EN57 jest najpowszechniej spotykanym elektrycznym zespołem trakcyjnym na polskiej sieci kolejowej. Obsługiwane są nim pociągi regionalnymi, lokalnymi i aglomeracyjne jak również część pociągów międzyregionalnych na liniach zeelektryfikowanych.

Dane techniczne:

Historia:
EN57 powstał na podstawie wcześniej wytwarzanych jednostek EW55. Pierwsze jednostki tego typu produkowane od 1962r przez Pafawag miały przedziały z miejscami zarówno 1 jak i 2 klasy. Po 1966r wszystkie nowopowstałe zespoły posiadały jedynie klasę 2. Od tamtego czasu niewiele zmieniono w konstrukcji. Najważniejszą zmianą jest wprowadzenie począwszy od numery 1900 nowego czoła kabiny (z szybą przednią dzieloną na 2 części zamiast na 3 jak uprzednio). Trzy jednostki zostały wyposażone próbnie w układy rozruchu impulsowego (2001-2003 -> ob. 1826-1828). Numery z serii 200 nadawano jednostkom powstałym na bazie kasowanych wagonów.

Schemat rozmieszczenia urządzeń w wagonie silnikowym.
1 - silniki trakcyjne, 2 - przetwornica, 3 - skrzynia wyłącznika szybkiego, 4 - skrzynia aparatury wn,
5 - rezystory rozruchowe, 6 - sprężarka, 7 - boczniki indukcyjne, 8 - rezystory bocznikowania,
9 - prądnica oświetleniowa, 10 - wentylator

W EN57 środkowy wagon jest wagonem silnikowym. W nim znajduje się całość aparatury wysokiego napięcia. Silniki są umieszczone w wózkach wagonu sposobem tramwajowym tzn "za nos". Ponieważ przy takim systemie zawieszenia masa zestawu napędowego jest zwiększona o część masy silnika, która opiera się na osi. Zwiększenie masy napędowej powoduje to niekorzystny wpływ na nawierzchnię i dlatego nie może on być stosowany w przypadku wyższych prędkości. Przyjmuje się że pojazdy w ten sposób zbudowane nie mogą jeździć z prędkością większą niż 120km/h. Jednak w przypadku ruchu lokalnego takie prędkości są wystarczające, a większe znaczenie ma maksymalne przyspieszenie i opóźnienie pojazdu.

Zawieszenie silnika "za nos" (systemem tramwajowym)
1 - zestaw kołowy, 2 - silnik trakcyjny, 3 - ostoja wózka, 4 - amortyzatory,
5 - "nos", 6 - oś zestawu kołowego, 7 - łożysko ślizgowe, 8 - maźnica

Silniki LK450 mają znamionowe napięcie pracy 1500V. Istnieją dwa podstawowe układy pracy silników w EN57 - (a) wszystkie 4 połączone w szereg oraz (b) połączenie równoległe 2 gałęzi składających się z 2 szeregowo połączonych silników (patrz schemat poniżej).

Pierwszy sposób połączenia nazywany jest połączniem szeregowym. Napięcie na silniku wynosi wówczas 1/4 napięcia sieci czyli około 750V. Jest to połączenie wykorzystywane przy rozruchu oraz do jazdy z mniejszymi prędkościami. Drugi przypadek jest to połączenie nazywane równoległym. Napięcie na silniku wynosi 1/2 napięcia sieci i jest równe napięciu znamionowemu. Dodatkowe możliwości sterowania silnikami są uzyskiwane przez odpowiednie dołączanie do obwodu rezystorów rozruchowych lub boczników.

Schemat obwodu głównego
1 - zestaw kołowy, 2 - silnik trakcyjny, 3 - ostoja wózka, 4 - amortyzatory,
P_A, P_B - pantografy, OG - odłącznik pantografów, OZ - odgromnik zaworowy,
SU - styczniki uszyniające, WS1-WS4 - układ styczników pełniący funkcję wyłącznika głównego,
PR - przekaźnik różnicowy, SL1,SL2 - styczniki główne (liniowe), PN1-PN4 - przekaźniki nadmiarowe,
OS1-OS4 - odłączniki silników trakcyjnych, SR1,SR2 - styczniki pracy równoległej, R₁-R₁₀ - rezystory rozruchowe,
SM1,SM2 - styczniki mostkowania, SK1-SK16 styczniki grupowe wału kułakowego, S1-S4 - silniki trakcyjne,
BI1-BI4 - boczniki indukcyjne, R₂₀-R₂₆ - rezystory bocznikowania, N - nawrotnik,
PSR - przekaźnik samoczynnego rozruchu, BA - bocznik amperomierza.

Obwód, do którego należą silniki trakcyjne nazywany jest obwodem główym. Sterowanie tym obwodem odbywa się za pomocą wału kułakowego. Jest to obrotowy wał, na który są nałożone styki zamykające lub otwierające odpowiednie części obwodu w zależności od kąta o jaki jest on obrócony. Rozruch rozpoczyna się zawsze w pozycji 1 wału, gdy włączone w szereg są wszystkie rezystory rozruchowe. Jeśli prąd w obwodzie spadnie poniżej wartości zadziałania przekaźnika rozruchu PSR czyli poniżej 175 A, wał zostaje obrócony do następnej pozycji. W miarę przyspieszania zamykane sa kolejne styki z grupy SK1-SK10 powodując stopniowe zmniejszanie wartości oporów rozruchowych. W przypadku przejścia z pozycji szeregowej na równoległą najpierw otwierane są styki SM1,SM2 a następnie zamykane SR1 i SR2. Dalsze przyspieszanie jest możliwe dzięki włączaniu w obwód kolejnych boczników. Kierunek obrotów silników (a co za tym idzie kierunek jazdy) jest regulowany kierunkiem przepływu prądu przez uzwojenie wzbudzania. Kierunek przepływu prądu jest uzależniony od położenia styków nawrotnika N1-N8.

Skrzynka oporów rozruchowych

Opory rozruchowe są to nawinięte na ilozatorze kawałki drutu oporowego. Szpule te są łączone w skrzynki. Skrzynki natomiast ze względu na znaczne rozmiary umieszczane są pod pudłem wagonu silnikowego. Od zewnętrznej strony wagonu zabezpieczone są klapami uniemożliwiającymi dostęp do nich pod napięciem. Z innych stron opory są nie osłoniete dzięki czemu są one chłodzone powietrzem podczas jazdy.

Oświetlenie składu jest zasilane z obwodu prądu przemiennego o napięciu 220V i częstotliwości 500Hz. Napięcie to jest wytwarzane w przetwornicy. W starszych jednostkach jest to przetwornica maszynowa (zespół silnika prądu stałego i generatora). Zastępowane są one w ramach modernizacji przetwornicą statyczną (elektroniczną). Świetlówki o mocy 25W każda są zamontowane w dwóch obwodach - zasadniczym i pomocniczym (awaryjnym). Dodatkowo istnieje oświetlenie bezpieczeństwa - żarówki o mocy 8W zasilane napięciem 110V prądu stałego z baterii akumulatorów.

sprzęg typu Scharfenberga
1 - pokrywa odchylna, 2 - płyta stykowa z klawiaturą, 3 - styki sprężynujące,
4 - czołowa część sprzęgu, 5 - mechanizmy sprzęgające, 6 - prowadnik sprzęgu.

Jednostki między sobą są łączone przy pomocy sprzęgu automatycznego Scharfenberga. Sprzęg oprócz tego, że łączy mechanicznie zawiera dodatkowo złącza elektryczne (ukryte pod uchylną klapą - klapa ta podczas łączenia jest podnoszona ręcznie lub też pneumatycznie z kabiny) i przewód sprężonego powietrza. Aby móc podłączyć ezt lokomotywy lub wagonów (nie posiadających sprzęgów automatycznych) należy zastosować specjalną przejściówkę nakładaną na sprzęg. Wagony wchodzące w skład zespołu trakcyjnego są łączone między sobą tzw. sprzęgiem krótkim, który może być rozłączony jedynie w warsztacie. Składa się on z dwóch amortyzatorów z tulejami prowadzącymi.

hamulec elektropneumatyczny
1 - zawór rozrządczy, 2 - przekaźnik hamowania (2a) i odhamowania (2b), 3 - zbiornik pneumatyczny,
4 - odluźniacz, 5 - filtr powietrza, 6 - podwójny zawór zwrotny,
8 - przełącznik elektropneumatyczny, 9 - elektropneumatyczny zawór odhamowania,
10 - rezystory, 11 - cylinder hamulcowy, 12 - przewód hamulcowy, 13 - elektryczny przewód zasilający,
14 - elektryczny przewód odhamowania, 15 - przewód hamulcowy, 16 - przewód główny,
17 - elektryczny przewód odhamowania, 18 - elektryczny przewód hamowania

W EZT stosowany jest hamulec elektropneumatyczny. Jest on bardziej skomplikowany od hamulca pneumatycznego ale do jego zalet należą szybkość działania i możliwość stopniowego hamowania i odhamowywania. Hamulcem można sterować zarówno drogą elektryczną jak i pneumatyczną. Układ przedstawiony na schemacie jest zainstalowany w wagonach stwrowniczych (rozrządczych). W wagonie silnikowym układ nie posiada nastawników i przyrządów pomiarowych.

[1] Paweł Terczyński - Atlas lokomotyw
[2] E. Mierzejewski - Elektromonter taboru szynowego - WKiŁ 1990
[3] J. Czapla, W. Seruga - Trakcja elektryczna w transporcie - WKiŁ 1990
[4] J. Podoski, J. Kacprzak, J. Mysłek - Zasady trakcji elektrycznej - WKiŁ 1990
[5] Jerzy Gruszczyński - Eksploatacja pojazdów trakcyjnych
[6] Materiały promocyjne Kolei Mazowieckich - KM Sp.z o.o.