2. Современное состояние электровозостроения

В грузовом движении на участках переменного тока эксплуатируются следующие серии электровозов:

• ВЛ80Т – 2(2₀-2₀) – 225,6 кН (23 т) – 184 т – 6520 кВт – 6160 кВт;

• ВЛ80С – замена ВЛ80Т – 2(2₀-2₀) – 235,4 кН (24 т) – 192 т – 6520 кВт – 6160 кВт;

• ВЛ80Р - 2(2₀-2₀) – 235,4 кН (24 т) – 192 т – 6520 кВт – 6160 кВт;

• ВЛ85 - 2(2₀-2₀-2₀) – 225,6 кН (23 т) – 276 т – 10000 кВт – 9400 кВт.

В грузовом движении на участках постоянного тока эксплуатируются следующие серии электровозов:

• ВЛ10 (ВЛ10У) - 2(2₀-2₀) – 225,6/245 кН (23/25 т) – 5200 кВт – 4500 кВт;

• ВЛ11 - 3(2₀-2₀) – 225,6 кН (23 т) – 276 т – 7800 кВт – 6750 кВт;

• ВЛ15 - 2(2₀-2₀-2₀) – 245 кН (25 т) – 300 т – 9000 кВт – 8400 кВт.

В пассажирском движении:

• переменный ток – ЧС8 - 2(2₀-2₀) – 216 кН (22 т) – 176 т – 7520 кВт – 7200 кВт;

• постоянный ток – ЧС7 - 2(2₀-2₀) – 211 кН (21,5 т) – 172 т – 6900 кВт – 6160 кВт.

Для обеспечения нужд пассажирского движения на дорогах Сибири и Дальнего Востока:

• ВЛ65 - 2₀-2₀-2₀ - 225,4 кН (23 т) – 138 т – 4750 кВт – 4450 кВт;

• ЭП1 - 2₀-2₀-2₀- 220,7 кН (22,5 т) – 135 т – 4700 кВт – 4400 кВт.

3. Проект нового типа магистральных электровозов

Новый типаж магистральных электровозов предложен в виде проекта и предлагается к утверждению взамен типажа 1982г., приведённого в [6]. Типаж разработан исходя из достижений научно-технического прогресса в электровозостроении для замены выработавших свой срок службы электровозов. Им предусматривается создание отечественных пассажирских электровозов, в том числе и скоростных для специализированных и реконструированных высокоскоростных магистралей, а также грузовых электровозов с бесколлекторными тяговыми двигателями.

Пассажирские электровозы, представленные в типаже (табл.1.1 и табл.1.2), можно разделить на две группы:

1. Шестиосные электровозы ЭП1 и восьмиосные электровозы ЭП2 соответственно переменного и постоянного тока с коллекторными двигателями и конструкционной скоростью 120 км/ч, созданные на базе экипажной части электровозов Н65 (ВЛ65) и ВЛ80С, с опорно-рамным приводом II класса, основные решения которого были применены на ранее выпущенных электровозах и тепловозах ВЛ81, ВЛ84, 2ТЭ121.

Таблица 1.1

Типаж перспективных пассажирских электровозов переменного тока

Показатели	Серия электровоза
	ЭП1	ЭП3		ЭП200			ЭП201
Род тока	Переменный ток 25кв., 50Гц
Формула ходовой части	20-20-20	20-20-20		20+20-20+20		20+20-20+20
Мощность продолжи-тельного режима, кВт	4500	6600		7200		7200
Сила тяги продолжи-тельного режима, кН	224,6	291,4		215,8		254,1
Скорость продолжи-тельного режима, км/ч	71	80		120		100
Конструкционная скорость, км/ч	120	120-140		200		160
Нагрузка на ось, кН	220,7	215,8		220,7		220,7
Тип подвешивания и привода	Опорно-рамное, коллекторный	Опорно-рамное, бесколлекторный
Тип электрического торможения	Рекуперативное
КПД в продолжитель-ном режиме	0,86		0,86		0,85		0,85

Регулирование напряжения тяговых двигателей этих электровозов традиционное, плавное тиристорное на переменном токе и ступенчатое реостатное на постоянном токе.

Электровозы должны иметь регулируемый вспомогательный привод, то есть двигатели вентиляторов, масляных насосов и компрессоров должны питаться от статических преобразователей со стабилизированным напряжением, а для двигателей вентиляторов должна быть предусмотрена возможность регулирования частоты их вращения.

В механической и электрической части электровозов должна быть достигнута высокая степень унификации агрегатов, узлов и деталей. Колёсные пары, буксы, тяговые редукторы, детали рессорного подвешивания и передачи силы тяги, тормозное оборудование должны быть унифицированы на 100%.

2. Электровозы с бесколлекторными тяговыми двигателями и опорно-рамным приводом II и III классов.

Применение бесколлекторных тяговых двигателей вместо коллекторных позволит увеличить мощность каждого колёсно-моторного блока в 1,5 раза и создать высокоскоростные пассажирские электровозы.

Таблица 1.2

Типаж перспективных пассажирских электровозов постоянного тока

Показатели	Серия электровоза
	ЭП2	ЭП4	ЭП100		ЭП101		ЭП10
Род тока	постоянный ток 3кв.					25кВ/3В
Формула ходовой части	20(20-20)	20-20-20	20+20- -20+20		20+20- -20+20		20-20-20
Мощность продолжительного режима, кВт	5280	6600	7200		7200		6600
Сила тяги продолжительного режима, кН	260,9	291,4	215,8		254,1		291,4
Скорость продолжительного режима, км/ч	71,5	80	120		100		80
Конструкционная скорость, км/ч	120	120-140	200		160		120-160
Нагрузка на ось, кН	215,8	215,8	220,7		220,7		215,8
Тип подвешивания и привода	Опорно-рамное, коллекторный	Опорно-рамное, Бесколлекторный
Тип электрического торможения	Рекуперативно-реостатное
КПД в продолжительном режиме	0,88	0,86		0,85	0,85		0,86

На этих электровозах предполагается применение автоматизированных систем управления, диагностики и безопасности движения, современный дизайн, комфортабельные кабины управления.

Тягово-энергетические показатели и надёжность электровозов за счёт применения бесколлекторных тяговых двигателей, рекуперативно-реостатного торможения, регулируемой вентиляции, должны быть более высокими, а затраты на ремонт и обслуживание ниже, чем у электровозов ЭП1,ЭП2 и заменяемых электровозовВЛ60ПК и ЧС на30%.

Шестиосные электровозы ЭП3, ЭП4 и ЭП10 с конструкционной скоростью не менее 120-140 км/ч и бесколлекторными тяговыми двигателями длительной мощностью 1100кВт создаются на базе шестиосного экипажа с опорно-рамным приводом II класса, применённом на шестиосных электровозах ЭП1 и восьмиосных электровозах ЭП2 с коллекторными тяговыми двигателями, с необходимыми его усовершенствованиями в связи с повышением мощности и скорости этих электровозов.

Предусматривается модульная конструкция преобразователей, что позволит унифицировать электровозы постоянного и переменного тока, а при необходимости, и электровозы двойного питания, по электрооборудованию, системам управления, тележкам с тяговыми двигателями и др.

Указанные шестиосные электровозы предназначены для вождения пассажирских поездов составностью 24-32 вагона на большинстве, в том числе и горных, участках железных дорог со скоростями движения до 140 км/ч. Их применение по сравнению с восьмиосными электровозами экономически выгодно за счёт меньших затрат на изготовление, обслуживание и ремонт.

Меньшая масса этих электровозов, а так же оптимальный выбор значений длительной и конструкционной скорости позволит уменьшить удельный расход энергии на тягу поездов. Решения, принятые для этих электровозов, будут являться базой для реализации на грузовых электровозах.

Для специализированных высокоскоростных магистралей предполагается выпуск восьмиосных электровозов переменного тока ЭП200 и постоянного тока ЭП100 с бесколлекторными тяговыми двигателями длительной мощностью 900кВт, наибольшей скоростью в эксплуатации 200км/ч, создаваемых на базе экипажной части пассажирского восьмиосного тепловоза ТЭП-80 с опорно-рамным приводом III класса.

На базе этих электровозов будут созданы электровозы ЭП201 и ЭП101 с конструкционной скоростью 160 км/ч, отличающиеся лишь передаточным отношением тягового редуктора, и предназначенные для участков железных дорог со скоростями движения до 160км/ч.

На этих электровозах постоянного и переменного тока так же должен быть достигнут высокий уровень унификации, включая тележки с тяговыми двигателями.

Типаж грузовых электровозов (табл. 1.3) разработан исходя из необходимости замены выработавших срок службы локомотивов. Согласно проекта нового типажа, создание грузовых электровозов с коллекторными двигателями не предусматривается.

Таблица 1.3

Типаж перспективных грузовых электровозов

Показатели	Серия электровоза
	Э1		Э3		Э2			Э4		Э10
Род тока	Переменный ток				постоянный ток						25кВ/3В
Формула ходо-вой части	20 -20-20		20(20-20)		20-20-20			20(20-20)		20-20-20
Мощность про-должительного режима, кВт	6600		8800		6600			8800		6600
Сила тяги про-должительного режима, кН	353,2		470,9		353,2			470,9		353,2
Скорость продолжительного режима, км/ч	66		66		66			66		66
Конструкционная скорость, км/ч	120		120		120			120		120
Нагрузка на ось, кН	225,6		225,6		225,6			225,6		225,6
Тип подвешивания и привода	Опорно-рамное, бесколлекторный
Тип электрического торможения	Рекуперативное					Рекуперативно - реостатное
КПД в продолжительном режиме	0,86	0,86		0,86			0,86		0,86

Типажом грузовых электровозов предусмотрено создание на базе отработанных технических решений по пассажирским электровозам шестиосных и восьмиосных электровозов постоянного тока и двойного питания соответственно Э1, Э3, Э2, Э4 и Э10.

Эти электровозы по сравнению с электровозами с коллекторными тяговыми двигателями имеют повышенную мощность и позволяют водить поезда на 100-200 т большей массы при увеличенной на 10-15 км/ч скорости движения. Конструкционная скорость их так же увеличена на 10-20 км/ч и составляет 120 км/ч. У них предполагается применение опорно-рамной подвески тяговых двигателей и высокая степень унификации оборудования, включая тележки с тяговыми двигателями.

На них предполагается применение индивидуального или потележечного регулирования силы тяги с эффективной электронной системой противобоксовочной и противоюзной защитой.

По специальным заказам дорог могут поставляться:

• восьмиосные грузовые электровозы двойного питания мощностью длительного режима 8800 кВт на базе электровозов Э3, Э4, Э10;

• 10, 12, 14 и 16-осные грузовые электровозы в двухкабинном исполнении с проходом из одной секции в другую на базе электровозов Э1, Э3, Э2, Э4, Э10.