Un model PIKO polivalent: locomotiva BR 01.5 pentru trenuri rapide

Firma VEB PIKO Sonneberg din Germania este binecunoscută pe plan european prin produsele sale din domeniul modelismului feroviar. Modelele PIKO de locomotive și vagoane sunt mult căutate atât de colecționari cât și de modeliști, apreciindu-se îndeosebi exactitatea remarcabilă în reproducerea la scară a prototipurilor. Un asemenea model pe care îl recomandăm cititorilor noștri reprezintă o locomotivă germană cu abur de tip "Pacific" din clasa BR 01.5. Modelul se încadrează în mărimea HO (scara 1:87) și are ecartamentul de 16,5 mm.

Înainte de a trece la descrierea modelului iată, pe scurt, istoria locomotivei cu abur de tip "Pacific". La această locomotivă mașina are un aparat de rulare constând dintr-un cărucior cu 2 osii libere numite alergătoare, 3 osii cuplare și un alt cărucior cu o singură osie liberă, purtătoare. Dispunerea osiilor este deci 2-3-1.

Prima locomotivă cu aranjamentul osiilor în această ordine a apărut în 1886 ca urmare a patentării în Statele Unite de către inventatorul George E.Strong a unei cutii de foc de dimensiuni sporite. Instalată pe o locomotivă 2-3-0 (supranumită "Ten Wheel" - în românește "10 roți") aparținând rețelei Lehigh Valley, noua cutie a impus alungirea șasiului și introducerea unei osii purtătoare cabina mecanicului fiind așezată spre mijlocul cazanului. În mod similar a procedat și rețeaua Chicago, Milwaukee, St. Paul & Pacific în 1889 înzestrând o locomotivă grea 2-3-0 cu o osie purtătoare în vederea încadrării sarcinii raportate la șină în limitele admise.

Dar adevăratele locomotive tip "Pacific", dotate cu o osie purtătoare a cutiei de foc în ansamblul unui cărucior mobil, au apărut în 1901 ca dezvoltare a tipului 2-2-1 ("Atlantic") prin construirea de către atelierele de locomotive Baldwin (Baldwin Locomotive Works) a 13 unități destinate Noii Zeelande. Transportul peste Oceanul Pacific cât și faptul că un an mai târziu firma American Locomotive Company a onorat o comandă de asemenea locomotive pentru rețeaua "Missouri Pacific" au consacrat numele de "Pacific" dat tipului 2-3-1.

Datorită îmbinării flexibile a caracteristicilor sale de forță și viteză, acest tip de locomotivă a cunoscut o largă răspândire în lume, atât în tracțiunea trenurilor de pasageri cât și a celor rapide de mărfuri sub acest ultim aspect mai frecvent în Statele Unite.

În diferite țări, locomotivele de tip "Pacific" s-au bucurat de o largă atenție sub aspect constructiv. Din acest punct de vedere s-au distins lucrările inginerului francez André Chapelon de la începutul anilor '30 privind perfecționarea locomotivelor companiei Paris-Orléans datând din 1907 de fapt, primele locomotive de tip "Pacific" în Europa. Cu modificări la cilindru, distribuție, supraîncălzitor și eșapament s-au înregistrat la aceste locomotive puteri de aproximativ 3500 CP - dublul puterii inițiale - și viteze de peste 135 km/h în remorcarea unor trenuri de 450 t.

Sarcinile mereu sporite puse traficului feroviar de pasageri spre sfârșitul anilor '50 au impus Căilor Ferate din Germania (Deutsche Reichsbahn) să treacă la reconstrucția a 35 de exemplare din clasa BR 01 de locomotive de tip "Pacific" unificate. Variantele modelului PIKO BR 01.5 reproduc locomotive reconstruite în perioada anilor 1962-1965 având caracteristici superioare mașinilor de bază. Modificările aduse prin reconstrucție priveau, în special, aparatul de rulare, blocul cilindrilor, șasiul, cazanul și focarul, sistemul de alimentare adoptat în funcție de combustibilul folosit cărbune sau păcură, amenajarea cabinei.

Un număr de 12 locomotive au primit, în locul roților cuplare cu spițe, roți de tip "Boxpok" mult răspândite atât la mașinile cu abur americane cât și la cele sovietice. Ulterior s-a renunțat la folosirea acestor roți, revenindu-se la cele cu spițe, mai ușoare și care solicitau mai puțin calea de rulare.

O altă modificare la aparatul de rulare al mașinii a constat din adoptarea unor roți alergătoare cu diametrul de 1000 mm în loc de 850 mm. De regulă, osiile alergătoare erau amândouă prevăzute cu roți cu spițe, dar au fost puse în circulație și mașini la care una din aceste osii era prevăzută cu roți pline cu disc (modificări constructive în timpul exploatării).

Noul bloc al cilindrilor era construit prin sudare și beneficia de un sertar care, la închiderea regulatorului, stabilea automat o legătură între fața și spatele pistonului micșorând puterea consumată la mersul în gol. Tot prin sudare era executat și cadrul căruciorului alergător.

Șasiul compus din rame a fost redimensionat pentru a permite așezarea în fața blocului cilindrilor a pompei de aer cu 2 trepte (partea dreaptă) și a pompei de alimentare preîncălzitorului de apă (partea stângă). Ca urmare lungimea totală a locomotivei a crescut de la 23940 mm la 24350 mm.

Pentru reducerea rezistenței aerului la înaintarea cu viteze mari, mașina a fost prevăzută cu ușă conică la camera de fum și panouri frontale înclinate în fața acesteia. Datorită înclinării panourilor curentului de aer era dirijat spre partea superioară a cazanului contribuind la mărirea tirajului la coș împreună cu deflectoarele special prevăzute în acest scop.

Cazanul reconstruit producea 16,8 t abur/oră cu peste 2 tone mai mult ca cel original înregistrându-se o putere indicată de 2500 CP. La aproape jumătate din numărul locomotivelor reconstruite s-a introdus de la început folosirea păcurii drept combustibil, întrucât combustia era favorizată de existența unei camere de ardere lungi. Consumarea păcurii avea loc prin 2 arzătoare. În vederea stabilirii unui consum economic și asigurării fluidității, păcura era preîncălzită cu abur din cazan până la aproximativ 75°C cu ajutorul unor încălzitoare în serpentină instalate în tender. Înainte de a ajunge la arzătoare păcura era trecută din nou printr-o suprafață de încălzire astfel că temperatura ei ajungea la 100°C. Injectarea păcurii se făcea în camera de ardere sub acțiunea aburului din cazan.

Cabina locomotivei (marchiza) era dotată cu ferestre în plafon pentru îmbunătățirea iluminării naturale a interiorului. De asemenea, manșoane lungi în jurul ferestrelor frontale ale cabinei asigurau o bună vizibilitate pe orice vreme, ferindu-le de intemperii sau de efectul stânjenitor al razelor de soare incidente.

Iată caracteristicile tehnice de bază ale locomotivelor din clasa BR 01.5 servind ca prototip pentru modelul PIKO (Tab. nr.1):

Diametrul roților alergătoare: 1000 mm Diametrul roților cuplare: 2000 mm Diametrul roților purtătoare: 1250 mm Suprafața grătarului: 4,87 m² Suprafața tevilor mari de fum: 97,3 m² Suprafața tevilor mici de fum: 103,7 m² Suprafața de vaporizare a cazanului: 224,5 m² Suprafața de supraîncălzire: 97,5 m² Distanța între osiile extreme ale mașinii: 12400 mm Distanța între osiile extreme ale locomotivei: 20320 mm Greutatea locomotivei în serviciu fără tender: 111,0 t Tipul tenderului: 2'2T 34 Cantitatea de apă: 34 m³ Cărbune: 10 t Păcură: aprox. 13,5 m³ Viteza permisă de mers: 130 km/h

Modelul PIKO BR 01.5

Variante. Faptul că o parte din locomotivele BR 01 au fost adaptate pentru funcționarea cu păcură prin reconstrucție sau ulterior acesteia și de asemenea faptul că unele mașini au fost dotate cu roți cuplare Boxpok în locul celor uzuale cu spițe au făcut posibilă lansarea modelului PIKO BR 01.5 în mai multe variante:

- art. nr. 6320: loc. nr. 01 0505-6 - roți cu spițe și tender pentru păcură; - art. nr. 6325: loc. nr. 01 1518-8 - roți cu spițe și tender pentru cărbune; - art. nr. 6327: loc. nr. 01 0503-1 - roți Boxpok și tender pentru păcură; - art. nr. 6329: loc. nr. 01 1512-1 - roți Boxpok și tender pentru cărbune.

Menționăm că cifrele 0 sau 1 cu care începe grupa a doua de numere din sistemul de înmatriculare adoptat după 1970 indică combustibilul folosit: 0 păcură; 1 - cărbune.

Prezentare: Dimensiunile generale ale modelului respectă cu fidelitate pe cele ale prototipului reduse la scară (Tab. nr.2):

Performante: Modelul BR 01.5 poate trage 12-14 vagoane de pasageri, neluminate, pe o pantă cu înclinare medie de 1:50 fără pierderea vitezei.

Angrenajele transmisiei sunt astfel concepute încât asigură viteza maximă a prototipului redusă la scară atunci când tensiunea la șine este de 12V.

Modificări constructive: Gama de modificări ce pot fi aplicate modelului BR 01.5 este extrem de largă. Vom prezenta unele din acestea plecând de la cele mai simple.

Ținând seama de faptul că locomotivele dotate inițial cu roți Boxpok au fost prevăzute ulterior cu roți cu spițe putem face schimbări de roți cuplare și, în situația, obținem aceeași mașină în două perioade ale existenței sale. La un rezultat asemănător ajungem dacă facem schimbări între tendere.

Revista "Der Modelleisenbahner" din Germania se referă în paginile sale la unele modificări mai ample ce pot fi aplicate modelului PIKO BR 01.5 și noi le prezentăm, pe scurt, după cum urmează:

Pentru a reduce distanța dintre mașină și tenderul modelului la mersul în linie dreaptă, se poate prevedea o cuplă de legătură cu dimensiunile indicate în fig. nr. 1. Cupla este prevăzută la bază cu 2 arcuri de întindere prin intermediul cărora se leagă de șasiul mașinii. Datorită poziției normal-strânse a acestor arcuri, tenderul se situează la minimă distanță față de mașină (fig. nr. 2). La mersul în curbă, cupla își schimbă poziția față de șasiu rotindu-se în jurul unuia din vârfurile bazei sale triunghiulare (fig. nr. 2b).

Ca urmare, distanța dintre mașină și tender se mărește împiedicând jenarea lor reciprocă în mers, chiar în cazul trecerii prin curbe sinuoase. La intrarea pe traseul în linie dreaptă, arcurile întinse prin rotirea cuplei revin la poziția lor normală și, trăgând cupla, apropie tenderul și mașina. După desenul cuplei se execută și cele 2 lamele adiacente pentru transmiterea curentului preluat de la arcuri, având grijă ca ele să fie izolate una de alta.

Caracteristicile de mers ale tenderului se pot îmbunătăți dacă pe lângă cele 2 osii antrenate facem să devină motoare și osia liberă situată între ele. De aceea, fie că ne concentrăm atenția asupra acestei osii, fie că întâmplător avem o osie de antrenare ca rezervă. În primul caz este necesară depresarea unei roți și introducerea pe osie a unei roți de angrenare cu 13 dinți, având aceleași dimensiuni ca cele aflate pe osiile antrenate existente. Roțile noii osii motoare pot fi păstrate cu bandajul lor metalic inițial, dar pentru eficiență sporită le vom înzestra cu inel de aderență prin practicarea unui șanț pe calea de rulare a bandajului atenție, această operație trebuie făcută înainte de introducerea pe osie a roții dințate întrucât strunjirea șanțului pe bandaj necesită prinderea osiei în universal prin strângerea ei succesivă în bucșe elastice corespunzătoare.

Prezența unei noi osii antrenate impune introducerea unui motor identic cu ceilalți existenți.

Tab. 2 Dimensiune (mm) Prototip Model Lungime peste tampoane 24350 279,0 Înălțimea axei cazanului 3150 36,2 Înălțimea axei tampoanelor 1025 11,8 Înălțimea deasupra coșului 4550 52,3 Distanța între osiile cuplare extreme 4600 52,9 Diametrul roților alergătoare 1000 11,5 Diametrul roților cuplare 2000 23,0 Diametrul roților purtătoare 1250 14,4 Distanța între osiile alergătoare 2200 25,5

Tab. 3 Viteza maximă a prototipului (km/h) Raportul de transmisie Roți dințate - nr. dinți 175 1:9 Z1 22 Z3 24 25 140 1:11 12 20 22 18 13 120 1:13 12 20 20 20 13

Pentru aceasta trebuie extras ușor de pe axul corespunzător melcul ce antrenează osia a 3-a și presat la loc după efectuarea operației (fig. nr. 3).

Dacă la transmisia existentă inițial pe model (fig. nr. 4) facem unele schimbări prin înlocuirea unor roți dințate cu altele având număr diferit de dinți, putem obține reducerea vitezei modelului. Comparativ cu roțile dințate originale, ce asigură o viteză maximă la scară a modelului de 175 km/h, noile angrenaje reduc viteza acestuia în favoarea sporirii forței de tracțiune.

O modificare "mai vizibilă" se poate aplica, de data aceasta, șasiului mașinii. Ea constă în practicarea unor ferestre (fig.5) ce permit vizibilitatea dintr-o parte în alta a șasiului printre spițele roților cuplare. Pentru aceasta este necesară mai întâi extragerea celor 2 cărucioare ale modelului urmată de scoaterea podelei cabinei din locașurile practicate în carcasa în care este fixată. În acest fel, cupla de legătură este eliberată și nu împiedică îndepărtarea carcasei de șasiu după desfacerea șuruburilor dintre acestea. Se desfac cu atenție ambielajul și părțile mobile ale mecanismului de distribuție, blocul cilindrilor. Grupul de roți cuplare se scoate după îndepărtarea părții inferioare a șasiului și perechilor de saboți de frână. Practicarea ferestrelor în șasiu se face prin operații de găurire urmate de aducerea la dimensiunile dorite folosind o pilă fină. Montajul se execută în ordinea inversă a operațiilor prezentate aici.

Desigur, se mai pot aduce modificări modelului ca, de exemplu, prevederea unei cuple de legătură frontale funcționale în locul celei originale din plastic sau înlocuirea la căruciorul alergător a unei osii având roți cu spițe prin alta cu roți pline. De asemenea, modelul poate fi patinat pentru a da impresia de mașină cu vechime în serviciu.

Îmbinând modificările pe care le-am sugerat aici în diferite variante constructive, cititorii vor fi captivați și mai mult de acest model interesant ce le oferă posibilitatea testării propriei lor îndemânări.

Recomandări practice

Pentru reducerea frecării pieselor aflate în mișcare este suficientă depunerea unei picături de lubrifiant, de regulă ulei pentru mecanisme fine. Se au în vedere în acest sens osiile, ambielajul, precum și lagărele tuturor angrenajelor având grijă să se evite căderea accidentală de lubrifiant pe inelele de aderență ale tenderului.

La demontarea ambielajului și mecanismului de distribuție este recomandabil a se desface mai întâi legăturile cu cadrul fixat de șasiu, urmând apoi cele dintre piesele componente. Operațiile trebuiesc făcute fără îndoirea pieselor ce se îndepărtează în special a celor lungi în acest scop se va apăsa și pe capul nitului solidar cu piesa împingându-l în sensul desfacerii legăturii.

Se va avea grijă ca în timpul lucrului să nu se folosească unele substanțe ce pot lăsa urme atacând suprafețele de plastic (Acetonă, Thinner, Novolin, Duco).

De asemenea, se recomandă acoperirea cu bandă adezivă (Scotch) a vârfurilor pensetei de lucru sau lamei șurubelniței pentru a evita zgârierea suprafeței pieselor.

BR 01.5 iată un model ce merită toată atenția. Suntem convinși că cititorii îl vor redescoperi în urma acestui articol.

ing. Gh-Severian Buzdrug