AUTOMOTOARELE DESIRO,

UN SUCCES FEROVIAR

O data cu prezentarea familiei de automotoare DESIRO si livrarea primelor vehicule de serie VT 642, a fost stabilita directia pentru o noua generatie de automotoare inovative, flexibile si atractive pentru calatori. Noua familie de vehicule a aparut ca urmare a actualelor cerinte din transportul regional de calatori. Alaturi de confortul oferit calatorilor - design modern, siguranta, fiabilitate si costuri reduse pe ciclul de viata -, conceptul DESIRO satisface si cerintele livrarii imediate, in serii mici, indeplinind dorintele specifice ale clientului, si toate acestea in conditiile presiunilor constante pentru reducerea costului vehiculului.

Vehicule noi pentru actualele directii
din transportul regional de calatori

Privit din punctul de vedere al ofertei, al situatiei si distributiei, transportul feroviar public de calatori in tarile industrializate, in special in Germania, se caracterizeaza prin antagonisme extreme. Pe de o parte, exista retele deosebit de bine organizate si de eficiente in marile aglomerari urbane, legate intre ele prin sisteme de transport de mare viteza, cu o frecventa ridicata si timpi de parcurs redusi. De cealalta parte, transportul regional in teritoriu sufera prin neatractivitate, lipsa de eficienta, inchideri de linii si oferte reduse, si aceasta in conditiile in care se cheltuiesc sume importante pentru subventii, iar congestionarea soselelor si poluarea devin greu de evitat.
Transportul in teritoriu a inceput sa fie neglijat, mai intai din cauza cresterii motorizarii individuale, apoi si a concentrarii atentiei asupra legaturilor prestigioase tip IC si ICE, cu consecintele cunoscute. In anii '90, procesul s-a repetat si in noile landuri germane, chiar daca a fost decalat in timp. Exista doar putine exemple de sisteme regionale de succes. Unul dintre ele ar fi neindoielnic sistemul de transport combinat si integrat regional/urban din Karlsruhe; apoi, utilizarea automotoarelor usoare moderne pe liniile locale din Düren.
Reforma sistemului feroviar a marcat un posibil punct de cotitura in aceasta desfasurare. Prin regionalizare, competitie si privatizare, transportul regional de calatori poate fi nu numai reactivat, dar chiar transformat in cea de-a treia componenta de baza a unui transport feroviar sanatos si eficient, alaturi de transportul de lung parcurs si de transportul public local. Sarcina industriei feroviare este de a sustine acest proces prin realizarea si promovarea unor vehicule inovative si economice.
Situatia actuala este in general bine cunoscuta: transportul regional se desfasoara pe distante relativ lungi, cu vehicule imbatranite si neatractive. In ceea ce priveste achizitionarea de vehicule noi, atat constructorul, cat si cel ce le exploateaza intampina dificultati. Perioade de proiectare si termene de livrare tot mai scurte, solicitari specifice ale clientilor la serii foarte mici, cu complexitati tehnice tot mai mari, toate acestea, la preturi cat mai reduse, conduc la tergiversari ale livrarilor datorate defectelor si cedarilor, in cazuri extreme chiar la retragerea unor intregi serii. Consecintele acestor intamplari sunt pierderea de imagine si chiar neglijarea scopului final pentru multi dintre cei implicati. In aceste conditii si sub continua presiune a concurentei transportului rutier (autoturisme, autobuze si microbuze), devine foarte dificila promovarea transportului feroviar ca o alternativa ecologica viabila.
O cale de iesire din acest conflict de interese o constituie realizarea unui concept-platforma pentru un vehicul bazat pe modularizare, standardizarea subansamblurilor si a subsistemelor.

Ideea si dezvoltarea ei

In urma unui fenomen asemanator petrecut la mijlocul anilor '90 in transportul public urban, Siemens a fost printre primele firme care au urmat aceasta cale, dezvoltand conceptul modular al tramvaiului cu podeaua joasa COMBINO® . Alte platforme-concept de succes au fost familia de locomotive EuroSprinter® si vehiculele automotoare pentru tren urban cu podeaua inalta CitySprinter®.
Cam in aceeasi perioada de inceput s-au facut eforturi in vederea realizarii unui vehicul pentru transportul regional inovativ, necostisitor si atractiv pentru public. Aceste actiuni s-au concretizat in anul 1995 prin lansarea vehiculului EuroSprinter®. Considerat de unii drept urmasul legitim al seriei de automotoare usoare construite de DUEWAG incepand cu anul 1950, acesta era caracterizat printr-o constructie modulara si flexibila. Prin utilizarea tehnicii constructive de asamblare cu suruburi a elementelor din aluminiu, metoda folosita ulterior si la vehiculele Combino si CitySprinter, se puteau obtine reduceri semnificative de greutate. Alte calitati marcante ale acestui automotor pentru serviciu regional ar fi: o mare parte a podelei situata la inaltimea de numai 575 mm, instalatii moderne de comunicare, amenajare pentru transportul bicicletelor. Comanda initiala pentru liniile locale din Düren a fost urmata de cea a Vogtlandbahn si a unui operator din Danemarca.
Comanda DB AG pentru 150 de vehicule ale seriei 642 a adus cu sine si modificari importante ale conceptului:
• constructie din aluminiu sudat, in locul tehnologiei de asamblare prin suruburi;
• boghiuri intermediare comune de tip Jakob, in locul rotilor individuale;
• boghiuri motoare conventionale, in locul axelor motoare individuale;
• rezistenta longitudinala la comprimare, conform normelor EBO;
• conceptia mai elaborata a vehiculului.
Prin aceste modificari, automotoarele seriei 642 au devenit primele reprezentante ale familiei DESIRO construite modular si pregatite pentru viitoarele dezvoltari. Urmatorul pas in aceasta directie l-a constituit realizarea automotoarelor electrice seriile EMG 312-0 si 312-1 pentru caile ferate slovene, reprezentand extinderea platformei prin adaptarile actionarii electrice la sistemul 3 kV c.c., precum si realizarea trenului articulat din trei vagoane. Un alt contract pentru caile ferate elene a condus la realizarea trenurilor formate din cinci vagoane pentru sistemul 25 kV/50 Hz c.a.
Efectele sinergice si experienta acumulata din proiectarea si realizarea acestor trei serii de vehicule au condus in final la structurarea si definitivarea principiilor constructive ale familiei DESIRO. Experienta pozitiva a constructiei modulare a fost utilizata in mod consecvent, iar tipurile de vehicule care lipseau din concept au fost realizate, rezultand astfel o intreaga familie de automotoare pentru serviciul regional, cu viteze maxime cuprinse intre 140-160 km/h. Au fost dezvoltate in special automotoare Diesel cu puteri mari si transmisie hidraulica sau electrica. Pentru retelele electrificate de curent alternativ 15 kV/16,7 Hz au fost dezvoltate automotoare electrice articulate, cu pana la sase vagoane, pentru DB Regio, seriile 424 pana la 426. In vederea circulatiei trenurilor pe linii cu sarcina pe osie admisibila foarte redusa sau pentru a putea prelua densitati mari de calatori, a fost necesara modificarea conceptului de tren articulat si trecerea la trenul conventional, cu vagoane independente si boghiuri obisnuite.

Conceptul si realizarea acestuia

Asa cum s-a aratat deja, familia de vehicule DESIRO a fost conceputa in viziunea "unul pentru toti", adica un vehicul care sa poata acoperi o paleta cat mai larga de utilizari:
• familia DESIRO este printre putinele care cuprind atat automotoare Diesel, cat si electrice;
• configuratiile posibile ale trenului acopera toate fluxurile probabile de calatori, de la linii secundare putin frecventate si pana la serviciul suburban (S-Bahn);
• configuratia variabila a interiorului si adaptabilitatea inaltimii platformelor de acces si a podelei permit utilizarea trenurilor in cele mai diverse conditii de trafic si servicii (de exemplu, linie pentru deservirea aeroporturilor).
Alte avantaje importante pentru operator, pentru calator si mediu si care au fost luate in consideratie la proiectare sunt:
• adaptarea puterii vehiculului la cerintele de trafic sau topografice se realizeaza prin conceptul modular al actionarii;
• design-ul modern al interiorului si cel al exteriorului permit operatorului sa-si realizeze propria imagine de firma (corporate identity);
• conceptia modulara a vehiculului conduce la existenta unui numar mare de piese si subansambluri identice, la o reducere a cheltuielilor de aprovizionare si de intretinere, precum si la o reducere substantiala a cheltuielilor pe ciclul de viata;
• in vederea indeplinirii solicitarilor clientului privind facilitatea accesului, s-au facut eforturi de a adapta inaltimea acceselor la cea a peroanelor, iar interiorul a fost realizat utilizand cat mai putine trepte, rampe sau portiuni inaltate.
Ca urmare, familia de vehicule cuprinde doua grupe: trenurile articulate, tot mai apreciate in anumite segmente de piata, si trenurile conventionale, compuse din vagoane individuale. Pot fi realizate astfel trenuri automotoare cu o lungime cuprinsa intre 25,5 m si circa 105 m, cu o capacitate de 115 pana la 600 de calatori. Lungimea vagoanelor intermediare poate fi adaptata in functie de cerintele de trafic. Pentru a se putea realiza valorile de acceleratie necesare, in cazul automotoarelor Diesel dotate cu un agregat propulsor in fiecare vehicul de capat, configuratia maxima a trenului se limiteaza la trei vagoane. Aceasta configuratie se dovedeste a fi confirmata de practica, deoarece majoritatea liniilor cu fluxuri mari de calatori sunt deja electrificate.

Detalii tehnice

Cutia vehiculului este construita integral din aluminiu si e prevazuta cu elemente de prindere standardizate pentru fixarea tuturor componentelor vehiculului. In vederea asigurarii posibilitatii executarii locale a constructiei, a fost prevazuta si o varianta din otel a cutiei vehiculului. Fiind o componenta modulata, cutia vehiculului se bazeaza pe solutii constructive si tehnologice standardizate, care, in limita variantelor disponibile, se pot adapta necesitatilor de exploatare si cerintelor clientului. Aceste variante difera, in principal, prin inaltimea podelei sau dispozitia usilor si a ferestrelor. Miezul conceptului il reprezinta modulele de baza functionale, care sunt in stransa legatura cu restul subsistemelor si componentelor. Un concept-platforma modulara este caracterizat de o definire clara si de respectarea stricta a interfetelor mecanice, electrice, de comunicare, termice, acustice si de alta natura in conceptia generala a vehiculului.
In dorinta de a asigura un design variabil pentru vehicul, partile frontale sunt construite din material plastic armat cu fibra de sticla, asamblate permanent, prin lipirea cu un strat gros de adeziv, de structura de baza. In afara formei cunoscute a automotoarelor seriei 642 si EMG 312, firma TriCon Design GmbH a mai elaborat si alte forme constructive ale capetelor vehiculului. In limitele respectarii anumitor cerinte tehnice, se poate realiza un design individual corespunzator dorintelor clientului.
Echipamentul de actionare este amplasat intotdeauna pe vehiculele de capat. Toate subansamblurile mari (motor Diesel si transmisie, transformator, convertor/invertor) sunt amplasate in spatele sau deasupra boghiurilor extreme. In functie de necesitati si posibilitati, se amplaseaza si echipamentele auxiliare tot in vehiculele de capat. In acest fel se obtine o zona cu podeaua joasa si usor accesibila in cea mai frecventata parte, cea din mijlocului vehiculului, in timp ce capetele, cu podeaua mai inalta, sunt considerate zone linistite, frecventate indeosebi de calatorii de lung parcurs. Aceasta configuratie este avantajoasa si din punctul de vedere al repartizarii greutatii aderente, deasupra boghiurilor de capat, care sunt intotdeauna motoare.
Pentru aceasta familie de vehicule se utilizeaza subsisteme si componente definite unitar. Gama catalogului de componente se extinde asupra tuturor sistemelor electrice si mecanice ale vehiculului. Plecand de la conceptul modular al vehiculului insusi si de la utilizarea unor subsisteme functionale cu interfete bine definite - cum ar fi amenajarea compartimentului pentru calatori si a cabinelor de conducere, comanda vehiculului, climatizarea sau sistemul de tractiune si de franare -, s-a pus un accent deosebit si pe o conceptie modulara a componentelor insesi. Multitudinea de variante definite de diferitele configuratii ale vehiculului, echipamentele de actionare, tensiunile de alimentare s.a. pot fi realizate in mod rational numai prin sisteme modulare si la nivelul componentelor. Exemple de succes in acest domeniu ar fi:
- familia de boghiuri SF 5000 (boghiuri conventionale si Jakob);
- sisteme de reglaj si diagnoza pe baza sistemului bus performant (MVB/WTB) conform standardului TCN si componente hard /soft SIBAS®;
- convertor cu IGBT al sistemelor SIBAC® si SIBEST® pentru sistemele de tractiune si auxiliare.
Utilizarea consecventa a solutiilor standardizate la nivelul componentelor conduce la unele avantaje asemanatoare cu cele ale intregului vehicul si in ceea ce priveste siguranta exploatarii sau stocurile. Considerate ca principiu de baza al executiei, atat pentru constructor, cat si pentru subconstructori, solutiile standardizate la nivelul componentelor creeaza astfel premisele unor timpi scurti de livrare.
Toate constructiile - atat pentru cutia vehiculului si boghiuri, cat si pentru subansambluri si componente - au fost realizate cu ajutorul tehnicilor 3D-CAD. Aceste mijloace permit reprezentari grafice ale variantelor (virtual prototyping) si permit clientului alegerea anticipata a design-ului dorit. In acest scop este utilizata banca de date SIMUKIT®, un mijloc auxiliar pentru descrierea interfetelor si a componentelor cuprinse in stocul de solutii disponibile.
Solutiile combinative optime si respectarea solicitarilor individuale ale clientilor au condus deja la realizarea si vanzarea a 209 trenuri din familia DESIRO.

Concluzii

Prin realizarea familiei de vehicule DESIRO ca urmare a dezvoltarii unor produse deja existente, s-a putut crea, intr-un timp deosebit de scurt, un concept pentru un vehicul de transport regional a carui diversitate si multifunctionalitate pot deveni un exemplu. O data cu aparitia primelor vehicule de serie s-au pus bazele viitoarelor proiecte din Europa si din intreaga lume. Sa speram ca noul concept flexibil si inovativ al familiei va tine pasul cu progresul tehnologic din industria constructoare de material rulant, dar si cu dorintele specifice ale clientilor, iar noile vehicule DESIRO sa se poata adapta cu succes conditiilor specifice de exploatare feroviara din tara noastra.

Documentare realizata de ing. Antonio Bianco
in baza unor surse Siemens