ВЛ60ПК (ВЛ60КП).

 

 

Электровозы ВЛ60^П, оборудованные кремниевыми выпрямителями, а также ВЛ60^К, переоборудованные в пассажирские.

ВЛ60^КУ

11 электровозов были переоборудованы из ВЛ60^К с введением плавного регулирования напряжения на выводах тяговых электродвигателей и одновременно бестоковой коммутации при этом регулировании. Индекс «У» обозначает «управляемый».

ВЛ60^К_Р.

В течение 1971 — 1973 гг. был сделан проект переоборудования электровоза ВЛ60^К для работы с рекуперативным торможением. Опытный электровоз получил обозначение ВЛ60^К_Р−2370 и в августе 1974 года поступил для испытаний на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС.

 

Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не превышает 110 км/ч. В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12 - осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2-4 секций (постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С). По мере расширения электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934 г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар.

 

Электровоз ВЛ80.

(Владимир Ленин; первоначальное обозначение — Н8О — Новочеркасский, 8-осный, однофазный) — грузовой магистральный электровоз переменного тока с осевой формулой 2(2₀−2₀). Прозвища: «Аврора», «Выльник», «Кайсер».

Электровозы ВЛ80 всех индексов строились Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) по проектам разработанным ВЭлНИИ в период с 1961 по 1995 год. Механическую часть, тяговые двигатели, вспомогательные электромашины завод изготавливал сам. Некоторые важные комплектующие завод получал от других заводов: тяговый трансформатор, главный выключатель.

Первые электровозы ВЛ80 оснащались ртутными дуговыми выпрямителями; позже все они были переоборудованы под кремниевые выпрямители и стали называться ВЛ80^К.

 

 

Основные данные
Страна постройки	СССР, Россия
Заводы	НЭВЗ
Годы постройки	1961-1995
Всего построено
Конструкционная скорость	110 км/ч
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	переменный, 25-27 кВ
Осевая формула	2(2O-2O)
Часовая мощность ТЭД	8*(610-800) кВт (в зависимости от модификации)
Скорость часового режима	47,8-58,7 км/ч (в зависимости от модификации)
Длительная мощность ТЭД	8*(695-720) кВт (в зависимости от модификации)
Скорость длительного режима	50,1-56 км/ч (в зависимости от модификации)

Каждый электровоз ВЛ80 с завода выходил составленным из двух секций, но схема электровозов ВЛ80^с предусматривает синхронную работу трёх или четырёх секций, а некоторых модернизированных ВЛ80^р — в составе трёх секций. Механическая часть секции ВЛ80 — две одинаковые двухосные тележки. Рамы тележек сварные, буксы с роликовыми подшипниками связаны с рамой тележки поводками с сайлент-блоками (резинометаллическими шарнирами). Тяговые и тормозные усилия передаются от тележек к кузову через шкворни. Тяговые электродвигатели (ТЭД) НБ-418К6 имеют опорно-осевое подвешивание. Зубчатая передача от тягового двигателя к колёсным парам двухсторонняя, косозубая, с жестким венцом зубчатого колеса. Диаметр колесных пар при новых бандажах по паспорту — 1250 мм, фактически — 1280—1290 мм.

На каждой секции установлено следующее основное оборудование:

• пантограф для токосъёма с контактной сети, расположенный над кабиной машиниста, и главный выключатель (ГВ) ВОВ-25М;
• тяговый трансформатор с масляным мотор-насосом (МН), две выпрямительные установки ВУК той или иной модификации и главный контроллер ЭКГ-8Ж (на электровозе ВЛ80^р ВУК и ЭКГ-8Ж заменены двумя преобразователями ВИП-2200);
• фазорасщепитель (ФР) НБ-455А, вырабатывающий третью фазу (первой и второй фазами становятся выводы обмотки собственных нужд) для питания асинхронных двигателей остальных вспомогательных машин;
• 4 мотор-вентилятора (МВ) для охлаждения оборудования и наддува кузова, среди которых обязательно имеются два МВ для охлаждения ТЭД, по одному на тележку;
• мотор-компрессор (МК) КТ-6Эл для обеспечения воздухом тормозов на локомотиве и в поезде, силовых электроаппаратов, блокировок высоковольтной камеры, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей.

Трансформатор имеет тяговую обмотку и обмотку собственных нужд (ОСН) с напряжением холостого хода 399 В (напряжение под номинальной нагрузкой около 380 В), служащую для питания вспомогательных машин и цепей управления. Для стабилизации напряжения на вспомогательных двигателях при значительных колебаниях напряжения в контактной сети (ниже 19 кВ и выше 29 кВ) предусмотрены две отпайки ОСН с напряжением 210 и 630 В, переключаются они вручную на трансформаторе. Напряжение на тяговых двигателях регулируется оперативно в процессе управления электровозом.

Цепи управления питаются напряжением 50 В от ТРПШ — трансформатора, регулируемого подмагничиванием шунтов, через диодный выпрямитель. Для сглаживания пульсаций после выпрямителя установлены два дросселя Д1 и Д3, но в настоящее время на некоторых электровозах медные обмотки дросселей сняты работниками депо в корыстных целях и в блоке силовых аппаратов № 1 (где стоит ТРПШ) видны одни только распушённые сердечники.

Скорость движения электровоза регулируется изменением напряжения, подводимого к тяговым двигателям (ТЭД). На всех разновидностях ВЛ80, кроме ВЛ80^Р, напряжение на ТЭД регулируется переключением под нагрузкой отпаек тягового трансформатора при помощи электроконтроллера главного ЭКГ-8Ж. Это установленный на тяговом трансформаторе большой групповой переключатель, имеющий 30 контакторных элементов без дугогашения и 4 с дугогашением, обеспечивающих переключение первых тридцати без нагрузки. Чтобы не допустить броска тока в момент переключения позиции, между трансформатором и главным контроллером устанавливается переходной реактор, который, за счет своей высокой индуктивности гасит коммутационные перегрузки. Контакты элементов вынуждены пропускать большие токи, поэтому изготовлены из угольно-серебряной композиции; всего один ЭКГ-8Ж содержит 12 кг серебра. Привод ЭКГ — двигатель постоянного тока на напряжение 50 В, мощностью 500 Вт. При работе этого электродвигателя на электровозе падает напряжение в цепях управления и тускнеет свет.

Тяговая обмотка трансформатора состоит из двух нерегулируемых частей и двух регулируемых; последние разделены на четыре секции каждая. Вначале нерегулируемые части включены встречно с регулируемыми, а так как напряжение нерегулируемых несколько больше, то напряжение регулируемых частей вычитается из напряжения нерегулируемых и на тяговые двигатели поступает напряжение 42 В. Затем секции регулируемых частей поочерёдно выводятся, напряжение на ТЭД растёт. На 17-й позиции ЭКГ регулируемые части полностью выключены. При переходе на 18-ю позицию регулируемые части включаются согласно с нерегулируемыми и далее происходит включение их секций, на 33-й позиции ЭКГ все секции регулируемых частей включены согласно с нерегулируемыми, напряжение на ТЭД максимально.

На ВЛ80^Р, где ЭКГ нет, регулирование ведётся совершенно иным методом. Силовая схема всех ВЛ80 предусматривает также три ступени ослабления возбуждения ТЭД. Электровозы ВЛ80^Т, ВЛ80^С имеют реостатное торможение. Продолжительная мощность тормозных резисторов 5480 кВт, реализуемое тормозное усилие при 50 км/ч — 25 тс. ВЛ80^Р имеют рекуперативное торможение, при котором электроэнергия возвращается в сеть.

В качестве привода вентиляторов и компрессоров используются электродвигатели АЭ92-4 (в некоторых модификациях используются электродвигатели АС82-4, АП82-4, ВЭ-6).

Параметры электровоза:

· Длина по осям автосцепок — 32480 мм

· Высота от головок рельс до полоза опущенного токоприёмника – 5100 мм

· Мощность часового режима — 6520 кВт

· Сила тяги часового режима — 45,1 тс

· Скорость часового режима — 51,6 км/ч

Электровоз ВЛ80^К..

Строился с 1963 по 1971 год, выпущено 695 ед. После экспериментов с регулированием напряжения ТЭД на первичной стороне трансформатора и тележками без рессор серийные ВЛ80 обрели конструкцию, в целом продолжающую традиции электровоза ВЛ60^К. Однако, многие узлы значительно отличались от оных на ВЛ60^К — тяговые двигатели имели более выгодные характеристики, генератор тока управления ДК-405 был заменён на бесконтактный источник питания на основе трансформатора ТРПШ. Проход — вдоль левой стенки кузова, оставшееся пространство от поперечного прохода (расположен за кабиной секции) до межсекционного перехода (расположен в хвосте) отгорожено шторами и именуется высоковольтной камерой (ВВК).

Каждая секция электровоза ВЛ80К первых выпусков (до номера 380) имеет два мощных (40 кВт) центробежных вентилятора для охлаждения тяговых двигателей, которые забирают воздух через врезанные в правую стенку кузова жалюзи, и четыре маломощных высокооборотных (14 кВт, 2950 мин⁻¹) ВЭ6-М2 осевых вентилятора, каждый из которых засасывает воздух через установленные на крыше жалюзи и подаёт его в шкаф выпрямительной установки (шкафов ВУК также четыре на секцию). Все вспомогательные машины, кроме МВ-2 (задней тележки), установлены внутри ВВК. Расположение оборудования в кабине и поперечном проходе (в частности, расположение воздухораспределителя тормозов и клапанов звуковых сигналов под потолком поперечного прохода) не изменились по сравнению с ВЛ60^К.

С электровоза ВЛ80^К-380 четыре осевых вентилятора заменены на два центробежных двухколёсных, которые забирают воздух не через крышу, а через боковые жалюзи, что повлекло весьма неудачную перекомпоновку. Для забора воздуха этими вентиляторами установлены дополнительные жалюзи как на правой, так и на левой стенке кузова, причём форкамеры (помещения между жалюзи и вентилятором) левых жалюзи оказались прямо в продольном проходе. В результате при переходе из кабины в кабину на ВЛ80^К больших номеров приходится либо открывать и закрывать восемь дверей (две двери на каждую форкамеру), либо держать эти двери открытыми, что негативно сказывается на качестве вентиляции.

 

Электровоз ВЛ80^Т.

Строился с 1967 по 1984 год, выпущено 1317 электровозов этой модификации (с №704 до №2101).

Тележки ВЛ80^Т первых выпусков были аналогичны тележкам ВЛ80^К, но с электровоза ВЛ80^Т-1004 (1975 год) боковые опоры сменила люлечная подвеска – кузов подвешен к каждой тележке на четырёх подпружиненных стержнях, чуть наклонённых к центру тележки для лучшего центрирования кузова при относе его в сторону, а также в цепях управления вместо плавких предохранителей поставлены автоматические выключатели. Система вентиляции изменилась по сравнению с ВЛ80^К №№380-750 не кардинально, но левые форкамеры сильно уменьшены в размерах и подняты под крышу, в результате проходу по коридору ничто не мешает.

Также значительно изменена электрическая схема - на электровозе установлен реостатный тормоз. Это означает установку:

• тормозных резисторов и контакторов переключения их сопротивления (они носят название контакторов расширенной зоны торможения и переключают сопротивление резисторов с 1 Ом на 0,54 Ом);

• тормозных переключателей, которые отключают тяговые двигатели от выпрямительных установок и подключают их якоря к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения соединяют последовательно и подключают к ВУВ;

• выпрямительной установки возбуждения, которая собрана из тиристоров и позволяет плавно регулировать возбуждение работающих в генераторном режиме двигателей, а, следовательно, и тормозное усилие;

• устройства переключения воздуха, которые в тяговом режиме обеспечивают подвод воздуха от мотор-вентиляторов №3 и №4 к выпрямительным установкам, сглаживающим реакторам и маслоохладителям трансформатора, а в тормозном режиме к тормозным резисторам;

• блока управления реостатным торможением БУРТ, который управляет ВУВ, УПВ, контакторами расширенной зоны торможения и другими аппаратами. БУРТ установлен только в первой секции электровоза.

Такое изменение электросхемы и добавление новых аппаратов повлекло за собой и перекомпоновку оборудования в секции.

 

Электровоз ВЛ80^С.

Строился с 1979 по 1995 год, выпущено 2746 ед. Фактически ВЛ80^С — это ВЛ80^Т, дооборудованный для работы в составе более чем двух секций при управлении из одной кабины по системе многих единиц (СМЕ). Изначально электровоз строился с возможностью работы только двух или четырёх сцепленных секций. В 1982 году были построены электровозы 550, 551, 552 которые могли работать в составе двух, трех или четырёх секций. С электровоза 697 (1983 год) все электровозы строятся с такой возможностью. После капитальных ремонтов старые машины приводили к новой схеме возможности работы в три секции. Единственным ограничением является невозможность работы третьей прицепной секции в режиме реостатного торможения. Некоторые секции переделаны в бустерные.

Ряд изменений конструкции привели к утяжелению электровоза, и был установлен новый паспортный вес электровоза — 192 т.

Последние 5 электровозов ВЛ80^С в 1995 году были поставлены: ВЛ80^С-2742 попал в Московскую железную дорогу (Брянск), ВЛ80^С-2743 и ВЛ80^С-2745 в Приволжскую железную дорогу (2743 в Петров Вал, 2745 в Волгоград-Пассажирский), ВЛ80С-2744 попал в Октябрьскую железную дорогу (Депо Кандалакша), и самый последний среди всех собранных электровозов серии ВЛ80 (ВЛ80^С-2746) попал в депо Хабаровск-2.Последние 5 электровозов ВЛ80^С проходили обкатку в локомотивном депо Вихоревка в 1995 году.

 

 

Электровоз ВЛ80^Р.

Электровоз ВЛ80^Р — выпускался с 1967 по 1986 год, выпущено 373 ед.

Тяговые параметры электровоза ВЛ80^Р совпадают с параметрами ВЛ80^Т и ВЛ80^С, однако практически тяговые свойства (устойчивость к боксованию) выше благодаря плавному (бесступенчатому) регулированию напряжения на тяговых двигателях, что обеспечивает наращивание тягового усилия без рывков, приводящих к преждевременному срыву в боксование. Плавное регулирование достигнуто применением в выпрямительных установках тиристоров вместо обычных диодов, также это позволяет заменить реостатное торможение рекуперативным — выработанный тяговыми двигателями постоянный ток инвертируется тиристорами в переменный и через трансформатор возвращается в контактную сеть и далее в систему электроснабжения. Рекуперативное торможение позволяет реализовать тормозное усилие 37 тс при 50 км/ч.

По компоновке оборудования ВЛ80^Р практически не отличается от ВЛ80^Т/ВЛ80^С, за следующими отличиями:

• на тяговом трансформаторе больше нет ЭКГ (он в схеме не нужен);
• также на блоках силовых аппаратов нет линейных контакторов - их заменили быстродействующие выключатели, установленные в трансформаторном помещении;
• по причине замены реостатного торможения рекуперативным убраны блоки тормозных резисторов, на их место (под самую крышу) установлены мотор-вентиляторы №3 и №4.

Кабина соответствует кабине электровоза ВЛ80^Т, за исключением двух отличий:

• в правом верхнем углу кабины, где у электровоза ВЛ80^С установлено расшифровочное табло, в кабине ВЛ80^Р располагается табло с восемью лампами, показывающими состояние каждого быстродействующего выключателя обеих секций (лампа горит - БВ выключен);
• контроллер машиниста вместо главной рукоятки имеет штурвал.

Электровоз ВЛ80^Р-1549 был экспонатом выставки Электро-77 в Москве. Электровоз ВЛ80^Р-1718, выпущенный НЭВЗ-ом в конце 1982 года, стал десятитысячным локомотивом этого завода. ВЛ80^Р — «первая ласточка» семейства отечественных локомотивов переменного тока с тиристорным регулированием, в дальнейшем эту схему силовых цепей унаследовали электровозы ВЛ85, ВЛ65 и машины семейств ЭП1, Э5К.

Электровозы ВЛ80^Р поступали для эксплуатации на тяжёлые по профилю пути участки Красноярской, Восточносибирской, Дальневосточной железных дорог, а также в депо Батайск Северокавказской дороги. Последний локомотив серии (ВЛ80^Р-1869) был выпущен в 1986 году. В настоящее время все электровозы ВЛ80^Р приписаны к локомотивным депо Восточносибирской и Красноярской железных дорог.

Некоторые локомотивы прошли модернизацию на УУЛРЗ и обрели возможность работать по СМЕ в составе трех секций.

 

 

Электровоз ВЛ80^см — строился с 1991 по 1995 год, выпущено 4 ед. Все приписаны к депо Батайск Северокавказской железной дороги. Электровозы с небольшими изменениями в электрооборудовании, кондиционерами и кабинами от ВЛ85.

 

Опытный грузовой электровоз ВЛ83.

Все поступившие на советские железные дороги грузовые электровозы, построенные до 1976 г., имели опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей, при котором около половины веса электродвигателей передавалось на путь непосредственно через колесные пары. Такое подвешивание менее благоприятно как для самих тяговых электродвигателей, так и для пути по сравнению-с опорно-рамным, при котором вся масса электродвигателя находится над рессорами; на электродвигатель не действуют жесткие удары при прохождении колесами неровностей пути, а электровоз меньше воздействует на путь. Однако опорно-рамное подвешивание требует более сложной и дорогой передачи от вала электродвигателя к колесной паре, что неизбежно вызывает дополнительные затраты на его содержание и ремонт.

С целью накопления опыта проектирования, изготовления и эксплуатации грузовых электровозов с опорно-рамной установкой тяговых электродвигателей ВЭлНИИ спроектировал, а НЭВЗ изготовил в 1976 г. экспериментальный двухсекционный восьмиосный электровоз переменного тока ВЛ83 с одномоторными (мономоторными) тележками (рис. 1.42 и 1.43). Технические требования на электровоз были разработаны ВНИИЖТ-ом. За счет механической связи двух колесных пар каждой тележки предполагалось получить более высокие тяговые свойства локомотива по сравнению с индивидуальным приводом. К тому же уменьшение числа тяговых электродвигателей приводило к сокращению количества электрических аппаратов.

Кузова секций электровоза выполнены по типу кузовов электровозов ВЛ80^Т, ВЛ80^Р. Применение одномоторных тележек с тяговыми электродвигателями, возвышающимися над рамами тележек, потребовало поднятия пола кузова электровоза ВЛ83 на 400 мм по сравнению с электровозами ВЛ80^Т.

Кузов секции опирается на каждую тележку через упругие люлечные подвески, образующие вторую ступень рессорного подвешивания со статическим прогибом 80 мм; имеется также поперечная упругая связь кузова с тележкой. Параллельно люлечному подвешиванию установлены гидравлические гасители колебаний. В продольном направлении кузов связан с тележками наклонными тягами, работающими только на растяжение.

Тележки электровоза имеют цельносварные рамы, состоящие из двух боковых, двух средних и двух концевых балок. На средних балках укреплены редукторы и с помощью лап-проушин тяговые электродвигатели; на концевых балках — кронштейны тормозной системы. Буксовый узел выполнен по типу буксового узла серийных электровозов ВЛ80Т, но имеет несколько удлиненные поводки. Рессорное подвешивание рам тележек состоит из цилиндрических пружин. Статический прогиб этого подвешивания 60 мм.

На электровозе применен групповой привод двух колесных пар тележки от тягового электродвигателя с одним рамным раздаточным редуктором и двумя осевыми редукторами.

 

 

 

 

 

Рамный раздаточный редуктор одноступенчатый, состоит из ведущей шестерни, соединенной муфтой с концом вала тягового электродвигателя, двух сцепленных с ведущей шестерней промежуточных и двух ведомых зубчатых колес. Последние соединены с ведущими шестернями осевых редукторов промежуточными валами и трехповодковыми муфтами (две муфты на вал). Передаточное число раздаточного редуктора (52:32) X (52:52) = 1,625; модуль зубчатых колес 12, ширина 130 мм. У осевых редукторов передаточное число 53:27=1,963, модуль зубчатых колес 14, ширина 160 мм.

Таким образом общее передаточное число составляет 3,19. Все зубчатые колеса прямозубые. Оси всех пяти зубчатых колес раздаточного редуктора находятся в одной горизонтальной плоскости, расположенной на высоте 1125 мм над уровнем головок рельсов. Ведомые зубчатые колеса осевых редукторов напрессованы на оси колесных пар. Диаметр колес при новых бандажах 1250 мм

Тележки имеют тормозную рычажную передачу с односторонним нажатием колодок на колеса; с каждой стороны тележки располагается тормозной цилиндр, действующий на два колеса. Электровоз оборудован кранами машиниста № 395.003 и воздухораспределителями № 270.005-1.

На каждой секции электровоза установлен тяговый трансформатор ОДЦЭ-7500/25Б, имеющий сетевую обмотку (номинальное напряжение 25 кВ), восемь тяговых обмоток, две обмотки возбуждения и одну обмотку вспомогательных нужд электровоза

От тяговых обмоток однофазный ток поступает в преобразователь частоты и числа фаз ПЧФ-У, выполненный на тиристорах Т-500. Частота трехфазного тока на выходе преобразователя регулируется от 0 до 150 Гц. Этим током питаются статорные обмотки вентильных (синхронных) тяговых электродвигателей, причем напряжение на них регулируется плавно.

Вентильный тяговый электродвигатель НБ-604 представляет собой десятиполюсную синхронную машину с неявнополюсным ротором. Статорная обмотка состоит из двух независимых звезд, нулевые точки которых глухие. Изоляция статора класса F, ротора — класса Н. Питание обмотки ротора осуществляется через контактные кольца от обмоток возбуждения трансформатора через управляемую выпрямительную установку. Диаметр ротора 1240 мм.

Тяговый электродвигатель при напряжении 955 В и расходе охлаждающего воздуха 220 м3/мин развивает часовую мощность 1800 кВт (ток 2ХЮ00 А, частота вращения ротора 710 об/мин, cosφ=0,878); продолжительная мощность электродвигателя 1675 кВт, масса 7150 кг.

Первоначально электровоз ВЛ83 предполагалось оборудовать коллекторными тяговыми электродвигателями пульсирующего тока, но с целью уменьшения веса, габарита и повышения надежности электродвигателей от коллекторных машин решено было отказаться.

Для отключения сетевой обмотки трансформатора служит главный выключатель ВОВ-25-4М. Регулирование скорости электровоза как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения осуществляется контроллером машиниста КМЭ-79.

На каждой секции электровоза установлены четыре мотор-вентилятора и мотор-компрессор; эти машины приводятся от электродвигателей

АЭ-92-4, получающих питание от расщепителя фаз НБ-455А. Расщепитель приводит во вращение генератор постоянного тока НБ-104.

Электровоз согласно проекту должен иметь следующие тяговые параметры

Режим	Сила тяги, кН (кгс)	Скорость, км/ч
Часовой	490(50 000)
Продолжительный	441(45 000)
Максимальной скорости	196(20 000)

 

Общая масса электровоза 208 т; нагрузка от колесной пары на рельсы 26 т; минимальный радиус проходимых кривых при скорости 10 км/ч 125 м. Электровоз имеет оборудование для рекуперативного торможения, рассчитанное на работу от конструктивной скорости практически до полной остановки.

 

Опытные грузовые электровозы ВЛ81 и ВЛ84.

Второй путь замены на грузовых электровозах опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей опорно-рамным — создание электровоза с индивидуальным приводом колесных пар, т. е. когда каждая колесная пара приводится своим электродвигателем, имеющим подвешивание опорно-рамного типа. Это направление специалистами ВЭлНИИ считалось более перспективным, поскольку позволяло упростить конструкцию механической части по сравнению с электровозом, имеющим групповой привод (ВЛ83).

Руководствуясь этими соображениями, конструкторы ВЭлНИИ спроектировали, а НЭВЗ изготовил опытные восьмиосные двухсекционные грузовые электровозы переменного тока – в конце 1976 г. электровоз ВЛ81, а

в 1979 г., используя опыт создания этого электровоза, два электровоза ВЛ84. Одновременно с разработкой индивидуального опорно-рамного привода конструкторы решили вопрос повышения экономичности электровозов переменного тока за счет снижения расхода энергии на вентиляцию.

 

Электровоз BЛ81. Кузов электровоза ВЛ81 (рис. 1.44) выполнен по типу кузова электровоза ВЛ80^Т с изменениями, связанными с подвешиванием тяговых электродвигателей и применением некоторых новых типов электрического оборудования Длина электровоза такая же, как ВЛ80Т (32 840 мм). Тележки, как и у электровоза ВЛ83, имеют только цилиндрические пружины в рессорном подвешивании; параллельно буксовым пружинам установлены фрикционные гасители колебаний. Колесная база тележек 2700 мм, общая колесная база секции 10 400 мм, диаметр колес 11 250 мм. Статический прогиб рессорного подвешивания первой ступени 58,5 мм, второй ступени 73,5 мм. Для передачи тягового и тормозного усилия, как и на электровозе ВЛ83, применены наклонные тяги.

Тяговый привод состоит из одностороннего одноступенчатого прямозубого редуктора, полой цапфы с подшипниковым узлом, муфты с упругими элементами и деталей крепления муфты к центру зубчатого колеса и колесному центру. Передаточное число редуктора 65:22=2,955, модуль зубчатых колес и шестерен 14.

 

 

 

 

На электровозе установлены шестиполюсные коллекторные тяговые электродвигатели НБ-507 с компенсационными обмотками. Главные полюсы имеют изоляцию «Моно-лит-2», остальные — полиамидную изоляцию При напряжении на зажимах 1000 В в расходе охлаждающего воздуха 100 м3/мин тяговый электродвигатель имеет следующие параметры:

 

 

 

Максимальная частота вращения якоря 1570 об/мин, масса электродвигателя 4700 кг. Выпрямительная установка (ВУК-4000Т), главный контроллер (ЭКГ-8Ж), главный выключатель (ВОВ-25-4М), ряд аппаратов и вспомогательные машины такие же, как на электровозе ВЛ80Т; в основном сохранена и электрическая схема этого электровоза. Установленный на электровозе ВЛ81 трансформатор ОДЦЭ-5000/25В в отличие от трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б электровоза ВЛ80Т имеет двухрядное расположение радиаторов масляного охлаждения.

Для уменьшения расхода электроэнергии на вентиляцию на электровозе ВЛ81 применена совмещенная система вентиляции, уменьшены расход воздуха и потери напора на охлаждение трансформатора, тяговых электродвигателей, сглаживающих реакторов и выпрямительных установок. За счет этого расходы энергии на вентиляцию у электровоза ВЛ81 составляют 8 % от общих затрат энергии, тогда как у электровозов других типов эта величина достигает 18 %.

Электровоз ВЛ81 при среднеизношенных бандажах имеет следующие основные тяговые параметры:

 

 

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86; коэффициент мощности 0,855; масса электровоза 200 т.

Электровоз оборудован реостатным тормозом, мощность тормозных резисторов 7400 кВт, сила торможения при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс). Электровоз ВЛ81 по сравнению с электровозом ВЛ80^Т имеет более высокие мощность и силу тяги (при часовом режиме соответственно на 13,8 и 15 % и на 20 % более высокую мощность при конструктивной скорости).

Электровоз ВЛ81 после наладочных испытаний системы вентиляции и предварительной оценки динамических качеств в 1977 г. поступил в опытную эксплуатацию. В 1978 г. он прошел динамико-прочностные испытания. После испытаний тележки с опорно-рамным подвешиванием были заменены тележками с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (НБ-418К6 вместо НБ-507), и электровоз вновь поступил в опытную эксплуатацию в депо Батайск.

 

Электровоз BЛ84. Результаты испытаний электровоза ВЛ81 были использованы при создании новых опытных двухсекционных восьмиосных грузовых электровозов переменного тока ВЛ84 (рис. 1.45 и 1.46). Так как техническими требованиями на эти электровозы предусматривалось исполнение их для работы в условиях холодного климата Байкало-Амурской магистрали (исполнение ХЛ), то они часто назывались электровозами для БАМа.

У электровоза ВЛ84 несколько удлинен кузов по сравнению с его предшественниками, что, в частности, позволило увеличить размеры кабин машиниста, установить оборудование для кондиционирования воздуха.

Кузова секций опираются на двухосные тележки через люльки; рамы тележек опираются на колесные пары через цилиндрические пружины, параллельно которым включены гидравлические демпферы. Общий статический прогиб рессорной системы составляет 120 мм. Буксы бесчелюстные. Тяговое и тормозное усилия от тележки к кузову передаются через наклонные тяги. Вращающий момент от тяговых электродвигателей установленных на рамах тележек, передается с помощью одностороннего прямозубого редуктора, большое зубчатое колесо соединено с полым валом упругой резинокордной муфтой или поводками, а полый вал такими же элементами соединен с колесным центром, т. е. конструкция привода аналогична принятой на электровозе ВЛ81. Такая схема привода была впервые применена на построенном в 1976 г. пассажирском тепловозе ТЭП75. Изготовление для электровозов ВЛ84 двух вариантов привода сделано с целью выбора на основании исследований и опытной эксплуатации наиболее совершенной конструкции. Диаметр колес при новых бандажах 1350 мм; передаточное число редуктора 72:23=3,13; модуль зубчатых колес 13.

 

 

 

Механические тормоза выполнены с двусторонним нажатием колодок на колеса. Каждая колесная пара имеет свой тормозной цилиндр диаметром 10".

На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-5300/25-78 ХЛ-2, имеющий сетевую обмотку номинальной мощностью 5590 кВ- А (напряжение 25 кВ), две группы тяговых обмоток, состоящие из шести секций, каждая из которых рассчитана на номинальный выпрямленный ток 1950 А и напряжение холостого хода 435 В, обмотку собственных нужд для питания вспомогательных машин (номинальная мощность 223 кВ- А, напряжение холостого хода 232, 406, 638 В, номинальный ток 550 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей 2X261 В, 750 А. Охлаждение трансформатора масляное с принудительной циркуляцией масла и его воздушным охлаждением в радиаторах.

От каждой группы из трех тяговых обмоток напряжение, плавно регулируемое с помощью последовательно соединенных трех полууправляемых мостов, подается на зажимы двух параллельно включенных тяговых электродвигателей. Ранее такая схема была применена на электровозах Sri, изготовлявшихся НЭВЗом для железных дорог Финляндии. Три полупроводниковых моста смонтированы в одной выпрямительной установке (всего на электровозе четыре установки). Каждое управляемое плечо моста состоит из шести параллельно включенных тиристоров; в неуправляемых плечах моста включены параллельно по пять диодов В2-1600. Выпрямительная установка рассчитана на номинальный ток 2Х 1600 А.

Электровозы имеют независимое возбуждение тяговых электродвигателей в режиме тяги и реостатного торможения. При этом обмотки всех: восьми электродвигателей включаются последовательно и получают питание через управляемую выпрямительную установку, выполненную по двухполупериодной схеме с нулевым выводом. В каждом из двух плеч установки включено параллельно по четыре тиристора Т-1000. При реостатном торможении якоря электродвигателей подключаются к индивидуальным тормозным резисторам.

Первоначально в соответствии с техническими требованиями электровозы BЛ84 предполагалось изготовить с рекуперативным торможением, но в дальнейшем применили реостатное торможение.

На электровозе установлены восемь шестиполюсных тяговых электродвигателей НБ-507 несколько измененной конструкции. В отличие от электродвигателей электровоза BЛ81 их номинальное напряжение повышено до 1050 В, расход охлаждающего воздуха составляет 95 м3/мин, на 17 мм увеличена длина централи. Поэтому изменились и основные параметры электродвигателей.

 

 

Масса электродвигателя 4600 кг, минимальное возбуждение 42 %. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку, главную и рукоятку скорости. Положения реверсивной рукоятки: О — нулевое, Т — тяга (вперед — назад), Р — реостатное торможение (вперед — назад). Главная рукоятка имеет положения: БВ — быстрое выключение главного выключателя, О — нулевое, П — позиции сбора схемы управления линейными контакторами цепи тяговых электродвигателей, 1—25 позиции регулирования тока в тяговом режиме и тормозного усилия в режиме реостатного торможения. Рукоятка скорости с позициями 1—25 позволяет регулировать скорость электровоза.

Электровозы рассчитаны на работу по системе многих единиц.

В качестве фазорасщепителей, а также привода компрессоров и вентиляторов тяговых электродвигателей на опытных электровозах установлены асинхронные электродвигатели АЭ-92-4; для привода вентиляторов, охлаждающих тормозные резисторы, служат электродвигатели постоянного тока НБ-107, питаемые от секций этих резисторов. Ранее такие электродвигатели были применены на электровозах ВЛ82^М.

Основные тяговые параметры электровозов ВЛ84 при среднеизношенных бандажах:

 

 

 

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86, коэффициент мощности 0,86. Мощность тормозных резисторов 6800 кВт, тормозное усилие при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс), при конструкционной скорости 120 км/ч 137 кН (14 000 кгс). Фактическая масса электровоза 206— 207 т (по техническим условиям 200 ±4 т).

Электровозы ВЛ84 в 1980 г. прошли тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа (ВЛ84-001), а также динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская — Армавир (ВЛ84-002). Затем электровозы поступили для эксплуатации в депо Батайск Северокавказской железной дороги.