Грузовые опытные двенадцатиосные электровозы ВЛ85.
Все построенные до 1983 г. для железных дорог Советского Союза грузовые электровозы являются шести- или восьмиосными и имеют две кабины машиниста, причем два электровоза ВЛ80С могут управляться одним машинистом, т. е. образовывать как бы шестнадцатиосный локомотив. На электровозах ВЛ80С, выпускавшихся с середины 1983 г., один машинист может управлять тремя секциями (двенадцатью осями). Такое управление возможно также на электровозах постоянного тока ВЛ11.
Так как секции электровозов имеют по одной кабине машиниста с выходом из нее только в коридоры кузова, то при сцепке трех секций исключается сквозной проход из конца в конец двенадцатиосного локомотива, что ухудшает условия его обслуживания во время эксплуатации. Для устранения этого недостатка, значительного уменьшения количества электрического оборудования и монтажных материалов, ведущего не только к снижению стоимости электровоза, но и к снижению затрат на его ремонт и содержание, ВЭлНИИ разработал проект двухсекционного двенадцатиосного электровоза переменного тока.
По этому проекту НЭВЗ в мае 1983 г. построил опытный электровоз, получивший обозначение ВЛ85-001 (рис. 1.47 и 1.48). В том же году НЭВЗ построил второй электровоз ВЛ85-002.
Проектированию и постройке электровоза ВЛ85 предшествовало длительное обсуждение специалистами-тяговиками типов новых грузовых электровозов, которые должны строиться в двенадцатой (1986—1990 гг.) и последующих пятилетках. По этому вопросу высказывалось два основных мнения. Одно состояло в том, что для грузового движения необходимо строить только четырехосные секции и из них в зависимости от веса поезда и профиля пути составлять восьми-, двенадцати- и шестнадцатиосные локомотивы, при этом широко применять в эксплуатации изменение числа секций с тем, чтобы при обслуживании поездов различного веса на участке более полно использовать тяговые возможности электровоза. Вторая концепция заключалась в том, что в парке грузовых электровозов должны быть локомотивы, составляемые как из четырех-, так и из шестиосных секций, причем при однотипных тяговых электродвигателях, колесных парах, зубчатых передачах и системах управления тяговыми электродвигателями должна иметься возможность формировать локомотив даже из разных по числу осей секций. Это позволяет получать восьми-, десяти-, двенадцати-, четырнадцати-, шестнадцати- и восемнадцатиосные локомотивы.
Электровоз ВЛ85, состоящий из двух шестиосных секций, явился частичным практическим воплощением второй концепции. Длина этого локомотива по осям автосцепок 45 000 мм, тогда как двенадцатиосный электровоз, составленный из трех секций электровоза ВЛ80С, имеет длину 49 260 мм, т е более чем на 4 м длиннее. Кузов каждой секции электровоза ВЛ85 опирается на три двухосные тележки, тяговые и тормозные усилия от которых передаются к кузову с помощью наклонных тяг. Средняя тележка может перемещаться в поперечном направлении па отношению к кузову при прохождении электровозом кривых участков пути. Происходит это за счет изменения длины и положения стержней, через которые часть веса кузова передается на среднюю тележку. Каждая опора средних тележек состоит из двух стержней и цилиндрической пружины.
Такая конструкция ходовой части электровоза предварительно была испытана в 1981 г на макетной шестиосной секции на участке Белореченская — Майкоп Северокавказской железной дороги.
По теоретическим расчетам, проведенным ВЭлНИИ, экипаж с осевой формулой 2о-2о-2о лучше экипажа с осевой формулой Зо-Зо по фактору износа колес, набегающих на наружный рельс в кривой, и по возникающим боковым силам. Испытания дали благоприятные результаты.
Механическая часть электровоза ВЛ85 спроектирована таким образом, что под кузов электровоза можно подкатить тележку как с опорно-осевым, так и с опорно-рамным подвешиванием электродвигателей. На каждой секции электровоза установлены тяговый трансформатор ОНДЦЭ 10 000/25-82УХЛ2 и три преобразовательные выпрямительно-инверторные установки ВИП-4000, предназначенные в режиме тяги для преобразования однофазного тока в постоянный с плавным регулированием напряжения, а в режиме рекуперативного торможения — для преобразования постоянного тока в переменный частотой 50 Гц. Трансформатор имеет сетевую обмотку (номинальная мощность 7100 кВ- А, напряжение 25 кВ), три группы тяговых обмоток, состоящих из двух секций каждая (номинальный ток 1700 А, напряжение 1260 В), обмотку собственных нужд (напряжение 630, 405, 225 В и номинальный ток 650 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей (номинальный ток 650 А, напряжение 270 В). Охлаждение трансформатора принудительное масляно-воздушное, масса трансформатора 9900 кгКаждая выпрямительно-инверторная установка рассчитана на питание двух параллельно соединенных тяговых электродвигателей, расположенных на одной тележке. Установка ВИП-4000 по схеме подобна установке ВИП1-2200М электровоза ВЛ80Р, но в ней применены более мощные тиристоры Т353-800 28 класса. Предельный ток вентилей 490 А. Общее количество вентилей в преобразователе 80. Управление преобразователем на электровозы ВЛ85-001 осуществляется с помощью блока БУВИП-113, а на ВЛ85-002 — БУВИП-133 на микроэлектронике.
На опытных электровозах ВЛ85 применены такие же колесно-мотор-ные блоки, что и на электровозах ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р (тяговые электродвигатели НБ-418К6, передаточное число редуктора 4,19, диаметр колесных пар 1250 мм). Сделано это было для ускорения выпуска опытных электровозов, так как намеченные для них новые тяговые электродвигатели НБ-514 еще не были готовы, а вопросы, связанные с изготовлением опорно-рамной подвески, не были решены. На каждой секции электровоза установлен токоприемник Л-13У1, главный выключатель ВОВ25 4МУХЛ1, контроллер машиниста КМ-87, две последовательно включенные аккумуляторные батареи 21-НК-125, пневматические и электромагнитные контакторы.
На электровозе предусмотрено автоматическое управление движением, обеспечивающее в тяговом режиме разгон с заданным током до заданной скорости с последующим ее поддержанием, а в режиме рекуперативного торможения предварительное подтормаживание, поддержание заданного тормозного усилия в режиме остановочного торможения и заданной скорости при движении на спусках. Для привода вспомогательных машин (вентиляторов, компрессоров) и в качестве фазорасщепителей используются трехфазные асинхронные электродвигатели АНЭ-225Ь4УХЛ2; на каждой секции установлены пять электродвигателей для привода вентиляторов и один для привода компрессора. Эти электродвигатели, изготовленные Владимирским электромоторным заводом, предварительно испытывались в условиях нормальной эксплуатации на электровозах ВЛ80С.
На электровозе применено поперечное расположение силового оборудования и его блочный монтаж. Это позволило лучше использовать пространство высоковольтной камеры и обеспечить удобный доступ к блокам оборудования. Скорости часового, продолжительного режимов и конструкционная (110 км/ч) первых электровозов ВЛ85 такие же, как у электровозов ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80, а сила тяги в полтора раза больше, чем у них. Масса электровоза 288 т, т. е. нагрузка от колесных пар на рельсы 24 тс. Электровоз рассчитан на прохождение кривых радиусом 125 м со скоростью 10км/ч.
Опытные электровозы прошли испытания на кольце НЭВЗ, тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа (электровоз ВЛ85-002), динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская — Майкоп Северокавказской железной дороги (электровоз ВЛ85-001). Эксплуатационные испытания электровозы проходили на линии Мариинск — Красноярск — Тайшет, Абакан — Тайшет — Лена и на Северокавказской железной дороге. Государственная комиссия по приемке опытно-конструкторских работ дала заключение, что электровоз ВЛ85 может быть отнесен к высшей категории качества и рекомендовала НЭВЗу в 1985 г. выпустить установочную партию (пять) электровозов ВЛ85, а с 1986 г. приступить к их серийному производству. Проектированием электровозов руководил заместитель директора ВЭлНИИ В. Я. Свердлов.
В 1985 г. НЭВЗ изготовил установочную партию электровозов ВЛ85. На них были установлены тяговые электродвигатели НБ-514, несколько отличающиеся по конструкции и параметрам от тяговых электродвигателей НБ-418К6, но взаимозаменяемые с ними по установочным размерам. Основными отличиями электродвигателей НБ-514 от НБ-418К6 являются изменения конструкции крепления катушек дополнительных полюсов и применение изоляции класса F с более высокой теплопроводностью и влагостойкостью.
При напряжении выпрямленного тока 980 В, возбуждении 98 % и расходе охлаждающего воздуха 95 м3/мин электродвигатель НБ-514 имеет следующие параметры:
Максимальная частота вращения якоря 2040 об/мин, масса электродвигателя 4300 кг.
Повышение мощности нового электродвигателя по сравнению с НБ-418К6 на б % получено за счет увеличения тока на 3 % и номинального напряжения на 3 %.
При тяговых электродвигателях НБ-514 электровоз ВЛ85 имеет следующие тяговые параметры:
В начале 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования электровоза в пассажирском сообщении было применено опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная скорость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически относится к классу универсальных - грузопассажирских.
Электровоз ВЛ65 — шестиосный электровоз переменного тока. Выпускался с 1992 по 1998 годы Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ). Механическая часть (кузов и тележки) создана на базе электровоза ВЛ85 и самыми значительными отличиями являются иная конструкция буксовых узлов и наличие второй кабины вместо межсекционного перехода. Создавался, как замена устаревшим электровозам ВЛ60.
| Основные данные | |
| Страна постройки | Россия |
| Заводы | НЭВЗ |
| Годы постройки | 1992—1998 |
| Всего построено | |
| Конструкционная скорость | 120 км/ч |
| Технические данные | |
| Род тока и напряжение в контактной сети | переменный однофазный, 25 кВ, 50 Гц |
| Осевая формула | 2O-2O-2O |
| Часовая мощность ТЭД | 6 * 835 кВт |
| Сила тяги часового режима | 245 кН |
| Скорость часового режима | 68 км/ч |
| Длительная мощность ТЭД | 6 * 780 кВт |
| Скорость длительного режима | 70,2 км/ч |
Как и у ВЛ85, кузов ВЛ65 опирается на три двухосные тележки. На крайние тележки кузов опирается через обычную люлечную подвеску, а на среднюю через опоры с шарнирами Фуко. Эти опоры имеют большую длину и обеспечивают большой относ тележки, что улучшает вписывание электровоза в кривые. Тягово-тормозные усилия передаются через наклонные тяги.
Отличие от электровоза ВЛ85 заключается в тележках, которые спроектированы заново (тележки ВЛ85 ведут свою родословную ещё с электровоза ВЛ80 и лишь модернизированы под систему передачи усилий для использования на ВЛ85).
Пружины буксового подвешивания опираются не на подвешенную к буксе листовую рессору, а на крылья самой буксы. Кроме того, каждый буксовый узел имеет в своём составе гидрогаситель (амортизатор), гасящий вертикальные колебания. Подвеска тяговых двигателей, как и на ВЛ80 и ВЛ85, опорно-осевая маятниковая, при которой двигатель с одной стороны опирается на ось колёсной пары через моторно-осевые подшипники, а с другой стороны подвешен через резиновые прокладки к серьге, прикреплённой к раме тележки.
Электровоз ВЛ82 — советский двухсистемный электровоз «Владимир Ленин», тип 82.
Двухсистемные электровозы используются на тех железнодорожных магистралях, где есть стыки между участками линий, электрифицированных на постоянном и переменном токе, однако строительство специальной станции стыкования по тем или иным причинам невыгодно. В свою очередь двух-системные электровозы, реализуя полную мощность в обоих режимах, отличаются повышенным весом и стоимостью электрооборудования и его эксплуатации.
| Основные данные | |
| Страна постройки | СССР |
| Заводы | НЭВЗ |
| Годы постройки | 1966-1979 |
| Всего построено | |
| Конструкционная скорость | 110 км/ч |
| Технические данные | |
| Род тока и напряжение в контактной сети | переменный, 25 кВ, 50 Гц; постоянный, 3кВ |
| Осевая формула | 2(2O - 2O) |
| Часовая мощность ТЭД | 8*(700-755) кВт (в зависимости от модификации) |
| Скорость часового режима | 51,0-51,4 км/ч (в зависимости от модификации) |
| Длительная мощность ТЭД | 8*(635-720) кВт (в зависимости от модификации) |
| Скорость длительного режима | 51,6-53,4 км/ч (в зависимости от модификации) |
Первые опытные двухсистемные восьмиосные двухсекционные электровозы ВЛ82-001 и ВЛ82-002 были построены Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) в июле 1966 года.
Большинство элементов механической части новых локомотивов были унифицированы с электровозами серии ВЛ80К. На каждой секции электровоза установлен трансформатор производства. Таллиннского электротехнического завода. Масса трансформатора с маслом — 5800 кг. Шестиполюсные тяговые электродвигатели (ТЭД) НБ-420А были спроектированы специально для данного локомотива. Масса электродвигателя — 4500 кг. Для их охлаждения на каждой секции установлено два мотор-вентилятора. Также каждая из секций оборудована аккумуляторной батареей. В процессе эксплуатации ВЛ82 ТЭД были заменены на двигатели, устанавливаемые впоследствии на электровозы серии ВЛ82М.
Секции электровоза имеют одинаковые электрические схемы и могут работать по системе многих единиц. При работе с переменным током напряжение к ТЭД подводится через понижающий трансформатор и выпрямительную установку. При питании постоянным током напряжение подводится непосредственно к цепи ТЭД. В обоих случаях напряжение на зажимах двигателей регулируется реостатами. Схема локомотива позволяет использовать реостатное торможение, при котором ТЭД соединяются перекрёстно.
Соединений тяговых двигателей два - сериес-параллельное (СП), при котором на каждой из секций все четыре тяговых двигателя секции соединяются последовательно, и параллельное (П), по два последовательно соединённых двигателя соединяются параллельно. Последовательного соединения всех восьми тяговых двигателей электровоза не предусмотрено. Переключение соединений двигателей и секций пускового реостата выполняется находящимся в каждой секции имеющим электропривод главным контроллером ЭКГ-82, по конструкции аналогичным главному контроллеру ЭКГ-8Ж электровозов ВЛ80к, ВЛ80с. Контроллер машиниста также аналогичен контроллеру ВЛ80.
Вспомогательные машины каждой секции – четыре мотор-вентилятора МВ, мотор-компрессор МК, мотор-насос МН масла трансформатора. Все машины, кроме мотор-насоса, имеют высоковольтные (на напряжение 3000 В) коллекторные двигатели, мотор-насос имеет асинхронный двигатель, так как он работает только при езде электровоза на переменном токе и получает питание переменным током от трансформатора. МВ №3 и №4 подключены к отпайкам пуско-тормозного реостата и получают питание при протекании по реостату тока, обдувая реостат. Двигатели МВ №1, МВ №2 и МК имеют каждый свой контактор, демпферный резистор (ограничивающий пусковой ток) и сглаживающий реактор. Пуск МК – реостатный, через несколько секунд после включения часть демпферного резистора закорачивается. На вал МВ №1 насажен генератор тока управления. Генератор синхронный трёхфазный с выпрямителем, в отличие от архаичных коллекторных генераторов электровозов ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ60.
По результатам испытаний на Северокавказской железной дороге завод построил до 1968 года еще 22 электровоза серии ВЛ82.
Первоначально электровозы ВЛ82 эксплуатировались на участке Свеча-Буй-Ярославль Северной железной дороги, а после постройки станции стыкования были переданы в депо Купянск Южной дороги. В 1977—1980 годах большинство локомотивов были переданы в депо Минеральные воды Северокавказской железной дороги.
С 1972 года Новочеркасский электровозостроительный завод начал выпуск усовершенствованного варианта двухсистемного электровоза, получившего обозначение ВЛ82М. Всего до 1979 года включительно было построено 67 таких локомотивов.
От своих предшественников новые локомотивы отличаются уменьшенным передаточным числом, разработанными специально для них новыми ТЭД НБ-407Б, изменениями в схеме электроцепей, новым контроллером машиниста, токоприёмниками и пр. Вес электровоза с 2/3 запаса песка составил 200 т против 188 т для ВЛ82. Различия в конструкции кузова и тележек между ВЛ82 и ВЛ82м такие же, как между ВЛ10 и ВЛ10у или ВЛ80к и ВЛ80т - установлены круглые окна машинного отделения вместо прямоугольных большой площади, боковые опоры заменены люлечными подвесками. Главное отличие в электрической части - вместо силового контроллера ЭКГ-82 применены индивидуальные линейные и реостатные контакторы и групповые переключатели соединений, контроллер машиниста выполнен по типу контроллера электровоза ВЛ10.
Эксплуатировались электровозы серии ВЛ82М в депо Купянск Южной железной дороги (и эксплуатируются ныне), депо Красноуфимск (до оборудования станицей переключения), депо Минеральные воды Северокавказской дороги и на Октябрьской железной дороге для вождения поездов от Выборга до границы с Финляндией.
По мере поступления на железные дороги электровозов серии ВЛ82М электровозы ВЛ82 из-за склонности к боксованию переводились на работу с пассажирскими поездами.
Электровозы серии ВЛ82 фактически представляли из себя электровозы постоянного тока с трансформаторно-выпрямительными устройствами для работы под переменным током.