Продолжаю трилогию, навеянную статьёй Паши Машиниста про депо Северобайкальск (нажмите на цветное — откроется) — об электровозах ВЛ переменного тока. Первая часть – в оглавлении выше, там же видеоприложения. В двух столицах России, как и в других городах со старейшей электрификацией ЖД (Екатеринбург, Новосибирск, Донецк), работают электровозы и электропоезда постоянного тока, однако полстраны, а также многие бывшие союзные республики — это переменный ток. Белоруссия, Казахстан, Узбекистан — переменный ток:
Западное Черноземье (Воронеж, Елец), Кубань, Север (Вологда, Галич), Горьковская дорога (Нижний Новгород, Киров, Казань), нижнее Поволжье (Саратов, Волгоград), весь восток страны (Красноярск, Улан-Удэ, Хабаровск, Владивосток) — это переменный ток. Правда, не везде распространены одни и те же электровозы, есть краснокнижные эндемики — ВЛ65 и ВЛ85.
В прошлой статье мы добрались до первого электровоза ВЛ80 с электрическим тормозом — ВЛ80Т. Однако большинству жителей страны, живущих возле линий переменного тока, знаком немного другой зверь — ВЛ80С:
Буква «С» означает то ли «соединяемый», то ли «система» — в общем, он умеет работать по системе многих единиц (СМЕ) не только двумя, но и тремя, и четырьмя секциями. «3-комнатная» машина, она же «тройник» или «трёхголовый» — привычное зрелище на многих участках:
Насколько «эска» распространена — показывает Игорь, в прошлом инженер локомотивного депо, а сейчас просто ЖД-фотограф:
Секции почти одинаковы, поэтому цепи управления в основном просто соединены параллельно и для машиниста нет особого значения, сколькими секциями управлять:
Как видим, со средней секции даже снят токоприёмник (ТП) — крышевые шины секций соединены воедино и все три секции могут питаться через один ТП. Соединена импульсная магистраль — она позволяет затормаживать все три секции одним краном вспомогательного тормоза.
В цепях управления есть свои хитрости — например, электрическая цепь блокирования подъёма токоприёмников проходит через все три секции — то есть если хоть на одной секции не закрыта высоковольтная камера (ВВК), то поднять ТП невозможно. Есть ещё тонкости в управлении, но о них ниже.
Правда, есть и большой недостаток: нет сквозного прохода по электровозу, особенно если в роли ведущей оказывается «присоска» (третья секция) — то есть ни противопожарный осмотр на ходу не сделаешь, ни неисправность не устранишь. Поэтому, например, на «тройниках» запрещено на ходу продувать главные резервуары от конденсата — если электроклапан зависнет на недоступной секции, то нельзя будет его перекрыть и электровоз потеряет воздух.
- Товарищи! Если у вас нет времени дочитать статью — предлагаю просто прокрутить её до конца и только потом закрыть. У вас уйдёт несколько секунд, а мне засчитается дочитывание.
Статья упомянута на канале «1520. Все о ж/д»:
Кое-где ВЛ80С работают в 4 секции, самое известное место — участок Инзе́р — Магнитогорск — Карталы́ ЮУР ЖД:
Крышевые шины у них не соединены, а в остальном всё так же:
Внутри «эска» — почти та же «тэшка» что по машинному, что по кабине, в кабине лишь иное расположение сигнальных ламп — на пульте остались лишь 10 ламп:
Это четыре лампы «0, ХП» (нулевая либо ходовая позиция главного контроллера), четыре лампы неисправности секций («С1» — «С4»), «ТМ» (обрыв тормозной магистрали) да «ДБ» (датчик боксования). Что за лампа «ТМ» — понять можно из этой статьи:
А об электроконтроллере главном — ЭКГ — рассказано тут:
Лампы отключения конкретных аппаратов стоят в верхнем правом углу кабины на расшифровочном табло:
Оно загорается только при включении реверсивной рукоятки вперёд или назад, в нейтрали (на стоянке) не горит. Пожалуй, проведу двухминутку страшных слов, кратко перечислю назначение ламп:
- ТЦ — давление в тормозных цилиндрах (секция заторможена), ТД — выключены линейные контакторы (контакторы тяговых двигателей — разорваны цепи двигателей), РЗ — реле заземления (пробой изоляции цепи тяговых двигателей), ВУ-2, ВУ-1 — срабатывание реле защиты выпрямительной установки, ГВ — отключён главный выключатель;
- РКЗ — реле контроля земли (пробой изоляции цепи 380 В — вентиляторов, компрессора, насоса, отопления кабины), МК — отключён компрессор, ФР — отключён фазорасщепитель, ППВ — не развернулся переключатель потока воздуха, ГП — застревание ЭКГ, РП — сработало реле перегрузки тягового двигателя;
- ЗБ — нет зарядки батареи, МН — отключён маслонасос трансформатора, МВ-4 — МВ-1 — отключены мотор-вентиляторы.
Что такое ГВ — рассказано в конце этой статьи:
А ППВ показан в предыдущей — в первой «Эволюции вола». Как работает сигнализация? Весьма хитро. Лампы С1 — С4 на пульте — общая сигнализация, что-то вроде «Джеки Чана» (Check engine). Лампа загорается, если на секции отключены МВ1, МВ2 либо МК, нет зарядки, отключены ТД или ГВ, плюс ещё пара событий — это самые важные сигналы отказов.
Чтобы понять, что именно на секции отказало — надо включить тумблер возле лампы «С...», тогда секция подключится к расшифровочному табло. Обычно все тумблеры включены и на расшифровочном видно работу оборудования всех секций.
А ещё на пульте есть тумблеры отключения секций — можно вообще вывести секцию из работы, не нарушив работу электровоза, например, если секция «глючит» и тянет за собой весь электровоз. Такое бывает, к примеру, при плохой работе привода ЭКГ — несинхронное переключение ЭКГ опасно для оборудования (в «ТЭД-15» рассказано, чем), за этим следят цепи синхронизации — при отставании одного из ЭКГ останавливаются и другие. Выключением секции можно временно решить эту проблему, если хватит силы тяги оставшихся.
На ВЛ60, ВЛ80К, ВЛ80Т секция выключается рукояткой на стенке ВВК, а на ВЛ80С выключения и секций, и сигнализации стоят похожие переключатели, по схеме они обозначены как ПР и 436:
Принцип действия один — от тумблера включается электропневматический вентиль, от пневмоцилиндра поворачивается вал, от вала переключаются контакты. Командоаппарат обыкновенный, описанный в одном из первых «ТЭДов*»:
* Если кого смущает окончание при аббревиатуре — фонетические аббревиатуры, которые читаются по буквам (ТЭД — тэд), в отличие от слоговых, читаемых по названиям букв (ВЛ — вэ-эл), можно склонять.
Разница только в том, что у ПР два вентиля, а у 436 вентиль один — на включение, а отключается он пружиной. Ещё один такой же аппарат есть и на «тэшке», и на «эске», и на «эрке», и на более поздних машинах вроде ЭП1 — БП, блокировочный переключатель, он переключает цепи управления при переходе из режима тяги в режим электроторможения и назад.
ВЛ80С — самая многочисленная серия ВЛ, почти три тысячи машин. Конечно, в процессе выпуска «эска» не раз дорабатывалась — например, электровозы по номер 675 могут работать лишь в 2 и 4 секции, «тройником» лишь более поздние, также поначалу розетки стояли только под левым буферным фонарём, с номера 697 розетки дублированы, стоят под обоими фонарями:
Ещё дорабатывалось питание цепей управления. На ВЛ60 цепи управления и освещения получают питание 50 вольт от генератора управления — такого же, как на послевоенных электровозах постоянного тока вроде ВЛ8 и ВЛ23. Правда, там он стоит на мотор-вентиляторе:
А на «шисятке» — на фазорасщепителе, про который я когда-нибудь расскажу в цикле «ТЭД»:
На ВЛ80К, Т, Р и большей части ВЛ80С для питания цепей 50 В установлен аппарат со страшным названием ТРПШ-2 — трансформатор, регулируемый подмагничиванием шунтов. Это гибрид тр-ра и магнитного усилителя, описанного в шестнадцатом «ТЭДе»:
Он понижает 380 вольт до 50, которые потом выпрямляются диодами. Нагрузка ТРПШ плавает — прожектор включился, ЭКГ пошёл, а с нагрузкой и напряжение, поэтому нужно регулирование — оно идёт за счёт подмагничивания сердечника тр-ра. Отдалённо это похоже на работу стабилизатора ASL2 старичка ЧС4 — там напряжение регулируется магнитным усилителем.
Вот ТРПШ, он стоит в ВВК почти сразу за кабиной, возле блока силовых аппаратов передней тележки:
Здесь же виден блокировочный переключатель «тяга — тормоз», БП — который по конструкции как ПР. Я, правда, немного забежал вперёд — показал ВЛ80Р, но в этом ракурсе ВВК мало различается у ВЛ80Т, С и Р.
А начиная с ВЛ80С-2174 начал ставиться более простой Тр-214, по схеме обозначенный как 48. Он же перекочевал и на более поздние электровозы НЭВЗ:
Он нерегулируемый, регулирование уже идёт после него — выпрямитель собран из тиристоров. Примерно так же работает стабилизатор ASL3 на более современных «чехах» — ЧС4Т и ЧС8. Как работает тиристорный выпрямитель — в двадцатом «Труженике электродвигателе»:
Доработок было ещё море, венцом стал выпуск четырёх «кирпичей» — ВЛ80СМ, внешне похожих на ВЛ85. Номера у них 3001 — 3004, причём только у ВЛ80СМ-3004 на табличке есть «М». Они уже все списаны, я такую машину видел только пару раз через окно, так что и сказать мне о ней особо нечего — только покажу в виде исключения чужой снимок:
У ВЛ80С, как видим, нумерация своя с 001, вот ВЛ80С-002 в горной Башкирии:
А ВЛ80Т и появившийся позже ВЛ80Р продолжили нумерацию ВЛ80К — ВЛ80Т шли по номер 1499, а номер 1500 дали новому ВЛ80Р. Мне повезло подловить ВЛ80Р-1500 в 2008 году в Мариинске — станции стыкования в Кемеровской области, восточнее которой в России — только переменный ток:
ВЛ80Р отдали диапазон 1500 — 1800, ВЛ80Т таких номеров не существует, но выпуск не прекращался, они продолжились номером 1801:
Что интересно, когда ВЛ80Р добрались до этого номера — то пошли нос к носу с «тэшками», есть одинаковые номера:
ВЛ80Р, несмотря на неприметную букву на номере, стал прорывным электровозом — наконец-то избавились от ЭКГ, перешли от контакторного регулирования к бесконтактному. Это видно по кабине — «кочергу» сменил штурвал:
Это очередное удачное фото с той поездки в 2008 году — я веду 3-секционную «эрку». С рождения на них СМЕ не было, ею некоторые машины оборудовали позже.
В ВВК вместо скромно стоящих на полу ВУ чуть не под самую крышу гордо возвышаются выпрямительно-инверторные преобразователи — ВИП-2200:
Они вместо диодов собраны из тиристоров и помимо «умного» выпрямления (с регулированием) умеют при электрическом торможении превращать постоянный ток в переменный, чтобы он шёл в сеть. Поэтому БТР и УПВ стали не нужны — вместо реостатного торможения электровоз умеет работать в режиме рекуперативного, возвращать энергию в сеть.
Как это всё работает — я попытался рассказать в этой статье:
При кардинально изменившейся силовой цепи ВЛ80Р по расположению оборудования и по вспомогательным машинам — почти тот же ВЛ80Т. Разве что МВ-3, МВ-4 поднялись под крышу (как на ВЛ80К) да пятый вентилятор добавился:
Он включается только в режиме рекуперации, охлаждает ББР — блок балластных резисторов. В статье «ТЭД-11» я рассказывал об индуктивности и её работе при скачках тока:
У силовой цепи есть индуктивность, и из-за этого регулирование затрудняется — изменения тока запаздывают. А рекуперация, когда ЭДС электровоза должна лишь чуть превышать ЭДС сети — режим очень тонкий, поэтому в силовую цепь введены балластные резисторы, они своим активным сопротивлением «маскируют» реактивное сопротивление. Говоря научным языком — уменьшают постоянную времени (τ = L/R), говоря по-простому — делают устойчивым управление рекуперацией.
Вместо привычных линейных контакторов в цепях двигателей для защиты стоят маленькие быстродействующие выключатели — БВ, они установлены возле главного трансформатора:
Каждый БВ имеет свою лампу сигнализации отключения, они стоят на табло под потолком — там же, где расшифровочное у ВЛ80С:
Как я уже сказал, с завода «эрка» СМЕ не имела, её ставили уже как доработку. Вот электровоз, работавший в «тройнике», и межсекционное «тройника»:
А на Дальневосточной дороге ВЛ80Р оборудовались своей СМЕТ (СМЕ телемеханической, грубо говоря — кодовой) «Океан», машины с «Океаном» видно по пульту:
Как видимо, поставлены амперметры 3-й и 4-й секций — манометрам пришлось потесниться, поставлены 2-стрелочные. А снаружи такие электровозы видны по двум розеткам вместо целой гирлянды:
«Эрок» было выпущено не так много — чуть меньше 400, потому что они были почти на треть дороже электровозов с ЭКГ, но они дали начало целому семейству. Первым потомком стал ВЛ85, он же «бык» — машина с новой 6-осной ходовой частью, улучшенными тяговыми двигателями НБ-514 (почти на все ВЛ80 ставились НБ-418) и основательно переработанным «верхом»:
Как видим, со стороны кажется, что под новый кузов подкатили привычные тележки ВЛ10/ВЛ80, на ближайшей даже без труда видно люлечные болты. Но нет: средней тележке нужна большая свобода поперечного перемещения — для относа в кривых. Значит, привычные шкворневой узел с «люльками» не годятся.
Тбилисский завод (ТЭВЗ) отвёрточно собирал постояннотокового брата ВЛ85 — ВЛ15, ставил на доставленную с НЭВЗа механическую часть оборудование. Можно взглянуть на него сбоку:
Видно, что к тележкам идут какие-то «карданные валы» — наклонные тяги. Ими заменили шкворни, наклонная тяга огибает снизу тяговый двигатель и крепится к тележке. Снова забегая вперёд, покажу крепление наклонной тяги к кузову на ВЛ65:
Наклонная тяга даёт тележке большую свободу, чем шкворень, кроме того — предотвращает «вздыбливание» тележки. Шкворень «упирается» в тележку выше уровня осей, поэтому тележка при создании тяги стремится встать «на козла», в результате разгружается передняя по ходу колёсная пара. Это примерно как привязать телегу к рогам быка, как делали в древности — голова в режиме тяги будет задираться, быку будет тяжело.
Поэтому пахари перешли на хомуты, а электровозники перешли на наклонные тяги — наклонная тяга подцеплена к тележке ниже уровня осей, что удерживает её от вздыбливания. Правда, это не удерживает от вздыбливания весь кузов — у электровозных колёс диаметром 1250 мм ось на высоте 625 мм, а автосцепка у локомотивов стоит на высоте 980 — 1080 мм, то есть выше уровня осей, поэтому при передаче силы тяги с локомотива через автосцепку на состав кузов тоже «встаёт на дыбы».
На ВЛ10, ВЛ80 с этим борются ПРУ — противоразгрузочные устройства. Пневмоцилиндр через ролик нажимает на переднюю балку передней по ходу тележки, догружая тем самым переднюю по ходу колёсную пару секции. На электровозах с наклонными тягами ПРУ нет, ведут они себя на мокрых рельсах очень интересно...
Но не будем о грустном. На крайних тележках кузов висит на обычных «люльках», а на средней стоит на высоких опорах, дающих большую боковую свободу. Пирамиды, в которых скрыты эти опоры, сильно выступают в машинное отделение, на ВЛ85 их видно не очень, а на ВЛ15 можно рассмотреть со всех сторон:
Кабина у ВЛ85 совершенно иная, нежели у ВЛ80:
А вот продольный проход почти такой же, только длинный очень:
ВИПы у ВЛ85 собраны из более совершенных тиристоров, поэтому меньше размером — ВИП-4000:
Мотор-вентиляторы у «быка» тоже новые — сдвоенные (с двумя улитками на одном двигателе) ушли в прошлое, плюс за счёт новых тяговых двигателей удалось вдвое сократить число МВ. У НБ-514 аэродинамическое сопротивление охлаждающему воздуху в 4 раза меньше, чем у НБ-418, поэтому тут нет разделения — свой МВ на ТЭДы, свой МВ на ВИП. Всё оборудование каждой тележки охлаждает один вентилятор:
Сперва воздух проходит через ВИП, а потом охлаждает сглаживающий реактор и тяговые двигатели. И это даёт солидную экономию: по некоторым данным, при езде с порожним поездом у ВЛ80 14 % электроэнергии уходит на питание прожорливых вентиляторов. Каждый седьмой киловатт идёт не в дело, а просто на опахало.
Мотор-компрессор остался старый — тепловозный КТ-6Эл (он и его собрат левого вращения, КТ-7, знакомы почти каждому локомотивщику), но за счёт другого редуктора немного подняты его обороты — чтобы откачивать необъятные главные резервуары огромного электровоза:
Что такое ВР 483 — рассказано в короткой статье о тормозах:
«Быков» было сделано 270, от Енисея до Забайкалья это один из основных электровозов. А под закат СССР была сделана его глубокая модернизация — ВЛ65, выпущенная с 1992 по 1998 год в количестве 48 машин. Доработано всё — от тележек до вспомогательных машин. Вот я возле одного из таких электровозов в Оренбурге в 2006 году:
Кабина-то у него почти такая же, как у ВЛ85, лампочек только убавилось:
На более поздних 65-ках лампочки уступили светодиодам, они же позже перекочевали и на ЭП1 — пассажирский электровоз на базе ВЛ65. Вот кабина ВЛ65-028:
Тележка наконец-то лишилась листовых рессор, получив новую буксу — рама тележки опирается через пружины на крылья буксы:
Листовая рессора, как известно, нестабильна, из-за высыхания смазки дубеет, а пружины работают стабильно, они в тележке 65-ки больше и мягче, чем в тележке 85-ки — поэтому и ход у этой машины помягче.
Различия видны, если взглянуть на блок выключателей, что справа от штурвала:
Верхний ряд у «быка» и 65-ки одинаков, а вот в нижнем у 85-ки крайний выключатель — «ФР» (фазорасщепитель), а у ВЛ65 — просто «Вспомогательные машины». У этого электровоза нет фазорасщепителя, двигатели вспомогательных машин пускаются на конденсаторах — как старый станок в гараже с однофазным вводом. На предыдущих электровозах такая схема используется как резервная, в случае отказа ФР. Двигатели вспоммашин тоже новые — НВА-55.
Выключателей вентиляторов было 4 — стало 3, бывший выключатель МВ-4 стал выключателем ЭПТ — ВЛ65 может полноценно работать пассажирским электровозом. Что такое ЭПТ — рассказано тут:
Компрессоры на ВЛ65 другие — ВУ-3,5, кроме того, их два и стоят они не с краю, а почти в середине ВВК. Они быстроходные, поэтому приводятся напрямую от двигателей, без редуктора (для ремонта это значит — жить стало лучше, жить стало веселей, минус одна центровка валов при сборке блока МК, минус проверка уровня смазки в редукторе при ТО):
А на заднем плане виден мотор-вентилятор охлаждения ББР — на ВЛ80Р и ВЛ85 это МВ-5, а на 65-ке минус один вентилятор, поэтому МВ-4. Пускается он автоматически при переходе в рекуперацию, поэтому на пульте с завода выключателя нет (позже на многих машинах поставили дополнительный, зачем — отдельная история).
Куда делся вентилятор, ведь ТЭДов меньше не стало? Стало меньше ВИПов. Если на ВЛ85 одна тележка — один ВИП, то на ВЛ65 стоят более мощные ВИП-5600, каждый из которых питает сразу три двигателя. Поэтому преобразователей всего два, МВ-3 освободился от нужды «прокачивать» третий ВИП и охлаждает главный трансформатор и двигатели средней тележки. МВ-1 и МВ-2 — по одному ВИПу и паре двигателей крайних тележек.
Как видим, по компоновке оборудования различия между «быком» и ВЛ65 сверхсерьёзные. Вот этот чудо-ВИП, собранный из 80 тиристоров:
ВЛ65 жизнь помотала — то Красноуфимск, то Иркутск, то Карталы, сейчас они все трудятся в Северобайкальске, где, видимо, и закончат свой путь.
А в XXI веке новочеркасские электровозы лишились букв «Владимир Ленин», получили микропроцессорную систему управления и продолжили династию под именами ЭП1 и Э5К с разными индексами (ЭП1М, 3ЭС5К), параллельно дав потомство в виде модернизированных старичков ВЛ80ТК, ВЛ80СК и совсем уж внебрачного ВЛ40У.
Какое отношение бело-синяя украинская половинка ВЛ80Т имеет к «Ермаку» и чего добились переделкой ВЛ80Т в ВЛ80ТК — в третьей статье. Чтобы не пропустить — можно подписаться на канал. До встречи, товарищи!
