1962 i droga do uzyskania wagonu 104A nazwa kodowa wagon MIXT

[zeus04]

Maciej Dobrowolski OBRPS Poznań
"Historia rozwoju elektrycznych układów wagonowych w Polsce"
Technika Transportu Szynowego nr. 3 z 1997 roku.
(fragment)
Droga do wagonu 104A i pochodnych
Po wojnie dla PKP opracowano wagony osobowe wózkowe, nawiązujące do konstrukcji przedwojennych. Były to wagony przedziałowe typów od 1A do 8A opracowane w CBK PTK. Wagon 1A drugiej klasy był opracowany w latach 1945/1946. Ostatnie wagony tej rodziny 7A — pierwsza klasa, oraz 8A — druga klasa zostały opracowane w 1952 roku. Wagony te były budowane w bardzo długich seriach wobec dużego zapotrzebowania. Obciążenie przemysłu taboru kolejowego bardzo dużym eksportem głównie do ZSRR nie pozwalało na podjęcie produkcji tych wagonów. Były one budowane w ZNTK głównie w Ostrowie Wielkopolskim. Wyposażenie elektryczne wagonów było bardzo proste i ograniczało się do oświetlenia żarowego. W przedziałach stosowano plafoniery z żarówkami 2 x 40 W. Załączanie oświetlenia następowało bezpośrednio za pomocą głównego wyłącznika, który miał 3 położenia pracy: 0, 1/2, 1/1. W pozycji 1/2 zaprogramowane było podłączenie 1/2 oświetlenia celem zmniejszenia poboru prądu w trudnych warunkach. W pierwotnych wykonaniach nie stosowano nawet elektrycznych świateł końcowych. Podstawowym wyposażeniem były: prądnica PW 110 z napędem pasowym o mocy 2,1 kW, 30 V, kombinowany regulator wzbudzenia i oświetlenia w wykonaniu sektorowym systemu BBC oraz bateria akumulatorów kwasowych wielkopowierzchniowych typu WP. Pierwotnie wagony te były wyposażone tylko w ogrzewanie parowe. W późniejszym czasie, gdy przemysł taborowy zaangażował się w produkcję podmiejskiego wagonu 43A i pochodnych, zaistniało w PKP pilne zapotrzebowanie na wagony dalekobieżne przedziałowe wyposażone dodatkowo w ogrzewanie elektryczne 3 kV. W tej dziedzinie inicjatywę podjął resort komunikacji. Pod względem technicznym sprawą kierował Instytut Naukowo-Badawczy Kolejnictwa (późniejszy COBiRTK – CNTK - IK). Partnerem produkcyjno-technicznym INBK była Rzemieślnicza Spółdzielnia w Warszawie. Między innymi powstały tak potrzebne długie grzejniki przedziałowe. Grzejniki te były na napięcie 1500 V (izolacja 3 kV) i posiadały zaczep 500 V Dzięki temu grzejniki te były przystosowane do pracy w układach wielonapięciowych, spełniających wymagania karty UIC dotyczące ogrzewania w ruchu międzynarodowym. Pierwszy układ był w wykonaniu jedno-napięciowym. Oryginalnym elementem, chociaż kontrowersyjnym, było zastosowanie w tym układzie tzw. impulsatorowego układu regulacji. Układ ten powstał na bazie krytyki niezadowalającej pracy termoregulatorów. W omawianym układzie mały silniczek napędzał wał krzywkowy, krzywki napędzały mikrołączniki, z których można było otrzymać impulsy o różnych czasach względnych załączenia. Przewody od każdej z krzywek przechodziły przez wszystkie przedziały. Wystarczyło podłączyć stycznik przedziałowy do określonego przewodu i średnia moc wydzielona na grzejniku była proporcjonalna do wypełnienia impulsu. W ten sposób można było w szerokich granicach regulować wydajność grzejników przedziałowych. Były też próby wprowadzenia tego systemu regulacji do wagonów wykonywanych w przemyśle, jednak argumentowaliśmy, że pasażer nie wie, jaki czas względny należy wybrać przełącznikiem i regulacja ręczna odbywa się na podstawie prób i błędów. Przekonywaliśmy, że układ z regulacją termostatami przedziałowymi jest korzystniejszy co do komfortu i nie wymaga interwencji pasażera. Istotne jest to, by termoregulator był niezawodny, dobrze zlokalizowany, niewrażliwy na chwilowe zaburzenia oraz posiadał ujemne sprzężenia zwrotne, by zmniejszyć okresy grzania i w ten sposób zmniejszyć okresowe przegrzanie ławek. W naszych rozwiązaniach zawodne rtęciowe termometry były warunkowo eliminowane w ten sposób, że przedziałowa dźwignia sterowania ogrzewaniem była wykonana na 4 pozycje: wyłączona, nastawa automatyczna niższej temperatury, nastawa automatyczna wyższej temperatury, bezpośrednie załączenie grzejników. Wprowadzenie nowych rozwiązań systemu impulsowego ogrzewania spotkało się z bardzo nieprzychylnym stosunkiem władz, które niszczyły każdą formę prywatnej inicjatywy. Sprawa nabrała większego rozgłosu, gdy przedstawiciele kolei krytykowali z trybuny sejmowej jakość grzejników produkowanych przez przemysł państwowy. Spowodowało to natychmiastową reakcję władz w postaci obszernego śledztwa, do którego został wciągnięty NIK. W efekcie nastąpiły aresztowania nie tylko w gronie kierownictwa spółdzielni, lecz także wśród osób z PKP kontaktujących się ze spółdzielnią. Sprawę powiązano też z zastosowaniem ekspresu do kawy do omawianego wcześniej wagonu sypialnego 14A. Dodatnim niejako efektem tej sprawy było wciągnięcie Instytutu Elektrotechniki w akcję poprawy jakości grzejników oraz zapewnienie przemysłowi kluczowemu odpowiednich środków. Sprawa ujednoliconego wagonu osobowego dla ruchu międzynarodowego była szczególną troską gremiów UIC. PKP wyraziły życzenie, by przemysł krajowy zrealizował nowoczesne wagony przedziałowe w wersji Y, tj. krótszej - 24,6 m długości. Przepisy UIC określały szereg wymagań i zaleceń, jak np. zastosowanie automatycznych urządzeń wielonapięciowych ogrzewania z jednoczesnym stosowaniem kompletu ogrzewania parowego. Poziom oświetlenia w przedziałach miał wynosić minimum 80 Lx. Centralne załączanie oświetlenia i ogrzewania nie mogło być stopniowane. Sterowanie oświetleniem miało być wykonane także w wariancie zdalnego sterowania za pomocą znormalizowanych sprzęgów międzywagonowych. Sprzęgi te miały także przewody do instalacji rozgłoszeniowej, za pomocą której miały być przekazywane komunikaty i transmisje rozrywkowe. Wprowadzono ponadto oświetlenie stopni wejściowych, luster, przejść międzywagonowych. Wprowadzono izolowaną wewnętrzną sieć 220 V, 50 Hz do zasilania mechanicznych urządzeń, jak np. odkurzacze. Możliwa była indywidualna regulacja głośności w przedziałach, jednak komunikaty miały charakter priorytetowy i nie można było ich ściszać w przedziale. Przekazywanie komunikatów było możliwe z szafki w każdym wagonie, natomiast w przedziałach wybranych wagonów były warunki do nadawania audycji rozrywkowych. W przejściach międzywagonowych zastosowano wałki gumowe zamiast hałaśliwych i nieszczelnych harmonijek. Przyjęto też jednolite łamane częściowo drzwi wejściowe oraz 2-skrzydłowe drzwi w przejściach międzywagonowych. Korzystnie rozplanowano toalety, dodając wygodne niezależne umywalki. Nowością było także stosowanie przetwornic do maszynek do golenia 24 V DC/ 220 V 50 Hz AC. Wprowadzono także świetlną sygnalizację zajętości toalet. Automatyczne wielonapięciowe urządzenia wybiorcze miały grupować grzejniki i ich sekcje w ten sposób, by można było zasilać wagony z magistrali dla 3 napięć: 3000 V, 1500 V, 1000 V. Ponadto wchodziły w rachubę 3 rodzaje prądów: stały, przemienny 50 Hz i przemienny 16 2/3 Hz. Koleje radzieckie SŻD, nie należące do UIC, dla uniknięcia trudności z urządzeniami wybiorczymi oprócz ogrzewania napięciem 3 kV DC przyjęły w trakcji prądu przemiennego napięcie 3 kV AC uzyskiwane z głównego transformatora lokomotywy. Krytyczne warunki dla magistrali międzywagonowych powstały przy zasilaniu prądem przemiennym i niskim napięciem. Wymagało to zastosowania niemagnetycznych osłon przewodu głównego i modyfikacji konstrukcji sprzęgu. W tej dziedzinie istotne były dodatkowe prace i interpretacje ze strony dr. inż. Jana Nasiłowskiego z Zakładu Trakcji Elektrycznej Instytutu Elektrotechniki. Znany jest jego artykuł nt. obciążalności sprzęgu w „Elektrische Bahnen". Sprzęgi WN dostarczały Zakłady Fanina w Przemyślu - filia Zakładów A-1 (ZWAR) w Warszawie. W odniesieniu do ogrzewania i oświetlenia przepisy UIC nie narzucały szczegółowych rozwiązań. I tak oświetlenie mogło być w wariancie żarowym i świetlówkowym. Podobnie ogrzewanie mogło być piecykowe, mieszane lub nawiewne. Oczywista była tendencja zastosowania wysokowydajnego oświetlenia fluorescencyjnego, natomiast sprawa zastosowania ogrzewania nawiewnego była bardziej złożona. Wprawdzie ogrzewanie nawiewne było znacznie lżejsze i skoncentrowane, to jednak stosowanie było bardziej złożone i przy awariach groziło poważniejszymi skutkami. Zastosowanie ogrzewania nawiewnego prowadziło do poważnych problemów w zakresie zasilania niskim napięciem. Konieczne było zastosowanie prądnicy wagonowej o mocy minimum 6 kW. Jeszcze poważniejszym zagadnieniem była pojemność baterii. Wprawdzie przepisy UIC wymagały, by pojemność baterii wystarczała na 5 godzin pracy pełnego oświetlenia oraz w ciągu 3 godzin na pracę oświetlenia i ogrzewania. Zalecono już wtedy 5-godzinne zasilanie obu odbiorów. Zagadnienie to spędzało sen z powiek konstruktorów, gdyż na granicach były stosowane bardzo długie czasy postojów, natomiast w kraju były odcinki linii z bardzo małymi prędkościami, co rzutowało na warunki ładowania baterii. Ponadto były tzw. wagony bezpośrednie (kursowe), które mogły mieć na trasie planowane długie postoje. Zagadnienia właściwej interpretacji ze strony UIC stanu naładowania baterii oraz warunków temperaturowych baterii nie miało nigdy miejsca. W realnych warunkach należy się liczyć z niepełnym naładowaniem baterii, a szczególnie niekorzystne jest zmniejszenie efektywnej pojemności baterii akumulatorów w ciężkich zimowych warunkach, gdy istnieje szczególne zapotrzebowanie na ogrzewanie. Zagadnieniu doboru pojemności baterii oraz wielkości prądnicy wagonowej poświęciłem dużo uwagi, zaś podstawowe zależności matematyczne ująłem w opracowaniu [4]. Później zagadnienie to analizował wielokrotnie inż. Włodzimierz Garba, także z CBK PTK (OBRPS). Opracowanie dokumentacji nowoczesnego wagonu typu 104A podjęto w 1962 roku. Prowadzącym konstruktorem całości wagonu był mgr inż. Tadeusz Borucki. Ponadto w projektowaniu części mechanicznej udział wzięli mgr inż. Leszek Tazbir i dr inż. Ryszard Lang. Część elektryczną opracowywano pod moim ogólnym kierownictwem. Bezpośrednio w opracowaniu dokumentacji szczególnie byli czynni mgr inż. Apolinary Szklarek, inż. Włodzimierz Garba oraz inż. Ruczyński. Przy projektowaniu napotkaliśmy szereg problemów, tym bardziej, że w imię nowoczesności deklarowane było zastosowanie ogrzewania nawiewnego i fluorescencyjnego oświetlenia. W zakresie oświetlenia sprawdzonymi w tym czasie konstrukcjami były przetwornice wirujące oraz falownik rtęciowy Turboweschelrichter. Ten ostatni znalazł szerokie zastosowanie w kolejach DB. Wadami tego rozwiązania były niska częstotliwość 100 Hz i praca przy stabilizowanym napięciu. Ponadto było to rozwiązanie opatentowane, co groziło permanentnym importem. Stosowano też układy z przetwornicą wirującą. W układzie tym można było uzyskać podwyższoną częstotliwość 400÷500 Hz. Jednak przy naszym dążeniu zastosowania 2 świetlówek 40 W na przedział prowadziło to do dużego poboru prądu, dodatkowo zwiększoną ograniczoną małą sprawnością zespołu dwóch maszyn. W zakresie ogrzewania nawiewnego nie mieliśmy wystarczającego doświadczenia, a i dostępność potrzebnych podzespołów była ograniczona. Należy nadmienić, że w tym czasie dla automatyzacji ogrzewania parowego znany był tylko jeden zawór elektromagnetyczny firmy Hagenuk. Podobnie było z wyłącznikiem ciśnieniowym. Jedynym dostępnym nam rozwiązaniem wagonu z ogrzewaniem nawiewnym był wagon Kolei Holenderskich (NS), kursujący do Warszawy z Hook Van Holand. Właśnie w tym wagonie zastosowano do zasilania wagonu dwie prądnice prądu stałego po 4,5 kW każda napędzane kardanami. Rozwiązanie takie nie budziło naszego entuzjazmu ze względu na podwojenie układu i na zastosowanie prądu stałego. W tym czasie pojawiły się już w Polsce krajowe prądnice prądu stałego 4,5 kW, 30 V. Przy opracowaniu dokumentacji wagonu decyzje co do rozwiązania układów powinny być podejmowane na bardzo wczesnym etapie. W imię nowoczesności mogły to być importowane zespoły. W warunkach scentralizowanej gospodarki i chronicznego braku dewiz wszystkie sprawy musiały być otwarte aż do chwili zawarcia kontraktu. W praktyce konstruktorzy musieli wstępnie wybierać urządzenia, jednak nie mogło to być oferentom zakomunikowane do czasu zawarcia kontraktu. Były przypadki, że wygrał inny oferent i przy ogólnym zdenerwowaniu producentów w dokumentacji były wprowadzane dodatkowe zmiany. Zawsze po zawarciu kontraktu następowały zmiany w dokumentacji, gdyż dokumentacja ofertowa była przekazywana bez zobowiązań. Na bazie dokumentacji ofertowej wstępnie wybraliśmy ogrzewanie nawiewne z austriackiej firmy Friedmann, a oświetlenie i zasilanie z firmy J. Stone Deptford z Anglii. Z punktu widzenia kompleksowości i nowoczesności były to rozwiązania godne uwagi. W tej sytuacji z inicjatywy KOLMEXU nastąpił wyjazd rozpoznawczy w składzie: z ramienia PKP - dyr. mgr inż. Teobald Neuman, z ramienia Metalexportu (Kolmexu) — p. Serafiński, a z ramienia CBK PTK - dyr. mgr inż. Jan Drabik oraz mgr inż. Maciej Dobrowolski, główny konstruktor trakcji elektrycznej. Wyjazdy delegacji zorganizowano tylko do 3 krajów zgodnie z ukierunkowaniami KOLMEXU. W Anglii zapoznano się z wyrobami firmy Stone. Inne firmy nie mogły zaoferować potrzebnych nam urządzeń bez nowych opracowań co było nieopłacalne. W zakresie ogrzewania nawiewnego firma J. Stone nie prowadziła prac, natomiast markę swoją zawdzięczała rozwiązaniom klimatyzacji, zasilania i oświetlenia w kolejach całego Imperium Brytyjskiego. W zakresie klimatyzacji firma J. Stone była wyłącznym licencjobiorcą amerykańskiej firmy Carier. J. Stone oferowała prądnicę 6 kW prądu przemiennego z prostownikami i statycznym regulatorem napięcia. Do oświetlenia zaoferowano centralną statyczną przetwornicę oraz świetlówki ze statecznikami. W przetwornicy zastosowano dużą ilość tranzystorów firmy Motorola pracujących równolegle. Te nowoczesne, jak na ówczesny stan techniki, urządzenia były jednak prototypami. Wyjazd do Włoch choć nie przyniósł efektów w postaci znalezienia potencjalnych dostawców, jednak umożliwił zapoznanie się z nowymi ciekawymi rozwiązaniami. W tamtym czasie we Włoszech nie było stosowane jeszcze ogrzewanie nawiewne. Powszechnym rozwiązaniem było ogrzewanie piecykowe z termoregulatorami termobimetalowymi o dużej czułości z magnetycznym przechwytem oraz ze sprzężeniem zwrotnym w postaci lampki sygnalizacyjnej, która świeciła się przy włączaniu grzejników. W ten sposób uzyskano nieznaczną statykę stabilizowanej temperatury, jednak przy znacznie mniejszych wahaniach temperatury grzejnika, a szczególnie kanapy. Styczniki były wyposażone w mechanizm zatrzaskowy i wystarczały tylko krótkie impulsy prądowe do ich załączania i wyłączania. Pobór mocy do ich napędu z baterii był więc niewielki. W tym czasie nowe pociągi włoskie były natomiast wyposażane w klimatyzację. W Zakładach Kolei Włoskich OFFICINA MECCANICA - GALILEO we Florencji w przygotowaniu była produkcja prądnicy prądu przemiennego 4,5 kW. Ciekawe było to, że liczne firmy kilkuosobowe przygotowywały się do produkcji indywidualnych przekształtników do świetlówek. W firmie SELENIA prace nad świetlówkami z przekształtnikami prowadzone były przez dwóch doktorów nauk technicznych. Dysponowali oni bardzo ciekawymi i obiektywnymi opracowaniami porównawczymi na temat centralnych i indywidualnych przetwornic oświetleniowych. Podkreślali uczciwie, że z punktu sprawności przekształtniki centralne są lepsze do wyposażenia wagonów wielkoprzedziałowych, natomiast przekształtniki indywidualne są korzystniejsze do wagonów przedziałowych. Poza przekształtnikami firma ta nie mogła zaoferować innego wyposażenia. Po kilku latach, gdy próbowaliśmy ponownie nawiązać kontakt z tą firmą dowiedzieliśmy się, że obaj doktorzy ulegli śmiertelnym wypadkom samochodowym i firmie nie opłacało się kontynuowanie interesujących nas prac. We Włoszech nie dysponowano wtedy nagrzewnicami parowo-elektrycznymi, a oferowano jedynie grzejniki piecykowe. Ciekawym rozwiązaniem na kolejach włoskich były przelotowe przekaźniki nadmiarowe w głównym przewodzie ogrzewania ułatwiające wyszukiwanie zwarć w instalacji pociągu. Wydaje się celowe opracowanie takiego urządzenia dla PKP. Na terenie Austrii nawiązaliśmy dalszy kontakty z firmą Friedmann, Siemens zaś dysponował wypróbowaną prądnicą wagonową o mocy około 7 kW, jednak w wykonaniu na prąd stały. Po powrocie w sprawozdaniu sugerowaliśmy, że prace powinny być kontynuowane na wybranym kierunku. Sprzeciwił się temu dyr. T. Neuman twierdząc, że urządzenia firmy J. Stone są prototypami i podkreślił, nie dając przy tym żadnych sugestii, że wypróbowana jest jedynie prądnica prądu stałego Siemensa. W tej sytuacji zdecydowaliśmy się pozostać przy wybranym kierunku dla prototypu wagonu. Dla powielenia styków przedziałowych wyłączników oświetlenia zastosowaliśmy pośrednie sterowanie przekaźnikami w obwodzie świetlówek. Ponadto zastosowaliśmy nie przewidzianą przepisami innowację w celu ochrony baterii przed szybkim rozładowaniem. Do tego służył przekaźnik czasowy, wyłączający połowę świetlówek po dłuższym postoju oraz przekaźnik minimalnonapięciowy. W celu zapewnienia możliwie dużej pojemności baterii otrzymaliśmy z Fabryki Akumulatorów w Bielsku-Białej nowoczesne baterie kwasowe 500 Ah z dodatnią płytą pancerną. Według naszych wiadomości była to największa pojemność w tego rodzaju wagonach w UIC. Należy podkreślić, że rozwiązanie problemu zasilania wagonów z ogrzewaniem nawiewnym jest możliwe dopiero przy zastosowaniu przetwornicy wagonowej 3000/30 V zasilanej z przewodu ogrzewania elektrycznego, gdyż tylko wtedy jest możliwe nieograniczone stosowanie ogrzewania postojowego wagonów. Ciekawe, że pomimo obecnego zalecenia UIC stosowania w ruchu międzynarodowym wyłącznie przetwornic statycznych nie zmieniono wymagań odnośnie długotrwałości zasilania urządzeń niskiego napięcia z baterii. Dla nowego wagonu zostały opracowane przez Instytut Tele-Radiotechniczny przetwornice do golenia, a przez COBiRTK - wzmacniacze do instalacji rozgłoszeniowej. Wprowadzono także elektryczne wskaźniki poziomu wody. Ukazanie się zupełnie nowego wagonu MIXT o wysokim komforcie podróżowania było dużym wydarzeniem. Na uwagę zasługiwała estetyka wagonu, wygodne duże przedziały oraz wygodne kanapy. W drugiej klasie zastosowano także obicia tekstylne - wszystko to przyciągało zagranicznych pasażerów do naszego wagonu. Zainstalowano indywidualne lampki do czytania oraz chronione patentem gniazdka do golenia z automatycznym załączaniem przetwornicy do golenia. W odróżnieniu do konstrukcji zagranicznych zastosowaliśmy dwie świetlówki 40 W zamiast jednej, co gwarantowało bardzo dobre oświetlenie ogólne. Jak zwykle w naszych warunkach z powodu różnych opóźnień nie przebadano wystarczająco prototypu, a już miała zapaść decyzja o produkcji dużej serii 50 sztuk wagonów MIXT dla ruchu międzynarodowego. Wagony te miały oznaczenie przemysłowe 104Ac - konstrukcja 1964 rok. Postanowiliśmy powtórzyć zamówienia importowe. Na nasze zapytanie ofertowe firma Stone odpowiedziała zapytaniem, czy zainstalowane w wagonie jej urządzenia zachowują się prawidłowo. Trudno było nam udzielić jednoznacznej odpowiedzi, ponieważ okres eksploatacji wagonów był bardzo krótki. W dużej partii wagonów 104A zaczęły występować uszkodzenia w różnych jego częściach. Zdarzały się zadziałania zabezpieczenia cieplnego nagrzewnicy, zamrożenia instalacji wodnych oraz masowe uszkodzenia zasilania i przetwornic oświetleniowych. Ponadto firma J. Stone kwestionowała zbyt małe balastowe obciążenie przetwornicy przy wyłącznym zasilaniu oświetlenia korytarza. Ripostowaliśmy, że takie obciążenie było uzgodnione przy wymianie schematów. Te i inne usterki charakterystyczne dla prototypów oraz nieumiejętność obsługi wagonów przez personel PKP powodowały częste wycofywanie naszych wagonów z ruchu i ich zwroty w składzie pociągów towarowych. Ponadto następowało przepalanie żarówek kontrolnych w wyniku przepięć powstających przy wyłączaniu elektromagnetycznego zaworu ogrzewania parowego. W instalacji silnika wentylatora nagrzewnicy następowały nadmierne spadki napięcia. Przyczyną podstawowych uszkodzeń było przenikanie wody do urządzeń przez zbyt szczelne orurowanie elektryczne. Woda z instalacji dostawała się do prądnicy przez puszki zaciskowe i powodowała uszkodzenia prądnic. Przepięcia w instalacji powodowały uszkodzenia urządzeń elektronicznych, gdyż nie zastosowaliśmy żadnych środków zabezpieczających. Pomimo uzgodnienia schematów firma J. Stone nie postulowała żadnych zabezpieczeń przeciwprzepięciowych. Firma J. Stone była pod wrażeniem licznych uszkodzeń jej urządzeń i była gotowa zerwać zobowiązania gwarancyjne. Dopiero interwencja dyplomatyczna KOLMEXU spowodowała zmianę ich stanowiska. Interwencja KOLMEXU osiągnęła skutek tylko dlatego, że istniała forma patronatu królowej brytyjskiej nad eksportem i właśnie skierowana tam sprawa została wykorzystana jako przykład zachowań antyeksportowych. Skutek był natychmiastowy i do Poznania przyjechała grupa dyrektorów i pracowników ubranych jak na białe niedźwiedzie (była sroga zima). Pierwszymi zabiegami były wiercenia odwadniające w konstrukcji wagonu, orurowania i konstrukcji prądnicy oraz zastosowanie diod tłumiących przepięcia, dostarczonych przez J. Stone. Należy podkreślić, że pomimo trudnej sytuacji nastąpiła bardzo aktywna i owocna współpraca na linii HCP - J. Stone - CBK PTK. Bardzo efektywnie ze strony HCP prace koordynowali inżynierowie Kotewicz i Szymański. W ekipie HCP uczestniczył inż. Olejnik. W ekipie analizy uszkodzeń oraz zmian dokumentacji ze strony CBK PTK aktywny udział brali inżynierowie: Jan Marynowski, Wawrzyn Jastrząb, Włodzimierz Garba i Marian Siczyński. Na straży interesów PKP
działał niezawodnie inż. Pielaciński z Centralnego Zarządu Wagonów. W ten sposób usuwając uszkodzenia przywrócono wagony do eksploatacji. Paradoksem jest to, że po latach całkiem zadowalającej pracy wagonów przebudowano je w zakładzie naprawczym na ogrzewanie piecykowe. Powodem tego były nie do pokonania problemy importu za dewizy. Oddzielnego omówienia wymaga sprawa wielonapięciowych urządzeń wybiorczych napięć według UIC. W tamtych czasach znane były dwa kierunki rozwiązań wykonawczych: z indywidualnymi stycznikami oraz z przełącznikami grupowymi z przełączaniem obwodów stykami napędzanymi przez wał krzywkowy z napędem elektrycznym. Pierwszy kierunek ze względu na zwiększony pobór prądu był do przyjęcia dla wagonów bezprzedziałowych lub z ogrzewaniem nawiewnym, gdyż występowały tam mniejsze ilości obwodów. Ponadto można tam było wykorzystywać istniejące już styczniki. Układ wymagał niezawodnych blokad pomiędzy stycznikami dla uniknięcia niezgodnych z programem łączeń. W wagonach 7A/8A, adaptowanych we własnym zakresie przez PKP, zastosowano ten typ urządzeń z firmy BBC. Według mgr. inż. Włodzimierza Wasilewicza z COBiRTK, urządzenia te pracowały zawodnie i zrezygnowano z ich stosowania. Urządzenia drugiej grupy produkowała firma Schaltbau Munchen i były one szeroko rozpowszechnione. W bardzo wczesnych rozwiązaniach do detekcji napięć i częstotliwości próbowano stosować urządzenia przekaźnikowe. Jednak z uwagi na dodatkowe wymagania co do zakresu zmienności wartości i wymaganej histerezy zaczęto preferować urządzenia elektroniczne. Zakłady ZWAR A-1 w Warszawie podjęły się trudnego zadania rozwoju i produkcji wielonapięciowych urządzeń wybiorczych. Wywiązały się z tego wzorowo pomimo przejściowych trudności z kontaktronowymi przekaźnikami. Prace konstrukcyjne prowadził mgr inż. Wiesław Potęga. Przyjęto rozwiązanie z wałem kułakowym napędzanym silnikiem. Przełączanie odbywało się zawsze w ten sposób, że układ najpierw się ustawiał w bezpiecznym połączeniu 3000 V. W oryginalnym rozwiązaniu konstrukcyjnym uzyskano bardzo korzystne wskaźniki techniczne. Urządzenia były umieszczone w cienkościennych szczelnych skrzyniach z odlewów aluminiowych. Zastosowano w nich styczniki liniowe i obwodowe oraz małogabarytowe bezpieczniki w osłonach izolacyjnych. Wał krzywkowy był wykonywany w różnych wariantach co do ilości przełączanych obwodów. Najmniej obwodów wymagały wagony z ogrzewaniem nawiewnym i proste wagony bagażowe. Najwięcej obwodów wymagały wagony przedziałowe z ogrzewaniem piecykowym. Przykładowo w budowanych później w dużej serii wagonów 111A stosowano 14-obwodowe urządzenia wybiorcze AWO-14. Przy rozwiązywaniu problemów logiki sterowania układem wybiorczym z Zakładami A-1 aktywnie współpracował dr inż. Kozłowski z COBiRTK (CNTK). Istotnym elementem zastosowanym w AWO były indywidualne liniowe i obwodowe styczniki elektromagnetyczne wysokiego napięcia z małym poborem mocy serii SO z WOLTANU. W układach przeciwprzepięciowych producent nie zalecał stosowania samych diod rozładowczych, lecz wymagał diod z szeregowym opornikiem. Celowe byłoby dzisiaj dodanie styków pomocniczych, np. kontaktronowych. Urządzenia wybiorcze z A-1 uzyskały dobrą markę i praktyczny monopol w krajach wschodniego bloku. O jakości stosowanych tam polskich bezpieczników wysokiego napięcia świadczy fakt, że jeszcze w 1985 roku na targach „Interrail" w Poznaniu przedstawiciel znanej firmy zachodniej, specjalizującej się w produkcji bezpieczników, zainteresowany był kontaktami z polskimi producentami bezpieczników topikowych WN ściśle spełniających wymagania UIC. W akcji poprawy jakości wagonów 104Ac istotną rolę odegrała praca Zakładu Trakcji IEI kierowanego przez dr. inż. J. Nasiłowskiego. Dotyczyła ona problemu występujących przepięć w wagonach w zakresie ich struktury oraz sposobów ich zwalczania. W rachubę wchodziły: przepięcia łączeniowe przy wyłączaniu indukcyjności, przepięcia przy przepaleniu bezpieczników oraz przepięcia dodatnie dużej mocy przy nagłym zdjęciu obciążenia. Analizowano również przepięcia przy przejściowych „wypalanych" zwarciach, podczas których występowała tendencja do forsowania wzbudzenia i oporność regulatora napięcia przyjmowała bardzo małe wartości. Następnie po ustąpieniu zwarcia następował gwałtowny proces samowzbudzania się prądnicy do dużych wartości napięcia i taki stan przejściowy trwał dosyć długo, gdyż wagonowy regulator napięcia posiadał silne tłumienie i był przystosowany do powolnych wymuszeń głównie przy zmianie prędkości wagonu. Wytyczne IEI były następujące: stosowanie diod rozładowczych centralne lub lepiej indywidualne na poszczególnych indukcyjnościach oraz łączenie obwodów elektronicznych możliwie oddzielnie bezpośrednio na zaciskach baterii. Przy tym dr J. Nasiłowski na podstawie literatury teletechnicznej wykazał, że zdolność baterii do tłumienia przepięć wynika nie tylko z małej oporności wewnętrznej, lecz z faktu, że w zakresie częstotliwości akustycznych bateria akumulatorów zachowuje się jak kondensator o bardzo dużej pojemności. Było to jedyne opracowanie na temat przepięć. W ciągu wielu lat działalności CBK PTK (OBRPS) nie udało się zlecić instytucjom naukowym kompleksowego tematu powstawania przepięć, sposobów ich redukcji, poziomu wymaganej odporności na przepięcia oraz ograniczonego poziomu emisji przepięć przez urządzenia. Należy szczególnie podkreślić, że w czasie rozwiązywania problemów nie tylko znajomość meritum tych zagadnień była minimalna, ale baza materiałowa była na niskim poziomie, dodatkowo ograniczona izolacją polityczną. W zakładach H. Cegielski dysponowano tylko jednym oscyloskopem do obserwacji przepięć. W późniejszym okresie zleciliśmy Politechnice Poznańskiej zbadanie stanów nieustalonych wagonowego układu zasilania w warunkach normalnych i awaryjnych. Prace pod kierunkiem prof. dr. inż. Mirosława Dąbrowskiego prowadził dr Frąckowiak. Pracę tę kontynuowaliśmy we własnym zakresie w nowej bazie badawczej OBRPS w Poznaniu. Wykonawcą badań był mgr inż. Wit Łożyński. Obecnie wiele zagadnień w zakresie: odporności na przepięcia, zakłóceń radiowych, teletechnicznych i informatycznych - regulują szczegółowe normy. Baza pomiarowa i środki przeciwzakłóceniowe osiągnęły wysoki stopień doskonałości. Trudności z serią wagonów 104Ac nie mogły być obojętne dla władz; rozpoczęto natychmiastowe sondaże osób kontaktujących się z cudzoziemcami w celu wykrycia ewentualnych nadużyć. Ponieważ sprawa miała charakter międzyresortowy, włączyła się do niej Najwyższa Izba Kontroli. Koronny zarzut był następujący: dlaczego zastosowaliśmy prototypy urządzeń do serii wagonów 104Ac. Odpowiadaliśmy, że przy uwzględnieniu odpowiedniego stopnia nowoczesności oraz preferowanych kierunkach importu było to jedyne rozwiązanie. Ostateczne oczyszczenie od zarzutów nastąpiło u prezesa NIK w obecności przedstawicieli kolei oraz wiceministra Talmy z Ministerstwa Przemysłu Ciężkiego, dyrektora J. Drabika i mgr. inż. M. Dobrowolskiego z CBK PTK. Jako pokłosie trudności z wagonami 104Ac oraz podobnych z wagonami 66W eksportowanymi do ZSRR powstało międzyresortowe zarządzenie nt. poprawy jakości wagonów, analogiczne do poprawy jakości tramwajów. W ówczesnych warunkach ustrojowych zarządzenia takie miały minimalne znaczenie, gdyż oznaczały właściwie nasilenie wojny papierowej pomiędzy zainteresowanymi stronami: przemysłem taborowym, przemysłem elektrotechnicznym i PKP. Staraliśmy się opracować precyzyjne wymagania na urządzenia z uwzględnieniem warunków środowiskowych. Przemysł elektrotechniczny oświadczał, że wymagania te są zbyt ostre i zwracał uwagę na niewłaściwą eksploatację. Dla odmiany PKP podkreślały, że urządzenia są niskiej jakości. Typowym zarzutem ze strony przemysłu elektrotechnicznego było stwierdzenie: urządzenia są dobre, ale układy i dobór urządzeń są złe. Proponowaliśmy wtedy kompletację urządzeń elektrycznych przez jeden zakład. Otrzymywaliśmy na to odmowę. Najgorsza jednak była stagnacja w opracowaniu nowych urządzeń, z wyjątkiem prądnic prądu stałego i regulatorów oraz urządzeń wybiórczych. Nie została do końca opracowana tyrystorowa centralna przetwornica oświetleniowa oraz prądnica prądu przemiennego ze statycznym zespołem prostowniczo-regulacyjnym. Ten ostatni układ czekał na swoje rozwiązanie jeszcze wiele lat.
Równolegle powstała koncepcja realizacji wagonu 104Aa - konstrukcja 1963 rok. Wagon ten zrealizowano w warunkach braku nowoczesnego układu zasilania. Zaopatrzono go w krajowy układ ogrzewania nawiewnego przy ograniczonym do minimum imporcie do zaworów magnetycznych i wyłączników ciśnieniowych do pary. Koncepcję ogrzewania opracował Instytut Techniki Cieplnej (ITC) w Łodzi przy współpracy CBK PTK w Poznaniu. Po wykonaniu prototypu, wagon ten nie był powielony, gdyż nie uważaliśmy, że jest celowe powielanie nienowoczesnego układu dwóch prądnic i dwóch regulatorów prądu stałego w jednym wagonie. Trwałym, pozytywnym wynikiem prac było opracowanie konstrukcji i opanowanie produkcji elektryczno-parowego grzejnika WC z wymiennikiem olejowym ciepła do podgrzewania wody użytkowej w umywalkach. Po zastosowaniu w toalecie dodatkowego termostatu zabezpieczająco-regulacyjnego, układ ten znalazł zastosowanie w bardzo dużej ilości wagonów.