Опытные грузовые электровозы ВЛ81 и ВЛ84

Второй путь замены на грузовых электровозах опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей опорно-рамным - создание электровоза с индивидуальным приводом колесных пар, т. е. когда каждая колесная пара приводится своим электродвигателем, имеющим подвешивание опорно-рамного типа. Это направление специалистами ВЭлНИИ считалось более перспективным, поскольку позволяло упростить конструкцию механической части по сравнению с электровозом, имеющим групповой привод (ВЛ83). Руководствуясь этими соображениями, конструкторы ВЭлНИИ спроектировали, а НЭВЗ изготовил опытные восьми-осные двухсекционные грузовые электровозы переменного тока- в конце 1976 г. электровоз ВЛ81, а

Рис 8 Электровоз ВЛ81

в 1979 г., используя опыт создания этого электровоза, два электровоза ВЛ84. Одновременно с разработкой индивидуального опорно-рамного привода конструкторы решили вопрос повышения экономичности электровозов переменного тока за счет снижения расхода энергии на вентиляцию.

Электровоз ВЛ81. Кузов электровоза ВЛ81 (рис. 8) выполнен по типу кузова электровоза ВЛ80Т с изменениями, связанными с подвешиванием тяговых электродвигателей и применением некоторых новых типов электрического оборудования Длина электровоза такая же, как ВЛ80Т (32 840 мм). Тележки, как и у электровоза ВЛ83, имеют только цилиндрические пружины в рессорном подвешивании; параллельно буксовым пружинам установлены фрикционные гасители колебаний. Колесная база тележек 2700 мм, общая колесная база секции 10 400 мм, диаметр колес 11 250 мм. Статический прогиб рессорного подвешивания первой ступени 58,5 мм, второй ступени 73,5 мм. Для передачи тягового и тормозного усилия, как

и на электровозе ВЛ83, применены наклонные тяги.

Тяговый привод состоит из одностороннего одноступенчатого прямозубого редуктора, полой цапфы с подшипниковым узлом, муфты с упругими элементами и деталей крепления муфты к центру зубчатого колеса и колесному центру. Передаточное число редуктора 65:22=2,955, модуль зубчатых колес и шестерен 14.

На электровозе установлены шес-типолюсные коллекторные тяговые электродвигатели НБ-507 с компенсационными обмотками. Главные полюсы имеют изоляцию «Моно-лит-2», остальные - полиамидную изоляцию При напряжении на зажимах 1000 В в расходе охлаждающего воздуха 100 м3/мин тяговый электродвигатель имеет следующие параметры:

Режим Мощ Ток, А Частота

ность, якоря обмотки вращения

кВт воз якоря,

буждения об/мин

Часовой 930 985 955 670 Продолжительный 880 930 900 685

Максимальная частота вращения якоря 1570 об/мин, масса электродвигателя 4700 кг.

Выпрямительная установка (ВУК-4000Т), главный контроллер (ЭКГ-8Ж), главный выключатель (ВОВ-25-4М), ряд аппаратов и вспомогательные машины такие же, как на электровозе ВЛ80Т; в основном сохранена и электрическая схема этого электровоза. Установленный на электровозе ВЛ81 трансформатор ОДЦЭ-5000/25В в отличие от трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б электровоза ВЛ80Т имеет двухрядное расположение радиаторов масляного охлаждения.

Для уменьшения расхода электроэнергии на вентиляцию на электровозе ВЛ81 применена совмещенная система вентиляции, уменьшены расход воздуха и потери напора на охлаждение трансформатора, тяговых электродвигателей, сглаживающих реакторов и выпрямительных установок. За счет этого расходы энергии на вентиляцию у электровоза ВЛ81 составляют 8 % от общих затрат энергии, тогда как у электровозов других типов эта величина достигает 18 %,

Электровоз ВЛ81 при среднеизно-шенных бандажах имеет следующие основные тяговые параметры:

Режим Сила тяги, Скорость,

кН(кгс) км/ч

Часовой 510(52 000) 51,2

Продолжительный 471(48 000) 52,6 Максимальной ско

роста 69(7 000) 120

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86; коэффициент мощности 0,855; масса электровоза 200 т.

Электровоз оборудован реостатным тормозом, мощность тормозных резисторов 7400 кВт, сила торможения при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс)

Электровоз ВЛ81 по сравнению с электровозом ВЛ80Т имеет более высокие мощность и силу тяги (при

часовом режиме соответственно на 13,8 и 15 % и на 20 % более высокую мощность при конструктивной скорости) .

Электровоз ВЛ81 после наладочных испытаний системы вентиляции и предварительной оценки динамических качеств в 1977 г. поступил в опытную эксплуатацию. В 1978 г. он прошел динамико-прочностные испытания. После испытаний тележки с опорно-рамным подвешиванием были заменены тележками с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (НБ-418К6 вместо НБ-507), и электровоз вновь поступил в опытную эксплуатацию в депо Батайск.

Электровоз ВЛ84. Результаты испытаний электровоза ВЛ81 были использованы при создании новых опытных двухсекционных восьми-осных грузовых электровозов переменного тока ВЛ84 (рис. 9 и 10). Так как техническими требованиями на эти электровозы предусматривалось исполнение их для работы в условиях холодного климата Байкало-Амурской магистрали (исполнение ХЛ), то они часто назывались электровозами для БАМа.

У электровоза ВЛ84 несколько удлинен кузов по сравнению с его предшественниками, что, в частности, позволило увеличить размеры кабин машиниста, установить оборудование для кондиционирования воздуха.

Кузова секций опираются на двухосные тележки через люльки; рамы тележек опираются на колесные пары через цилиндрические пружины, параллельно которым включены гидравлические демпферы. Общий статический прогиб рессорной системы составляет 120 мм. Буксы бесчелюстные. Тяговое и тормозное усилия от тележки к кузову передаются через наклонные тяги. Вращающий момент от тяговых электродвигателей установленных на рамах тележек, передается с помощью одностороннего прямозубого редуктора, большое зубчатое колесо соединено с полым

Опытные грузовые электровозы ВЛ81 и ВЛ84

Рис 9 Электровоз ВЛ84

валом упругой резинокордной муфтой или поводками, а полый вал такими же элементами соединен с колесным центром, т. е. конструкция привода аналогична принятой на электровозе ВЛ81. Такая схема привода была впервые применена на построенном в 1976 г. пассажирском тепловозе ТЭП75 (см. главу III). Изготовление для электровозов ВЛ84 двух вариантов привода сделано с целью выбора на основании исследований и опытной эксплуатации наиболее совершенной конструкции. Диаметр колес при новых бандажах 1350 мм; передаточное число редуктора 72:23=3,13; модуль зубчатых колес 13.

Механические тормоза выполнены с двусторонним нажатием колодок на колеса. Каждая колесная пара имеет свой тормозной цилиндр диаметром 10".

На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-5300/25-78 ХЛ-2, имеющий сетевую обмотку номинальной мощностью 5590 кВ- А (напряжение

Рис. 10. Боковой вид секции электровоза ВЛ84

25 кВ), две группы тяговых обмоток, состоящие из шести секций, каждая из которых рассчитана на номинальный выпрямленный ток 1950 А и напряжение холостого хода 435 В, обмотку собственных нужд для питания вспомогательных машин (номинальная мощность 223 кВ- А, напряжение холостого хода 232, 406, 638 В, номинальный ток 550 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей 2X261 В, 750 А. Охлаждение трансформатора масляное с принудительной циркуляцией масла и его воздушным охлаждением в радиаторах.

От каждой группы из трех тяговых обмоток напряжение, плавно регулируемое с помощью последовательно соединенных трех полууправляемых мостов, подается на зажимы двух параллельно включенных тяговых электродвигателей. Ранее такая схема была применена на электровозах Sri, изготовлявшихся НЭВЗом для железных дорог Финляндии. Три полупроводниковых моста смонтированы в одной выпрямительной установке (всего на электровозе четыре установки). Каждое управляемое плечо моста состоит из шести параллельно включенных тиристоров; в неуправляемых плечах моста включены параллельно по пять диодов В2-1600. Выпрямительная установка рассчитана на номинальный ток 2Х 1600 А.

Электровозы имеют независимое возбуждение тяговых электродвигателей в режиме тяги и реостатного торможения. При этом обмотки всех: восьми электродвигателей включаются последовательно и получают питание через управляемую выпрямительную установку, выполненную по двухполупериодиой схеме с нулевым выводом. В каждом из двух плеч установки включено параллельно по четыре тиристора Т-1000. При реостатном торможении якоря электродвигателей подключаются к индивидуальным тормозным резисторам.

Первоначально в соответствии

с техническими требованиями электровозы ВЛ84 предполагалось изготовить с рекуперативным торможением, но в дальнейшем применили реостатное торможение.

На электровозе установлены восемь шестиполюсных тяговых электродвигателей НБ-507 несколько измененной конструкции. В отличие от электродвигателей электровоза ВЛ81 их номинальное напряжение повышено до 1050 В, расход охлаждающего воздуха составляет 95 м3/мин, на 17 мм увеличена длина централи. Поэтому изменились и основные параметры электродвигателей.

Масса электродвигателя 4600 кг, минимальное возбуждение 42 %. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку, главную и рукоятку скорости. Положения реверсивной рукоятки: О - нулевое, Т - тяга (вперед - назад), Р - реостатное торможение (вперед - назад). Главная рукоятка имеет положения: БВ - быстрое выключение главного выключателя, О - нулевое, П - позиции сбора схемы управления линейными контакторами цепи тяговых электродвигателей, 1-25 позиции регулирования тока в тяговом режиме и тормозного усилия в режиме реостатного торможения. Рукоятка скорости с позициями 1-25 позволяет регулировать скорость электровоза.

Электровозы рассчитаны на работу по системе многих единиц.

В качестве фазорасщепителей, а также привода компрессоров и вентиляторов тяговых электродвигателей на опытных электровозах установлены асинхронные электродвигатели АЭ-92-4; для привода

вентиляторов, охлаждающих тормозные резисторы, служат электродвигатели постоянного тока НБ-107, питаемые от секций этих резисторов. Ранее такие электродвигатели были применены на электровозах ВЛ82М (см. ниже).

Основные тяговые параметры электровозов ВЛ84 при среднеизно-шенных бандажах:

Режим Сила тяги, Скорость,

кН(кгс) км/ч

Часовой .... 490(50000) 54,8 Продолжительный . 451 (46 000) 56,0

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86, коэффициент мощности 0,86. Мощность тормозных резисторов 6800 кВт, тормозное усилие при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс), при конструкционной скорости 120 км/ч 137 кН (14 000 кгс). Фактическая масса электровоза 206- 207 т (по техническим условиям 200±4 т).

Разработкой электровоза ВЛ84 руководил главный конструктор проекта, заместитель директора ВЭл-НИИ, лауреат Государственной премии В. Я. Свердлов.

Электровозы ВЛ84 в 1980 г. прошли тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа (ВЛ84-001), а также динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская - Армавир (ВЛ84-002). Затем электровозы поступили для эксплуатации в депо Батайск Северо-Кавказской железной дороги.

Рекомендуемый контент: