Elektrický akumulátorový rušeň radu 199.4

   Dvojnápravový elektrický akumulátorový rušeň radu 199.4 je určený predovšetkým pre posun v rušňových depách. Rušeň má skupinový pohon oboch náprav. Uprostred hlavného rámu je umiestnená vežová kabína strojvodcu, okrem kabíny sú na hlavnom ráme umiestnené aj dva kapotové predstavky s postrannými ochodzami.  

Rušeň má jednu vežovú kabínu rušňovodiča, ktorá je umiestnená v strednej časti na hlavnom ráme. Kabína je z každej strany presklená, čím je zaručený dostatočný rozhľad. V kabíne je umiestnený hlavný aj pomocný elektrický rozvádzač, riadiaci pult a dve sedadlá. Rám kabíny je vyrobený z uzavretých profilov. Vonkajší plášť je z oceľového plechu s hr. 1,5 mm, vnútorný plášť je z plechu ZIP. Medzi oboma plášťami je tepelná a zvuková izolácia a na povrchu izolačný náter. Podlaha v kabíne je vyrobená z nepremokavej drevotriesky, ktorej gumený povrch je protišmykový. Na prednom a zadnom okne sú elektrické stierače. Bočné okná sú otvárateľné posúvaním do boku. Na prednej vnútornej stene kabíny sú v hornej časti umiestnené dve klimatizačné ventilátory a v spodnej časti dva elektrické odporové vykurovacie telesá. Vstupné dvere do kabíny sú zvonku uzamykateľné. V kabíne je ešte ručná brzda a záklopka záchrannej brzdy. Proti priamemu ohrevu kabíny v letnom období je použitá tropická strecha. 

 

 

 Predstavok rušňa je zo zvarovaného rámu, ktorý je pripevnený na hlavný rám. Na predstavku sú bočné odnímateľné plechy a dve sklápacie veká, ktoré umožňujú prístup ku trakčnej a pomocnej akumulátorovej batérii. Na oboch stranách predstavku sú postranné lávky (ochodze), ku ktorým je výstup umožnený pomocou stúpačiek v krajnej časti predstavku. V každom predstavku je v dvoch samostatných sekciách umiestnených 75 článkov trakčnej akumulátorovej batérie a 10 článkov pomocnej akumulátorovej batérie. Pre prípad havárie pri zásahu bleskom alebo pri spadnutom trakčným trolejom sú kabína a kapota predstavkov uzemnené cez hlavný rám a obe nápravy.  

 

 

 Pre pohon rušňa je použitá trakčná akumulátorová batéria, ktorá sa skladá zo 150 niklokadmiových článkov KPM 250. Jednotlivé články sú poukladané do drevených skríň, ktoré sú zabudované do nosného rámu. Tento nosný rám je izolovane prichytený k hlavnému rámu. Pod akumulátorovými drevenými skriňami je podložená vaňa, ktorá slúži na zachytenie prípadného úniku elektrolytu. Regulácia otáčok trakčného motora a teda rušňa je pomocou pulzného meniča. Trakčnú akumulátorovú batériu možno nabíjať zo siete 3x400V/50Hz nabíjačom, ktorý je namontovaný v rušni. Batéria je nabíjaná aj cez pulzný menič, ktorý zabezpečuje rekuperáciu pri brzdení. Trakčný motor ČKD TE 022 je jednosmerný sériový so štyrmi hlavnými a štyrmi pomocnými pólmi. Motor má cudzie chladenie vzduchom zabezpečené ventilátorom, ktorý je uchytený na plášti trakčného motora. Chladiaci vzduch je vháňaný cez do motora otvorom v jeho prednej časti, prúdi cez komutátor medzi statorovými pólmi a axiálnymi otvormi v puzdre aktívneho železa rotora a vystupuje otvormi na čele zadného štítu motora. Na kužeľovom konci hriadeľa motora je nasadený náboj spojky a brzdový bubon čeľusťovej brzdy. Motor je spojený s trakčnou prevodovkou reťazovou spojkou. Nabíjač trakčnej batérie novej generácie rýchlonabíjačiek zabezpečuje optimálny nabíjací režim bez nadmerného vytvárania plynov a zahrievania akumulátorovej batérie, čo priaznivo vplýva na životnosť akumulátorovej batérie a výhodou je aj hospodárna prevádzka, pretože nabíjanie trvá asi o polovicu kratšie ako pri klasickom spôsobe. Rýchlonabíjačka môže pracovať v dvoch režimoch, jeden režim je prevádzkové nabíjanie a druhý režim je predĺžené nabíjanie, ktoré sa používa po 10 až 12 nabíjaniach prevádzkových na obnovenie kapacity trakčnej akumulátorovej batérie.  

 

 

 Hlavný elektrický rozvádzač R1 sa nachádza na čelnej stene v kabíne rušňovodiča. Predná a bočné steny rozvádzača sú oplechované. Na hornú časť rozvádzača je pripevnený riadiaci pult MS1. V ľavej časti hlavného elektrického rozvádzača je umiestnený pulzný menič, regulátor a snímač regulácie. V ľavej časti sú umiestnené aj odpojovače kladného a záporného pólu trakčnej akumulátorovej batérie. V pravej časti rozvádzača sú umiestnené ďalšie elektrické prvky (reléové a stýkače jazdy a brzdenia). Pomocný elektrický rozvádzač je umiestnený v zadnej časti kabíny. Okrem elektrických prvkov je v pravej časti uložený mechanizmus ručnej brzdy. Riadiaci pult je uložený na hornej časti hlavného elektrického rozvádzača. Na riadiacom pulte je panel ovládacích prvkov, panel meracích prvkov a signalizačné svietidlá. Hlavným prvkom je kontrolér, ktorého ovládacie páky sú mechanicky prepojené na obe strany riadiaceho pultu. Takisto sú prepojené aj páky radenia smeru jazdy. Trakčná akumulátorová batéria sa pripája k trakčnému obvodu cez odpojovač kladného a záporného pólu. Cez hlavné stýkače a smerové stýkače sa privádza energia do pulzného meniča, ktorým sa reguluje napájacie napätie trakčného motora. Napätie na výstupe z pulzného meniča je závislé od časovej konštanty spínania výstupného tranzistora meniča. Pri plnom otvorení výstupného tranzistora sa menič vyradí z činnosti. Regulátor pulzného meniča zabezpečuje obmedzenie maximálneho prúdu trakčného motora, odpojenie pohonu pri dosiahnutí maximálnej rýchlosti a meranie spotreby energie z trakčnej akumulátorovej batérie. Pri brzdení elektrodynamickou rekuperačnou brzdou sa energia rekupuruje do trakčnej akumulátorovej batérie. Nárast prúdu nad hodnotu 250 A je obmedzený regulátorom. Z trakčnej batérie sú napájanie aj vykurovacie telesá, ktoré zabezpečujú vykurovanie kabíny rušňovodiča. Z pomocnej akumulátorovej batérie sú napájané obvody ovládania trakcie a pomocné zariadenia. Bubnová brzda trakčného motora je ovládaná brzdičom typu LA 20 od výrobcu ČKD Trakce. Bubnová čeľusťová brzda je určená na mechanické brzdenie trakčného motora. Do činnosti ju je možné v každom režime príslušnými tlačidlami. Bubnová trecia brzda sa skladá z bubna spojeného s hriadeľom trakčného motora a čeľustí s brzdovým obložením, ktoré obopínajú bubon. Pri poklese účinku elektrodynamickej rekuperačnej a pri stojacom rušni sú čeľuste pritláčané k bubnu. Pri chode sú čeľuste rozovreté silou elektromagnetu brzdiča LA 20. Rušeň má aj koľajnicové brzdy typu FC 34 od toho istého výrobcu. Koľajnicová brzda je zavesená na hlavnom ráme medzi nápravami a slúži na brzdenie rušňa trením o temeno koľajnice. Koľajnicové brzdy sú napájané z pomocnej akumulátorovej batérie a ovládajú sa z pultu v kabíne rušňovodiča. Ručná brzda sa ovláda pákou v zadnej časti kabíny rušňovodiča a pôsobí na zadnú nápravu. Na rušni je na oboch čelách umiestnený jeden hlavný svetlomet, v ktorom je 24 V žiarovka s výkonom 50 W. Rovnako sú tu umiestnené i biele a červené pozičné svetlá typu US 006 A,B so žiarovkami 24 V, 21 W. V kabíne rušňovodiča je žiarivkové svietidlo 24 V, 2x20 W a 2x15 W, ktoré umožňuje plné osvetlenie 50 Lx a tlmené osvetlenie 10 Lx. Zabezpečené je aj osvetlenie prístrojov v riadiacom pulte. V rušni je namontovaná aj výstražná húkačka. 

 

 

 Záverom je potrebné uviesť, že prvý rušeň 199.401-1 "SAM" (samohybný akumulátorový mechanizmus) sa od ostatných líši okrem iného aj v tom, že kabínu má pôvodnú z rušňa radu T 211.1. Rušne boli vyrábané od roku 1992 v rušňovom depe vo Vrútkach, do roku 2005 bolo vyrobených celkom 16 kusov (199.401 až 199.416). Okrem tohto bol jeden rušeň s označením 199.951 v roku 2001 vyrobený aj pre úzkorozchodné depo (1000 mm) TEŽ v Poprade.