Неміс тіліндегі DB 101 электр локомотиві

Кіріспе

German Bo Bo электр локомотиві

DB Class 101 – Adtranz компаниясы құрастырған және DB Fernverkehr компаниясы Германияда пайдаланатын үш фазалы электрлік локомотивтер класы. 145 локомотив 1996 және 1999 жылдар аралығында 30 жылдық және ескірген 103-сыныпты ауыстыру мақсатымен, Deutsche Bahn-ның бас локомотиві ретінде, негізінен Intercity бағыттарында жұмыс істеу үшін салынды. Бұл класс Deutsche Bahn локомотивтерінің ең соңғы ұрпағын білдіреді. АҚШ-та Bombardier ALP 46 локомотиві DB Class 101 негізінде жасалған. Bombardier Traxx ортақ тарихқа ие.

Өмірбаян

1990 жылы қазіргі ауыр және жылдам (сағатына жоғары жылдамдықпен) қалааралық бағыттардағы электр локомотивтері, 103-сынып, тозуға ұшырағаны анық болды. Олардың жылдық жүріс шамасы 15000 км-ге жетеді, ал осы бірліктер үшін есептелмеген, жылдам және ауыр пойыздар басқару бірліктерінің, сүйреуші моторлардың және богилік рамалардың тозуын күшейтті. Сонымен қатар, DB 90 бағдарламасы аясында және шығындарды қысқарту мақсатында «Тозуға дейін жұмыс істеу» (Fahren auf Verschleiß) теориясы қолданылды, бұл жағдайды одан әрі ушықтырды. 120-сынып үш фазалы локомотивтерінің 60 бірлігі де өз жасы мен конструкциясының есебінен техникалық мәселелердің көбеюіне жетті. Соңында, бұрынғы Шығыс Германияның 112-сыныбына жататын 89 локомотив болды, олар сағатына 110 км-ге дейін жылдамдыққа қол жеткізе алатын, бірақ бұл бірліктер қазіргі заманға сай емес еді және осы қызметтегі басқа сыныптармен салыстырылатын техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды қажет ететін. Бұған қоса, бұл сынып саяси жағдайы нашар болды және DB үш фазалы 120-сынып локомотивтерінің үлгісіндегі жаңа дизайнды қалады. 1991 жылдың басында DB жаңа, жоғары өнімділікке ие, көп мақсатты локомотивтердің жобаларын іздестіруді бастады, бұл жобаға 121-сынып деген атау берілді. DB үшін тым қымбатқа түскен, қуаты 8000 кВт-тан аспайтын және максималды жылдамдығы 230 км/сағ болатын көп мақсатты үш фазалы локомотивтердің жобалары ұсынылды. Сонымен қатар, қызметтердің әртүрлі салаларға бөлінуіне байланысты, көп мақсатты локомотивтердің қажеттілігі күрт азайды. 1991 жылдың желтоқсан айында екінші, Еуропалық кең ауқымды тендерлік процесі басталды, бұл тендерге қатысушы компанияларға өз идеяларын еркін ұсынуға мүмкіндік берді. 30-дан астам жоба ұсынылды, қуаты төменнен жоғарыға дейін, соның ішінде жетекші бас бөлімдер (Triebkopf) және бір ғана жүргізуші кабинасы бар бірліктер (қазір Италияда қолданыстағы E464-ке ұқсас). DB соңғы идеяны қабылдамады, себебі ол сынақтар кезінде тым икемсіз болды және баға айырмашылығы елеусіз болды. Неміс емес Škoda, Ansaldo және GEC Alsthom компаниялары ерте кезеңде тендерден шығарылды, себебі олардың жергілікті құрылыс әдістері мен қолданыстағы бірліктерінің жетістіктері DB-де жағымсыз пікір тудырды. Керісінше, Siemens, AEG және Adtranz неміс компаниялары әртүрлі клиенттердің талаптарына бейімделетін және әр модульде көптеген ортақ элементтері бар модульді локомотив дизайнымен көзге түсті. Siemens және Krauss Maffei компаниялары 127-сынып EuroSprinter прототипін қолданысқа енгізген, ал AEG Schienenfahrzeugtechnik компаниясы өздерінің 12X концепциясының жұмыс істейтін демонстрациялық прототипін, болашақ 128001-ді тез ұсына алды. ABB Henschel компаниясының заманауи прототиптері болған жоқ, тек Eco2000 деп аталатын концепция және 15 жыл бұрын қайта жаңартылған 120-сыныптың екі локомотивіне негізделген технологиялық демонстрация болды. Eco2001 компоненттерін әзірлеу үшін ABB Henschel компаниясы 1992 жылы ABB қайта жаңартылған 120-сыныптың 120 004 және 005 локомотивтерін пайдаланды, жаңа технологияларды сынау үшін. 120 005 GTO тиристорларына негізделген жаңа электр қуатын түрлендіргіштерді, сондай-ақ жаңа борттық электрониканы алды. 120 004 қосымша ICE бірліктерінен бейімделген, айналмалы тіректердің орнына жетекші таяқшалары бар, дискілі тежегіштермен және негізгі трансформаторы үшін жаңа, биоразлаган полиол эфирлі салқындатқышпен жабдықталған флекси-шоу богиктерін алды. Бұл екі қайта конфигурацияланған локомотивтер тұрақты IC қызметінде үлкен қашықтықты кедергісіз жүріп өтті. Көптеген бақылаушыларды таң қалдырғандай, 1994 жылдың желтоқсанында DB ABB Henschel компаниясымен ниет хатқа қол қойды, нәтижесінде 1995 жылдың 28 шілдесінде 145 локомотивке тапсырыс берілді. 101-сыныптың алғашқы локомотиві 1996 жылдың 1 шілдесінде салтанатты түрде таныстырылды. Бұл бірлік, осы сыныптағы алғашқы үш локомотив сияқты, шығыс қызыл түс схемасын алып жүрді. Осы уақытқа дейін ABB Henschel AEG-мен бірігіп, Adtranz болды, ал кейбір корпус бөліктері қазір Хеннигсдорф зауытында, ал басқалары Кассельде жасалды. Хеннигсдорфта жасалған корпус бөліктері автобана арқылы Кассельге таспалы жүк машиналарымен жеткізілді, онда олар Польшадағы Вроцлавта жасалған богилік жинақтарына бекітілді және құрастыру аяқталды. 1997 жылдың 19 ақпанында 101-сыныптың алғашқы локомотивтері ресми түрде пайдалануға берілді.

Around 1990, it became apparent that the current electric locomotives serving the heavy and fast (speeds over ) Intercity services, the Class 103, were wearing out. Their annual mileage of up to , and the faster and heavier trains, for which these units had not been designed, meant increasing wear damage to the control units, traction motors, and bogie frames. In addition, as part of the Program DB 90, and to cut costs, the theory of "Drive to Deterioration" (Fahren auf Verschleiß) was employed, which increased the strain even further. Another class in similar service, the 60 units of the Class 120 three phase locomotive, had also reached a stage where both their age and their design meant ever increasing technical problems. Finally, there were 89 locomotives of the former East German Class 112, capable of speeds up to , but these units were no longer up to date, and were going to require expenditures in terms of cost of upkeep similar to the existing other classes in this service. In addition, this class was something of a political step child, and the DB wished for a truly new design along the lines of the three phase Class 120 locomotives. In the beginning of 1991, the DB first called for designs for new high performance all purpose locomotives, using the program name Class 121. Designs for an all purpose three phase locomotive with an output in excess of and top speeds of were offered, which turned out to be much too expensive for the DB. In addition, due to the separation of services into different areas of operation, suddenly an all purpose locomotive was no longer required. In December 1991 a second, Europe wide bidding process was initiated, allowing the bidding companies more room for their own ideas. Over 30 designs were offered, from below to over output, including powered head units (Triebkopf) and units with only one driver's cab (similar to the E464, in service today in Italy). The latter idea was not pursued by DB since it proved too inflexible in service trials, and the price difference turned out to be minimal. The non German firms Škoda, Ansaldo and GEC Alsthom were eliminated from the contest at an early stage, as the local construction methods and achievements of existing units did not find favour with the DB. On the other hand, German firms Siemens, AEG and Adtranz were able to shine with their modular locomotive designs which were customisable to the requirements of different customers and shared many common elements amongst each module. Siemens and Krauss Maffei already had a prototype of the EuroSprinter, class 127, in service, and AEG Schienenfahrzeugtechnik was able to very quickly present a working demonstration prototype of their concept 12X, the future 128001. ABB Henschel had no modern prototypes, but only a concept named Eco2000, and a technology demonstration based on two already 15 year old rebuilt Class 120 locomotives. To develop the components for the Eco2001, ABB Henschel used two Class 120 prototype locomotives, 120 004 and 005, which had been converted by ABB in 1992, in order to test new technologies in service. 120 005 received new electric power converters based on GTO Thyristors, as well as new on board electronics. 120 004 additionally received flexi float bogies adapted from ICE units with driving rods instead of pivot pins, disc brakes, and utilising a new biodegradable polyol ester cooling agent for its main transformer. Both of these reconfigured locomotives covered large distances in regular IC service without disruption. To the surprise of many observers, in December 1994 DB signed a letter of intent with ABB Henschel which resulted in the order of 145 locomotives on 28 July 1995. The first class 101 locomotive was ceremonially presented on 1 July 1996. This unit, as was the case for the first three locomotives of this class, carried the orient red color scheme. ABB Henschel had by this time merged with AEG to become Adtranz, and some of the bodies were now being built at the Hennigsdorf factory, while others were built in Kassel. The bodies that were manufactured in Hennigsdorf were transported by flat bed trucks via the Autobahn to Kassel, where they were attached to the bogies built in Wrocław in Poland, and assembly was finalized. On 19 February 1997, the first class 101 locomotive was officially put into service.

Шанақ конструкциясы

101 класындағы локомотивтер алдымен және артқы жағынан ерекше үлкен еңіспен көзге түседі. Корпусы мүмкіндігінше аэродинамикалық болуы керек, сонымен бірге ең тиімді болуы да қажет еді. Осы себептерге байланысты конструкторлар бірнеше қисық сызықтары бар алдыңғы бөліктен бас тартты. Алдыңғы бөлікті одан әрі жіңішкелету де қабылданбады, себебі бұл локомотив пен вагондар арасындағы қашықтықты ұлғайтуға әкелмек, егер олар бөлек болса. Бұл жағдайда көліктер арасындағы кеңістікте туындайтын ауа турбуленттігі алдыңғы бөліктің жақсартылған аэродинамикалық қасиеттерін жоятын еді. Астыңғы құрылымды қолдау үшін, Hennigsdorf және Вроцлавтағы Adtranz зауытында әртүрлі беріктіктегі болат плиталармен бірге ірі C-тәрізді профильдер дәнекерленді. Алдыңғы жағындағы буферлер күшке дейін төтеп бере алады, ал жоғарғы терезелердің астындағы алдыңғы бөлік күшке дейін төтеп бере алады. Жүргізуші кабинасының алдыңғы жағы қалың болат плитадан жасалған. Алдыңғы терезелер локомотивтің екі жағында да қолданылуы мүмкін және терезе жиегінсіз тікелей корпусқа жабыстырылған. Жүргізуші кабинасының шатыры шатырдың бөлігі емес, дербес бөлік. Төрт есік тікелей жүргізуші кабинасына апарады және жеңіл қорытпадан жасалған. 101 класындағы жүргізуші кабинасының бүйір терезелері терезе ұңғысын болдырмау үшін бұрылатын терезелермен жабдықталған, себебі терезе ұңғысы көбінесе коррозияға ұшырайтын еді (145 және 152 класстарындағы терезелер тереңдетілген күйде сақталды). Барлық терезелер мен есіктер арнайы герметик бөлік арқылы толыққанды герметизацияланған. Корпустың бүйір панельдері 3 мм қалыңдыққа ие және бағана тәрізді секциялармен бекітілген, олардың арасында кабельдік арналардың бөліктері орналасқан. Бүйір панельдер жүргізуші кабинасының артқы жағынан бастап, алынып тасталатын шатыр секциясының бөлігі болып табылатын еңіс шатыр секциясының басына дейінгі аумақты қамтиды. Олар жоғары жағынан қуыс секциямен аяқталады, содан кейін шатыр секциялары орналасады. Бүйір панельдер екі дәнекерленген металл жолақтан тұратын белдікпен біріктірілген. Шатыр алюминийден жасалған және үш бөлек секциядан тұрады. Желдеткіш торлар мен шатырдың еңіс бөлігі шатыр секцияларының құрамына кіреді және шатырдың бір бөлігі ретінде алынып тасталуы мүмкін, бұл ішкі механизмдерге жұмыс істеу үшін корпустың бүкіл енін қолжетімді етеді. Шатыр секциялары бүйір панельдерге, олардың жалғау белдіктеріне және жүргізуші кабинасының бекітілген шатырларына сүйенеді, ал секциялардың арасына икемді герметик енгізілген. Аэродинамикалық себептерге байланысты шатыр секциялары пантографтар, сигнал дабылдары және радиобайланыс антеннасын қоспағанда, толығымен тегіс. Шатырдағы барлық элементтер жүргізуші кабинасының шатырынан сәл төмен орналасқандықтан, желдің әсеріне ұшырайтын ештеңе жоқ. Тіпті төмен түсірілген пантографты да анықтау қиын. Басқа неміс локомотивтерімен салыстырғанда, пантографтар "кері бағытта" орнатылған – шарнирлер ішке қарай бағытталған. Бұл да аэродинамикалық себептерге байланысты: пантографтың серпімді бөлігі арбаның центрінен жоғары орналасуы керек болғандықтан, пантографтар жүргізуші кабинасының көтерілген шатырынан шығып тұратын еді. 101 кластағы локомотивтердің ерекшелігі – богидің жақтағы рамаларының қақпақтары. Олар рамамен қатар орнатылған және дөңгелек подшипниктеріне дейін жабылады.

The class 101 locomotives initially stand out due to an unusually large slope at the front and back. The body had to be both as aerodynamic as possible, and at the same time be as cost effective as possible. For these reasons the designers passed on a front with multiple curved areas. Further tapering of the front was also rejected, as this would have meant increasing the distance between locomotive and coaches, in cases where the two were separate. This would have negated the advantage of a more pointed front, due to the air turbulence created in the space between the vehicles. In order to build support structures for the undercarriage, massive C sections were welded together with steel plate of various strength in Hennigsdorf and in the Adtranz plant in Wrocław. The buffers at either side of the front are designed to withstand forces up to , while the front part under the top windows can handle forces up to
The front of the driver's cabs are made from thick steel plate. The front window panes can be utilised on either side of the locomotive, and are simply glued into the body without window frame. The roof of the driver's cab is part of the body, not the roof. The four doors on the sides lead directly into the driver's cabs and are made of light alloy. The side windows in the driver's cab in the class 101 featured swiveled windows, in order to avoid a window well, which often proved to be susceptible to corrosion (the windows in class 145 and 152 were continued to be counter sunk). All windows and doors are completely pressurized by means of a special sealant section. The body side panels are 3 mm thick, and are carried by columnar sections, in between which parts of the cabling channels are laid. The side panels encompass the area from the back end of the driver's cabs up to the beginning of the sloped roof section, which is part of the removable roof sections. They end toward the top in a hollow section, which then takes on the roof sections. The side panels are connected together by two welded wicket/belt made up of steel plate. The roof is made of aluminum and is made up of three separate sections. The fan grills and roof slope area belong to the roof sections, and can be removed as part of the roof, making the entire width of the body available for work on the machinery inside. The roof sections are resting on the side panels, their connecting belts, and the fixed roofs of the driver's cabs, and a floating seal is built into the sections. The roof sections are completely flat for aerodynamic reasons, with the exception of the pantographs, the signal horns, and the antenna for radio communication. Since everything on the roof is mounted just a little under the top edge of the roof of the driver's cab, almost nothing catches any wind—even a lowered pantograph is difficult to detect. In comparison to other German locomotives, the pantographs are mounted "the wrong way around"—the hinges are pointing inwards. This is also for aerodynamic reasons—since the pantograph rocker needs to be located above the center of the bogies, the pantographs would have protruded into the raised roof of the driver's cab. A special feature in class 101 units are the bogie side frame covers. They are mounted alongside the frame and cover the area down to the wheel bearings.

Көлік арбалары/жүк көліктері

Адтранц пен Хеншель 101 класына арналған богилерді жасауды мақсат етті, олар болашақ даму үшін максималды мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді. Сондықтан, богилер ICE конструкциясынан тікелей алынған және максималды жылдамдықтар үшін есептелген, тіпті 101 класының локомотивтері тек максималды жылдамдыққа ғана жете алатын болса да. Бұған қоса, богилер әртүрлі габариттердегі дөңгелек жиынтығын қолдауға қабілетті. Швейцариялық Федералдық теміржолдарының 460 класында қолданылатын радиалды реттелетін осьті де орнатуға болады, бірақ DB бұл опциядан бас тартты. 101 класының богилері ICE пойыздарындағы богилерден қайта жасалғанмен, олардың жұмыс істеу принциптерінде маңызды айырмашылықтар бар. 101 класының богилері ықшам әсер қалдырады, ал ICE пойыздарындағы богилер соншалықты тығыз болмайды. Бұған себеп – 101 класының локомотивтері үшін жоғары жылдамдықтағы тұрақтылық пен тар қисықтардағы жақсы өнімділік ескерілген. Бұл қысқаша дөңгелек базасын және үлкен дөңгелектерді пайдалануды талап етті. ICE пойыздарындағы богилер 101 класының пойыздарына тән кейбір тар қисықтарды ескеруге қажеттілік сезінбеді. Атап айтқанда, дөңгелек базасы ICE үшін берілгеннен 101 класы үшін қысқартылды. Бұл ықшам богилерді пайдалану арқасында корпус пен боги арасындағы салыстырмалы қозғалыс айтарлықтай азайды және желдеткіш құбырларынан тыс жерде моторға қосылатын кабельдерді жүргізуге мүмкіндік туды. Бұл конструкцияны жеңілдетіп, қызмет ету мерзімін ұзартты. Богилер екі бүйірлік негізгі балкадан және әр шетіндегі екі көлденең балкадан тұрады; орталық дәнекерленген көлденең балка жоқ. Тарту және тежеу күшін богиден локомотивке беру екі штанга арқылы жүзеге асырылады, олар локомотивті богиге байланыстыратын осьтік штырь арқылы жалғастырылады. Осьтік штырьтар, сондай-ақ сәл көлбеу штангаларға тік бұрыш құруға мүмкіндік беру үшін, сәл көлбеу орнатылған. Штангалар осьтік штырьға шамамен бекітілген, осылайша богидің қозғалысын теңгеруге болады. Хром-молибден қорытпасынан жасалған қуыс осьтер екі шетінде үлкен дөңгелектер мен дөңгелек жиынтығының подшипниктерін ұстайды. Дөңгелектердің өлшемі стандартты неміс өлшемі, тозудан кейін кемінде. Осьтер қуыс біліктер арқылы беріліс корпусына орнатылады, олар тарту моторымен бірге «біріктірілген ортақ жетек жүйесі» немесе IGA деп аталады. Өндіруші де, DB де техникалық қызмет көрсету шығындарын едәуір азайтуға үміттенді, оның ерекшелігі (және 120 004-те дәлелденгені) майдың ағып кетуіне қарсы кезеңдік қорғанысы, бұл сонымен қатар қоршаған ортаны қорғауға да септігін тигізеді. Оське және білікке қуат беру резеңке элементтері бар универсалды буын (сонымен қатар Гук буыны немесе Кардан буыны деп аталады) арқылы жүзеге асырылады. Әр богидің екі дөңгелегі платформадан көрінетін алты ірі бұрандамен бекітілген.

Adtranz and Henschel aimed to develop bogies for the class 101 that would allow for the maximum possible latitude for future evolution. Therefore, the bogies were designed for top speeds of and are derived directly from the ICE design, even though the locomotives of class 101 were only capable of maximum speeds of In addition, the bogies were designed to be able to support the wheel set of other gauges. It is also possible to install a radially adjustable axle, such as is in service in class 460 of the Swiss Federal Railways, but the DB elected to go without this option. Notwithstanding that the class 101 bogies are redeveloped from bogies on ICE trains, there are significant differences in their operation. The bogies of class 101 units make a compact impression, while the bogies on the ICE trains do not seem quite as compressed. The reason for this is that the bogies for the class 101 locomotives needed to be designed for both high speed stability and good performance in tight curves. This necessitated the use of a shorter wheelbase and large wheels. The bogies in the ICE trains did not need to take into account some of the tight curves that the class 101 trains need to handle. Specifically, the wheelbase was reduced from for the ICE to for the class 101 units. Using these compact bogies resulted in such a significant decrease in the relative movement between body and bogies, and it became possible to run the connecting cables to the motor outside of the ventilation ducts. This simplified the construction and resulted in a longer life cycle. The bogies consist of the two lateral main beams, and the two cross beams at each end; there is no middle welded cross beam. The transfer of pulling and braking power from bogie to locomotive takes place via two rods, which connect the locomotive via pivot pin to the bogie. The pivot pins are mounted with a slight slant to enable the formation of a right angle to the also slightly slanted rods. The rods are spring mounted at about to the pivot pin, so that the movement of the bogie could be balanced. The hollow axles, made from a chrome molybdenum alloy, carry the massive wheels and the wheel set bearings at each end. The wheels are the typical German size, , with a minimum of after wear. The axles are mounted via hollow shafts into the gearbox casing, which, together with the traction motor, are designated the "integrated common drive train", or IGA. Both the manufacturer and the DB were thereby hoping for greatly reduced maintenance costs, with its outstanding (and in 120 004 proven) oil leak tightness, which is also to the benefit of greater environmental protection. The power transmission to the axle and shaft takes place via a universal joint (also known as a Hooke's joint or Cardan joint) with rubber elements. The two wheels of each bogie are attached with six very large bolts, which are visible from the platform.

Тежегіш жүйесі мен сүйреу қозғалтқыштары

Құрғақ біліктерде екі желдетілетін дискілі тежегіш орналасқан, оларға жоғарыда айтылғандай, көлденең арқалық пен айналдыру шынасының болмауынан жеткілікті орын бар. Дискілі тежегіштер бөлек және іштен желдетіледі. Оларды толық осьті шығару қажеттілігі болмай, төменнен қызмет көрсетуге немесе ауыстыруға болады. Қалыпты тежеу кезінде негізінен регенеративті тежегіш қолданылады, ал тарту моторы генератор ретінде жұмыс істейді. Дискілі және регенеративті тежегіштердің бірлескен жұмысын арнайы тежегіш басқару компьютері реттейді. Әрбір дөңгелектің өз тежегіш цилиндрі бар, сондай-ақ әрбір дөңгелек жиынтығында серіппелі тежегіш ретінде жұмыс істейтін, қол тежегіші/тұрақ тежегіші болып табылатын қосымша тежегіш цилиндрі орналасқан, ол локомотивті 4% дейін еңіспен ұстап тұра алады. Корпусы жоқ конструкцияда жасалған тарту моторлары ең жоғары жылдамдықта минутына 3810 айналымға жетеді, ал 3,95 беріліс қатынасы минутына 4000 айналымнан асып кетуін болдырмайды. Максималды қуаты – ; айналу моменті жылдамдықпен өседі. Тартқыш моторларды салқындату үшін орнатылған сенсорлармен басқарылатын және электрлік қосымша инвертормен қуатталатын желдеткіштер қолданылады. Салқындату ауасы жабық ауа арнасы арқылы тасымалданады, бұл машина бөлімін таза ұстайды. Бұл салқындату ауасы икемді түтікшелер арқылы тартқыш моторға еніп, «біріктірілген ортақ жетек жүйесі» арқылы өтеді және беріліс қорабындағы тесіктер арқылы шығарылады. Әрбір желдеткіш максималды ауа көлемін тасымалдайды, оның машина бөліміне жіберіледі. Әрбір тартқыш мотордың салмағы болса, бүкіл богидің салмағы шамамен -қа жуық. Бүкіл тартқыш жетек богидің ортасындағы көмекші арқалыққа орнатылған және екі маятник арқылы сыртқы жақтарына бекітілген. Богилерде айналдыру шыналары болмағандықтан ортаға орнату мүмкін; боги сегіз флексикольді серіппелермен рамадан жоғары көтеріледі. Гидравликалық буферлер мен резеңке элементтер барлық бағыттағы қозғалыс еркіндігін шектейді. Осы флексикольді серіппелерді пайдалану арқасында көптеген тозығып немесе қымбат күтімді қажет ететін компоненттер алынып тасталды.

On the hollow shafts there are two ventilated disc brakes, for which there is enough room due to the missing cross beam and pivot pin, as mentioned above. The disc brakes are separate and are ventilated from the inside. They can be serviced or replaced from below, without needing to take out the entire axle. During regular braking, primarily the regenerative brake is used, and the traction motor serves as the generator. The cooperation between disc brakes and regenerative brakes is controlled by a dedicated brake control computer. Each wheel has its own brake cylinder, and each wheel set also features an additional brake cylinder for the spring brake, which operates as the hand brake/parking brake and can secure locomotive at up to 4 percent incline. The traction motors, which are designed to be without housing, can reach top speeds of at a maximum of 3,810 revolutions per minute; the gear ratio of 3.95 prevents revolutions over 4,000/min. Maximum output is ; the torque moves at The traction motor blowers are controlled by built in sensors, and are powered by an electrical auxiliary inverter. The cooling air is transported in a closed air duct, which keeps the engine room clean. This cooling air flows into the traction motor via flexible bellows, moves through the "integrated common drive train", and is exhausted via openings in the gear box. A maximum of of air are conveyed by each blower, of which is conveyed into the engine room. Each traction motor weighs , and the entire bogie weighs in at about
The entire traction drive is mounted on an assisting beam in the center of the bogie, and attached to the outer sides via two pendulums. It is possible to mount in the center, since the bogies do not have pivot pins; the bogie is propped up above the frame by eight flexicoil springs. The resulting freedom of movement in all directions is limited by hydraulic buffers and rubber elements. By utilising this flexicoil suspension, many components, which either wore out or had to be expensively maintained, were eliminated.

Пантографтар

DSA 350 SEK типті екі пантограф (алмаз тәрізді толық пантографтардан өзгеше, жарты пантограф ретінде танылады) бастапқыда Dornier компаниясымен әзірленген және Берлиннің Хеннигсдорф қаласында құрастырылған. Бүгінде Schüttdorf қаласындағы Stemman Technik GmbH фирмасы осы құрылғыларды өндіріп, таратуда. Пантографтар үш нүктеде шатырға бұрандалы бекітумен орнатылған. 1-ші пантограф тікелей шатыр арқылы машина бөліміндегі басқарудың негізгі қосқышына қосылған; 2-ші пантограф машина бөлімінің қабырғасы бойымен өтетін кабельдік жалғау арқылы бас қосқышқа қосылған. Контактілік аяқ киімдер, аяқ киімнің жұлынуына қарсы бақылау жүйесімен жабдықталған. Графиттен жасалған контактілік аяқ киімнің ішінде артық қысыммен жұмыс істейтін ауа арнасы бар. Жұлыну жағдайында ауа шығып, пантограф автоматты түрде түсіріледі, бұл жоғары кернеулі сымның зақымдануына жол бермейді. Пантографтар көтеру цилиндріне 5 бар қысыммен берілетін қысылған ауа арқылы көтеріледі. Пантографты көтеруге 5 секунд, ал түсіруге 4 секунд уақыт кетеді. Контактілік аяқ киім, контактілік сымға реттелетін қысыммен басады. Жүргізуші пантографты жүргізуші орындығындағы батырма арқылы басқарады (Жоғары, Төмен және Төмен + Төтенше жағдайлар үшін құм себу опциялары). Қай пантографты пайдалануды жүргізуші локомотивке тапсыруы мүмкін, ол қозғалыс бағытына қарай автоматты түрде артқы пантографты қолданады немесе екі локомотив біріктірілген жағдайда, алдыңғы локомотивтегі алдыңғы пантографты және артқы локомотивтегі артқы пантографты пайдаланады. Әйтпесе, жүргізуші 1-ші кабинадағы аккумулятор басқару пультіндегі қосқыш арқылы бірін немесе екіншісін, немесе екеуін бірге көтере алады. Бұл, ең алдымен, маневр жасау кезінде тиімді, себебі кабинаны ауыстыру жағдайында пантографтың автоматты түрде ауысуына жол бермейді. Пантографты ауыстыру кезінде, төменгі күйдегі құрылғы бірінші көтеріледі, ал контактілік сымға сәтті басылғаннан кейін, жұмыс істеп тұрған пантограф түсіріледі. Пантографты көтеру және түсіру үшін, сондай-ақ контактілік аяқ киімдерді бақылау жүйесі үшін қысылған ауа, шатырдағы екі тефлон қаптамалы шланг арқылы беріледі, олар 15 000 вольт контактілік сым кернеуіне төтеп беруге тиіс.

The two pantographs of type DSA 350 SEK (recognizable as half pantographs, as opposed to the diamond shaped full pantographs) were originally developed by Dornier, and built in Berlin Hennigsdorf. Today, the firm Stemman Technik GmbH in Schüttdorf are manufacturing and distributing these units. They weigh
The pantographs are screw mounted to the roof at three points. Pantograph 1 is connected directly through the roof to the main control switch in the engine room; pantograph 2 is connected via a cable splice running along the side wall of the engine room to the main switch. The contact shoes are outfitted with a monitoring system in case of contact shoe breakage. Inside of the contact shoe, which is made of graphite, runs an air channel, which is overpressurised. In case of breakage, the air escapes, causing the pantograph to automatically retract, preventing possible damage to the overhead contact wire. The pantographs are raised using compressed air, which is provided at 5 bar to the lifting cylinder. Raising the pantograph takes 5 seconds, while retraction takes 4 seconds. The contact shoe pushes against the contact wire with adjustable pressure of between The driver controls the pantograph via a push button on the driver's desk (Up, Down, and Down + Sanding for emergency cases are the settings). The choice of which pantograph to use can be left up to the locomotive by the driver, which would automatically use the back pantograph in the direction of travel, or, in double heading, where two locomotives are coupled, it would be the front pantograph on the front locomotive, and the back pantograph on the back locomotive. Otherwise the driver, using a switch located on the battery control table in driver's cab 1, may raise one or the other, or both together. This is primarily an advantage during shunting/switching operation, where otherwise the change from one driver's cab to the other would mean the automatic switching from one pantograph to the other. In cases where the pantograph is being switched, the unit that was in the down position is lifted first, and once it is successfully pushed up against the contact wire, the pantograph that was in service is lowered. The compressed air for the lifting and lowering of the pantograph, as well as for the contact shoe monitoring system, are supplied via two teflon coated hoses on the roof, which have to withstand the 15,000 volts of contact wire voltage.

Бағдарламалық қамтамасыз ету және басқа да басқару жүйелері

101 сыныптағы локомотивтер автоматты қозғалыс және тежегішті басқару жүйесімен (AFB немесе Automatische Fahr und Bremssteuerung) жабдықталған, ол жүргізушіге көмек көрсетеді және барлық жағдайларда ең жақсы үдеу мен тежеуді қамтамасыз етеді. AFB сонымен қатар локомотивті тұрақты жылдамдықта ұстай алады. 101 сыныбы сонымен қатар дөңгелектердің айналуын бақылайтын және дөңгелек бетіне зақым келтіруді немесе құмды қосу қажеттілігін болдырмау үшін айналуды автоматты түрде шектей алатын Superschlupfregelung ("супер айналуды бақылау") жүйесімен жабдықталған. Бұл дөңгелек пен рельс арасындағы тиімді ұстаманы барынша арттыруға мүмкіндік береді. Бұл жүйе ағымдағы жылдамдық туралы өте дәл ақпаратты қажет етеді, сондықтан локомотив еденіне радар жүйесі орнатылды, ол компьютерлік жүйеге қажетті жылдамдық деректерін жібереді. Кейіннен радардың қажеті жоқ екендігі және бұл басқару жүйесі радардан алынған деректерсіз де жақсы жұмыс істейтіні анықталды. Локомотивтерде ABB әзірлеген компьютерлік 16 биттік басқару жүйесі MICAS S орнатылған. Көлікті басқару, бақылау және диагностикалау автобус жүйесі арқылы жүзеге асырылады. Бұл жүйе түрі, әсіресе 120 сыныбымен салыстырғанда, сымдардың мөлшерін айтарлықтай азайтады; сымдардың көп бөлігі корпус қабырғаларында орналасқан. Жүйенің негізгі бөлігі болып табылатын орталық басқару блогы (ZSG) сенімділікті арттыру үшін екі рет орнатылған. Барлық борттық жүйелерден жиналған деректер өңдеу үшін ZSG-ге жіберіледі, ал көлікке қатысты барлық командалар ZSG арқылы беріледі. ZSG 4 процессордан тұрады, олар пойыздың басқару және қауіпсіздік жүйелерін, соның ішінде "өлген адамның" жүйесін бақылайды. Қауіпсіздік жүйесіне PZB 90 кіреді, ол сигналдар мен басқа да ережелерді сақтауды қамтамасыз етеді (мысалы, жоғары жылдамдықта тоқтату сигналына жақындау, белгіленген жылдамдықтан асып кету) және қажет болған жағдайда пойызды авариялық тежеу арқылы тоқтата алады. Тағы бір қауіпсіздік жүйесі – LZB 80, ол пойызды орталық басқару пунктімен үнемі байланыста ұстайды, онда желідегі барлық пойыздардың орналасуы мен жылдамдығы бақыланады. 101 140-144 локомотивтерінде Еуропалық пойызды басқару жүйесі (ETCS) сынақтан өтуде, ол жоғарыда сипатталған функцияларды атқарады, бірақ оны Еуропалық деңгейде жүзеге асыру көзделеді. Бақылау жүйелеріне сонымен қатар электрондық кесте (EBuLa) кіреді, ол DB AG-нің барлық пойыздарында орнатылған, жоспарланған уақытты, жылдамдықты, уақытша жылдамдық шектеулерін және желідегі басқа да бұзушылықтарды бақылауға көмектеседі. DAVID диагностикалық жүйесі де 101 сыныбында ICE нұсқасынан жетілдірілді. Бұл жүйе ақауларды бақылауға және диагностикалауға мүмкіндік береді, сондай-ақ жүргізушіге және техникалық қызмет көрсету депосына ақауларды жою бойынша нақты уақыттағы шешімдерді ұсынады. Сонымен қатар, техникалық қызмет көрсету уақыты қысқартылады, өйткені техникалық қызмет көрсету бөлімі жүйеге кез келген уақытта сұраныс жіберіп, анықталған мәселелерге дайындала алады, бұл ICE нұсқасындағыдай желідегі белгілі бір нүктелерде ғана мәселелерді анықтаудан өзгеше.

The class 101 units feature the automatic drive and brake control system (AFB, or Automatische Fahr und Bremssteuerung), which assists the driver and enables the best possible acceleration and braking under all possible conditions. The AFB can also keep the locomotive at a constant speed. Class 101 also was outfitted with the Superschlupfregelung ("super slip control"), which controls the maximum number of rotations of the wheels per minute, and can automatically limit the rotations in order to avoid damage to the wheel surface or switch on the sand. This enables the maximization of the functional grip between wheel and rail. This system requires very precise information on the current speed, which resulted in the installation of a radar system into the floor of the locomotive, which sends the required speed data to the computer system. It turned out that the radar was unnecessary, and that this control system functions well without the data provided by the radar. The locomotives also feature the ABB developed computerized 16 bit control system MICAS S. The control, monitoring, and diagnosis of the vehicle is done by a bus system. This type of system meant a large reduction in the amount of wiring, especially as compared to the class 120; much of the wiring is accommodated in the side walls of the body. The central control unit (ZSG), which is at the core of the system, is present twice for redundancy. All data that is collected by the various on board systems is sent to the ZSG for processing, and all commands that affect the vehicle are originated by the ZSG. The ZSG consists of 4 processors, which monitor the train controls and safety systems, including the dead man's system. The safety system also includes the PZB 90, which enforces the adherence to signals and other regulations (i. e. approach to a stop signal at high speed, violations of prescribed speed) and may stop the train via emergency braking if necessary. Yet another safety system is the LZB 80, which keeps the train in constant contact with a central control point, where all trains on a line are monitored for location and speed. In the locomotives 101 140 to 144 the European Train Control System (ETCS) is being tested, which serves similar functions are just described, but is meant to do so on a Europe wide basis. Also included in the control systems is the electronic time table EBuLa, which assists in the tracking of scheduled times, speeds, temporary speed restrictions, and other irregularities on the line which is installed on every train of the DB AG. The diagnostic system DAVID was also further developed from the ICE version in class 101. This system enables the monitoring and diagnosis of failures, and delivers possible solutions in real time to the driver and the maintenance depot. In addition, maintenance times are shortened, since the maintenance area can prepare for issues already identified by querying the system at any time, as opposed to just at certain points in the network, as is the case for the ICE version of this system.

Қатысу

Бастапқы жоспарда 101 класты Германияның ірі қалааралық көлік торабының біріне, атап айтқанда Франкфуртқа орналастыру көзделген. Локомотивтерді ауыстыру қажеттігі, соңғы станцияның ерекшелігіне байланысты, осы локомотивтердің жұмыс кестесі мен техникалық қызмет көрсету жұмыстарын оңтайландыруға мүмкіндік берер еді. Бірақ, Франкфуртқа келіп түсетін бақылау вагондары бар ICE пойыздарының саны артуына, Франкфурт станциясына тек итеру-тарту типіндегі пойыздарды ғана жіберу туралы DB-ның шешіміне және стансада жаңа, жоғары технологиялық пойыз депосын салуға қажетті үлкен инвестицияларға байланысты бұл жоспар қайта қарастырылды. Сонымен қатар, Гамбургтегі Эйдельштедттегі жақсы бағаланған ICE депосында бос орын пайда болды, себебі депо 14 орташа вагонды ICE пойызына арналған, ал тек 12 орташа вагон пайдаланылып келді. Бұл бос сыйымдылық енді 101 класс локомотивтерінің техникалық қызмет көрсетуіне жұмсалмақ. Осы деподағы алғашқы жылдары өндіруші Adtranz кепілдік міндеттемелерін орындау үшін 15 қызметкерден тұратын команданы Гамбургтегі Эйдельштедтте орналастырды. 2002 жылы әлі де екі Adtranz өкілі болды. 101 класс локомотивтерін Гамбургте орналастыру, DB үшін басқа жерде жаңа депо салуға қарағанда тиімдірек болып көрінді, тіпті бұл Гамбургте кейде қиын, бірақ қажетті маневрлік жұмыстарға жаңа жүргізушілерді тартатын болды. Германияның солтүстігіндегі салыстырмалы "алғы шептегі" база да локомотивтердің жұмыс кестесімен проблемалар тудырды. Әр 100 000 км сайын 101 кластың локомотивтері кезекті техникалық тексеруге (Frist) Гамбургке жіберіледі, онда ұсақ техникалық ақаулар жойілады. Бұл депода доңғалақтарды қайта жасауға арналған еден асты токарлық станогы да бар. Локомотивтер алғашқы жылдары күрделі жөндеуге Нюрнбергтегі негізгі теміржол шеберханасына (Ausbesserungswerk, немесе AW) жіберілді; бұл AW-де сыйымдылық мәселесі болғандықтан, кейде олар өндірушіге Кассельге жіберілді. Қазіргі уақытта Дессаудағы AW 101 кластың локомотивтеріне күрделі жөндеу жұмыстарын жүргізеді.

The original plan called for the class 101 to be based in one of the main intercity traffic hubs in Germany, namely Frankfurt. The locomotive changes made necessary there by its terminus type station would allow for the ideal alignment of running schedules and maintenance work of these locomotives. It then turned out that, due to the ever increasing number of ICE trains with control cars arriving in Frankfurt, the DB decision to only run push pull type trains into Frankfurt station, and the necessary high investment to create a new high tech train depot at the station, this plan was reevaluated. At the same time, spare capacity was created at the well regarded ICE depot in Hamburg Eidelstedt, since the depot there was built to hold 14 center carriage ICE trains, and only 12 center carriages were being used. This spare capacity would now be used for the maintenance of the class 101 units. During the first years in this depot, the manufacturer Adtranz, in order to fulfill their warranty obligations, housed a team of 15 employees in Hamburg Eidelstedt. In 2002 there were still two Adtranz representatives present. Basing the class 101 locomotives in Hamburg still seemed more cost efficient to the DB than the construction of a new depot somewhere else, even though it meant the hiring of new drivers in Hamburg for the sometimes complicated, but necessary shunting/switching work. The base at a relative "outpost" in the far north of Germany also created problems with the service scheduling of the units. Every 100,000 km, the class 101 locomotives are sent to Hamburg for their periodic maintenance check (Frist), where minor technical issues are addressed. This depot also features an underfloor lathe for the reprofiling of the tyres. The locomotives were sent to the main railway workshop (Ausbesserungswerk, or AW) in Nuremberg for major maintenance during the first years; because of capacity issues at this AW, they sometimes were sent to the manufacturer in Kassel instead. Currently, the AW in Dessau is responsible for the major maintenance work on class 101 units.

Қайтарып алу

Бұрын шығарылған 101 144-тен кейін, 101 112 2020 жылдың желтоқсанында шығарылған екінші локомотив болды. Жаңа ICE поездарының жеткізілуі локомотивтердің артық болуына себеп болды. 101 112 және 101 119 локомотивтерінің екеуі де 2021 жылдың қыркүйегінде Опладенде, пайдаланылатын қосалқы бөлшектері алынып тасталғаннан кейін, жойылды. Deutsche Bahn алдағы жылдары IC1 поездарын жаңалауды жоспарлап отырғандықтан, 101 класындағы локомотивтер 2023 жылдан бастап шығарылатын болады; оларды DB Cargo пайдалануы мүмкін, бірақ қазіргі уақытта локомотивтерге мұқтаждық жоқ.