Geneza lokomotywy elektrycznej EP09.

W 60-lata XX wieku, w Polsce to był czas kiedy transport lotniczy był w powijakach, a ciężarówki zapewniał transport lokalny. Prawdziwym krwiobiegiem gospodarki narodowej była kolej. Trwała elektryfikacja głównych szlaków kolejowych. Produkowano dobre lokomotywy spalinowe i elektryczne. Rozważano budowę nowych szlaków kolejowych Śląsk – Warszawa – Trójmiasto oraz Śląsk – Wschodnia granica Polski (bo Polska gospodarka była uzależniona od gospodarki CCCP).

W szczegółowych planach była budowa linii kolejowej Nr 4, z Grodziska Mazowieckiego do Zawiercia, czyli Centralnej Magistrali Kolejowej (CMK). Dokumentacja powstała w 1970 roku. Szlak Nr 4 zbudowano i ma on długość 223,824 km. Szlak został przystosowany do prędkości podróżnej 250 km/h. Łuki na szlaku mają promień 4 000 m i są większe niż we Francji na szlakach TGV (3 800 m). Do obecnych czasów (2024 rok) nie zbudowano CPK Północ.

Po stanie wojennym, w 1984 roku, na CMK skierowano pierwsze pociągi pasażerskie, ekspresowe. Kursował ekspres „Górnik” na trasie Warszawa – Katowice, który z lokomotywą EU05 osiągał prędkość 140 km/h. Zmodernizowana lokomotywa EP05 osiągała prędkość 160 km/h, ale miała niespokojny bieg i brakowało jej mocy. Dlatego pociągi były prowadzone przez dwie lokomotywy EP05. Dla szlaku należało zaprojektować i zbudować nowy elektrowóz. Zrezygnowano z programu lokomotywy EP23 opartej na ET22, bo analizy wykazały że nie spełni ona oczekiwań. Projektując nowy elektrowóz nie było ryzyka fiasku programu, tak jak wiele lat wcześniej lokomotywy spalinowej serii SP47.

Już w okresie 1977–1978, w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Pojazdów Szynowych w Poznaniu prowadzono prace przygotowawcze i projektowe trzech typów nowych lokomotyw. Pierwsza to projekt typ 104E, czteroosiowa w układzie Bo’Bo’, pasażerskiej o prędkości maksymalnej 140 km/h. Drugi projekt to typ 204E, sześcioosiowa w układzie Bo’Bo’Bo’, pasażerska i towarowa o prędkościach odpowiednio 160 i 120 km/h. Trzeci projekt to typ 205E, dwuczłonowa, towarowa w układzie Bo’Bo’+Bo’Bo’, o prędkości 100 km/h.

Budowa prototypów.

W 1981 roku, ukończono dokumentację lokomotywy typu 104E, którą w PKP oznaczono EP09, a popularnie nazywano „Dziewiątka”, a po latach „Epoka”. Budowę prototypów i lokomotyw seryjnych zlecono Państwowej Fabryce Wagonów (PaFaWag) we Wrocławiu. W 1986 roku, zbudowano dwa prototypy. Drugi prototyp pokazano na Międzynarodowych Targów Poznańskich w czerwcu 1987 roku.

W trakcie budowy pierwszej lokomotywy zdecydowano o podniesieniu prędkości maksymalnej ze 140 km/h do 160 km/h. W tym celu opracowano nową przekładnię silnik trakcyjny – koła.

Przez całe 80-lata, program EP09 miał wrogów, głównie wsród członków PZPR i w Moskwie. Ale miał także gorących zwolenników, którzy dzięki determinacji i silnej woli doprowadzili program do końca i chwała im za to. Parametry lokomotywy EP09 wznosiły nasz przemysł kolejowy na poziom Europy Zachodniej, dlatego program był zagrożeniem dla dominacji CCCP. Zmuszono Polskę, aby program prowadziła we spółpracy w ramach RWPG. Zobowiązano, aby zastosować podzespoły produkowane w CCCP, Czechosłowacji i na Węgrzech. Między innymi silniki z CCCP, które w Polsce poddano modernizacji. Na szczęście program EP09 nie upadł. Pamiętajmy, że jeśli w Moskwie powiedziano by „тебе не нужно делать, не надо” (wam nie trzeba robić, nie rób) ani złotówki nie byłoby na nową lokomotywę.

W 19 marcu 1987 roku, lokomotywę EP09-001 przekazano na stan lokomotywowni Kraków Prokocim, gdzie przeszła testy na różnych szlakach, w tym górskich. Testy wykazały, że na górskich szlakach występuje większe zużycie obrzeży kół, co jest zjawiskiem typowym. Rozważano system smarowania obrzeży kół, ale go nie zastosowano. Większym problemem były pęknięcia zawieszenia silników trakcyjnych. Problemem było także tworzące się duże pole magnetyczne przy jeździe z maksymalną prędkością, co wymagało zastosowanie ekranowania.

Do Krakowa także przekazano EP09-002, w dniu 21 października 1987 roku. Następnie lokomotywę EP09-002 testowano na zasadniczym szlaku, czyli na CMK. Lokomotywa ciągnęła skład złożony z 11 wagonów, w tym 2 wagony pomiarowe. Testowano tempomat, czyli układ prędkości zadanej – UPZ, który potrafił utrzymać prędkość 160 km/h. Dystans Warszawa – Katowice i Warszawa – Kraków pokonywano wielokrotnie.

W dniu 15 maja 1988 roku, lokomotywy EP09 uzyskały dopuszczenie do ruchu i dopuszczenie do poruszania się Centralną Magistralą Kolejową z prędkością 160 km/h. Kiedy w dniu 29 maja 1988 roku, wszedł w życie nowy rozkład jazdy, lokomotywy zadebiutowały przewozem pasażerów. W tym czasie, rozkład zmieniano raz roku, na przełomie maja i czerwca, w poniedziałek. Lokomotywa EP09-001 ciągnęła skład „Krakus” (Warszawa Centralna – Kraków Główny) zastępując lokomotywę EP05. Podczas jazdy osiągano bez trudu prędkość 160 km/h. Średnia prędkość podróży wyniosła 106,5 km/h.

Kilka dni później, do ruchu weszła druga lokomotywa EP09-002. Lokomotywa poprowadziła skład „Górnik” (Warszawa Centralna – Katowice – Gliwice). Pociągi planowo biegły z prędkością 160 km/h.

Przewidywano, że do końca 1988 roku, lokomotywownie Kraków Prokocim i Warszawa Olszynka Grochowska będą miały po 3 nowe lokomotywy EP09, czego nie udało się zrealizować.

Początkowa eksploatacja EP09 wykazała usterki, które systematycznie usuwano. Były pęknięcia wsporników silników elektrycznych i awarie instalacji elektrycznej. W lokomotywach wprowadzano modyfikacje, które powodowały wydłużenie czasu produkcji kolejnych lokomotyw. Aby nie przedłużać podjęcia produkcji seryjnej, zdecydowano się na zastosowanie klasycznego rozruchu oporowego zamiast planowanego tyrystorowego. Również wymieniono sprężarki powietrzne, bo model który wybrano zbyt często ulegał awarii. Rozpad bloku państw socjalistycznych w 1989 roku, również wpłyną na rezygnację z niektórych nowoczesnych rozwiązań. Sięgnięto po sprawdzone rozwiązania z EU07, które nie były już najnowsze, jednak gwarantowały mniej problemów podczas eksploatacji.

Pierwsze dwie lokomotywy EP09-001 oraz EP09-002 poddano modernizacji oznaczając je EP09 typ 104a. Od 1990 roku, produkowano lokomotywy seryjne oznaczone EP09 typ 104b. Lokomotywa EP09-003 ruszyła na szlaki w dniu 30 listopada 1990 roku. Lokomotywa EP09-004 ruszyła na szlaki w dniu 5 grudnia 1990 roku. Lokomotywa EP09-005 ruszyła na szlaki w dniu 3 stycznia 1991 roku. Lokomotywa EP09-006 ruszyła na szlaki w dniu 5 stycznia 1991 roku. Ostatnią lokomotywę EP09 zbudowano w 1997 roku, w czasie kiedy PaFaWag został przejęty przez Adtranz. Firma Adtranz to germańska spółka, która działała w okresie 1996 – 2001, i źle zarządzana została sprzedana koncernowi Bombardier. Zbudowano 47 lokomotyw EP09, z planowanych 200 egzemplarzy. Powszechna jest opinia, że nie ma dwóch identycznych egzemplarzy EP09, mimo, że różnice zewnętrzne są minimalne.

Z innych projektów tego programu zbudowano prototyp 205E – dwuczłonowa towarowa (Bo’Bo’+Bo’Bo’), która nie została poddana kompleksowym testom i ostatecznie powstała w klasycznej odmianie, czyli dwie solówki. Lokomotywa 204E, sześcioosiowa (Bo’Bo’Bo’) nie została zbudowana.

Konstrukcja EP09.

Lokomotywa EP09 ma klasyczny układ. Na wózkach wspiera się ostoja do której przymocowane jest pudło. Na obu końcach lokomotywa ma kabinę maszynisty. Środkowa część lokomotywy to przedział maszynowy. Lokomotywa na dachu ma dwa klasyczne, nożycowe lub połówkowe pantografy (odbieraki prądu).

Lokomotywa ma dwa dwuosiowe wózki (Bo’Bo’), które opracowano w OBRPS Poznań. Wózki były nowoczesnymi konstrukcjami. Zamiast czopu skrętnego, zastosowano wieszaki i sprężyny, które połączyły wózek z pudłem. Wózki połączono sprzęgiem międzywózkowym, co zapewniło spokojny bieg lokomotywy. Na pierwszy stopień usprężynowania zastosowano sprężyny śrubowe i amortyzatory hydrauliczne. Na drugim stopniu wprowadzono elastyczne połączenie pudła z wózkami oparte na sprężynach typu Flexicoil. Wcześniej były wieszaki, które jako bardziej sztywne pękały. Zmiana ta nastąpiła w 1994 roku, od lokomotywy EP09-038.

Lokomotywa EP09 ma podwójny system hamulcowy. Pneumatyczny typu Oerlikon oraz hamulec elektrodynamiczny (ED), opracowany przez warszawski Instytut Elektrotechniki. EP09 to pierwsza lokomotywa z takim hamulcem. Hamulec ED zamienia energię kinetyczną na elektryczną, wytracaną w opornikach rozruchowych. Zastosowanie hamulca ED zmniejszyło zużycie klocków hamulcowych. Trzeci hamulec postojowy jest hydrauliczny, a nie mechaniczny.

W lokomotywie są cztery silniki trakcyjne typu LKa740, które zostały opracowane we Wrocławiu w zakładach Dolmel, na bazie silnika sowieckiego. Inaczej niż w EU07 rozwiązano przeniesienie napędu z silników na koła. Silniki są sztywno zabudowane na wózkach. Moc poprzez dwa łożyska stożkowe przechodzi na sprzęgło, dalej na wał drążony i przez kolejne sprzęgło na zestawy kołowe. Pozwoliło to na zwiększenie niezawodności układu napędowego. Jest to całkowite Polskie rozwiązanie opracowane przez zespół pod kierunkiem inż. Przemysława Hoffmana. Podzespoły elektryczne w większości są produkcji Polskiej. Opracowano rozruch tyrystorowy, który w lokomotywach seryjnych nie został wprowadzony. Lokomotywa nie ma sterowania ukrotnionego, dlatego nie można łączyć dwóch lokomotyw ze sobą.

Były dwa projekty kabiny maszynisty. Pierwszą opracowano w OBRPS w Poznaniu. Drugą kabinę opracowała Politechnika Wrocławska. W 1988 roku, wybrano projekt Politechniki Wrocławskiej, który uznano za bardziej ergonomiczny. Kabiny są ogrzewane elektrycznie. Ostatnie 10 egzemplarzy wyposażono w klimatyzację, która jest zakładana w pozostałych lokomotywach podczas remontów. W czole lokomotywy są dwa okna, których szyby są klejone, wielowarstwowe i ogrzewane elektrycznie. EP09 wyposażono w tempomat, czyli układ prędkości zadanej UPZ, z którego jednak zrezygnowano. Wprowadzenie UPZ spowodowało zmianę oznaczenia typu na 104Ea. Tylko lokomotywę EP09-002 wyposażono w UPZ. Kabina maszynisty jest dobrze izolowane termicznie i akustycznie. Podłogę kabiny maszynisty oparto na amortyzatorach gumowych przymocowanych do stalowego podłoża. Maszyniści mogą korzystać z kuchenki elektrycznej umieszczonej w jednej z kabin oraz umywalki umieszczonej także w jednej z nich. Zbiornik mieścił 37 litrów wody. Do przechowywania produktów żywnościowych przewidziano chłodziarkę absorpcyjną z regulatorem temperatury. Nie zdecydowano się na montaż toalety.

Lokomotywa EP09 jest zbudowana w sposób klasyczny. Na obu końcach pudła zamontowano kabiny mechanika. Środkowa część pojazdu mieści całe wyposażenie lokomotyw; szafy WN, szafy NN, sprężarki, wentylatory, przetwornice itd. Wiele zamontowanych urządzeń pochodzi z lokomotywy EU07. Korytarz jest umieszczony wzdłuż jednej ze ścian pudła. Znajdują się tam okna. Druga burta pudła nie ma okien tylko duże kraty wentylacyjne. Ciekawostką w lokomotywach EP09 jest właz w dachu lokomotywy. Lokomotywa dla ogrzewania doczepionych wagonów osobowych i samej lokomotywy, wykorzystuje prąd 3 kV.

Podstawowe dane EP09:

Masa w stanie służbowym 83 500 – 85 900 kg. Długość całkowita 16,74 m. Szerokość pudła 2,974 m. Wysokość wynosi 4,30 m. Prędkość konstrukcyjna 160 km/h. Średnica kół 1,25 m. Silniki LKa-740 firmy Dolmel. Moc jednego silnika trakcyjnego wynosi 730 kW. Moc ciągła lokomotywy 2 920 kW. Przełożenie przekładni 73:38. Minimalny promień łuku torów wynosi 120 m.

Eksploatacja EP09.

Lokomotywy EP09 przechodziły przeglądy i naprawy głównie w zakładach Pafawag lub ZNLE Gliwice (Zakłady Naprawcze Lokomotyw Elektrycznych). Od 2007 roku, remonty prowadzone są tylko w ZNLE / Newag Gliwice. Podczas napraw w lokomotywach EP09 wprowadzano liczne modyfikacje.

Lokomotywy EP09 mają klasyczne, nożycowe pantografy lub połówkowe typu Stemmann. Były przypadki, że lokomotywa miała dwa różne pantografy. W lokomotywach wymieniano reflektory „Wiadra” na nowe panoramiczne reflektory halogenowe. Od 2011 roku, montowane są nowsze pulpity sterownicze, urządzenia GPS, GSM oraz miejsce na ETCS (Europejski System Sterowania Pociągiem – European Train Control System), dodatkowa sprężarka powietrza, instalacja klimatyzacji, modernizacja przetwornicy i inne.

Po podziale PKP na liczne spółki, wszystkie lokomotywy EP09 zostały przekazane do PKP Cargo. W okresie 2007–2009, wszystkie EP09 przekazano do PKP Intercity.

W grudniu 2007 roku, lokomotywy EP09 otrzymały świadectwa dopuszczenia do ruchu po torach w Czechach. Taki sam certyfikat otrzymały lokomotywy Czeskie, na tory w Polsce (w niektórych DOKP).

Wycofanie lokomotyw EP09 nastąpi wówczas, kiedy InterCity zawrze kontrakt na zakup co najmniej 40 egzemplarzy nowych elektrycznych lokomotyw. W 2017 roku, InterCity ogłosił konkurs ofert na naprawy poziomu P4 dla wszystkich lokomotyw EP09. Do tej pory zawierano kontrakty na pojedyncze lokomotywy. Przetarg nie został rozstrzygnięty i został powtórzony. W 2020 roku, oferty złożyły dwie firmy remontujące elektrowozy: Olkol i Newag. Obecnie (maj 2021 rok) kontraktu jeszcze nie zawarto.

Opracował Karol Placha Hetman