PROлокомотив
ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ · ОБОРУДОВАНИЕ
Главная / Электровозы / Электровоз ВЛ8 – характеристики, устройство, история создания (Н8)

Электровоз ВЛ8 – характеристики, устройство, история создания (Н8)

Электровоз ВЛ8-1694
Электровоз ВЛ8-1694. Музей истории развития ж.-д. транспорта Московской ж. д. (Рижский вокзал). Фото: Novoklimov, CC0

Электровоз ВЛ8 – грузовой двухсекционный восьмиосный электровоз постоянного тока напряжением 3000 В, один из самых массовых отечественных электровозов середины XX века. Построено около 1720 машин. Название расшифровывается как «Владимир Ленин», а до 1963 года серия называлась Н8: по первой букве Новочеркасского завода и по числу осей. Электровоз развивал мощность часового режима 4200 кВт на валах двигателей и превосходил все предшествующие электровозы страны по силе тяги.

Электровоз ВЛ8: история от Н8 до серийного выпуска

К началу 1950-х годов электровозы ВЛ22М уже не справлялись с растущими нагрузками на электрифицированных магистралях. Новочеркасский электровозостроительный завод в 1952 году разработал проект восьмиосной машины, а весной 1953 года построил опытный образец Н8-001. Цифра в обозначении указывала на число осей. В книге того времени электровоз назван самым мощным локомотивом страны: его мощность в 1,75 раза превышала мощность ВЛ22М и примерно в полтора раза – тепловоза ТЭ3. Планы шестой пятилетки предусматривали выпуск 400 таких электровозов мощностью по 5700 л. с.

Опытные поезда водили на Южно-Уральской дороге на участке Кропачёво – Челябинск в 1953–1954 годах. Результаты заметно превзошли показатели ВЛ22М, и после доработок электровоз пошёл в серию. С середины 1950-х машины строил Новочеркасский завод, а с 1957–1958 годов к выпуску присоединился Тбилисский электровозостроительный завод; кузова и литые тележки с лета 1957 года поставлял Луганский тепловозостроительный завод. Серийные машины незначительно отличались от опытных: например, на первых электровозах моторно-осевые подшипники смазывались через польстеры, а начиная с № 101 появились буксы с постоянным уровнем смазки.

В 1963 году серии Н8 и Т8 получили единое название ВЛ8. Выпуск продолжался до 1967 года, когда на смену пришёл электровоз ВЛ10. Тбилисский завод изготовил около 1290 электровозов, Новочеркасский – около 430. До появления ВЛ10 и ВЛ80 именно ВЛ8 оставался лидером по тяговым характеристикам среди серийных локомотивов страны.

Технические характеристики электровоза ВЛ8

Параметр Значение
Род службы грузовой
Род тока и напряжение в контактной сети постоянный, 3000 В
Осевая формула 2(2о – 2о), в системе UIC Bo′Bo′ + Bo′Bo′
Тяговые двигатели 8 × НБ-406А (серийные НБ-406Б), опорно-осевое подвешивание
Мощность часового режима на валах двигателей 4200 кВт
Мощность часового режима на ободе колёс 4086 кВт
Сила тяги часового режима 35 200 кгс (около 345 кН) при скорости 42,6 км/ч
Мощность продолжительного режима на ободе колёс 3660 кВт
Сила тяги продолжительного режима 30 300 кгс (около 297 кН) при скорости 44,3 км/ч
Конструкционная скорость 80 км/ч (ВЛ8), 100 км/ч (ВЛ8М)
Масса электровоза (без песка) 180 т
Нагрузка колёсной пары на рельсы 221 кН (22,5 тс)
Диаметр колёс по кругу катания 1200 мм
Передаточное число зубчатой передачи 3,905 (82/21)
Длина по буферам 27 520 мм
Ширина кузова 3105 мм
Жёсткая база тележки 3200 мм
Электрическое торможение рекуперативное
Число ходовых позиций 3 (последовательное, последовательно-параллельное, параллельное соединение двигателей)
Ступени ослабления возбуждения 4 (75, 55, 43, 36 %)

Механическая часть и кузов

Механическая часть состоит из двух кузовов и четырёх двухосных тележек, сочленённых между собой шарнирами. Каждая секция опирается на две тележки двумя плоскими пятами и двумя дополнительными опорами. Дополнительные опоры сделаны из-за особенности компоновки: тяговые двигатели смещены относительно оси колёсных пар к сочленению тележек, поэтому центр масс тележки не совпадает с главной опорой, и крайний конец тележки без дополнительной опоры стремился бы подняться. Такое размещение двигателей на каждой тележке повышает использование сцепного веса примерно на 6 %. Сила трения в дополнительных опорах дополнительно гасит виляние, поэтому ход электровоза получается плавнее, чем у ВЛ22М.

Рамы тележек цельнолитые, коробчатого сечения, с буферным, шкворневым и сочленительным брусьями. По данным заводского описания, масса крайних тележек около 5900 кг, средних – 5600–5650 кг. Колёсная пара весит около 2736 кг, диаметр шейки оси 180 мм. Тяговый двигатель передаёт момент на колесо двусторонней косозубой передачей: шестерня на 21 зуб, зубчатое колесо на 82 зуба, модуль в нормальном сечении 10 мм, угол наклона зубьев около 24°37′, а у большого зубчатого колеса упругие элементы – восемь цилиндрических пружин между венцом и центром – смягчают удары при резком изменении момента.

Рессорное подвешивание на балансирах включает листовые рессоры и цилиндрические пружины над корпусом буксы. Буксы на первых машинах имели сферические роликовые подшипники, а с 1963 года их заменили цилиндрическими типов ЦКБ-552 и ЦКБ-553. Кузов каждой секции цельносварной из углеродистой стали с гофрированной обшивкой толщиной 2,5 мм. До электровоза № 018 рама имела две хребтовые балки из двутавра № 45а, а с № 019 – одну центральную из двух швеллеров № 30. Секция включает кабину машиниста, машинное помещение, высоковольтную камеру и торцевую площадку; запас песка в песочницах составляет 3920 л. В кабине для обогрева установлено восемь электрических печей, две из них под ногами машиниста и две у помощника. Люки и дверки высоковольтных камер блокируются так, что дверь камеры открывается только при опущенном токоприёмнике, а поднять токоприёмник можно лишь после закрытия всех дверок.

Тяговые двигатели и электрооборудование

Электровоз ВЛ8М-509
Электровоз ВЛ8М-509. Украина. Фото: AeroSSC, общественное достояние

Восемь тяговых двигателей НБ-406 постоянного тока четырёхполюсные, с последовательным возбуждением, на роликовых подшипниках. На серийных машинах двигатель НБ-406Б в продолжительном режиме развивает 470 кВт при напряжении на коллекторе 1500 В, токе якоря 340 А и частоте вращения 765 об/мин, КПД составляет 93,2 %, класс изоляции В, масса двигателя без зубчатой передачи 5400 кг. Часовая мощность двигателя первых серий равна 525 кВт при токе 380 А. Каждый двигатель охлаждается 95 м³ воздуха в минуту от центробежного вентилятора.

Тяговые двигатели соединяются последовательно, последовательно-параллельно или параллельно; главный контроллер имеет 37 позиций, из которых ходовые – 16, 27 и 37. Особенность электровоза – глубокое ослабление поля двигателей: четыре ступени до 36 %, тогда как у ВЛ22М предел составлял около 60 %. Благодаря этому на расчётном подъёме при первой ступени ослабления электровоз ведёт поезд со скоростью 43 км/ч, а тепловоз ТЭ3 на том же подъёме идёт со скоростью 20 км/ч. На подъёме 9 ‰ по условиям сцепления электровоз может везти состав массой 3500 т.

Вспомогательные цепи питают двигатели НБ-430А (привод вентилятора; на одном валу с ними установлен генератор управления ДК-405К мощностью 4,5 кВт, напряжением 50 В и током 90 А) и НБ-431А (привод компрессора КТ-6Эл). Для рекуперативного торможения служат два преобразователя НБ-429А (на поздних машинах НБ-436А): каждый состоит из низковольтного генератора и высоковольтного двигателя на одном валу и питает обмотки возбуждения тяговых двигателей. Цепи управления получают энергию от генератора управления и щелочной аккумуляторной батареи 33НК-125 ёмкостью 125 А·ч. Токосъём осуществляют два пантографа П-3А на номинальный ток 1500 А и скорость до 150 км/ч, с рабочей высотой 400–1900 мм.

Пневматика и тормоза

Сжатый воздух вырабатывают два компрессора КТ-6Эл, каждый из которых способен работать самостоятельно при отказе второго. Четыре главных резервуара вместимостью по 365 л рассчитаны на давление 0,93 МПа; при отказе регулятора давления сеть защищают два предохранительных клапана на каждый компрессор с настройкой 0,93 и 0,96 МПа. Давление в тормозной магистрали при поездном положении крана машиниста усл. № 222 равно 0,52–0,54 МПа. Для движения резервом и при маневрах служит кран вспомогательного прямодействующего тормоза усл. № 254.

Рычажная передача выполнена с односторонним нажатием чугунных колодок на каждое колесо; ручной тормоз приводит колодки через цепь и систему тяг в 1-й и 4-й тележках. Для подъёма токоприёмника после долгой стоянки, когда в резервуарах нет воздуха, предусмотрены два способа: из резервуара токоприёмника через трёхходовой кран и малогабаритным вспомогательным мотор-компрессором. Совместное применение рекуперативного и воздушного торможения на электровозе исключено блокировкой, потому что это могло бы привести к заклиниванию колёс.

Работа электровоза: тяга и рекуперация

Разгон ведут по позициям главного контроллера. На последовательном соединении (позиции 1–16) электровоз разгоняется с включёнными пусковыми резисторами, и удерживать рукоятку на каждой позиции дольше 30 с нельзя. На 17-й позиции двигатели переключаются на последовательно-параллельное соединение, на 28-й – на параллельное. Во избежание боксования не рекомендуется переходить на следующую позицию при токе выше 400–460 А. Двигаться со скоростью свыше 100 км/ч запрещено.

Рекуперативное торможение применяют для удержания скорости на спусках и снижения скорости перед остановкой. Диапазоны скоростей зависят от группировки двигателей: на последовательном соединении – от 11 до 25 км/ч, на последовательно-параллельном – от 22 до 48 км/ч, на параллельном – от 45 до 100 км/ч. При отказе пары двигателей их отключают отключателем в высоковольтной камере 1-й секции, и электровоз продолжает движение на оставшихся шести двигателях, начиная разгон на последовательном соединении.

Модификации и модернизация ВЛ8

Эксплуатация выявила недостатки ходовой части, и ходовые качества улучшали несколькими этапами:

  • В 1973 году научно-исследовательский институт установил витые пружины между балансиром и рамой тележки, что позволило поднять максимальную скорость до 100 км/ч.
  • С 1976 по 1983 год на электровозы ставили возвращающие устройства; такие машины получили индекс ВЛ8М.
  • По приказу МПС № 10Ц от 16.02.1981 электровозы модернизировали по проектам Проектно-конструкторского бюро ЦТ МПС, и именно эти изменения учтены в руководстве по эксплуатации 1982 года.
  • Для пассажирской работы часть электровозов оснащали управлением электропневматическим тормозом и электроснабжением вагонов, а для работы по системе двух электровозов – розетками межэлектровозных соединений на торцевой стене.

В ходе выпуска менялись и отдельные узлы: с № 700 низковольтное межкузовное соединение выполняется гибкими соединениями без штепсельного разъёма, с № 907 в двигателях применены щёткодержатели с уменьшенной консолью и усовершенствованная изоляция катушек добавочных полюсов, а до № 019 двигатели НБ-431А вращались против часовой стрелки.

Эксплуатация и судьба серии

ВЛ8 водили тяжёлые составы на всех основных линиях постоянного тока СССР. По мере появления электровозов ВЛ10 и ВЛ11 большинство машин вывели из эксплуатации в 1980–1990-х годах, последние электровозы в России работали в депо Кавказская и Туапсе Северо-Кавказской дороги до начала 2000-х. Электровозы ВЛ8 и ВЛ8М остались в эксплуатации на железных дорогах ряда стран бывшего Союза, а несколько машин сохранены как памятники.

Читайте также:

 

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *