Le automotrici ALe 540 sono un gruppo di elettromotriciIl termine "elettromotrice" equivale a "automotrice elettrica". leggere delle Ferrovie dello Stato italiane costruite in tre serie tra il 1957 e il 1960.
La nascita del gruppo , inizialmente non previsto dai piani di sviluppo delle FS, avvenne in conseguenza della decisione di abolire la 3ª classe sui treni delle amministrazioni ferroviarie europee, decretata nel 1955 dall'Union Internationale des Chemins de Fer (UIC), che indusse le FS ad adattare per il servizio di sola 1ª classe le ultime sette unità del gruppo ALe 660 allora in costruzione.
Non essendoci il tempo per riprogettare gli ambienti interni, poco razionali perché pensati per un veicolo a due classi, le elettromotrici di prima serie () nacquero praticamente identiche alle , essendo l'unica differenza il numero di posti (54 di sola 1ª classe contro 18 di 1ª classe e 48 di 2ª classe).
L'inconveniente della disposizione poco razionale dei posti fu risolto con le elettromotrici di seconda serie () realizzando un unico arioso salone al posto dei tre ambienti separati ereditati dalle ALe 660. Oltre a questo furono introdotte importanti innovazioni meccaniche con l'adozione di nuovi carrelli a passo accorciato e nuovi motori di trazione con sospensione ad asse cavo.
Con le elettromotrici di terza serie () fu introdotta una cassa semi-aerodinamica di nuovo disegno (anticipatrice delle future ALe 601), mentre l'arredamento interno e le parti elettrica e meccanica rimasero uguali a quella della seconda serie.
L'impostazione stilistica delle prime due serie è molto simile a quella dell'ALe 840 con il caratteristico frontale a bulbo in cui grandi pannelli frontali rimovibili celano l'intercomunicante e i mantici di accoppiamento tra le unità. Come nella ALe 840 le porte di salita sono le tradizionali porte a libro a 4 ante ad apertura pneumatica ma più spostate verso le due estremità. La terza serie è molto simile invece alle elettromotrici ALe 601 della prima serie, di cui in realtà sono le progenitrici.
I carrelli sono a due assi e portano due motori di trazione con sospensione baricentrica nella prima serie e appoggiate su asse cavo nelle successive. La sospensione primaria degli assi è con molle elicoidali, mentre quella secondaria è con molle a balestra; nella seconda e terza serie la sospensione secondaria è modificata con balestre triple.
I motori elettrici a corrente continua (con eccitazione in serie), all'avviamento vengono collegati tutti in serie e poi commutati in parallelo a gruppi di due (in serie tra loro) per la maggiore velocità. L'avviamento è di tipo reostatico con avviatore automatico e tre gradi di shuntaggio poi elevati a cinque.
La velocità massima in origine era di in ragione del tipo di servizio svolto per treni veloci di categoria elevata; venne abbassata a , in seguito all'avvento delle ALe 601, ed anche a causa di una certa delicatezza del sistema di trasmissione ad ingranaggi che ne rendeva onerosa la manutenzione, e le elettromotrici vennero impiegate per servizi viaggiatori locali.
Il sottogruppo ALe 540.023-030 anticipa in molti aspetti le ALe 601. Secondo i primi piani delle FS esso avrebbe dovuto essere successivamente commesso in un cospicuo numero di unità e costituire la parte del parco destinata all'estensione dei servizi ad alta velocitàAlla fine degli anni Cinquanta si definivano tali, sulla rete FS, le relazioni con velocità d'orario di 150 km/h.. Tuttavia, lo sviluppo degli studi su carrelli di nuova concezione e altre considerazioni che condussero al progetto delle ALe 601 e rimorchi fecero abbandonare l'idea.Sergio Pautasso, FS-Italia. Elettromotrici ALe 601 e rimorchi, 2ª ed., Torino, Elledi, 1984, p. 6.
Storia La nascita delle fu determinata da circostanze estranee ai progetti delle Ferrovie dello Stato che nel 1955, mentre era in corso la costruzione della prima delle 22 coppie di elettromotrici e rimorchiate pilota ordinate nel 1954, si trovarono di fronte alla decisione dell'Union Internationale des Chemins de Fer (UIC) di abolire la terza classe sui treni delle amministrazioni ferroviarie europee a partire dal 3 giugno 1956..
In questa circostanza le FS presero la decisione di dotare della sola prima classe una parte delle elettromotrici della commessa in corso e pertanto furono costruite solo 15 coppie di , mentre le restanti 7 furono allestite con ambienti di sola prima classe a 54 e 60 posti cambiando la disposizione delle poltrone da quattro a tre per fila, andando a costituire le unità della prima serie del nuovo gruppo ALe 540 e le relative rimorchiate .
Le entrarono in servizio nel 1957 senza modifiche alla disposizione degli ambienti, mantenendo in particolare il modulo destinato alle ritirate e al deposito valigie che sulle aveva la funzione di separare le due classi.
Mentre le coppie non furono più replicate dopo le prime quindici unità, rimanendo gruppi a sé stanti fino al ritiro del servizio, nel 1956 e 1957 fu ordinata in due lotti la seconda serie di elettromotrici simili esternamente alle , ma dotate di un nuovo tipo di carrelli a passo più corto con la sospensione dei motori ad asse cavo invece che baricentrica e con gli interni riprogettati spostando a ridosso della cabina di guida posteriore il modulo con le ritirate e il deposito valigie che non aveva più senso come separatore in un ambiente di sola 1ª classe, ottenendo un unico arioso salone per i viaggiatori..
Oltre alle 15 elettromotrici di seconda serie , i lotti ordinati nel 1656 e nel 1957 comprendevano.: 5 rimorchiate pilota di 1ª classe ; 10 rimorchiate pilota 2ª classe .
Sempre nel 1957 fu ordinato un ultimo lotto di che, con la comparsa di una nuova testata semiaerodinamica con terzo faro di profondità superiore, segnò una loro ulteriore evoluzione che anticipò l'ormai prossimo avvento delle elettromotrici ALe 601.
Il lotto ordinato nel 1957 comprendeva: 8 elettromotrici di 1ª classe (terza serie); 10 rimorchiate pilota 2ª classe .
Caratteristiche Elettromotrici Le trenta elettromotrici sono suddivise in tre serie costituite dalle unità.: , previste inizialmente come e pertanto identiche alle ALe 660 salvo per il numero di posti (54 di sola 1ª classe contro 18 di 1ª classe e 48 di 2ª classe); , con cassa simile a quella delle , ma con disposizione posti razionalizzata, nuovi carrelli a passo accorciato e nuovi motori di trazione con sospensione ad asse cavo; , con cassa semi-aerodinamica di nuovo disegno (anticipatrice delle future ALe 601) e parte elettrica e meccanica uguale a quella delle .
Elettromotrici ALe 540.001-007 (prima serie) La cassa delle unità di prima serie era identica a quella delle elettromotrici , ma con l'allestimento interno di sola 1ª classe. che, nell'impossibilità di riprogettare gli interni per le vicende che determinarono la nascita del gruppo, mantenne la suddivisione in tre ambienti a 18, 30 e 6 posti, funzionale per separare la 1ª dalla 2ª classe sulle , ma irrazionale per un rotabile di sola 1ª classe.
L'arredamento era identico a quello degli ambienti di 1ª classe delle , con poltroncine simili a quelle degli elettrotreni, illuminazione a lampade fluorescenti e, in origine, alzacristalli elettrici. Gli impianti di riscaldamento e i servizi ausiliari erano gli stessi delle .
La disposizione interna comprendeva i seguenti locali: cabina di guida anteriore; compartimento postale con ripiano per le valigie; vestibolo di salita anteriore con porte a libro a due ante a comando elettro-pneumatico per ciascun lato; ambiente di 1ª classe su tre moduli con 18 posti a sedere disposti con lo schema 1+2 (modulo sedili ); vano di servizio su un modulo con due ritirate sul lato sinistro e deposito valigie sul lato opposto; ambiente di 1ª classe su cinque moduli con 30 posti a sedere disposti con lo schema 1+2 (modulo sedili ); vestibolo di salita posteriore identico al precedente; ambiente di 1ª classe su un modulo con 6 posti a sedere disposti con lo schema 1+2 (modulo sedili ); cabina di guida posteriore.
La meccanica, identica a quella delle , montava gli stessi carrelli con i motori di trazione a sospensione baricentrica delle ALe 840, ma con il rapporto di trasmissione portato a 25/58 per ottenere un maggiore sforzo di trazione all'avviamento..
Anche i circuiti di comando e trazione erano gli stessi delle , modificati rispetto a quelli delle con l'introduzione di un ulteriore grado di indebolimento di campo con i motori in parallelo, portando a undici il numero delle velocità economicheLe velocità economiche sono quelle corrispondenti ai regimi di rotazione dei motori con il reostato d'avviamento completamente disinserito. e consentendo di mantenere la velocità massima di nonostante il rapporto di trasmissione accorciato.
Elettromotrici ALe 540.008-022 (seconda serie) Nonostante l'aspetto esteriore molto simile alla serie precedente, con l'introduzione del nuovo carrello e dei motori di trazione con trasmissione ad albero cavo, le rappresentarono il passo più importante nell'evoluzione della seconda generazione delle elettromotrici FS, costituita dalle , e ...
Con l'ordinazione nel 1956 del primo lotto di di seconda serie ci fu finalmente il tempo di riprogettarne gli interni, realizzando un unico e arioso salone al posto dell'anomala suddivisione in tre ambienti ereditata dalle .
La cassa era distinguibile da quella, quasi identica, della serie precedente per la diversa sistemazione di alcuni finestrini a seguito della revisione degli interni e per l'imperiale più alto di 50 mm (differenza percepibile solo in composizioni con serie eterogenee) per il maggior diametro delle ruote del carrello ..
Gli impianti di illuminazione e di riscaldamento e i servizi ausiliari erano identici alla serie precedente.
La nuova disposizione interna comprendeva i seguenti locali: cabina di guida anteriore; compartimento postale con ripiano per le valigie; vestibolo di salita anteriore con porte a libro a due ante a comando elettro-pneumatico per ciascun lato; ambiente di 1ª classe su nove moduli con 54 posti a sedere disposti con lo schema 1+2 (modulo sedili ); vestibolo di salita posteriore identico al precedente; vano di servizio con due ritirate disposte ai lati del corridoio centrale; cabina di guida posteriore.
L'innovazione più importante si ebbe nella parte meccanica con l'adozione del nuovo carrello , caratterizzato dalla struttura generale e dalle sospensioni primaria e secondaria derivate dal carrello sperimentale provato sull'elettromotrice e dall'abbandono della sospensione baricentrica dei motori, adottata sui carrelli delle , a favore del ritorno alla trasmissione ad asse cavo delle elettromotrici anteguerra ALe 883, opportunamente migliorata per eliminare le cause che ne avevano determinato l'abbandono.. Il progetto di questa trasmissione anticipò la soluzione adottata pochi anni dopo sul carrello , impiegato estensivamente sulle elettromotrici e sugli elettrotreni ETR 250 ed ETR 300 riqualificati.
I carrelli furono equipaggiati con i nuovi motori , che si differenziavano dai utilizzati sulla serie precedente per l'aggiunta degli avvolgimenti compensatori della reazione d'indotto e per la carcassa irrobustita ed adattata per ricavarvi la sede per l'albero cavo.
I circuiti di trazione e comando rimasero sostanzialmente gli stessi della prima serie; l'unica differenza degna di nota fu l'adozione fin dall'origine dell'interruttore extrarapido al posto del separatore D'Arbela per la protezione del circuito di trazione.
Elettromotrici ALe 540.023-030 (terza serie) Sulle otto unità della terza serie furono abbandonate le testate aerodinamiche a forma di bulbo a favore di un nuovo frontale semi-aerodinamico più facile da realizzare e che richiedeva mantici di intercomunicazione di minori dimensioni, ottenendo una cassa, più corta di 570 mm rispetto alle serie precedenti, il cui disegno anticipava a grandi linee l'aspetto estetico delle future ALe 601..