček rotor > stator se začíná zmenšovat, tedy rotor proti statoru začíná zpomalovat, úměrně tomu, jak vozidlo zrychluje. Současně se zapnutím motoru, který zatíží dynamo, se začíná uplatňovat i indukční složka přenosu. Ta je ze začátku velmi silná a vlastně zastupuje velice pružnou spojku.
v při rychlosti 40 – 70km/h: Trakční motor stále pohání hnací hřídel, počet otáček rotoru proti statoru poklesl asi na 40 – 50% původního stavu (soustava jako celek však otáčky zvyšuje). Strojvedoucí řídící pákou upravuje nastavení buzení tak, aby byla účinnost soustrojí stále optimální. Indukční odpor, který klade ještě stále rychleji běžící stator proti intenzivně buzenému pomalejšímu rotoru se ještě stále uplatňuje při přenosu kroutícího momentu hlavního benzinového motoru, je vlastně indukcí strháván statorem ve stejném smyslu otáčení. Za tohoto stavu je již přenášený poměr kroutícího momentu z trakčního motoru a indukčním odporem dynama asi 1:1.
Soustava se chová velmi dynamicky, pokud například vozidlo v tomto jízdním režimu najede do stoupání a otáčky trakčního motoru začnou vlivem zátěže klesat, narůstá i indukční složka přenosu, protože rotor generátoru, jak jsme si řekli, se napevno spojen s hnací hřídelí a začíná proti statoru zrychlovat. Indukční síly strhávající stator generátoru pomáhají trakčnímu motoru, zárověň nárůstá vyráběný proud, který navyšuje tah trakčního motoru a soustava se chová nyní jako variátor. Strojvedoucí pouze ručně upravuje chod hlavního motoru a buzení dynama. To je ideální stav, který nesmírně šetří hlavní zážehový motor, na jehož klikovou hřídel se nedostávají síly a rázy, které jsou u klasického řazení s mechanickou třecí spojkou značné. Je třeba si uvědomit, že soustava pohání téměř 40 tun těžký vůz. Není bez zajímavosti, co by bylo možné dnes, v době elektroniky, čidel a palubních computerů s tímto agregátem dělat za divy a jak komfortní a jednoduchá by byla jeho obsluha…
Stav při rychlosti 80 km/h a vyšší:
Otáčky statoru a rotoru se téměř vyrovnávají. Účinnost elektrického a tím i indukčního přenosu silně klesá. Strojvedoucí sníží otáčky zážehového motoru a elektromagnetická spojka napevno uzamyká rotor i stator, které mají nyní proti sobě nulovou rychlost. Jakmile je na panelu v řídící kabině signalizována provedená a zajištěná uzávěra elektromagnetické spojky, strojvedoucí dává zážehovému motoru plný tah. Zážehový motor žene nyní přímo přes kardanový závěs hnací hřídel podvozku. Volnoběžka vypíná mechanický přenos síly do převodovky a trakční motor se zastavuje. Pohyb vozidla je nyní jen záležitostí pružnosti a síly zážehového motoru, elektrická soustava soustrojí je bez napětí. V tomto režimu dosahuje vůz plné cestovní rychlosti.
Elektrická brzda (rekuperace): Není autorovi článku známa. Dokonce ani fakt, zda byl tento systém brždění v pohonu M 290.0 implementován. Mohu nabídnout pouze jen fakt, že M 290.02 brzdí běžnou vlakovou pneumatickou brzdou (je použit systém Knorr). Zde najdeme jednu, zcela nevídanou věc; brzdové špalky při pohledu na podvozky nevidíte. To proto, že brzdí zevnitř – tedy na vnitřní stranu věnce kola. Je to takové zvláštní uspořádání, něco mezi klasickou vlakovou brzdou a brzdou bubnovou. Řešení u železničních vozidel naprosto ojedinělé.
Obrázek vpravo – stanoviště strojvedoucího, obrázek vlevo – je pak samostatný podvozek M 290.0 Tatra: tovární foto.
Osud tohoto moravského génia, Ing. Josefa Sousedíka,
byl pohnutý. Zúčastnil se aktivně odboje, skupina byla prozrazena a Ing. Josef Sousedík byl popraven nacisty v prosinci roku 1944. Stejně tak neslavně skončil tento skvělý vůz M 290.0, vyrobený ve dvou exemplářích, ozdoba našich železnic: Po excelentních výkonech před válkou nastaly pro oba vozy smutné dny druhé světové války, které přečkaly – z důvodů válečného nedostatku paliva, odstaveny z provozu. Po válce, s nástupem potřeby „jednotného“ způsobu přepravy, byly oba vozy odsouzeny k paběrkování na přepravách vládních delegací. (obrázek lze rozkliknout a zvětšít)
Ještě něco historie:
S vývojem a výrobou vozů se začalo již v roce 1934. Do pravidelného provozu byly zařazeny 13. července 1936, přičemž jezdily na motorovém rychlíku Slovenská strela Bratislava–Brno–Praha a zpět. Díky svým jízdním vlastnostem, pouze jediné zastávce, postupující rekonstrukci traťového svršku, nejvyšší prioritě a postupně optimalizovanému jízdnímu řádu zdolávaly trasu v posledním roce předválečného provozu za 4 hodiny 18 minut (zpátky do Bratislavy o minutu více) včetně tříminutové zastávky v Brně. To odpovídá cestovní rychlosti 92 km/h; Strela byla již od zavedení nejrychlejší vlakový spoj ČSD. Tato jízdní doba, resp. rychlost, na uvedené trase zůstala následující desítky let z mnoha příčin nepřekonaná – zejména proto, že železnice za komunismu se neorientovaly na rychlost a komfort, ale na velké přepravní výkony v nákladní dopravě. Podobné jízdní doby byly znovu dosaženy teprve po roce 2000 (avšak již s více zastávkami, kapacitnějšími soupravami a v pravidelném dvouhodinovém taktu) a v posledních letech se ustálily na hodnotách okolo 4 hodin.
Vlakový spoj Slovenská strela byl zaveden, aby umožnil podnikat jednodenní návštěvy hlavního města Prahy. Byl poprvé v historii ČSD povinně místenkový a již během prvního roku provozu nastávaly situace, kdy samostatný vůz se 72 místy k sezení kapacitně nestačil poptávce. Cestujícím vozy nabízely pohodlný interiér 2. cestovní třídy (třídy byly tehdy 3) včetně roznášky nápojů i jednoduchých teplých pokrmů až na místo. Cena jízdenek odpovídala zaměření spoje zejména na majetnější občany – politiky, vyšší úředníky a podnikatele.
Po rozpadu Československa v březnu 1939 provoz spoje ukončen, oba vozy zůstaly pro nedostatek paliva odstaveny a v dalších letech za druhé světové války vyjížděly jen zřídka kvůli udržení technické způsobilosti. Po válce se v provozu obnoveného spoje Slovenská strela vozy M 290.0 střídaly s německými motorovými jednotkami Hamburg, které zůstaly u ČSD (řada M 297.0) jako válečná kořist a poskytovaly srovnatelně pokrokové technické řešení, avšak měly větší kapacitu a úroveň pohodlí. Vozy M 290.0 se tím pádem uvolnily na nasazení i na jiných spojích, ale i přesto do pravidelného provozu zasahovaly stále méně. Od přelomu 40. a 50. let dále sloužily už jen jako záloha pro vládní jízdy (např. cesta čs vládní delegace na Norimberský proces).
První vyrobený vůz byl definitivně vyřazen roku 1953 a než roku 1960 vyhořel a byl sešrotován, sloužil jako zdroj náhradních dílů pro druhý vůz. Druhý vůz, se kterým byl dosažen rychlostní rekord, vykonána první pravidelná jízda z Bratislavy do Prahy a kterým byla po válce podnikána většina vládních cest na Norimberský proces, byl definitivně vyřazen až v roce 1960, kdy byl předán Technickému muzeu Tatry. V devadesátých letech, kdy byla Tatra privatizována, přešel i tento vůz spolu s ostatními exponáty do soukromého vlastnictví. Roku 2000 získal vůz status kulturní památky a v roce 2010 byl coby první vlak v Česku prohlášen národní kulturní památkou.Po desetiletích chátrání proběhla v letech 2018–2021 jeho celková rekonstrukce s cílem obnovit podobu ze 30. let a vrátit ho v provozuschopném stavu zpět na koleje, včetně zachování Sousedíkova systému pro přenos výkonu i původní maximální rychlosti. Restaurátorům napomáhaly stovky dochovaných technických výkresů i vysoce kvalitní původní fotografická dokumentace výroby vozu. Současně byl v Kopřivnickém muzeu postaven nový výstavní pavilon, který vozu poskytuje lepší ochranu než původní venkovní zastřešené stání.
Řada M 290.0 se svou konstrukční rychlostí 130 km/h v segmentu motorových vozů a jednotek v Česku stále zůstává nejrychlejším strojem domácí výroby, který kdy byl v pravidelném provozu. Na Slovensku prvenství převzaly od roku 2011 jednotky řady 861. Při započtení vozidel zahraničních výrobců řadu M 290.0 překonaly také jednotky z maďarského Ganzu a již zmíněné německé kořistní vlaky, které nadále zůstávají nejrychlejšími motorovými vozidly v Československu i jeho nástupnických státech. [Wikipedia]
Obrázek obou vozů M 290.01 (.02)
Vložený v této části článku: Byl pořízen z lávky nad kolejištěm pravděpodobně ve stanici Přerov v červnu 1936 v poledních hodinách. Dvojice vozů M 290.0 sem v rámci zkušebních a předváděcích jízd v úterý 30. června přivezla výpravu novinářů z Prahy a z Bratislavy na Středomoravskou výstavu – dnešní událost tehdejší doby, kterou od 20. června do 16. srpna navštívilo půl milionu lidí, a součástí byla také do té doby největší železniční expozice v Československu. Vůz, který dorazil z Prahy, vyrážel v 8:10 z Wilsonova (dnes Hlavního) nádraží a do Přerova dorazil v 11:18, trať dlouhou 274 km urazil za 3 hodiny 8 minut. Snímek vzácně zachycuje pohromadě oba dva vyrobené vozy řady M 290.0, navíc dokládá i původní nátěr horní části střechy, který byl od zbytku vozové skříně odlišný. Dle dobových popisů byla vozová skříň višňově červená, zatímco střecha měla barvu starého zlata.
Datum 30. června 1936 Zdroj kniha Mezinárodní Spoje ČSR 1937–1938. Autor neznámý.
Licence:
Textová část od: „Ještě něco historie“
Přímá citace části článku z Wikipedie., odkaz ve stati uveden.
Vůz M 290.02 na širé trati, snímek firemního štítku Tatra:
Autor: Michal Gregor – Tento soubor je licencován pod mezinárodní licencí Creative Commons 4.0
Snímek Ing. Josefa Sousedíka: Publikován se svolením správce webu https://www.josefsousedik.cz/
Technické nákresy pohonu M 290.0:
Bek: Atlas lokomotiv II. (základ) dále zpracováno autorem webu, pomocí programu CorellPhotopaint.
Literatura:
Bílek: Hybridní pohony.
Může vás dále zajímat:
Zajímavý článek o Ing. Josefu Sousedíkovi zde: viz>>