tram e trasporto pubblico a Roma

La ferrovia Roma-Fiuggi-Frosinone

Elettromotrici articolate gr. 800

di Pasqualino Dadderio

Nel 1953 la STEFER, che allora gestiva la ferrovia Roma-Fiuggi-Alatri, pose in servizio una prima serie di tre motrici articolate a tre casse, 801-803, che dettero ottimi risultati di esercizio; nel 1962 seguì una seconda serie di sette motrici analoghe, le 811-817. Le due serie, pur essendo simili come impostazione, differivano però in molti dettagli, primo fra tutti la suddivisione in I e III classe nel gruppo 800, abbandonata nel gruppo 810; quest'ultimo risultò anche privo dello scompartimento bagagli presente nel primo. Dal punto di vista elettromeccanico i due gruppi erano però praticamente identici, tanto che era possibile, seppure non utilizzato, l'accoppiamento in multiplo di due rotabili di gruppi diversi. La descrizione seguente si riferisce essenzialmente al gruppo 800.

Caratteristiche elettriche e meccaniche

Casse

L'elettromotrice è costituita da tre casse su tre carrelli; è da notare che si tratta della prima realizzazione del genere a scartamento ridotto. Le casse sono collegate da articolazioni brevetto Stanga-Urbinati che non turbano l'estetica del convoglio; la larghezza interna rimane invariata per tutta la lunghezza del treno e l'assenza di discontinuità del pavimento facilita il passaggio dei viaggiatori. La continuità delle pareti e del tetto fra i vari elementi è assicurata da fasce elastiche in gomma, mentre per il pavimento si hanno due piastre triangolari. Ogni rotabile è dotato di cabine di guida alle estremità e di quattro porte a comando elettropneumatico per fiancata, oltre ad un accesso per il vano bagagli.

Carrelli

I carrelli in totale sono quattro e sono identici e intercambiabili tra di loro; su ogni carrello sono montati due motori di trazione disposti longitudinalmente al treno, completamente sospesi e molleggiati rispetto al carrello stesso; ogni motore è collegato ad un riduttore, formato da una coppia conica montata su cuscinetti a rullo in bagno d'olio, da un albero cardanico. Questa disposizione dei motori permette l'adozione di ruote di diametro ridotto e quindi di mantenere il piano di calpestio del rotabile a distanza relativamente ridotta dal piano del ferro (980 mm). Le sale sono montate su boccole articolate Brill a braccio oscillante, con cuscinetti a rulli orientabili. La sospensione è data da molle a spirale sia per le boccole che per la traversa danzante.

Equipaggiamento elettrico

L'equipaggiamento di trazione è costituito da otto motori connessi due a due in serie, di 80 kW ognuno alla velocità di 1370 g/m. L'apparecchiatura di avviamento e frenatura elettrica è del tipo a contattori elettromagnetici con comando a bassa tensione (72 V), comandati da due combinatori, uno di avviamento e l'altro di frenatura.

Il combinatore di avviamento è asservito ad un dispositivo pendolare a relè di accelerazione; l'avviamento può aversi sia con esclusione automatica del reostato che tacca a tacca; il macchinista ha a disposizione un comando a leva a sei posizioni: di queste una è di zero, una seconda è di blocco, mentre delle altre quattro due danno l'avviamento manuale e le altre due l'avviamento automatico in serie e in parallelo.

Il combinatore di frenatura è invece comandato direttamente dal macchinista, essendo montato sullo stesso albero del freno pneumatico; comanda, su quattro posizioni, i contattori di frenatura solo se la leva di avviamento è in posizione di blocco.

Tutti gli organi quali avviatore, relè, contattori ecc., sono racchiusi in una cassa montata sotto il telaio del treno, mentre in un'altra cassa sono installati l'invertitore di marcia, l'esclusore dei motori, i contattori di comando dei motocompressori ed altri dettagli. Il comando dei treni è bidirezionale, con le cabine di guida isolate dai viaggiatori, nelle quali si trovano i banchi di manovra con gli apparecchi di controllo della marcia e i relativi strumenti di misura.

Servizi ausiliari

L'alimentazione dei circuiti di comando e l'eccitazione dei motori in frenatura reostatica è data da una batteria di accumulatori a 72 V e 130 Ah, caricata in tampone da una dinamo; la batteria alimenta anche il sistema di illuminazione interna composto da lampade fluorescenti.

Organi di trazione e ripulsione

Le elettromotrici sono dotate di accoppiatori automatici integrali TIBB tipo Scharfenberg, che permettono l'accoppiamento in comando multiplo di due rotabili. Gli accoppiatori dispongono di un connettore a 80 poli per i circuiti di comando e di tre bocche di accoppiamento per le condotte pneumatiche, oltre ad una quarta per il comando dell'accoppiamento a mezzo di pulsanti presenti sui banchi di manovra.

Prestazioni

La potenza installata è di 640 kW; si hanno in piano una accelerazione iniziale di 0.8 m/sec² ed una media, fino a 60 km/h, di 0.6 m/sec². In circa 90 secondi il convoglio può raggiungere in rettifilo la velocità di 80 km/h, mentre su pendenza del 60‰ l'accelerazione è di 0.3 m/sec² fino a 45 km/h. Con le elettromotrici del gruppo 800 un treno composto di due unità compie il percorso Roma-Fiuggi in 2h 18min alla velocità commerciale di 34,5 km/h.

Impianto frenante

I rotabili sono dotati di tre freni tra loro indipendenti: un freno pneumatico diretto ed automatico, un freno elettrodinamico reostatico e una coppia di pattini elettromagnetici per carrello; i due primi sono normalmente utilizzati come freni di servizio.

Frenatura elettrodinamica reostatica

Questo tipo di frenatura si è dimostrato molto efficace per mantenere una marcia costante lungo la discesa di Serrone nei pressi di Fiuggi lunga qualche chilometro, senza ricorrere al freno pneumatico; in frenatura reostatica si ha l'eccitazione separata dei motori di trazione dal gruppo convertitore e dalla batteria di accumulatori allo stesso associata con uno schema autoregolatore, che garantisce una coppia frenante livellata; l'efficacia del freno è rilevante fino a bassa velocità, permettendo una notevole riduzione nell'usura dei ceppi dei freni e dei cerchioni.

Frenatura di emergenza

La frenatura di emergenza è data da otto pattini elettromagnetici posti sull'intelaiatura dei carrelli e alimentati dalle batterie. Ogni pattino è abbassato da un dispositivo elettromagnetico che, vincendo la resistenza delle molle di sospensione, accosta lo stesso fino a 4-5 mm dalla rotaia; l'eccitazione della bobina del pattino determina poi l'attrazione del pattino da parte della rotaia con una forza pari all'incirca alla tara della vettura.

Frenatura pneumatica

Gli apparecchi principali che costituiscono l’impianto frenante pneumatico degli elettrotreni serie 800 sono riportati nel sottostante schema.

1, manubrio del freno; 2, rubinetto del freno; 3, filtro di aspirazione; 4, compressore; 5, separatore di condensa; 6, separatore di olio;
7, valvola di arresto; 8, filtro; 9, valvola di alimentazione; 10, serbatoio principale servizi; 11, serbatoio principale freno;
12, valvola di alimentazione; 13, serbatoio ausiliario; 14, rubinetto di isolamento; 15, filtro; 16, distributore del freno;
7, connessione flessibile; 18 cilindri del freno; 19, manometro doppio; 20, manometro semplice; 21, dispositivo di allarme.

L’impianto è principalmente costituito da:

• due compressori tipo DH-20 a 1500 V (4) per l’aria occorrente all’impianto, disposti uno sotto la cassa centrale, e l’altro sotto la cassa di prima classe;
• due filtri di aspirazione tipo F (3) uno per compressore per trattenere le impurità contenute nell’aria aspirata;
• un separatore di umidità (5) posto a valle del compressore per impedire l’ingresso di umidità nella condotta di pressione;
• due separatori d’olio (6), uno per compressore, per la separazione dell'olio in sospensione nell'aria compressa;
• due valvole di ritegno (7), sempre una per compressore inserite a valle del separatore d’olio (6), che impediscono il ritorno dell'aria verso il compressore;
• due serbatoi di aria per i servizi (10, nello schema ne è rappresentato solo uno) dalla capacità di 185 litri;
• due serbatoi principali del freno (11, nel disegno ne è riportato solo uno) dalla capacità di 156 litri;
• una valvola di ritegno (8) per evitare che il serbatoio dei freni alimenti quello dei servizi;
• una valvola di alimentazione (9) che permette di mantenere costante il valore di pressione prestabilito a 6 Kg/cmq all’interno del serbatoio;
• quattro distributori del freno tipo D8 (16) uno in prossimità di ogni carrello, per la frenatura delle ruote, che aprono comunicazione di breve percorso fra il serbatoio ausiliario (13) ed i cilindri del freno (18); al distributore fanno capo le condotte del freno diretto e del freno automatico, il serbatoio ausiliario e la tubazione dei cilindri dei freni;
• quattro serbatoi ausiliari (13) uno per ogni distributore dalla capacità di 40 litri.

A disposizione del macchinista, in ogni cabina di guida, si trovano poi:

• due rubinetti (2) autoregolatori tipo WA-301 con manubrio (1) asportabile per il comando dei freni, uno per cabina di guida, manovrati dal macchinista; sull'albero di comando dei rubinetto è anche montato il controller di azionamento del freno elettrodinamico;
• un manometro doppio (19) per la pressione nella condotta del freno diretto (indice rosso) e per quella nella condotta del freno automatico (indice nero);
• un manometro semplice (20) per la pressione esistente nella condotta generale.

Sull'elettromotrice corrono quattro condotte di aria:

• la condotta di generale A alimentata dal serbatoio dei freni che alimenta a sua volta i rubinetti dei freni;
• la condotta di pressione B per l'alimentazione dei servizi ausiliari (sabbiere, accoppiatori automatici, comandi delle porte, fischi, ecc.);
• la condotta del freno diretto C e
• quella del freno automatico D.

Le condotte B, C e D si estendono anche, tramite gli accoppiatori di testata, ad altri rotabili accoppiati alla motrice, se presenti.

Con il compressore in funzione l’aria alimenta la condotta di pressione attraverso la valvola di ritegno (7) e riempie i serbatoi principali per i servizi ausiliari (11) e per i freni (10). I due serbatoi a loro volta alimentano al condotta generale e, tramite una diramazione, i serbatoi ausiliari (13).

Frenatura ordinaria

Con il manubrio del freno in posizione di riposo, il rubinetto autoregolatore (2) alimenta la condotta del freno automatico alla pressione esistente nel serbatoio del freno (11). Una diramazione della condotta del freno automatico, attraverso il rubinetto d’isolamento (14) e il filtro (15), alimenta il distributore del freno (16) e da questo anche il serbatoio ausiliario (13); i cilindri del freno si trovano a riposo e il rotabile è sfrenato.

Con il manubrio del freno nel settore di frenatura ordinaria, il rubinetto autoregolatore alimenta la condotta del freno diretto ad una pressione dipendente dalla posizione; il distributore provvede all'alimentazione dei cilindri dei freni prelevando l’aria dal serbatoio ausiliario fino a che la pressione nei cilindri eguaglia quella presente nella sua camera di comando, a sua volta proporzionale allo spostamento del manubrio del rubinetto.

Dopo una frenatura ordinaria, riportando il rubinetto in una posizione intermedia, la condotta del freno diretto si scarica parzialmente; con la riduzione della pressione nella condotta, il distributore scarica in parte i cilindri dei freni, riducendo l'azione frenante; con il rubinetto in posizione di completa sfrenatura, l'annullamento della pressione nella condotta comanda, tramite il distributore, la scarica completa dell'aria dai cilindri del freno e di conseguenza la completa sfrenatura del rotabile.

Frenatura di soccorso

Oltrepassando con il manubrio la posizione di frenatura ordinaria a fondo fino a raggiungere la posizione di frenatura di soccorso, il rubinetto autoregolatore provvede ad interrompere l’alimentazione delle condotte del freno automatico e di quello diretto da parte della condotta principale, mentre simultaneamente provoca la scarica completa della condotta del freno automatico, con conseguente intervento della porzione soccorso del distributore che pone i comunicazione diretta i cilindri del freno con il serbatoio ausiliario. E' da notare che questo freno di soccorso non è moderabile né in frenatura né in sfrenatura.

Oltre che dal rubinetto autoregolatore, la frenatura di soccorso può essere provocata da:

• azionamento volontario in caso di emergenza, di una qualsiasi delle sei valvole d’allarme (21) di cui è dotato il rotabile;
• intervento dell’apparecchiatura di controllo presenza del macchinista (uomo morto);
• rottura di uno dei tubi flessibili di collegamento delle condotte del freno;
• disaccoppiamento accidentale degli accoppiatori automatici disposti tra i diversi rotabili di un treno.

rev. A 26/02/17