JR West série 221

Série 221

Serie 221 "Miyakōji Rapid" sur la ligne Nara

Identification

Exploitant(s)	West
Désignation	JR西日本221系電車
Type	Automotrice de Banlieue
Motorisation	électrique
Composition	4-6-8 voitures par rame
Construction	1989-1992
Constructeur(s)	Kinki Sharyo, Kawasaki Heavy Industries
Mise en service	6 mars 1989
Modernisation	2012-2019
Effectif	474 voitures
Affectation
Utilisation	Banlieue, Peri-Urbain

Caractéristiques techniques
(par rame)

Disposition des essieux	Bo'Bo'
Écartement	1067 mm
Alimentation	1,5 kV CC
Captage	Pantographe Type WPS27 (en losange)
Schéma de traction	type WCS57B/WCS59A
Onduleurs	contrôle par résistance avec affaiblissement de champ
Moteurs de traction	type WMT61S et WMT64S (moteur continu avec commutateur)
Transmission	Système d'entraînement à cardan parallèle à arbre creux
Puissance unihoraire :	à l'unité 120 kW formation 4c 960 kW formation 6c 1440 kW formation 8c 1920 kW
Masse en service	(une formation 10 voitures) 264.9 t
Longueur	Par caisse 20 m
Largeur	2,950 m
Hauteur	4,140 m
Bogies	Chariot sans traversin type WDT50H et WTR235H (avec amortisseur de lacet)
Freins	Pneumatique,Regeneratif
Accès	3 par face
Portes	coulissantes à 2 vantaux
Capacité	(une formation 10 voitures) 1127 p.
Climatisation	Climatisation intégrale
Vitesse maximale	120 km/h
Équipements de sécurité	ATS-SW, ATS-P, ATC-B, Système de détection de comportement anormal du train
Pays d'homologation	Japon

La série 221 (221系電車, 221 Keidensha) est un type de rame automotrice japonaise à courant continu exploitée par la West Japan Railway Company (JR West) et apparue en 1989.

C'est le premier modèle décidé et fabriqué par JR West après sa creation. En 1987 la Japanese National Railways (JNR) se privatise et se divise en plusieurs entreprises privées (JR East, JR West etc.).

Il a été pensé de conception comme un train express limité, et symbolisant la naissance de la JR West (question d'image envers les autres entreprises). Il était prévu, pour être exploité sur les lignes de la zone Keihanshin, la ligne principale Sanyō et la ligne Yamatō ou la concurrence avec les opérateurs privés est féroce (Keihan, etc.).

À l'origine le nom prévu était Série 215/217 en continuité avec les séries 213. Mais la JR West choisit de se distinguer de l'ancienne JNR, en sélectionnant une nouvelle plage de nombres et le numéro 221 est choisi (on utilise toujours les nombres impairs pour designer les automotrices électriques)

Afin de rivaliser avec les chemins de fer privés concurrents, on s'est concentré sur un confort élevé et des performances de conduite à grande vitesse. On a également imaginé un concept qui incorpore des sièges transversaux convertibles pour le sens de la marche, une caisse à trois portes et une structure de fenêtres continues entre les portes offrant une voiture lumineuse avec de grandes fenêtres. Ces trains devaient, en même temps, être capables d’accepter de fortes charges pour un fort trafic passagers.

Kinki Sharyo, Kawasaki Heavy Industries et Hitachi étaient principalement chargés de la fabrication, mais certains trains ont été assemblés dans l'usine de Takatori et l'usine de véhicules Goto.

En 1990, la série 221 est lauréate du Laurel Prize du Japan Railfan Club^[1].

Il s'agit de caisse de type 20 m de long ,2.95m de large ,avec trois portes à deux vantaux de chaque côté (largeur d'ouverture de 1,30m ),une configuration assez standard pour un train de banlieue . Le châssis est une structure assemblée soudée utilisant de l'acier laminé de construction standard (SS400) pour les longerons et les traverses , et de l'acier laminé à chaud résistant aux intempéries (SMA50B) et de l'acier laminé à haute résistance aux intempéries (SPA) pour les traverses de renfort et la poutre centrale . La hauteur du plancher a été fixée à 1 150 mm de haut (par rapport au rail).

La forme frontale hérite du design de la remorque spéciale Kuro 212 (issu du train Super salon Yumeji de la série 211) avec un accent sur la visibilité, la résistance à l'air et une belle apparence. Pour cela une large vitre englobe l'avant du véhicule débordant sur les côtés, et offrant une excellente visibilité au conducteur. En outre, une porte de secours est installée au centre pour tenir compte de déplacements dans des sections souterraines (obligatoire au Japon), et du point de vue de la conception et de la prévention des courants d'air, il s'agit d'une porte à ouverture vers l'extérieur, et l'étanchéité à l'air est maintenue avec un caoutchouc d'étanchéité expansible.

Les vitres latérales ont été considérablement élargies dans le sens vertical par rapport aux trains précédemment construits, et mesurent maintenant 1 m de hauteur. De plus, une fenêtre étroite a été disposée en continu pour chaque siège de sorte que le paysage extérieur puisse être vu de n'importe quel siège. L'extérieur avec de grandes fenêtres est une caractéristique unique de la série 221. Certains trains ont changé leur vitres pour du verre fumé vert athermique.

Les couleurs choisies étant une base d'un blanc pur avec des bandes beiges (couleur du Shinkaisoku ,l'express du kansaï)et marron (couleur raisin n ° 2 ,couleur du Kansaï) et une bande bleue représentant la JR West.

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  Vue latérale du train à 4 voitures série 221 (Kuha 221-18, Saha 221-18, Moha 221-18, Kumoha 221-18)

Les sièges étaient principalement des sièges transversaux réversibles 2+2 (le dossier peut basculer ,changeant l'orientation de la position assise).La couleur des sièges était initialement une combinaison de brun et de beige, mais à partir de juin 2011, il a été progressivement remplacé par une livrée similaire à celui de la série 225 série 0 (du bleu marine).Les repose-têtes des sièges étaient initialement blancs, mais plus tard, les sièges prioritaires ont été remplacés par des verts à des fins d'identification. Les parois d'extrémité des voitures sont équipées d' écrans d'information à LED qui combinent des indicateurs de numéro de voiture et des horloges numériques (image a droite) . Il y avait des toilettes de style japonais dans chaque rame (dans la remorque d'extremité), mais elles ont toutes été converties en toilettes de style occidental accessibles aux fauteuils roulants lors des travaux de rénovation.

Contrairement au système de bloc clim centralisé type AU75 utilisé précédemment par la JNR , le système de climatisation choisi est un système distribué avec deux bloc/unités WAU701 (puissance frigorifique de 20,93 kW ≈ 18 000 kcal/h) installées sur chaque voiture^[2]. Ce système disperse le poids de la climatisation, simplifiant ainsi la conception structurelle de la caisse, notamment des poutres de plafond et des montants latéraux supportant le système, par rapport à un système centralisé. Outre le système de climatisation WAU701, un ventilateur à flux transversal, un régulateur de température à microprocesseur, un filtre à enroulement automatique et un chauffage électrique fonctionnent de manière entièrement automatique grâce à la commande par microprocesseur . Un haut-parleur intégré permet également la diffusion d'informations à l'extérieur de la voiture.

En outre, il était prévu d'installer des téléphones publics à bord de cette série , qui avaient déjà été installés sur les séries Hankyu 6300 et Keihan 8000 , mais ces plans ont finalement été abandonnés .

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  Girouette a l'interieur
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  Interieur lors de la livraison des rames
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  Siege réversible,le dossier peut basculer.

Le contrôleur principal (mascon) en cabine de conduite fut le premier du groupe JR à adopter un système à double levier horizontal avec commandes séparées pour le frein et la traction. Alors que les autres compagnies du groupe JR, à l'exception de JR Shikoku plus tard , ont adopté le système à levier unique à gauche à partir des années 1990 .La JR West a adopté cette configuration pour toutes ses nouvelles rames conventionnelles depuis la série 221.

En raison des contraintes liées à la composition des trains et à la configuration des rames, deux configurations principales de circuits sont utilisées : le système MM' et le système 1M^{[Note 1]}.Les rames sont également équipées de dispositifs adaptés aux conditions hivernales et à la neige, tels que des freins spécifiques . Le rapport MT de 1:1 au sein de la rame a été maintenu afin d'uniformiser l'accélération^[3]. Compte tenu des effets des brises marines sur les lignes JR Kyoto et JR Kobe, les composants sous caisses liés freins ont été concentrés sur le coté face a la mer et les composants électriques sur le côté face a la montagne.

Les contrôleurs principaux de puissance choisis sont les WCS57B et WCS59A, basés respectivement sur le CS57 (système d'unités MM') modèle développé initialement pour la série 205 ,et le CS59 (système 1M) développé initialement pour la série 213. Le système de controle est à résistance avec affaiblisseur de champ et est conçu pour utiliser systématiquement le freinage régénératif , permettant ainsi le freinage dynamique sur les lignes en pente, comme pour la série 211 . Le choix d'une commande par variateur de fréquence (VVVF) ,pourtant déjà utilisée sur les séries 207 à l'époque de la JNR , a été abandonnée pour des raisons de fiabilité et de rentabilité^[4],[5].

L'onduleur statique ( SIV) de type WSC23, composé d' un convertisseur CC-CA est d'un onduleur triphasé , dont la fiabilité a été éprouvée sur la série 213 (SC22) .Il est installé dans les voitures Kumoha 220, Moha 221 et Moha 220 ^[6]. Alimenté par le pantographe en 1 500 V CC, il fournit du courant alternatif triphasé 440 V/60 Hz (puissance nominale de 130 kVA) et du courant alternatif monophasé 600 V/180 Hz (puissance nominale de 30 kVA).

Deux types de moteurs de traction sont utilisés : le WMT61S ( puissance nominale de 120 kW à une tension aux bornes de 375 V ), dérivé du MT61 développé originellement pour la série 713 , et le WMT64S (puissance nominale de 120 kW à une tension aux bornes de 750 V), dérivé du MT64 développé originellement pour la série 213 . Malgré leurs tensions aux bornes différentes, ils sont conçus pour présenter des caractéristiques de sortie aussi similaires que possible grâce à des améliorations apportées au circuit magnétique. La transmission utilise un cardan parallèle à arbre creux . Le rapport de transmission est de 5,19, le même que celui de la série 211 .

Le pantographe est un modèle en losange croisé à châssis inférieur de type WPS27, qui présente l'avantage de réduire la surface projetée. Un exemplaire est monté à l'arrière des voitures Kumoha 221, Kumoha 220 et Moha 220. Il s'agit d'un système à ressort et à air comprimé, et l'utilisation d'une bande de contact à réglage fin réduit le risque de déraillement du pantographe . Ce système a ensuite été adopté pour les séries 207 et 223,etc....En 2010 les séries 221 a 4 caisses basées au dépôt de Kyoto reçoivent un second pantographe destiné au dégivrage.

Les trains utilisent une girouette de destination type bi-mode papier/Led, que ce soit de front ou latérale jusqu'en 2020... entre-temps un remplacement par des affichages Led Couleur a été mis en place dès 2017.

En réponse à l'accident mortel (une chute de passager survenue à la gare de Maikō en décembre 2010), l'installation de capots de prévention des chutes inter-véhicules a été lancée sur cette série, qui est souvent exploitée en unité multiple.

• Ligne Ligne principale Tōkaidō (Maibara - Kōbe, jusqu'en 2023)
  • Ligne principale Sanyō (Kōbe - Kamigōri, jusqu'en 2023)
  • Ligne Ligne Akō (Aioi - Banshū-Akō, jusqu'en 2023)
• Ligne principale Hokuriku (Nagahama - Maibara, jusqu'en 2023)
• Ligne Ligne Kosei (Yamashina - Ōmi-Imazu)
• Ligne Ligne Kusatsu
• Ligne Ligne Nara
• Ligne (Ligne Sagano) (Kyoto - Fukuchiyama) Ligne principale San'in
• Ligne Ligne Higashi Osaka
• Ligne Ligne Bantan (Himeji - Teramae, jusqu'en 2023)
• Ligne Ligne circulaire d'Osaka , Ligne Sakurajima
• Ligne Ligne de l'aéroport du Kansai
• Ligne Ligne Yamatoji(Kamo - JR Namba)
• Ligne Ligne Wakayama (Ōji - Gojō)
• Ligne Ligne Sakurai (Manyō-Mahoroba Line)

Information:

• MoHa ou Moha (モハ) →Motrice sans cabine
• SaHa ou Saha (サハ) →Remorque sans cabine
• KuHa ou Kuha (クハ) →Remorque avec cabine
• KuMoHa ou Kumoha (クモハ) →Motrice avec cabine
• Cont: Dispositif de contrôle du véhicule,
• SIV : Alimentation auxiliaire (onduleur statique)
• CP: Compresseur d'air,
• ♀: Véhicule réservé aux femmes
• < , > ou <> : pantographe

En date du 1er Octobre 2012, la flotte consistait à 474 vehicules, en formation de 2, 4-, 6, et 8 voitures, basées aux dépôts de Kyoto, Nara, et Aboshi .

Préfixe "A"

Préfixe "B"

Préfixe "C"

Préfixe "NB"

Préfixe "NC"

Préfixe "NA"

Elles sont basées au dépôt de Kyoto et ont un rapport 2M2T. On les reconnait aux 2 pantographes sur la voiture d'extrémité. Préfixe "K"

Les KuMoHa 221 dans certaines formations sont équipées avec un second "de-icing pantographe" (pour degivrer).

Durant l'ère JNR (soit avant 1987), la ligne Kosei a été le fait de deux tests de vitesse à 160 km/h sur des lignes conventionnelles utilisant la série 381^[7], afin de collecter les données nécessaires pouir des vitesses de 160 km/h, et pour concevoir de nouveaux types de trains rapides. Un nouveau test a été réalisé de mai à juin 1990^[8].

Pour ce dernier test, une rame de série 221 à 6 voitures appartenant au dépôt ferroviaire d'Aboshi (formation M21, composée de Kumoha 221-33 + Moha 221-33 + Saha 221-33 + Moha 220-14 + Saha 220-14 + Kuha 221-33 , affectée sur la ligne principale Tokaido) a été choisie. Les modifications suivantes ont été apportées en préparation du test :

• La rame a été modifiée en une composition à quatre voitures (Kumoha 221-33 + Moha 221-33 + Moha 220-14 + Kuha 221-33) par suppression des voitures Saha 221-33 et Saha 220-14, et le rapport MT^{[Note 2]} a été modifié à 3M1T afin d'améliorer les performances d'accélération .
• Le rapport de transmission a été modifié de 5,19 à 3,17^{[Note 3]} pour un fonctionnement à grande vitesse
• Le confort de conduite a été amélioré grâce à l'installation d'amortisseurs de lacet et de dispositifs anti-roulis^[9].
• Un confort de conduite amélioré a été obtenu en adoptant les bogies modifiés WDT50H et WTR235H, qui présentent une modification de la constante du ressort d'essieu du bogie
• Pour améliorer les performances de captation de courant à haute vitesse, les pantographes ont été remplacés par des WPS27 modifiés avec des amortisseurs, et une barre haute tension a été installée entre les voitures Kumoha 221-33, Moha 221-33 et Moha 220-14 .
• Un voyant indicateur de signal GG (signal de progression à grande vitesse) a été temporairement installé dans la cabine du conducteur du Kuha 221-33

Le tronçon testé était la ligne Kosei ( entre les gares d'Azumigawa et de Nagahara ), et des signaux temporaires ont été installés pour l'indication du signal GG. Les mesures portaient sur la charge sur les roues, la pression latérale, le comportement des aiguillages, le confort de roulement, le comportement du système de traction, le comportement de la commutation du moteur principal, le comportement du freinage, le comportement de la caténaire et du pantographe, l'évaluation des contraintes structurelles, le bruit au sol et la visibilité des signaux à grande vitesse . Les essais n'ont révélé aucune anomalie au niveau de la charge sur les roues ni de la pression latérale, et les valeurs affichées étaient inférieures aux limites autorisées prévues. Concernant le confort de conduite, l'accélération latérale était conforme aux attentes . Les performances en aiguillage, en captage du courant, ainsi que le niveau sonore et les vibrations ont également démontré une capacité à supporter une vitesse de 160 km/h .

N'etant pas en cours de reforme la serie 221 n'est pas en musée. Néanmoins au Musée ferroviaire de Kyoto une cabine est présente. Il s'agit d'une version modifiée d'un simulateur de train autrefois utilisé au Musée des sciences des transports (fermé le 6 avril 2014), à laquelle a été ajouté une cabine. Les sections ajoutées diffèrent du train réel par la présence d'un affichage de destination défilant et de portes latérales en acier inoxydable non peint.

La série 221 est vendue par le constructeur Kato à l'échelle N, en formation de 4-6-8 voitures (10-1491S/92 et 10-1581), et Tomix (98466 /67/68)

• 
  Une rame série 221 à la gare de Kakogawa sur la ligne Kobe.
• 
  Série 221 sur le Yamatoji Rapid
• 
  Serie 221 et 223 couplées
• 
  Rame B18 à Hiroshima
• 
  Serie 221 et son pantographe replié
• 
  Interieur Serie 221
• 
  Siege modifiable avec dossier basculant
• 
  Moha/motrice (モハ) 221-25
• 
  Kumoha/motrice avec cabine (クモハ) 221-25
• 
  thermometre de ligne et affichage digital
• 
  Poste de conduite
• 
  A Kyoto , la partie sans fenêtre sont les toilettes

• (jp) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en japonais intitulé « JR西日本221系電車 » (voir la liste des auteurs).

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