Электровоз ВЛ85 (руководство по эксплуатации)

Раздел А. Техническое описание
Глава 1. Назначение и техническая характеристика электровоза
Глава 2. Механическая часть
§2.1. Общие сведения
§ 2.2. Тележка
§ 2.3. Кузов
§ 2.4. Связи кузова с тележками
§ 2.5. Привод скоростемера
§ 2.6. Редуктор мотор-компрессора
Глава 3. Электрическая схема
§3.1. Общие пояснения к электрической схеме
§ 3.2. Схема силовых цепей
§ 3.3. Схема вспомогательных цепей
§ 3.4. Схема цепей управления
Глава 4. Электрические машины
§ 4.1. Тяговый двигатель пульсирующего тока НБ-514
§ 4.2. Асинхронный электродвигатель АНЭ225L4УХЛ2
§ 4.3. Электронасос ТТ-63/10
§ 4.4. Электродвигатель ДМК-1/50У2
§ 4.5. Электродвигатель ДВ-75УХЛЗ
§ 4.6. Синхронный генератор ОС5-51
§ 4.7. Тахогенератор ТГС-12Э-У1
Глава 5. Трансформаторы и дроссели
§ 5.1. Трансформатор тяговый ОНДЦЭ-10000/25-82УХЛ2
§ 5.2. Трансформатор напряжения ОЛТ-0,1/25УХЛ1
§ 5.3. Сглаживающий реактор РС-78
§ 5.4. Шунт индуктивный ИШ-009
§ 5.5. Фильтр Ф-6
§ 5.6. Панели фильтров ПФ-506-01, ПФ-506-02
§ 5.7. Дроссели ДС-1, ДП-002, Д-152
§ 5.8. Датчики тока ДТ-39, ДТ-39-01
§ 5.9. Трансформаторы тока
§ 5.10. Трансформаторы малой мощности
§ 5.11. Автотрансформатор АТ-1
Глава 6. Полупроводниковые преобразователи
§6.1. Преооразователь выпрямительно-инверторный ВИП-4000УХЛ2
§ 6.2. Выпрямительная установка возбуждения ВУВ-001
§ 6.3. Блоки и панели диодов
§ 6.4. Панель питания ПП-071
Глава 7. Электронное оборудование
§7.1. Аппаратура системы автоматического управления тяговым приводом электровоза
§ 7.2. Блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВИП 133
§ 7.3. Блок автоматического управления БАУ-002
§ 7.4. Блоки измерений БИ-026, БИ-027
§ 7.5. Блок питания БП-6
Глава 8. Электрические аппараты
§ 8.1. Токоприемник Л-1У1-01
§ 8.2. Выключатель ВОВ-25А- 10/400УХЛ1
§ 8 3. Выключатель быстродействующий ВБ-021
§ 8.4. Пневматические контакторы ПК
§ 8.5. Электромагнитные контакторы МК
§ 8.6. Кулачковый двухпозициоиный переключатель ПКД-01
§ 8.7. Разъединитель Р-213-1
§ 8.8. Разъединители Р-49-01, РШК-56 и переключатели ПО-82, ПН-3, П-1
§ 8.9. Разъединители Р-48 и Р-88
§ 8.10. Разъединитель Р-45-02
§ 8.11. Контроллер машиниста КМ-87
§ 8.12. Блокировочные переключатели ПБ-179, БП-149, БП-207, БП-2
§ 8.13. Блок выключателей БВ-21
§ 8.14. Выключатели В-006, В-007
§ 8.15. Выключатели КЕ-021, КЕ-011
§ 8.16. Автоматические выключатели АЕ-2531
§ 8.17. Тумблеры ПТ26-1 и ПТ26-2
§ 8.18. Блокировочное устройство БУ-01, БУ-02
§ 8.19. Педаль пескоподачи
§ 8.20. Пневматические выключатели управления ПВУ
§ 8.21. Вентиль защиты ВЗ-57-02
§ 8.22. Датчик-реле давления РД-1-05М-02
§8.23. Электромагнитный вентиль токоприемника ЭВТ-54А
§ 8.24. Электромагнитные вентили ЭВ-58, ЭВ-58-06, ЭВ-55 и ЭВ-55-07
§ 8.25. Устройство пневматическое УПН-3
§ 8.26. Пневматический клапан КП-36
§ 8.27. Электроблокировочный клапан КПЭ-99-02
§ 8.28. Разгрузочный клапан КР-1
§ 8.29. Ревун ТС-22
§ 8.30. Электропневматический свисток С-17
§ 8.31. Клапаны песочницы КП-51 и сигнала КС-52
§ 8.32. Пневматическая блокировка ПБ-33-02Б
§ 8.33. Реле управления и защиты
§ 8.34. Панель реле напряжения ПРН-8
§ 8.35. Панель защиты от юза ЮЗ-531
§ 8.36. Реле электротепловые токовые с дистанционным возвратом
§ 8.37. Панели тепловых реле ПТР-180, ПТР-181
§ 8.38. Реле температуры
§ 8.39. Термозащитное реле PT3-032
§ 8.40. Соединители электрические типа РУ-ВУ
§ 8.41. Силовой штепсельный разъем ВКС-400-1В1К и РПС-400-1В1К
§ 8.42. Заземляющие штанги ШЗ-27-02 и ШЗ-60
§ 8.43. Ограничители перенапряжения ОПН-25УХЛ1 и ОПН-1.28УХЛ2
§ 8.44. Резистор ослабления возбуждения РОВ 650
§ 8.45. Блок балластных резисторов ББР-162
§ 8.46. Резисторы балластные БС-523, БС 478
§ 8.47. Панель резисторов ПС-605
§ 8.48. Резисторы типа СР
§ 8.49. Резисторы регулируемые БР-1, БС 437
§ 8.50. Нагреватель электрический НЭ-28
§ 8.51. Предохранители
§ 8.52. Калорифер электрический КЭЛ-1
§ 8.53. Печь электрическая ПЭ-33
§ 8.54. Аккумуляторная батарея
Глава 9. Контрольно-измерительные приборы
§ 9.1. Амперметры и вольтметры
§ 9.2. Счетчик электроэнергии
§ 9.3. Манометры
Глава 10. Пневматичесхая система
§ 10.1. Пневматический тормоз
§ 10.2. Вспомогательные цепи
§ 10.3. Расположение пневматического оборудования
Глава 11. Пневматическое оборудование
§ 11.1. Воздушные резервуары
§ 11.2. Форсунки песочниц
§ 11.3. Приборы очистки сжатого воздуха
§ 11.4. Компрессор КТ6-Эл
§ 11.5. Компрессор КБ-1В
§ 11.6. Воздухораспределитель 483
§ 11.7. Кран машиниста 395-3
§ 11.8. Кран вспомогательного тормоза
§ 11.9. Краны разобщительные
§ 11.10. Кран концевой 190.00
§ 11.11. Редуктор 348-2
§ 11.12. Соединительные рукава
§ 11.13. Устройство блокировки тормозов 367.000А
§ 11.14. Реле давления 304-2
§ 11.15. Обратные клапаны Э-155, Э-175
§ 11.16. Клапан предохранительный Э-216
§ 11.17. Клапан переключательный ЗПК
§ 11.18. Фильтр Э-114
§ 11.19. Стеклоочиститель СЛ-440Б и кран запорно-регулировочный Кр- 30В
§ 11.20. Пневмоэлектрический датчик 418
Глава 12. Расположение оборудования. Блоки и панели. Электрический монтаж. Система вентиляции
§ 12.1. Расположение оборудования в кабине
§ 12.2. Расположение оборудования на электровозе
§ 12.3. Блоки и панели аппаратов
§ 12.4. Блок мотор-компрессора
§ 12.5. Санитарно-технический узел
§ 12.6. Электрический монтаж
§ 12.7. Система вентиляции
§ 12.8. Вентиляторы
Глава 13. Инструмент и принадлежности Маркированые и пломбирование
§ 13.1. Инструмент и принадлежности
§ 13.2. Маркирование и пломбирование
Раздел Б. ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
Глава 14. Требования техники безопасности
§ 14.1. Общие указания
§ 14.2. Защитные меры и средства
§ 14.3. Меры безопасности прн входе в высоковольтную камеру
§ 14.4. Меры безопасности при поднятии токоприемника
§ 14.5. Меры безопасности при поднятом токоприемнике
§ 14.6. Меры безопасности при подаче напряжения на электровоз от сети депо
§ 14.7. Меры безопасности при устранении неисправностей в пути следования
Глава 15. Подготовка элехтровоза к запуску в эксплуатацию
§ 15.1. Общие указания
§ 15.2. Подготовка пневматического обо рудования, системы вентиляции и
§ 15.3. Подготовка механической части
§ 15.4. Подготовка тяговых электродвигателей
§ 15.5. Подготовка вспомогательных машин
§ 15.6. Подготовка электрических аппаратов
§ 15.7. Подготовка аккумуляторной батареи
§ 15.8. Подготовка прочего электрооборудования и монтажа
§ 15.9. Подготовка к проверке электрической схемы
§ 15.10. Проверка электрической схемы при опущенном токоприемнике
§ 15.11. Проверка электрической схемы под контактным проводом
§ 15.12. Подготовка электровоза к работе в зимних условиях
§ 15.13. Подготовка электровоза к эксплуатации после хранения
Глава 16. Управление электровозом
§ 16.1. Подготовка электровоза перед поездкой
§ 16.2. Проверка электровоза на путях депо
§ 16.3. Пуск и движение электровоза
§ 16.4. Торможение
§ 16.5. Поезд нейтральной вставки
§ 16.6. Остановка электровоза и прекращение работы
§ 16.7. Управление электровозом при напряжении в контактной сети 12 кВ
§ 16.8. Применение аварийных схем
§ 16.9. Передвижение электровоза при питании от сети депо
§ 16.10. Управление электровозом и третьей секцией
§ 16.11. Управление двумя электровозами
§ 16.12. Управление при самостоятельной работе секции
Глава 17. Техническое обслуживание ТО-1
Глава 18. Характерные неисправности при работе электровоза на линии и методы их устранения
Глава 19. Правила хранения и транспортирования
§ 19.1. Хранение
§ 19.2. Транспортирование
Раздел В. ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И ТЕКУЩИМ РЕМОНТАМ
Глава 20. Меры безопасности
§ 20.1. Общие требования
§ 20.2. Меры безопасности при выполнении ремонтных работ
Глава 21. Виды и периодичность технического обслуживания и ремонтов
Глава 22. Техническое обслуживание ТО-2
§ 22.1. Механическое оборудование
§ 22.2. Электрические машины и трансформаторы
§ 22.3. Электрические аппараты
§ 22.4. Пневматическое оборудование
§ 22.5. Система вентиляции и кондиционирования
§ 22.6. Электронное оборудование
§ 22.7. Техническое обслуживание ТО-4
Глава 23. Текущий ремонт ТР-1
§ 23.1. Механическое оборудование
§ 23.2. Электрические машины и трансформаторы
§ 23.3. Электрические аппараты
§ 23.4. Пневматическое оборудование. Установка оборудоваиия
§ 23.5. Провода и шины
§ 23.6. Система вентиляции и кондиционирования
§ 23.7. Электронное оборудование
Глава 24. Текущий ремонт ТР-2
§ 24.1. Механическое оборудование
§ 24.2. Электрические машины
§ 24.3. Трансформаторы, дроссели
§ 24.4. Электрические аппараты
§ 24.5. Пневматическое оборудование
§ 24.6. Провода и шины. Установка оборудования. Система вентиляции и кондиционирования
§ 24.7. Электронное оборудование
Глава 25. Текущий ремонт ТР-3
§ 25.1. Механическое оборудование
§ 25.2. Электрические машины
§ 25.3. Трансформаторы, дроссели
§ 25.4. Электрические аппараты
§ 25.5. Пневматическое оборудование
§ 25.6. Установка оборудования. Провода и шины
§ 25.7. Система вентиляции и кондиционирования
§ 25.8. Электронное оборудование
§ 25.9. Испытания электровоза после ТР-3
Приложение 1. Перечень машин и аппаратов электровоза
Приложение 2. Перечень аппаратов блока силовых аппаратов A11(А12, А13)
Приложение 3. Перечень аппаратов выпрямительной установки возбуждения ВУВ-001
Приложение 4. Перечень аппаратов блока питания БП-6
Приложение 5. Перечень аппаратов панели питания ПП-071
Приложение 6. Перечень пломбируемого оборудования
Приложение 7. Уставки срабатывания аппаратов защиты, контроля и реле времени
Приложение 8. Сопротивления нагревательных элементов и резисторов
Приложение 9. Сопротивления катушек аппаратов
Приложение 10. Перечень инструкций и правил МПС СССР
Приложение 11. Нормы допусков и износов, периодичность проверок деталей и узлов механической части
Приложение 12. Карта смазки узлов электровоза
Приложение 13. Особенности технического обслуживания тяговых двигателей НБ-514 в зимнее время
Приложение 14. Устранение неисправностей в тяговом двигателе НБ-514 после переброса и кругового огня
Приложение 15. Характерные неисправности тягового двигателя НБ-514 и методы их устранения
Приложение 16. Определение нажатия щеток на коллектор тягового двигателя НБ-514
Приложение 17. Установка щеток в нейтральное положение на тяговом двигателе НБ-514
Приложение 18. Сушка увлажненной изоляции обмоток тягового двигателя НБ-514
Приложение 19. Нормы допусков и взносов тягового двигателя НБ-514
Приложение 20. Нормы допусков и взносов вспомогательных электрических машин
Приложение 21. Характерные неисправности вспомогательных машин и методы их устранения
Приложение 22. Сушка вспомогательных электрических машин
Приложение 23. Нормы допусков и взносов, периодичность проверок деталей электрических аппаратов
Приложение 24. Характерные неисправности электрических аппаратов и электронного оборудования, методы их устранения
Приложение 25. Нормы сопротивления и испытательного напряжения изоляции электрических цепей и оборудования после ТР-3
Приложение 26. Методика проверки и отбраковки аккумуляторов в батареях 42НК-125

51 52 53 54 55 56 57 58 59 ..

Глава 5. ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗА BЛ85

§ 5.1.

Электровоз BЛ85. Трансформатор тяговый ОНДЦЭ-10000/25-82УХЛ2

Трансформатор ОНДЦЭ-10000/25-82УХЛ2 (рис. 5.1, а) предназначен для преобразования напряжения КС в напряжение цепей тяговых двигателей, включенных через тиристорный преобразователь, а также для питания цепей собственных нужд электровоза. Трансформатор имеет следующие технические данные:

Номинальная мощность сетевой обмотки, кВ*А......... 7040

Номинальное напряжение сетевой обмотки, кВ 25

Частота, Гц 50

Перенапряжения, ограничиваемые разрядником, не более, кВ 100

Номинальное напряжение тяговых обмоток на вводах, В:

А1-x1; а2-х2 630

АЗ-х3; а4-х4 630

А5-х5; аб-хб 630

1-x1, al-1, 2-хЗ, аЗ-2, 3-х5, а5-3 315

Номинальный ток тяговых обмоток, А. 1700

Перегрузочный ток пятнадцатиминутного режима (при начальной температуре обмоток, не превышающей +40°С), А 2700

Напряжение КЗ между сетевой и одной тяговой обмотками или ее частью, отнесенное к мощности одной тяговой обмотки или ее части, %, не более 5

Напряжение КЗ между сетевой и всеми тяговыми обмотками, отнесенное к общей мощности тяговых обмоток, % 9,5

Обмотка питания цепей возбуждения (ОВ) номинальное напряжение на вводах, В:

А8-х7 270

номинальный ток обмотки и вводов а7, х7, А. 650

Перегрузочный ток пятнадцатиминутного режима обмотки и вводов а7, х7 (при начальной температуре обмоток, не превышающей + 40 °С), А 1200

Номинальный и перегрузочный токи пятнадцатиминутного режима ввода а8 соответственно, А. 870, 1600

Номинальные напряжения ответвлений обмотки собственных нужд на вводах. В:

А9-х9 630

Номинальный ток обмотки собственных нужд на вводах а10-х9, А 650 Перегрузочный ток обмотки собственных нужд в течение не более 3ч, А 1200

Напряжение КЗ между сетевой обмоткой и обмоткой собственных

Нужд на ответвлении а10-а9, отнесенное к мощности обмотки

Собственных нужд, %, не более. 4

Схема и группа соединения обмоток, 1/1/1/1/1/1/1/1/1 -

0-0-0-0-0-0-0--0

Общие потери, кВт 84

Ток XX, % 1,3

Масса, кг 9900

Трансформатор состоит (см. рис. 5.1,

А) из следующих основных узлов: двухстержневого магнитопровода, обмоток, бака и системы охлаждения.

Магнитопровод шихтован из пластин с прямым стыком в углах. Стяжку стерж-ней производят бандажами из стекло-ленты. Верхнее и нижнее ярма прессуют балками корытного сечения. Нижние балки одновременно являются камерами маслораспределення.

Обозначения вводов обмоток приведены на рис. 5.1, б. Расположение обмоток концентрическое. В первом концентре установлена сетевая обмотка (А-X),-намотанная на изоляционный цилиндр, во втором концентре - блоки вторичных обмоток. На одном стержне магнито-провода расположена группа тяговых обмоток с нечетными номерами (а1-xl; аЗ-хЗ; а5-х5) и обмотка собственных нужд (а9-х9); на втором стержне - группа обмоток с четными номерами (а2-х2; а4-х4; аб-хв) и обмотка питания цепей возбуждения (а7-х7). Тяговые обмотки намотаны на изоляционных цилиндрах; обмотки возбуждения и собственных нужд - поверх тяговых обмоток.

Бак 6 прямоугольной формы заполнен трансформаторным маслом. В его нижней части расположены вентиль 4 для слива и доливки масла, кран 5 для взятия пробы масла, упоры 13 для крепления активной части. На дне бака и торце швеллера расположены пробки 3 и 14 для слива остатков масла. На стенках размещены термометр 11, манометр 10, крюки 9 для подъема трансформатора.

Система охлаждения - масляно-воздушная. Она состоит из восьми радиаторных секций 17, обдуваемых воздухом, и электронасоса 12, который обеспечивает циркуляцию масла через обмотки и радиаторы. На крышке бака установлены скобы 16 для подъема активной части, расширитель 7, предназначенный для компенсаций температурных колебаний уровня масла в баке, вводы обмоток сетевой 8, тяговых 2, возбуждения 1 и собственных нужд 15. На расширителе, смонтирован указатель уровня масла и снликагелевый воздухоосушитель с масляным затвором. Соединение вводов с отводами обмоток и внешним монтажом выполнено демпферами из гибких медных проводников.

Более подробное описание устройства и работы трансформатора приведено в техническом описании и инструкции по эксплуатации на трансформатор, которые прилагаются к каждому электровозу.

.. 1 2 3 ..

Электровоз BЛ85. Тележка

Технические данные тележки следующие:

Длина, мм......4700

Ширина, мм.............2830

База, мм..............2900

Масса (с тяговыми двигателями и КЗП), кг...........22143

Число осей...........2

Подвешивание тягового двигателя...........опорно-осевое

Рессорная система...........индивидуальная на каждую буксу

Тормозная система...........рычажная с двусторонним нажатием чугунных колодок на бандажи колес

Конструкция тележки, обеспечивает возможность демонтажа тягового двигателя вместе с колесной парой, снятие кожухов зубчатой передачи без поднятия кузова и смену тормозных колодок без смотровой канавы.

Тележки отличаются друг от друга исполнением. Крайние имеют опоры кузова в виде люлечных подвесок; средняя - тележка - опоры кузова в виде упругих качающихся стержней. Кроме того,
крайние тележки отличаются друг от друга наличием на одной из них крон-
штейна ручного тормоза.

Основными составными узлами те-лежки (рис. 2.1 и 2.2) являются рама тележки 4, подвешивание рессорное 2, пара колесная с электродвигателем 3, система тормозная 1.

Рис. 2.1. Тележка крайняя

Рис. 2.2. Тележка средняя

Электровоз BЛ85. Рама тележки

(рис. 2.3) предназначена для передачи и распределения вертикальной нагрузки между отдельными колесными парами при помощи рессорного подвешивания, восприятия тягового усилия, тормозной силы, боковых горизонтальных и вертикальных сил от колесных пар при проходе ими неровностей пути и передаче их на раму кузова. Рама является связующим, несущим элементом всех узлов тележки.

Технические данные рамы следующие:

Длина, мм 4700

Ширина, мм 2830

Высота, мм 1030

Масса, кг 2907

Рамы тележек имеют три исполнения, которые отличаются между собой опорой кузова на крайние и среднюю тележки и наличием ручного тормоза на задней
по ходу движения тележке.

На рис. 2.3, а показана рама крайней
передней по ходу тележки. Она представляет цельносварную конструкцию прямоугольной в плане формы, состоящую из двух боковин 4, связанных между собой средним 9 и двумя концевыми 2 брусьями. Боковины и брусья коробчатого типа выполнены сваркой из четырех листов стали. На боковинах 4 приварены: к нижним листам-литые малые 3 и большие 5 буксовые кронштейны, кронштейны 12 гасителей колебаний; на верхних листах - кронштейны 11 вертикального ограничителя, опоры 13 люлечного подвешивания; к вертикальным внутренним листам - сварные кронштейны 15 и 16 тормозной системы; на наружных листах - накладки 6 под горизонтальные ограничители и ребра опор люлечного подвешивания.

На среднем брусе 9 приварены к нижнему листу двенадцать бобышек 7 для крепления тормозных цилиндров, сварной кронштейн 10 подвески тягового двигателя и тяг продольной связи; к вертикальным листам - проушины 8 для
транспортировки рамы и сварные кронштейны 14 тормозной системы.

На нижних листах концевых брусьев 2 приварены кронштейны 17 тормозной системы и 1 тяг продольной связи тележки с кузовом.

Рама средней тележки отличается от рамы крайней тем, что на среднем брусе (рис. 2.3, б) приварены накладки 18 под качающиеся опоры кузова.

На раме задней по ходу тележки (рис. 2.3, б) дополнительно приварены кронштейны 19 рычажной системы ручного тормоза.

Каждой секции электровоза опирается на три двухосные тележки . Тяговые и тормозные усилия передаются на кузов с помощью наклонных тяг (традиционной для тепловозов и электровозов является схема с использованием шкворней). Средняя тележка принимает массу кузова не через примененные на электровозах ВЛ80С , ВЛ10У и крайних тележках ВЛ85 люлечные подвески, а через длинные качающиеся опоры, что позволяет ей более свободно смещаться в поперечном направлении при прохождении кривых.

Несмотря на теоретически бо́льшую стойкость тележек с наклонными тягами к боксованию (точка передачи тягового усилия находится ниже осей, поэтому момент от неё не складывается с вращающими моментами колес, способствуя разгрузке передней колесной пары, а компенсирует их), сцепные свойства ВЛ85 несколько хуже, чем у электровоза-предшественника ВЛ80 Р , вероятно, из-за невозможности равномерного распределения веса по трем тележкам.

Электрооборудование

Для обеспечения токосъёма с контактной сети использованы два токоприёмника типа пантограф , расположенные по концам каждой секции (над кабиной машиниста). Токоприёмники двух секций соединены между собой через шину, проходящую через всю длину крыши. В центральной части крыши каждой секции расположены воздушный главный выключатель (ГВ) и главный ввод, ведущий к первичной обмотке трансформатора.

На каждой секции установлен тяговый трансформатор ОНДЦЭ-10000/25 номинальной мощностью 7100 кВА. Трансформатор имеет обмотку высокого напряжения, три тяговых обмотки, каждая с двумя отпайками, обмотку собственных нужд (также с двумя отпайками - для нормального, повышенного и пониженного напряжения в контактной сети), обмотку возбуждения тяговых двигателей в режиме рекуперации . На секции стоят три тиристорных выпрямительно-инверторных преобразователя ВИП-4000. Каждый ВИП питается от собственной тяговой обмотки и предназначен для питания двух соединённых параллельно тяговых двигателей одной тележки. ВИП в режиме тяги выпрямляет переменный ток в постоянный с плавным регулированием напряжения путём зонно-фазового регулирования (открываются тиристоры, подключенные к разным отпайкам - так образуются зоны, а также изменяется угол открытия тиристоров, то есть фаза), а в режиме рекуперативного торможения работает как инвертор , ведомый сетью - преобразует постоянный ток в переменный с частотой 50 Гц.

На опытных электровозах были применены колёсно-моторные блоки , как и на электровозах ВЛ80 Т, ВЛ80 С, ВЛ80 Р (тяговый двигатель НБ-418К6 и унифицированная электровозная колёсная пара - для серий ВЛ10 , ВЛ11 , ВЛ80). Сделано это было для ускорения выпуска опытных электровозов, так как более мощные и экономичные тяговые двигатели НБ-514 ещё не были готовы. На серийных электровозах устанавливались тяговые двигатели НБ-514.

Стоит отметить, что у двигателя НБ-514 в четыре раза снижено аэродинамическое сопротивление вентиляционных каналов , что позволило вдвое сократить число вентиляторов на электровозе. В отличие от предыдущих электровозов, где ВУК или ВИП и сглаживающие реакторы охлаждаются отдельными вентиляторами, а тяговые двигатели отдельными, на ВЛ85 применена последовательная схема - сначала воздух от одного вентилятора охлаждает ВИП, а затем разделяется и охлаждает сглаживающий реактор и тяговые двигатели. Для охлаждения тягового трансформатора установлен отдельный вентилятор.

Также впервые на электровозе ВЛ85 установлен блок автоматического управления БАУ-2, позволяющий автоматически поддерживать ток тяговых двигателей и скорость в режимах тяги и рекуперации. Изменена и кабина машиниста - раздельные пульты машиниста и его помощника заменены на единый пульт, занимающий всю переднюю часть кабины.

Электровоз ВЛ85

Вплоть до начала XIX века уголь и руду с шахт и рудников вывозили по чугунным рельсам. Груженые и порожние вагоны передвигались лошадьми. Первыми локомотивами были паровозы. Первый паровоз, двигавшийся по рельсам, был построен англичанином Р. Тревитиком в 1803 году для одного из рельсовых путей в шахте. Вслед за ним построили паровозы и другие изобретатели, но широкого практического применения эти паровозы не получили. Наиболее удачным оказался паровоз Дж Стефенсона, построенный в 1814 году. В 1829 году паровоз Стефенсона «Ракета» победил паровозы других конструкторов на состязании в Ренхилле, целью которых было выбрать наилучшую конструкцию паровоза для железной дороги Ливерпуль – Манчестер. Дж. Стефенсон стал родоначальником железнодорожного транспорта. В XX столетии паровозы строились во многих странах. В России первый паровоз был построен в 1834 году отцом и сыном Е.А. и М.Е. Черепановыми.

Первый электровоз был построен в середине 1890-х годов в США. То был электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций.

В СССР первая электрифицированная железнодорожная линия с моторвагонными электропоездами появилась в 1926 году, первые электровозы – в 1933 году.

Со временем электрическая и тепловозная тяга вытеснила паровую почти со всех многочисленных магистралей нашей страны.

Железная дорога получает электроэнергию с крупных электростанций. Трехфазный ток высокого напряжения с них поступает на подстанции и там преобразуется в ток, нужный для тяги.

В первые годы электрификации пригородных участков железных дорог СССР с тяговых подстанций подавался постоянный ток напряжением 1500 В в медный контактный провод, подвешенный над рельсовым путем, а на первых магистральных участках применялся постоянный ток напряжением 3000 В. В 1960-1970-е годы стали на вновь электрифицируемых железных дорогах применять переменный однофазный ток частотой 50 Гц повышенного напряжения (25 кВ). Это дало возможность строить тяговые подстанции не через 20-30 километров, как при постоянном токе, а через 60-70 километров, то есть уменьшить вдвое-втрое их число, а подстанции делать более простыми и дешевыми. Повышенное напряжение позволяет уменьшить сечение контактного провода, требующего много меди. Это удешевляет контактную сеть.

На крыше электровоза укреплены токоприемники – пантографы, которые прижимаются к контактному проводу и передают электрический ток к тяговым двигателям электровоза.

Двигатели расположены под кузовом электровоза на каждой его оси. Первые отечественные электровозы имели 6 осей, размещенных в 2 трехосных тележках, значит, и 6 двигателей. Позднее стали выпускаться электровозы более мощные, с 8 осями в 4 двухосных тележках и с двигателями. Каждый двигатель с помощью системы зубчатых передач вращает «свою» колесную пару и тем самым приводит электровоз в движение. Ток, пройдя через пантограф к тяговым двигателям и совершив в них работу, уходит частью в рельсы, служащие вторым проводом, и затем через отсасывающие провода возвращается на тяговую подстанцию.

Большое достоинство электровоза – экономичность. Во время движения под уклон его двигатели работают как генераторы электрического тока, который поступает обратно в сеть. Такой режим называется рекуперационным (от латинского слова «recuperatio» – «обратное получение») торможением. Коэффициент полезного действия электровоза при этом достигает 88-90 процентов.

Кузов электровоза похож на вагон. На обоих его концах находятся кабины управления. Это позволяет электровозу двигаться в любом направлении – машинист должен лишь перейти из одной кабины в другую. У восьмиосных электровозов два кузова, соединенных друг с другом закрытым переходом. В кузове электровоза размещена электрическая аппаратура – ящики сопротивлений, контакторы, переключатели, а также всякого рода вспомогательные машины – мотор-генераторы, компрессоры, вентиляторы и т п.

Сейчас в России эксплуатируются электровозы переменного однофазного тока (питающее напряжение – 25 кВ и частота – 50 Гц), а также постоянного тока (напряжение – 3 кВ). Это мощные грузовые локомотивы отечественного производства серии ВЛ и чехословацкие пассажирские серии ЧС. Пассажирский электровоз серии ЧС4 мощностью 5100 кВт развивает скорость до 160 километров в час, а электровоз серии ВЛ85 мощностью 10020 кВт – до 110 километров в час.

ВЛ85 – мощнейший в мире локомотив на электротяге. Своему рождению он обязан БАМу. Для ее успешной эксплуатации Байкало-Амурской магистрали потребовался мощный надежный электровоз. Специалисты предложили несколько вариантов новых грузовых электровозов переменного тока.

Вот что пишет Олег Курихин в журнале «Техника – молодежи»:

«Одни предлагали выпускать только четырехосные секции и из них, в зависимости от веса поездов и профиля пути, составлять 8-, 12– и 16-осные локомотивы. На Новочеркасском электровозостроительном заводе освоили производство 2-секционного ВЛ80, к которому было можно прицеплять еще одну-две такие же машины. Вот только не всегда удавалось оптимально сочетать вес состава и локомотива, а иногда из-за избыточной мощности последнего возрастала стоимость перевозок.

По мнению других, помимо этих электровозов, следовало делать и 6-осные секции с двухосными тележками. Тогда, при однотипных тяговых электродвигателях, редукторах и системах управления, можно было бы составлять 8-, 10-, 12-, 14-, 16– и 18-осные машины, приноравливая их к конкретным условиям.

В обоих случаях секции замышлялись однокабинными, хотя некоторые специалисты стояли за 4– и 6-осные двухкабинные. И все же в итоге усилия сосредоточили на 12-осном локомотиве для тяжелых грузовых поездов и дорог с трудным профилем».

Теоретические исследования столь новой для отечественной практики ходовой части электровоза велись в Научно-исследовательском проектно-конструкторском и технологическом институте электровозостроения (ВЭлНИИ) и Ростовском-на-Дону институте инженеров железнодорожного транспорта (РИИЖТ). В результате решили проектировать 12-осный электровоз, у которого каждая из двух секций располагалась на трех 2-осных тележках с индивидуальным электроприводом.

При вождении тяжелых поездов новый локомотив должен был дать экономический эффект более 200 тысяч рублей в год (по курсу 1980 года), что стало основанием для включения будущей машины в официальный «Типаж магистральных электровозов».

Для экспериментальной проверки расчетов на Новочеркасском электровозостроительном заводе изготовили макет локомотива, в августе-сентябре 1981 года испытали его на разных скоростях и участках пути, подтвердив высокие качества ходовой части.

Проектирование электровоза ВЛ85 вел заместитель директора ВЭЛНИИ В.Я. Свердлов. В мае 1983 года построили первый образец, летом – второй. После опытного пробега на 5000 километров ВЛ85-001 предъявили МПС для испытаний, завершившихся вполне успешно.

«Механическую часть ВЛ85 выполнили так, – пишет Курихин, – чтобы кузов устанавливался на двухосные тележки с опорно-осевой, а в перспективе опорно-рамной подвеской тяговых электродвигателей, секции соединили автосцепкой, раму кузова спроектировали с учетом продольного усилия до трехсот тонн. В секциях смонтировали по трансформатору с тремя вторичными обмотками (по числу тележек), нагруженными через собственные преобразователи двумя соединенными параллельно тяговыми электродвигателями. Большое внимание уделили компоновке, вентиляции кузова и тяговых моторов, системе управления, снижению расходов энергии для собственных нужд локомотива».

Впервые в отечественной практике на ВЛ85 установили автоматизированную систему управления (АСУ), построенную на основе микропроцессоров и другой микроэлектроники, позволившую плавно разгонять состав до требуемой скорости с заданным током тяговых электродвигателей. После этого АСУ поддерживала постоянную скорость на ровном пути, а на спусках выполняла электрическое притормаживание. Кроме того, она контролировала рекуперацию, торможение до полной остановки, распределение усилия при двойной тяге. Благодаря ей удалось увеличить разгон на шесть процентов, замедление поезда – на десять процентов. По сравнению с ВЛ80Р расход энергии на новом локомотиве уменьшился больше чем на треть, и почти 1,2 раза возрос ее возврат в контактную сеть при режиме рекуперации. АСУ обеспечила надежную работу локомотива при колебаниях подаваемого напряжения в пределах 19-29 кВ».

А вот некоторые технические данные электровоза ВЛ85. Сцепной вес – 288 тонн. Габариты: длина – 45 метров, ширина – 3,16 метра, высота – 5,19 метра. Усилие тяги в часовом режиме при скорости 49,1 километра в час – 74 тонны.

Сначала оба электровоза испытывали на кольце Новочеркасского завода, потом динамику и воздействие на путь ВЛ85-001 – на Северо-Кавказской дороге, а тягово-энергетические характеристики ВЛ85-002 – на экспериментальном кольце ВНИИЖТ в Щербинке. Затем локомотивы передали для опытной эксплуатации на линии Белореченская – Майкоп, Мариинск – Красноярск – Тайшет, Абакан – Тайшет – Лена. Государственная комиссия отнесла их к высшей категории качества и рекомендовала НЭВЗу в 1985 году выпустить пять таких машин, а со следующего года приступить к их серийному производству.

Уже начиная с третьего локомотива стали применять лучшие тяговые электродвигатели НБ-514 и продолжали модернизацию. К январю 1995 года было выпущено 272 таких электровоза. Они вышли на рельсы Южно-Уральской, Красноярской, Восточно-Сибирской и Байкало-Амурской магистралей.

К сожалению, в последние годы объем перевозок значительно снизился, мощные ВЛ85 нередко работают с изрядной недогрузкой, что существенно удорожает стоимость доставки грузов по железной дороге.

Как это часто бывает, пришлось воспользоваться рекомендациями специалистов, которые в 1970-е годы предлагали производить 6-осные двухкабинные электровозы переменного тока с тремя 2-осными тележками, наиболее подходящими для составов в 4-5 тысяч тонн. МПС заказало такой локомотив, обозначенный ВЛ65. В сочетании с ВЛ80 и ВЛ85 они должны обеспечить нормальный грузооборот на дорогах переменного тока.