150, 151 | E 499.2

Mezinárodní značení 91 54 7 150 xxx - x, 91 54 7 151 xxx - x

Rok výroby 1978

Trakce elektrická stejnosměrná

Typ vozidla skříňová čtyřnápravová rychlíková lokomotiva

Provozovatel ČD

Výkon 4 000 kW

Maximální rychlost 140, 160 km/h

Vývoj a výroba

Roku 1976 byla zadána výroba 27 lokomotiv v pořadí páté řady druhé generace lokomotiv ŠKODA. K zadání jejich výroby přivedla FMD potřeba výkonnějších strojů, než byly lokomotivy řad E 499.0 (140) a E 499.1 (141), jejichž výkon pro rozvíjející se rychlíkovou dopravu přestával postačovat a musely být zdvojovány. Krom toho jejich technologie již byla v sedmdesátých letech hodnocena jako překonaná. Nové lokomotivy měly být odvozeny od dvousystémových lokomotiv řady ES 499.0 (350) při vypuštění částí určených pro jízdu na střídavém systému. Vedle toho bylo požadováno i několik dalších změn, týkajících se zejména pojezdové části stroje. Všech 27 lokomotiv bylo dodáno v roce 1978. Nové lokomotivy dostaly řadu E 499.2, která byla k 1.1.1988 změněna na řadu 150 v souladu se zavedením nového značení hnacích vozidel. V dnešní době lokomotivní řada 150 zčásti zanikla ve prospěch nové řady 151, založené roku 1992 lokomotivou 151.020-5 ČD a vznikající rekonstrukcí strojů řady 150.

Provoz

Určení

Lokomotivy E 499.2 (150/151) byly konstruovány jako výhradně rychlíkové lokomotivy. Federální ministerstvo dopravy jimi plánovalo nahradit již nevyhovující lokomotivy E 499.0 a 1 v rychlíkové službě.

Dislokace

Z výroby byly lokomotivy E 499.2 předány do LD Praha Střed (později LD Praha Masarykovo nádraží). Po rozdělení ČSD na ČD a ŽSR přešlo všech 26 lokomotiv k Českým drahám. V roce 2000 byly lokomotivy přesunuty do DKV Praha, PJ Vršovice, kde jsou deponovány dodnes.

Nasazení

Po dodání převzaly stroje E 499.2 (150/151) od lokomotiv E 499.1 (141) vedení rychlíků Praha-Žilina a Praha-Košice. Jeden z těchto výkonů se stal osudným pro stroj E 499.2017, který v roce 1981 těžce havaroval. Lokomotiva tehdy vedla vlak R 128 a u Spišské Nové Vsi v rychlosti 97 km/h najela na konec stojícího vlaku; stroj byl zcela zdemolován a následně zrušen. Po rozpadu federace lokomotivy na Slovensko prakticky přestaly zajíždět; ke zlomu došlo až v roce 1994. Dnešní provozní určení těchto doposud nejvýkonnějších, nejrychlejších a v jistém slova smyslu i reprezentačních lokomotiv Českých drah je vozba těžkých vnitrostátních i mezinárodních vlaků nejvyšších kategorií (SuperCity, EuroCity, InterCity) a rychlíků. V menší míře se řady 150/151 vyskytují v čelech osobních a spěšných vlaků. Nerekonstruované lokomotivy řady 150 slouží zejména ve vozbě běžných rychlíků, vedou rychlíky mezi Prahou a Hradcem Králové, Jaroměří nebo Týništěm nad Orlicí. Řada 150 zajišťuje i vedení "autovlaku" R 425/424 "Laborec" Praha hl.n.-Bánovce nad Ondavou. Lokomotivy řady 150 vedou i některé vnitrostátní vlaky na Slovensku - např. R 810 "Horehronec" Košice-Margecany nebo osobní vlaky mezi Košicemi a Bánovci nad Ondavou. Rekonstruované lokomotivy přeznačené na řadu 151 ČD jezdí převážně po koridorech s vlaky nejvyšších kategorií. Nejprestižnějším výkonem řady 151 je vozba vlaku SC 503/502 "Manažer" Praha hl.n.-Bohumín. Lokomotivy řady 151 ČD jsou k vidění např. na vlacích EC 107/106 "Praha" Praha hl.n.-Petrovice u Karviné, IC 141/142 "Detvan" Praha hl.n.-Ostrava hl.n., IC 143/142 "Odra" Praha hl.n.-Žilina nebo IC 505/504 "Jan Perner" Praha hl.n.-Bohumín. Za rychlíky vedené řadou 151 jmenujme např. R 201/200 "Silesia" Praha hl.n.-Petrovice u Karviné. Zajímavostí je nasazení těchto lokomotiv na osobní vlaky mezi Žilinou a Čadcou.

Spolehlivost, závady, údržba

Lokomotivy E 499.2 (150/151) se v době svého vzniku řadily ke světové špičce a i dnes patří k nejlepším vozidlům ČD. Patří spíše ke spolehlivějším lokomotivám, i když ani jim se nevyhýbají běžné závady. Kladem lokomotivy jsou dobré chodové vlastnosti a zejména vysoký instalovaný výkon. Velkou nevýhodou jsou malé brzdicí váhy, což je v poslední době ještě umocněno použitím brzdových špalíků z umělé hmoty. Často se vyskytující závadou je netěsnost čelních oken. Problematická jsou i nová lepená skla na strojích řady 151, jejichž fólie se časem odlupuje. Nový šroubový kompresor na lokomotivách 151 vykazuje také značnou poruchovost, neboť není plně vyhovující pro nestacionární aplikace a díky otřesům ve strojovně značně trpí. Samotná koncepce pneumatické výzbroje s jediným hlavním kompresorem u lokomotiv řady 151 ČD není ideální - porucha kompresoru totiž znamená neschopnost lokomotivy. Ve velmi špatném stavu jsou akumulátorové baterie. Z hlediska strojvedoucího je nevhodné umístění chladničky do strojovny, kde je vysoká teplota a chladicí výkon lednice je zde nedostatečný.

Rekonstrukce a modernizace

V roce 1992 byla v plzeňské ŠKODĚ dokončena rekonstrukce lokomotivy 150.020-6 ČSD, která v roce 1994 dostala nové označení 151.020-5 ČD a založila tak novou lokomotivní řadu 151. Sériové rekonstrukce byly zahájeny v roce 1994 a ukončeny roku 2002. Čtvrtá a další rekonstrukce byly prováděny Českomoravskou železniční opravou Přerov. Rekonstruované lokomotivy jsou schváleny pro maximální rychlost 160 km/h (oproti původním 120 km/h), což bylo umožňeno některými konstrukčními vylepšeními - lokomotivy dostaly podélné tlumiče vrtivých pohybů podvozku, bezpečnostní čelní skla, nový vlakový zabezpečovač, elektronický rychloměr, nový kompresor a protismykový systém. Cena rekonstrukce jedné lokomotivy dosahuje asi 11 000 000 Kč. Dnes je na řadu 151 rekonstruováno celkem 13 lokomotiv (50%), další rekonstrukce se již neplánují (před několika lety bylo ještě v plánu rekonstruovat všechny lokomotivy). Další plánovanou rekonstrukcí je úprava lokomotiv řady 150 pro schválení na rychlost 140 km/h. Rekonstrukce se bude v mnohém podobat rekonstrukcím řady 150 na řadu 151 - budou dosazeny podélné tlumiče, nové vlakové zabezpečovače, bezpečnostní okna a elektronický rychloměr. Další zajímavou rekonstrukcí je demontáž mezikontroléru a dosazení mikroprocesorového řídicího systému. Důvodem této rekonstrukce byla snaha o zpomalení procesu opotřebovávání stykačů, zlepšení jízdní dynamiky a zjednodušení řízení. Rekonstrukce se dotkla lokomotiv řady 150 i 151; řídicí systém je instalován na strojích 151.001-5 ČD, 150.005-7 ČD, 150.009-9 ČD, 150.010-7 ČD, 151.011-4 ČD, 150.013-1 ČD, 150.021-4 ČD, 150.024-8 ČD, 150.026-3 ČD a 151.027-0 ČD. Některé lokomotivy mají demontovánu mezipodvozkovou vazbu.

Mechanická část

Uspořádání lokomotivy

Jedná se o skříňovou podvozkovou lokomotivu se dvěma koncovými stanovišti strojní obsluhy a centrální strojovnou. Stanoviště strojvedoucího jsou přístupná oboustranně. Na stanovištích je průběžný pult, jehož pravá část je řešena jako řídicí pult unifikovaného typu s veškerými prvky pro ovládání lokomotivy za jízdy. Strojovna je přístupná dveřmi ze zadní stěny obou stanovišť. Strojovna je průchozí jednou zalomenou uličkou. Po vstupu do strojovny z 1. stanoviště je nalevo tunel ventilátoru první motorové skupiny a za ním mezikontrolér, napravo je umyvadlo se zrcadlem a lednička. Ulička se poté stáčí doprava a vede podél bočnice s okny. Centrální část strojovny je uzavřena drátěnými dvířky, blokovanými v případě, že je strojovna pod napětím. V této části strojovny je umístěn hlavní kontrolér se stykači. Strop se nad ním prudce svažuje směrem doleva (k bočnici se žaluziemi), protože nad ním je umístěn rozjezdový a brzdový odporník s ventilátory. Mezi kontrolérem a bočnicí se žaluziemi je vysokonapěťová kobka. Pod zhášecími komorami hlavního kontroléru jsou umístěny přepojovače jízda-brzda a měnič směru. Za kontrolérem následuje hlavní vypínač. Ulička se zde stáčí doleva, protože napravo je umístěn panel vzduchotechniky a kompresory. Ulička potom vede rovně až ke dveřím na 2. stanoviště, nalevo je tunel ventilátoru druhé motorové skupiny.

Lokomotivní skříň

Lokomotiva má ocelovou samonosnou skříň s nosným spodním rámem s přimontovaným narážecím a tažným ústrojím. Skříň je svařena z ocelových válcovaných a ohýbaných plátů. Bočnice skříně jsou signovány. Na jedné bočnici jsou čtyři pevná obdélníková okna, na druhé bočnici jsou žaluzie pro sání ventilátorů trakčních motorů (po stranách) a žaluzie pro sání ventilátorů rozjezdového a brzdového odporníku (uprostřed). Oproti řadě 350 strojům 150/151 na bočnici se žaluziemi chybí spodní řada žaluzií. Skříň je zajímavá svými zkosenými čely. V dutinách skříně jsou umístěny písečníky s celkovou kapacitou 1 500 kg písku. Písečníky jsou plněny střechou. Pod kola je písek dopravován samospádem a pneumaticky.

Podvozky

Rám skříně je otočnými čepy, zapuštěnými pevně v rámech podvozků, spojen se dvěma podvozky. Oba podvozky jsou hnací, dvounápravové, s dvojitým vypružením a mazáním okolků. Z podélníků rámu podvozku vedou dolů svislé trny dole se záchytkami. Tyto trny slouží k vedení dvojkolí a prochází pružinami primárního vypružení. Dvojkolí jsou v klasickém provedení s loukoťovými koly a natahovanou obručí. Dvě lokomotivy řady 151 mají hvězdicová kola nahrazena monobloky. Nápravy jsou plné narozdíl od lokomotiv řady 350, kde byly z důvodu hmotnostní úspory použity duté nápravy. Primární vypružení je provedeno vinutými ocelovými pružinami, doplněnými paralelně zařazenými hydraulickými tlumiči (každé dvojkolí je tlumeno jedním tlumičem na obou stranách). Pod podvozkovým rámem prochází podvlečený příčník, na jehož koncích spočívá na podpěrách lokomotivní skříň. Podvlečený příčník je vypružen dvěma vinutými ocelovými pružinami na obou koncích. Ve svislém i příčném směru je sekundární vypružení tlumeno kapalinovými tlumiči. Rekonstruované lokomotivy řady 151 mají namontovány ještě podélné tlumiče vrtivých pohybů podvozků, které přispívají ke zklidnění chodu stroje ve vyšších rychlostech. Tyto tlumiče jsou jedním koncem přichyceny k rámu podvozku a druhým koncem k podvlečenému příčníku. V rámu podvozku jsou pevně uloženy dva trakční motory, které jsou vůči nápravám plně odpruženy. Točivý moment je na jednostranný nápravový převod přenášen kloubovou spojkou ŠKODA. Nápravový převod je opatřen čelním ozubením a řady 150 a 350 jej mají vzájemně odlišný. Zatímco řada 350 má těžší převod na rychlost 160 km/h, u řady 150 byl použit převod na rychlost pouze 140 km/h. Tato rychlost byla hodnocena jako vyhovující, a to i výhledově; o koridorech a rychlosti 160 km/h neměl totiž v sedmdesátých letech nikdo ani zdání. V rámci rekonstrukcí lokomotiv řady 150 na řadu 151 byla provedena zcela opačná úprava převodu, který je u strojů řady 151 opět na rychlost 160 km/h. Důležitou změnou oproti řadě 350 je použití mezipodvozkové vazby. To se příznivě odráží jak v kvalitě chodových vlastností v oblouku, tak i ve snížení opotřebovávání vnitřních hran kolejnic. Dalším vylepšením v mechanické části je zařízení pro vyrovnávání nápravových tlaků, které jsou v souvislosti s klopným momentem navzájem při rozjezdu odlišné. Tento systém je tvořen soustavou pneumatických válců, napouštěných tlakovým vzduchem.

Pneumatická a brzdová výzbroj

K výrobě stlačeného vzduchu slouží dva hlavní kompresory a pomocný kompresor. Hlavní kompresory jsou typu 3 DSK 100. Jedná se o pístové tříválcové kompresory. Vzduch je stlačován ve dvou stupních. Kompresory jsou poháněny vlastním stejnosměrným elektromotorem přes klínový řemen. Kompresory pracují automaticky, lze je ale spouštět a vypínat i ručně. Lokomotivy řady 151 mají pouze jeden hlavní kompresor, a to Atmos SE 120 Lok. Tento šroubový kompresor je poháněn rovněž elektromotorem a disponuje vlastním chladicím okruhem. Pomocný kompresor je umístěn na podlaze pod panelem vzduchotechniky. Jedná se o pístový jednoválcový kompresor, poháněný přírubově připojeným stejnosměrným elektromotorem, napájeným z baterie. Tlakový vzduch je odváděn do dvou hlavních vzduchojemů, jejichž celkový objem je 1 000 l (p = 10 bar), dále do pomocného vzduchojemu o objemu 150 l a do řady dalších jímek sloužících pro pohon kontroléru, sběračů apod. Hlavní vzduchojemy jsou zavěšeny pod rámem skříně za smetadly. Lokomotiva je vystrojena ruční, samočinnou tlakovou, přímočinnou a elektrodynamickou brzdou. Ruční brzda je utahována ručními koly v zadní stěně obou stanovišť. Zdrže působí na obě dvojkolí přiléhajícího podvozku, ale pouze z jedné strany. Samočinná tlaková brzda je systému DAKO DK-GP. Řízena je jedním elektrickým brzdičem DAKO BSE, umístěným ve strojovně na panelu vzduchotechniky. Brzdič je ze stanovišť ovládán ovladači DAKO OBE1. Brzdový rozváděč je typu DAKO LTR - lokomotivní s tlakovými relé. Přímočinná brzda je řízena dvěma brzdiči DAKO BP. Funkci brzdového válce, pákoví i špalíku přebírá u této lokomotivy (podobně jako u ostatní traťových lokomotiv ŠKODA druhé generace) brzdová jednotka. Těch má lokomotiva celkem osm - na každé kolo připadá jedna jednotka; dvojkolí jsou tedy brzděna jednostranně. Brzdový válec tvořící součást jednotky má průměr 8" (pmax = 4 bar).

Elektrická část

Přívod proudu

Odběr proudu z trakčního vedení zajišťují dva polopantografové sběrače proudu s pneumatickým pohonem. Přes odpojovače s elektropneumatickými ventily je proud veden do hlavního vypínače. Jedná se o elektromagnetický vypínač s hodnotou vypínacího proudu 2 800 A. Hlavní vypínač je ovládán dálkově dvěma ovladači z každého stanoviště. Od hlavního vypínače je elektrický proud veden k vysokonapěťovým přístrojům.

Regulace výkonu

Lokomotiva je vybavena modernějším typem odporové regulace. Rozjezdový odporník je uložen ve střeše a je intenzivně chlazen axiálními ventilátory, napájenými z úbytku napětí na odporníku. Odporník je vyroben z fechralu, což je slitina železa, chromu a hliníku, a je dimenzován pro trvalé zatížení. Postupné zkracování odporníku řídí hlavní kontrolér s individuálními elektropneumatickými stykači. Ty jsou spínány podle programu mezikontroléru nebo podle mikroprocesorového řídicího systému (na některých strojích). Mezikontrolér, resp. řídicí systém řídí strojvedoucí ze stanoviště pomocí pákového řídicího kontroléru.

Trakční motory

Lokomotiva je poháněna čtyřmi trakčními motory typu AL 4741 Flt; byly tedy použity stejné motory jako na strojích řady 350. Jedná se o stejnosměrné sériové šestipólové elektromotory s kompenzačním vinutím, umožňujícím maximální kvalitu průběhu komutace. Tato moderní koncepce spolu s výborným poměrem hmotnosti a výkonu vynesla motory na vrchol tehdejší světové produkce. Trakční motory jsou řazeny do dvou motorových skupin. Zapojení trakčních motorů je sériové a sérioparalelní. Přechod ze série na sérioparalel je můstkový, dvoustupňový a provádí jej hlavní kontrolér. Ventilace trakčních motorů je cizí - zajišťují ji ventilátory, poháněné stejnosměrnými elektromotory.

Elektrodynamická brzda

Lokomotiva je vystrojena výkonnou elektrodynamickou brzdou. Ta pracuje pouze v režimu brzdění do odporníku. Regulace výkonu EDB je pulzní; výkon brzdy je dán tlakem vzduchu v převodníku, který zadává strojvedoucí řídicím kontrolérem. V režimu brzda jsou trakční motory cize buzeny. Elektrodynamická brzda nabíhá automaticky při zahájení brzdění samočinnou tlakovou brzdou, je ji ale možné používat i samostatně. EDB je funkční v rychlostním rozmezí 140-45 km/h (řada 150), resp. 160-25 km/h (řada 151). Při poklesu rychlosti pod dolní hranici je účinek automaticky převáděn na pneumatickou brzdu.

Řízení

Strojvedoucí řídí lokomotivu manuálně, a to pákovým řídicím kontrolérem. Přepínáním kontroléru ovládá strojvedoucí relé, které řídí pneumatický motor mezikontroléru. Jeho kontakty poté spínají příslušné stykače hlavního kontroléru. Celkem je k dispozici 56 jízdních stupňů. Řízení lokomotivy v režimu "brzda" provádí strojvedoucí rovněž pákovým řídicím kontrolérem. Příslušnými polohami tohoto ovladače je zvyšován nebo snižován tlak v převodníku, kde je tlak vzduchu převáděn na elektrickou veličinu, která je vstupním signálem pro regulátor EDB. Z výroby byly lokomotivy vybaveny automatickou regulací rychlosti, ale zařízení bylo později demontováno, protože ve spojení s odporovou regulací nepodávalo dobré výsledky. Lokomotivy vybavené řídicím systémem umožňují automatické řízení rozjezdu, které se ale v praxi příliš nepoužívá. Tento způsob řízení spočívá v nastavení požadované rychlosti otočným přepínačem, načež začne narůstat trakční proud. V okamžiku, kdy je dosaženo požadovaného trakčního proudu, stiskne strojvedoucí tlačítko "Automatický rozjezd" a lokomotiva se rozjede přibližně na požadovanou rychlost při zadaném trakčním proudu. Z ukazatelů jsou v řídicím pultu instalovány dva ampérmetry trakčního proudu, voltmetr napětí v troleji, manometr hlavních vzduchojemů, brzdového potrubí a brzdových válců a manometr tlaku v převodníku. Na tomto ukazateli může strojvedoucí sledovat intenzitu elektrodynamického brzdění podobným způsobem jako na manometru brzdových válců.

Baterie, ochrany, výbava

Zdrojem napětí pro palubní síť je niklokadmiová akumulátorová baterie o kapacitě 150 Ah. Napětí palubní sítě činí 48 V stejnosměrných. Baterie je dobíjena dvěma nabíjecími dynamy, poháněnými od ventilátorů trakčních motorů. Ve výbavě lokomotivy je ochrana proti skluzu, nadproudová, diferenciální a přepěťová ochrana, lokomotivy řady 151 jsou navíc vybaveny mikroprocesorovou ochranou proti smyku. Lokomotiva je vybavena diagnostikou poruch s výstupem nalevo od řídicího pultu a nad čelním oknem. Lokomotivy řady 151 jsou vybaveny elektronickou rychloměrnou soupravou Metra LT, která nahradila původní mechanické rychloměry, které byly umístěny z důvodu velkého sklonu čelního skla netradičně k pravé stěně stanoviště. Elektronický rychloměr je i na některých lokomotivách řady 150. Lokomotivy řady 150 jsou vystrojeny mobilní částí liniového vlakového zabezpečovače LS IV s návěstním opakovačem zabudovaným v řídicím pultu. Rekonstruované stroje řady 151 mají původní zabezpečovač nahrazen novým typem LS 90.

Fotogalerie

Praha-Vysočany
231 ČD
2005-08-31
© David Švestka

1024x768 px | 209 kB

Praha hl.n.

2004-10-25
© David Švestka

1024x768 px | 165 kB

© David Švestka

1024x768 px | 154 kB

© David Švestka

1024x768 px | 170 kB

Valy u Přelouče
010 ČD
2006-07-26
© David Švestka

1024x681 px | 373 kB

Technická fotodokumentace

151.004-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 81 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 146 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 122 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 103 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

768x1024 px | 184 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 160 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 108 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 111 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 103 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 185 kB

© David Švestka

1024x768 px | 203 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 153 kB

151.016-3 ČD
© David Švestka

768x1024 px | 169 kB

151.016-3 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 187 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 115 kB

151.016-3 ČD
© David Švestka

768x1024 px | 153 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 209 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 176 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 151 kB

150.009-9 ČD
© David Švestka

1024x768 px | 154 kB

151.016-3 ČD
© David Švestka

768x1024 px | 120 kB

950x500 px
96 kB