Электровоз ВЛ10

Электровоз ВЛ10

ВЛ10
Электровоз ВЛ10-582 в пригороде Томска
Основные данные
Годы постройки	1961 - 1977
Страна постройки	СССР
Заводы	НЭВЗ, ТЭВЗ
Всего построено	свыше 2900
Страны эксплуатации	СССР, Россия
Осевая формула	2(2О-2О)
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	постоянный, 3 кВ
Конструкционная скорость	100 км/ч
Часовая мощность ТЭД	8x650 кВт
Скорость часового режима	47,4 км/ч
Длительная мощность ТЭД	8x560 кВт
Скорость длительного режима	50,5 км/ч

Электровоз ВЛ(Владимир Ленин)10 (первоначальное обозначение — Т8 — Тбилисский 8-осный) — советский магистральный грузовой электровоз постоянного тока, выпускавшийся Тбилисским и Новочеркасским электровозостроительными заводами с 1961 по 1977 гг. Был создан с использованием части электрооборудования электровозов серии ВЛ8, по механической части унифицирован с электровозами серии ВЛ80. Послужил основой для электровозов ВЛ11 и опытного ВЛ12. С середины 1960-х основной грузовой локомотив на линиях постоянного тока железных дорог Советского Союза.

Предыстория электровоза

Спроектированные в 1952 году электровозы серии ВЛ8 к началу 1960-х годов уже не отвечали возросшим требованиям железных дорог СССР. Эти электровозы имели тяговые электродвигатели мощностью всего 525 кВт, тяжёлые литые тележки, жёсткое рессорное подвешивание и чрезмерно шумную из-за неудачного расположения вспомогательных машин кабину.

Техническое задание на проектирование нового электровоза было подготовлено в Министерстве путей сообщения. 9 февраля 1960 года оно было утверждено заместителем министра П. Г. Муратовым.

Технический проект электровоза был разработан конструкторами специального конструкторского бюро Тбилисского электровозостроительного завода (ТЭВЗ) под руководством главного инженера бюро Г. И. Чирикадзе. В конце июня 1960 года готовый проект уже рассматривался в МПС. Выпуск первого электровоза приурочили к 40-летию установления Советской власти в Грузии. Первый электровоз, выпущенный в 1961 году, был назван Т8-001.

Первые электровозы

Электровоз ВЛ10-007 в депо Златоуст

Первый электровоз и небольшая установочная партия электровозов ВЛ10 имели существенные отличия от серийных. В первом электровозе кузов каждой секции электровоза опирался на две двухосные тележки через четыре боковые опоры шарового типа. В кузове каждой секции установлено различное оборудование, электроаппараты и электромашины. Рамы кузова служили для передачи тяговых и тормозных усилий. По концам кузова, со стороны кабины машиниста были установлены автосцепки СА-3, а между собой секции соединялись постоянной сцепкой по типу сцепки тепловоза ТЭ2.

Рессорное подвешивание имееет суммарный статический прогиб 111 мм, в том числе: 63 мм на цилиндрических пружинах боковых опор и 48 мм на цилиндрических пружинах рессор тележек. Тяговое усилие передаётся с рам тележки на кузов через шкворневые узлы. Буксы тележек имеют роликовые подшипники. Тяговое и тормозное усилие на раму тележки передаётся через поводки с резино-металлическими блоками (аналогично конструкции, применённой на электровозах ВЛ60). Для уменьшения колебаний и вибрации кузова между буксами и рамами тележек были установлены фрикционные гасители колебаний, между рамами тележек и кузовом — гидравлические гасители. На электровозе также было установлено противоразгрузочное устройство, предотвращавшее разгрузку первых по ходу движения колёсных пар от возникающего момента.

Тяговые электродвигатели (ТЭД) ТЛ-2 мощностью 650 кВт (в часовом режиме) каждый, имеют опорно-осевое подвешивание. ТЭД выполнен с шестью основными и шестью добавочными полюсами. Остов ТЭД, подшипниковый щит, вал якоря, малая шестерня, щёточный аппарат были выполнены унифицированными с ТЭД НБ-412М электровоза ВЛ60.

Силовая электрическая схема очень близка к схеме ВЛ8. Возможны три соединения тяговых электродвигателей:

• последовательное (С — все 8 тяговых двигателей соединены последовательно, напряжение на зажимах ТЭД 375 В);
• последовательно-параллельное (СП — ТЭД соединены в две параллельные цепи по четыре ТЭД в каждой, напряжение на зажимах ТЭД 750 В);
• параллельное (П — ТЭД соединены в четыре цепи по два ТЭД последовательно, напряжение на зажимах ТЭД 1500 В).

Ходовые (с полностью выведенным пусковым реостатом) позиции: 16-я (С), 27-я (СП) и 37-я (П).

История выпуска электровозов

Электровозы строились на Тбилисском электровозостроительном заводе с 1961 по 1976 год, а также Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) с 1969 по 1976 год. Механическую часть для всех электровозов выпускал НЭВЗ. В соответствии с заданием МПС с 1976 года ТЭВЗ (с электровоза № 101) и НЭВЗ (с № 001) взамен электровозов ВЛ10 выпускаются электровозы ВЛ10у (у — утяжеленный), на которых нагрузка от колесной пары на рельсы увеличена до 25 тс вместо 23 тс.

Конструкция электровоза

1. Техническая характеристика

Электровозы ВЛ10 и ВЛ10У предназначены для работы с грузовыми поездами на магистральных железных дорога СССР, электрифицированных на постоянном токе с напряжением в контактной сети 3000 В.

Все оборудование электровозов рассчитано на надежную работу при напряжении в контактной сети от 2200 до 4000 В. Изменение температуры окружающего воздуха вне кузова допускается от —50 до -И 0 °С при влажности воздуха 90%, замеренной при температуре +27 °С. Высота над уровнем моря не более 1200 м.

Электровозы ВЛ10 выпускались серийно Тбилисским электровозостроительным заводом (ТЭВЗ) с 1967 г. (электровозы №001—500 и с № 1500), а Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) с 1969 г. (с электровоза № 501).

В соответствии с заданием МПС с 1976 г. ТЭВЗ (с электровоза №101) и НЭВЗ (с № 001) взамен электровозов ВЛ10 выпускаются электровозы ВЛ10 (у — утяжеленный), на которых нагрузка от колесной пары на рельсы увеличена до 25 тс вместо 23 тс. Что касается механической, электрической и пневматической частей, электровозы ВЛ10 и ВЛ10У идентичны, если не учитывать технические усовершенствования, внедряемые в процессе серийного выпуска этих электровозов.

Механическая часть электровозов ВЛ10 и ВЛ10У максимально унифицирована с механической частью электровозов ВЛ80 и ВЛ80Т. Отличие составляют отдельные конструктивные элементы под установку оборудования в кузове и на крыше. Они имеют также разные передаточные числа тяговой зубчатой передачи, так как типы применяемых тяговых двигателей различны. Основные технические данные электровозов ВЛ10 и ВЛ10У следующие:

Номинальное питающее напряжение - 3000 В

Электровоз ВЛ-10-1277 на станции Издревая (г.Новосибирск)

Ширина колеи - 1520 мм

Формула ходовой части - 2(2₀-2₀)

Мощность часового режима тяговых двигателей - 5 360 кВт

Мощность продолжительного режима тяговых двигателей - 4 600 кВт

Передаточное отношение зубчатой передачи - 88/23

Сила тяги часового режима - 39 500 кгс

Сила тяги продолжительного режима - 3 200 кгс

Скорость часового режима - 48,7 км/ч

Скорость продолжительного режима - 51,2 км/ч

Конструкционная скорость - 100 км/ч

Нажатие колесной пары на рельс - 25±0,5 тс

Высота оси автосцепки от головки рельса при новых бандажах - 1040—1080 мм

Диаметр колеса по кругу катания при новых бандажах - 1 259 мм

Наименьший радиус проходимых кривых при скорости 10 км/ч - 125 м

Длина электровоза по осям автосцепки - 32 840 мм

Электровозы ВЛ10 и ВЛ10У состоят из двух сочлененных между собой автосцепкой СА-3 секций. На электровозах ВЛ10 выпуска до 1975 г. каждая секция опиралась на две двухосные не сочлененные тележки через упругие опоры. На электровозах ВЛ10у и ВЛ10, начиная с 1975 г. выпуска, секции кузова на тележках опираются с помощью люлечного подвешивания, которое в значительной степени улучшает горизонтальную динамику электровоза.

Сварные рамы тележек обладают повышенной надежностью, в процессе изготовления их подвергают тщательному контролю с применением современной аппаратуры. Тележки оборудованы бесчелюстными буксами с роликовыми подшипниками повышенной долговечности. Перемещение букс относительно рамы происходит за счет деформации сдвига резинометаллических блоков. Рессорное подвешивание обеспечивает эффективное смягчение вертикальных толчков при прохождении электровозом неровностей пути.

На электровозах ВЛ10 и ВЛ10У установлено по восемь тяговых двигателей. Тяговые электродвигатели имеют последовательное возбуждение, опорно-осевое подвешивание, принудительную вентиляцию и мощность при часовом режиме по 670 кВт. Электродвигатели обладают надежностью и высоким к. п. д. Вращающий момент от тягового двигателя на колесные пары передается двусторонней одноступенчатой цилиндрической косозубой передачей.

Для регулирования частоты вращения тяговых двигателей предусмотрены три вида их соединения: последовательное (С), последовательно-параллельное (СП) и параллельное (П). Кроме того, на всех этих соединениях предусмотрена работа тяговых электродвигателей при ослабленном возбуждении с коэффициентом возбуждения 0,75; 0,55; 0,43; 0,36. Электрические цепи электровоза получают питание от контактного провода через токоприемники, обеспечивающие надежный токосъем при любых скоростях движения электровоза.

На электровозах, кроме тормозов с пневматическим и ручные управлением, предусмотрено рекуперативное торможение, которое значительно повышает безопасность движения поездов и обеспечивает большую экономию электроэнергии, уменьшает износ бандажей и тормозных колодок. Рекуперативное торможение возможно при всех трех видах соединений тяговых двигателей. При рекуперативном торможении обмотки возбуждения тяговых двигателей питаются от преобразователя постоянного тока. Широкий диапазон регулирования частоты вращения тяговых электродвигателей позволяет наиболее полно использовать технические возможности электровоза и значительно повысить его экономичность.

В средней части каждой секции электровозов ВЛ10 и ВЛ10У расположена высоковольтная камера с электроаппаратурой, имеющая сетчатые ограждения. Двери камер имеют блокировки, обеспечивающие их открытие только при опущенном токоприемнике. Электрическая аппаратура обладает необходимой надежностью и имеет блочное расположение, значительно облегчающее ее обслуживание и ремонт. Узлы аппаратуры, подверженные в процессе работы интенсивному нагреву, имеют принудительное охлаждение. Воздух для их охлаждения подается по воздухопроводу от центробежного вентилятора. Расположение оборудования внутри кузова обеспечивает свободный проход и доступ для осмотра электрической аппаратуры.

Легкая сварная цельнометаллическая конструкция кузова с несущей рамой имеет большую прочность и жесткость. По концам кузова расположены удобные кабины управления, отделенные от машинных помещений перегородками. Обшивка кабины управления имеет улучшенное теплозвукоизоляционное. ограждение из полимерных материалов. В кабине управления снижен уровень шума и вибрации. Созданы улучшенные гигиенические условия труда для локомотивной бригады.

Внутри кабины установлены пульты управления, устройства для подогрева воздуха, вентиляторы, радиостанция, локомотивная сигнализация и другое оборудование, создающее удобства для обслуживания электровоза. Широкие стекла шабины, снабженные пневматическими стеклоочистителями, обеспечивают хорошую видимость пути и контактной сети.

Механическая часть

Электровоз состоит из двух четырёхосных секций. По кузову и тележкам унифицирован с электровозом ВЛ80^К. Кузов каждой секции электровоза опирается на две двухосные тележки, в нём установлено различное оборудование, электроаппараты и электромашины.

Длина электровоза составляет 32,04 метра.

Силовая схема и электромашины

Для обеспечения токосъёма с контактной сети использованы два токоприёмника типа пантограф Т-5М1 (П-5), расположенные по концам каждой секции. Внутри секция делится на три отсека — в начале секции находится кабина, в середине высоковольтная камера (ВВК), отгороженная от проходов сетчатыми ограждениями, пневматически блокируемыми в закрытом положении при поднятии токоприёмника (при незакрытых шторах токоприёмники не поднимаются), в хвосте машинное отделение. В высоковольтной камере расположена практически вся коммутационная и защитная аппаратура секции — реверсор РК и тормозной переключатель ТК, переключатель ПкГ-6, переключащий тяговые двигатели секции с последовательно-параллельного (сериес-параллельного, СП) соединения на параллельное (П), линейные, реостатные, шунтирующие и быстродействующие контакторы, дифференциальные реле и реле боксования, и другие аппараты.

Имеются различие между высоковольтными камерами первой и второй секций. Из главных: в ВВК первой секции размещены быстродействующий выключатель БВ-1, защищающий тяговые двигатели, и переключатель ПкГ-4, переключающий секции с последовательного (сериесного, С) соединения на СП, в в ВВК второй секции находится БВ-2, защищающий вспомогательные машины, и переключатель мотор-вентиляторов ПШ, переключающий их с низкой скорости на высокую. Различия имеются и в целом по секциям — регистрирующий скоростемер и радиостанция установлены также только на одной секции.

В машинном отделении расположены три вспомогательные машины секции. Главная машина — мотор-вентилятор. Он состоит из высоковольтного (работающего при напряжении контактной сети) коллекторного двигателя и насаженных на его вал центробежного вентилятора, охлаждающего тяговые двигатели и ВВК электровоза, и коллекторного генератора тока управления, вырабатывающего постоянный ток напряжением 50 В для питания цепей управления и освещения. Двигатели мотор-вентиляторов секци могут быть соединены последовательно (режим низкой скорости) и параллельно (режим высокой скорости).

Для обеспечения электровоза сжатым воздухом используется мотор-компрессор, состоящий из двигателя, схожего с двигателем мотор-вентилятора, и унифицированного трёхцилиндрового тепловозного компрессора КТ-6. Сжатый воздух используется для обеспечения работы тормозов на локомотиве и в поезде, обеспечения работы пневмоконтакторов, пневматических блокировок высоковольтной камеры, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей. Редуктора между двигателем и компрессором нет, поэтому двигатель выполнен на частоту вращения 440 мин^-1 и не может самовентилироваться, для его охлаждения подведён воздух от мотор-вентилятора.

Для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения, когда все обмотки соединены последовательно, используется преобразователь (возбудитель), представляющий собой объединённе в одном корпусе высоковольтный двигатель и коллекторный генератор, вырабатывающий постоянный ток малого напряжения (до 60 В) для питания обмоток возбуждения. Максимальный ток генератора — 800 А. На валу возбудителя установлено реле оборотов РКО-28, отключающее двигатель при превышении частоты вращения. Возбуждение генератора — от батареи электровоза через резистор, сопротивление резистора машинист уменьшает перемещением на себя тормозной рукоятки контроллера, при этом растёт вырабатываемое преобразователем напряжение, а с ним напряжение, вырабатываемое тяговыми двигателями, и тормозное усилие.

Эксплуатация электровоза допускается на высоте не более 1200 м над уровнем моря. Рекуперативное торможение возможно на всех трех соединениях. Работа по системе многих единиц заводской схемой электровоза не предусмотрена, но с 1983 г. началось оборудование электровозов ВЛ10 аппаратурой СМЕТ (Система Многих Единиц Телемеханическая).

Электровоз ВЛ10^У-163 в депо Самара Куйбышевской дороги

Электровоз ВЛ10^у

ВЛ10^у — утяжелённый электровоз, колёса которого имеют бо́льшую силу сцепления с рельсами, благодаря чему он способен возить более тяжёлые составы. По механической части он унифицирован с электровозами ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р. Кузов, экипажная часть, пневматическое и основное оборудование унифицировано с электровозами ВЛ10, ВЛ11, ВЛ11М. По сравнению с ВЛ10 на ВЛ10^У нагрузка от колесной пары на рельсы увеличена до 25 тс вместо 23 тс.

Разработан Тбилисским электровозостроительным заводом.

Использование

В настоящее время ВЛ10 - основной грузовой электровоз постоянного тока, используемый в России. Интересно, что в связи с нехваткой пассажирских электровозов ВЛ10 может вести и пассажирские поезда, в основном на СКЖД. Почти все ВЛ10 окрашены в зелёный цвет, но «пассажирские» электровозы могут быть окрашены в цвета фирменных поездов (например, ВЛ10-127, ВЛ10-1835).

Ссылки

• Сайт Тбилисского электровозостроительного завода

Цветная схема ВЛ10 то же самое