ВЛ85 (электровоз)

ВЛ85 "Крокодил" (Владимир Ленин, тип 85) — грузовой магистральный двухсекционный двенадцатиосный электровоз переменного тока напряжения 25 кВ, выпускавшийся в период 1983—1994 годов и являющийся одним из мощнейших в мире электровозов.

Электровоз рассчитан на работу при напряжении в контактной сети от 19 до 29 кВ, температуре окружающей среды от —50 до +40 °С (предельное рабочее значение) и высоте над уровнем моря до 1400 м.

Электрооборудование, устанавливаемое в кузове электровоза, рассчитано на работу при температуре окружающей среды от —50 до +60 °С.

История создания

Первый электровоз серии ВЛ85 по проекту, разработанному во ВЭлНИИ, Новочеркасский электровозостроительный завод (НЭВЗ) построил в мае 1983 года. В конце года был построен второй электровоз. Опытные электровозы прошли испытания на кольце НЭВЗ, затем тягово-энергетические испытания на кольце ВНИИЖТа, динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская — Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. Эксплуатационные испытания электровозы проходили на линии Мариинск — Красноярск — Тайшет, Абакан — Тайшет — Лена и на Северо-Кавказской железной дороге. По результатам испытаний государственная комиссия по приемке опытно-конструкторских работ дала заключение, что электровоз ВЛ85 может быть отнесен к высшей категории качества.

В 1985 году НЭВЗ изготовил установочную партию электровозов, а с 1986 года начался их серийный выпуск. Выпуск электровозов продолжался ориентировочно до 1994 года, было изготовлено 270 электровозов ВЛ85. Последние 2 экземпляра достались в ТЧЭ-2 Нижнеудинск в 1994 году.

До 2000 года (в связи с появлением IORE) ВЛ85 был самым мощным в мире серийным электровозом.

В эксплуатации локомотив получил жаргонное название «бык» за характерную внешность и большие размеры, также из-за длины его иногда называют «выпрямитель кривых».

Все электровозы ВЛ85 эксплуатируются в настоящее время на Восточно-Сибирской железной дороге в депо Нижнеудинск. Полигон работы электровозов ВЛ85 простирается от Мариинска до станции Борзя. Несколько электровозов пострадали при крушениях и пожарах и к 2006 году списаны.

Технические характеристики

• Мощность электровоза (продолжительный режим) — 9 360 кВт
• Мощность электровоза (часовой режим) — 10 020 кВт
• Длина электровоза по осям автосцепок — 45 000 мм
• База тележки — 2 900 мм
• Сила тяги часового режима — 74 тс
• Скорость часового режима — 49,1 км/ч
• Сила тяги продолжительного режима — 67 тс
• Скорость продолжительного режима — 50 км/ч
• Конструкционная скорость — 110 км/ч
• Минимальный радиус кривых — 125 м (при 10 км/ч)
• Масса электровоза — 288 т
• Сила тяги при трогании с места — 95,1 тс (932 кН)

Конструкция

Механическая часть предназначена для реализации тяговых и тормозных сил, развиваемых электровозом, а также для защиты от воздействия внешней среды, электрического и пневматического оборудования, обеспечения заданного уровня комфорта и безопасных условий работы локомотивных бригад.

Локомотив состоит из двух секций, соединенных между собой автосцепкой. Каждая секция имеет кузов и три двухосные бесшкворневые тележки.

Вертикальная и поперечная связи кузова с тележками осуществлены: на крайних тележках — посредством элементов люлечного родвешивания, на средних — комплектом упругих качающихся сжатых стержней. Продольная связь тележек с кузовом выполнена наклонными тягами двустороннего действия, работающими на растяжение— сжатие. Ударно-тяговые приборы установлены на кузове.

Механическая часть рассчитана при эксплуатации электровоза на пути, имеющем следующую характеристику:

• Тип рельса Р65
• Балласт щебеночный
• Число шпал на 1 км пути, шт 1840
• Минимальный радиус кривых, м 300

Кузов

Электровоз ВЛ85 состоит из двух шестиосных секций. Кузов 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 ВЛ80Р, 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 ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р (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[1], 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.