Los trenes de la serie 121 son trenes de alta versatilidad capaces de circular por vías de alta velocidad y de ancho ibérico fabricados por CAF y Alstom. Disponen de cambio de ancho y pueden operar en dos tensiones (3 kVcc y 25 KVca) con uan velocidad máxima de 250 km/h en líneas electrificadas a 25.000 Voltios de Corriente Alterna a 50Hz y de 220 km/h en líneas electrificadas a 3.000 Voltios de Corriente Continua.
Los trenes s-121 son de clase única y un total de 281 plazas, entre las que se incluye una para personas con movilidad reducida.
Los trenes de las series 121 son una evolución de los trenes s-120. Están formados por cuatro coches con 281 plazas en clase única distribuidas en 4 coches. Cada coche cuenta con una zona de maletero para objetos de peso o volumen importante, así como amplios portaequipajes situados encima de los asientos, en toda la longitud de la sala.
Los trenes s-121 disponen de monitores que permiten la visualización de imágenes, vídeos e información adicional acerca del trayecto, próxima parada o velocidad del tren,... y los asientos cuentan con toma de audio individual y de una luz adicional para la lectura.
Cuenta con sistema de climatización tanto aire caliente como aire frío a través de los conductos situados en la parte superior de los departamentos.
Cada coche tiene dos salas de viajeros separadas por la plataforma central de acceso. Los asientos son reclinables y disponen de reposapiés, mesita, brazo abatible, enchufe y conexión de audio con mando para seleccionar distintos canales.
Tiene un coche adaptado para el uso de Personas de Movilidad Reducida. Dispone de una plataforma de mayores dimensiones que las demás, un WC adaptado a la última normativa en vigor, puertas de acceso a la sala con mayores dimensiones para permitir el paso de sillas de ruedas, y una ubicación especial para estas sillas que incluye un sistema de anclaje automático, mesita, enchufe, conexión de audio y un interfono para la comunicación con el personal del tren. Igualmente la equipación para PMR incorpora un alojamiento para la silla de ruedas, con sus correspondientes anclajes, previsto para un viajero PMR que viaje sentado en un asiento convencional.
Caja
La estructura de la caja es autoportante y se ha realizado en aleación ligera de aluminio. Su diseño tiene en cuenta conceptos aerodinámicos y de resistencia al avance. Cuenta con dispositivos de absorción de energía en los enganches, estructuras deformables y dispositivos anticabalgamiento, de forma que en caso de impacto frontal se reduzcan las consecuencias para los viajeros y para el propio vehículo.
El revestimiento de las paredes y techo es de resina fenólica. Los costados tienen una ligera curvatura para mejorar la estética y tienen ventanas fijas de vidrio reflectante. Se incorporan lunas blindadas y con una lámina antiesquirlas para mejorar la seguridad durante la marcha. La línea del tren se completa mediante faldones y carenados, tanto superiores como inferiores.
El bastidor es de acero soldado y la caja se apoya sobre una traviesa de carga a la que se une de manera rígida y bajo la cual se monta la suspensión secundaria. Los esfuerzos horizontales se transmiten por un pivote de arrastre.
Cada unidad dispone de dos cabinas de conducción donde se encuentran montados los equipos de control y conducción, distribuidos en una consola y en un panel situado en el techo de la cabina.
El acceso se realiza a través de una plataforma única y centrada en cada coche. Dos puertas exteriores, a cada lado, dan acceso a la plataforma, mientras que dos puertas interiores a las salas. Cada puerta exterior dispone de un estribo abatible, de accionamiento neumático, que permite el acceso a andenes de diferentes alturas.
Sistemas de tracción y auxiliar
El tren, desde un punto de vista del equipo de tracción y generación de auxiliares está concebido como dos semiunidades. Cada una de ellas está concebida como un tren de modo que dispone de todos los elementos de captación, transformación y transmisión de la energía necesarios para el funcionamiento del tren. Se puede afirmar que cada unidad es autónoma desde la captación hasta la transmisión de potencia a los motores, generación de baja tensión y generación de tensión continua para los equipos de control.
Cada uno de los coches descansa sobre dos bogies Brava tipo A1, con un único eje motor, lo que supone contar con ocho ejes motores y ocho portadores, que permiten realizar la maniobra de cambio de ancho a una velocidad aproximada de 30 kilómetros por hora. Cada bogie tiene dos ejes, motor y portante, y ambos incluyen discos de freno y además el motor incluye un reductor. El eje motor está accionado por un motor de tracción mediante transmisión tipo cardan.
El motor de tracción, suministrado por Alstom, es asíncrono de 6 polos, autoventilado y proporciona 512 kW en eje. La unidad cuenta con 8 motores, 2 por coche y cada pareja de motores es controlada por un equipo de tracción. El convertidor de tracción IGBT asegura la tracción y el frenado eléctrico, suministrando a cada motor la potencia necesaria. El frenado eléctrico puede actuar independientemente de la existencia de tensión en catenaria, gracias a los reostatos de frenado que incluye cada uno de los grupos de potencia.
Incorporan el sistema de control y supervisión Cosmos, de Caf, cuya misión es la de gestionar el completo funcionamiento del tren empleando para ello diversas entradas y salidas, tanto digitales como analógicas.
La interfaz del sistema con el maquinista se realiza a través de una pantalla TFT de 10” que muestra de forma gráfica el estado de los diferentes equipos del tren y le permite introducir datos y órdenes.
Muestra, también, las incidencias que se van produciendo y proporciona al maquinista recomendaciones o acciones a realizar. Finalmente, tiene posibilidad de descargar, de forma centralizada y remota, el histórico de averías de cualquier equipo conectado a la red. También dispone de una sistema de antipatinaje-antibloqueo.
La producción de aire comprimido se localiza en los dos coches motores con cabina, mediante compresores rotativos que proporcionan un caudal de 1.350 l/min. a 10 bar.
El equipo de elevación del pantógrafo se acciona neumáticamente, teniendo acondicionado un depósito de reserva en caso necesario y disponiendo, por último, de un compresor auxiliar en caso de presión insuficiente.
El equipo de climatización se compone de una unidad compacta por coche, que proporciona 50 kW de potencia frigorífica y 26 kW de potencia calorífica. Refuerzan el sistema unos convectores de calefacción a ambos lados de los departamentos de viajeros y unas resistencias calefactoras para los WC.
El sistema de climatización dispone de control electrónico de temperatura.
Para poder circular por todo el territorio nacional incorpora todos los sistemas de señalización existentes: ASFA 200/98, ASFA AVE y ERTMS.
Bogies y frenos
Los bogies son uno de los elementos más sobresalientes del tren. Todos los bogíes de la composición son motores y forman parte del sistema denominado Brava (Bogie de Rodadura de Ancho Variable Autopropulsado), desarrollado por Caf, y están montados sobre dos ejes, uno portante y el otro motor, que permiten a los vehículos ferroviarios adaptarse a cualquier ancho de vía. Esta operación se realiza sobre la marcha en el intercambiador, permitiendo la adaptación automática al ancho ibérico o al ancho internacional en sólo 3 segundos.
El sistema Brava consiste en dos conjuntos de ruedas que pueden desplazarse lateralmente, de forma preestablecida, sobre un cuerpo de eje no rotativo. Durante la circulación, la acción de un doble mecanismo de seguridad impide el movimiento lateral de las ruedas. La separación entre ruedas se consigue mediante un mecanismo de bloqueo-desbloqueo, accionado automáticamente durante el proceso de cambio de ancho.
Además, cada bogie incorpora dos eyectores de arena, una instalación neumática tanto de suspensión secundaria como de freno, sensores de velocidad y antibloqueo, amortiguadores antilazo y puestas a tierra. El bogie del lado de la cabina monta además un sistema de engrase de pestaña, los quitapiedras y un captador Asfa.
Por último, destaca la incorporación de una red de sensores en el bogie, denominada sistema ATMS, para la monitorización de diversos parámetros como las temperaturas o los estados de las diferentes partes mecánicas del eje Brava.
Estas series incorporan tres sistemas de freno:
El freno eléctrico es el sistema prioritario, con el objeto de reducir al mínimo la aplicación del freno neumático. El freno neumático se aplica como complemento del eléctrico para alcanzar el esfuerzo de frenado solicitado. En caso de frenado de emergencia actúa exclusivamente el freno neumático, que producirá la parada en una distancia máxima de 1.000 metros si se circula a 160 km/h, y en 2.700, si la velocidad es de 250 km/h. Las ruedas son enterizas, de acero no aleado de bajo contenido en carbono y con llanta templada superficialmente.
Enganche
Los coches cabina de este tren disponen de enganches automáticos Schafenberg con trampilla automática para su ocultación. El tipo de enganche entre coches es semipermanente. Este sistema permite que los trenes de la serie 120 pueden circular en composición doble.
Sistemas de control
Esta serie cuenta con los sistemas a bordo necesarios para los dos tipos de señalización, ERTMS niveles 1 y 2 y ASFA, para circular por los dos tipos de líneas a los que van destinadas, y pueden ser adaptados para recibir otros sistemas como LZB y Ebicab.
Los trenes de las series 120 y 121 incluyen el sistema de comunicación por radio tren-tierra y GSM-R, y también disponen de sistema de mando y diagnosis Cosmos con la red de comunicación TCN.
Además cuenta con un sistema de control y monitorización de temperaturas y de aceleraciones en los bogies.