Электровоз ЧС4

 

По теме "ЧС4"

Cпециальные проекты

Реклама

Партнеры и спонсоры

Что еще?

Характеристика электровоза ЧС4

В 1962 г. заводы им. В. И. Ленина в г. Пльзень начали проектировать шестиосные электровозы переменного тока, в том числе в пассажирском варианте для железных дорог Советского Союза. В 1964 г. на железные дороги ЧССР поступил для испытаний шестиосный электровоз типа 32Е, а в начале 1965 г.прибыл в Советский Союз шестиосный пассажирский электровоз типа 52Е, обозначенный ЧС4-001.
Конструкция кузова и трехосных тележек нового электровоза значительно отличается от конструкции, принятой для пассажирских электровозов ЧС2: кабины машиниста и обшивка кузова выполнены из стеклопластика; увеличена поверхность окон; главная рама кузова опирается на раму каждой тележки через четыре пружинные скользящие опоры; пружины выполнены тарельчатого типа, статический прогиб их около 5 мм; тяговое и тормозное усилие от тележек к кузову передается через шкворни.
Тележки имеют сварные рамы. Буксы снабжены двумя цилиндрическими однорядными роликовыми подшипниками, диаметр шейки колесной пары — 180 мм. Буксы соединены с рамой тележки при помощи поводков и резинометаллических блоков, как и на электровозах ВЛ60 и Ф. Рессорное подвешивание тележек состоит из подбуксовых листовых рессор и цилиндрических пружин, статический прогиб рессорного подвешивания — 140 мм, все оси каждой тележки сбалансированы между собой. В системе рессорного подвешивания установлены масляные амортизаторы. Тележки соединены сочленением, выполненным из труб в виде треугольников; эти треугольники соединены между собой муфтой с резино-металлическим блоком и тарельчатыми пружинами.
Диаметр колес при новых бандажах — 1 250 мм, редуктор односторонний с передаточным числом 32:70 == 1:2,187, привод системы Шкода, как и на электровозах ЧС2. Зубчатые колеса насажены на подступичные части центров колес.
На электровозе установлен трансформатор LTS-7,6/25, который имеет обмотку автотрансформатора с 32 ступенями регулировки, первичную тяговую, две вторичные тяговые, а также обмотки для отопления поезда напряжением на 3000 в и обмотки вспомогательных цепей на 187,5 и 250 в. Номинальная мощность обмотки автотрансформатора — 7600 ква (при 25 кв), первичной тяговой — 6600 ква (при 20 кв); вторичные тяговые обмотки рассчитаны на ток 3300 а и напряжение 1000 в. Охлаждение трансформатора масляное; вес его 14 200 кг. От каждой вторичной тяговой обмотки через два параллельно включенных по мостовой схеме выпрямителя питаются три параллельно включенных тяговых электродвигателя. В плече каждого моста включено параллельно 11 цепей, в каждой из которых имеется по пять последовательно включенных кремниевых вентиля VK15/4. Общее количество вентилей в силовой цепи тяговых электродвигателей (5х11)х4х2 = 440. Вентили VK15/4 рассчитаны на номинальный ток 150 а и обратное напряжение 400 в. Они охлаждаются воздухом. Защита выпрямительных установок от перегрузок осуществлена быстродействующими короткозамыкателями с электронной схемой управления. Защита срабатывает при коротком замыкании в цепи тягового электродвигателя или при сквозном пробое плеча выпрямителя. При пробое отдельного вентиля машинисту подается только сигнал. Сглаживающий реактор включен в цепь каждого тягового электродвигателя.
Переключатель ступеней, установленный на трансформаторе, имеет пневматический привод такой же, как привод главного переключателя электровозов ЧС1, ЧСЗ и ЧС2. На электровозе установлены шестнполюсные тяговые электродвигатели 3AL-4446iP без компенсационной обмотки. Электродвигатели рассчитаны на работу пульсирующим током при номинальном напряжении 800 в и имеют следующие данные:
Режим Мощность, кВт Ток, А Частота вращения якоря, об/мин
Часовой 850 1140 945
Продолжительный 820 1100 955
Вес оборудования, связанного с электрическим торможением, составляет около 4 т.
Цепи управления питаются постоянным током 48 в, аккумуляторная батарея заряжается через статический преобразователь.
Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку на пять положений (вперед-ход, вперед-тормоз, 0, назад-ход, назад-тормоз), главную рукоятку также на пять положений (автоматический сброс, фиксация сброса, 0, фиксация набора, автоматический набор). Ступени ослабленного поля набираются главной рукояткой, которая для этого несколько опускается вниз на нулевой позиции. Электровоз оборудован тормозом с двусторонним нажатием колодок. Управление тормозом электропневматическое.
При диаметре колес 1250 мм электровоз имеет следующие тяговые данные:
Режим Сила тяги, кГ Скорость, км/ч Возбуждение, %
Часовой 17900 101,5 95,5
Продолжительный 17100 102,9 95,5
Максимальной скорости 9000 160 44
Из 32 ступеней на 26—32 ступенях возможно получить три ступени «ослабления» поля — 72,6, 53 и 44% возбуждения. Мощность реостатного торможения составляет 3000 квт.
Конструктивная скорость электровоза — 180 км/ч. По техническим условиям вес электровоза должен составлять 123 т ±3%; фактически электровоз ЧС4-001 имеет вес 131,4 т.
По прибытию в Советский Союз электровоз ЧС4-001 был направлен в депо Кавказская Северо-Кавказской дороги и некоторое время работал параллельно с электровозами серии ВЛ6011 с пассажирскими поездами. Ввиду значительного веса максимальная скорость для электровоза ЧС4 была установлена в 100 км/ч.
Обмотки выполнены с изоляцией класса И, максимальная скорость якоря — 1800 об/мин, вес электродвигателя — 3500 кг.
Вспомогательные машины, за исключением мотор-насоса масляной системы охлаждения трансформатора, приводятся электродвигателями пульсирующего тока. Для их питания на электровозе имеются два выпрямителя с мостовой схемой. В каждом плече моста включено по пять параллельных ветвей с двумя последовательно включенными вентилями VK15/4 в каждой, т. е. всего для вспомогательных цепей имеется (2x5)4x2 = 80 вентилей. От перегрузок эти выпрямительные установки защищены быстродействующими предохранителями с плавкими вставками. Через каждую выпрямительную установку получают питание электродвигатели трех мотор-вентиляторов (для охлаждения тяговых электродвигателей, выпрямителей и тормозных сопротивлений) и электродвигатель компрессора. Электровоз имеет реостатное торможение, при котором к тормозным сопротивлениям подключаются два последовательно соединенных якоря тяговых электродвигателей. Обмотки возбуждения всех шести тяговых электродвигателей включаются последовательно и питаются через одну из выпрямительных установок. Напряжение при этом регулируется переключением ступеней автотрансформатора (с 0 до 12). Тормозные сопротивления охлаждаются воздухом.
После испытаний на Северо-Кавказской дороге построенного в 1965 г. на чехословацком народном предприятии Шкода в городе Пльзене первого пассажирского шестиосного электровоза переменного тока ЧС4-001 (заводское обозначение 52Ео) и внесения в рабочие чертежи ряда изменений в 1966 г. на железные дороги Советского Союза поступило с этого же завода 10 электровозов ЧС4 (заводское обозначение 52Ei) — электровозы ЧС4-002-011.
Электровозы ЧС4, спроектированные специально для железных дорог Советского Союза, имеют много новых но конструкции узлов как в механической части, так и в электрическом оборудовании, значительно отличающихся от соответствующих узлов электровозов отечественной постройки.
Кузов электровоза состоит из главной рамы, воспринимающей все нагрузки, боковых раскосных ферм, крыши и кабин машиниста; обшивка кузова выполнена из стеклопластика. Главная рама состоит из двух боковин, шкворневых и буферных брусьев и ряда поперечных балок. Кузов электровоза опирается на две трехосные тележки через упругие боковые опоры — по четыре на каждой тележке. Тяговые и тормозные усилия передаются через два шкворня, расположенных на продольной оси электровоза; расстояние между шкворнями 10 500 мм.
Тележки имеют сварные рамы. Буксы снабжены двумя цилиндрическими однорядными роликовыми подшипниками, диаметр шейки колесной пары 180 мм. Буксы соединены с рамой тележки с помощью поводков и резинометаллических блоков, как и на электровозах ВЛ80к. Рессорное подвешивание тележек состоит из подбуксовых балансиров и цилиндрических пружин; все оси каждой тележки имеют самостоятельное (индивидуальное) подвешивание, требующее систематической регулировки. Между подбуксовыми балансирами и рамой тележки установлены масляные амортизаторы. Тележки соединены между собой сочленением, выполненным в виде треугольников; эти треугольники соединены упругой муфтой. Общий статический прогиб рессорного подвешивания 140 мм, из них около 100 мм приходится на первую ступень.
Тяговые двигатели AL-4442nP установлены на рамах тележек.
Внутри полого вала якоря тягового электродвигателя размещен карданный привод, соединенный с якорем и шестерней. Шестерня вместе с зубчатым колесом колесной 'пары помещена в корпусе редуктора и вращается в подшипниках, также укрепленных в корпусе, положение которого фиксируется по отношению колесной пары роликовым подшипником, насаженным на ось .колесной пары. Такая конструкция передачи, получившая наименование привода системы Шкода, позволяет колесной паре перемещаться относительно тягового электродвигателя при работе рессорного подвешивания. До электровозов ЧС4 эта передача была применена на электровозах ЧСЗ и ЧС2.
Передаточное отношение редуктора 28:74 = 1:2,64. Большие зубчатые колеса насажены на оси колесных пар. Диаметр колес при новых бандажах 1250 мм.
Тяговые электродвигатели AL-4442nP имеют шесть главных и шесть добавочных полюсов и выполнены без компенсационной обмотки. Электродвигатели рассчитаны на работу пульсирующим током. Основные данные электродвигателей при номинальном напряжении,800 В и возбуждении 95,5%:
Режим Мощность электродвигателей, кВт Ток, А Частота вращения якоря, об/мин К.п.д., %
Часовой 850 11400 1200 93,2
Продолжительный 820 1100 1215 93,3
Максимальное рабочее напряжение на выводах электродвигателей 900 В; расчетное количество охлаждающего воздуха 96 м3/мин; максимальная частота вращения якоря 1860 об/мин. Обмотки электродвигателей имеют изоляцию класса Н, допускающую перегрев обмоток полюсных катушек до 180° С и обмоток якоря до 160° С. Обмотка якоря петлевая. Вес тягового электродвигателя 2950 кгс.
На электровозе установлен трансформатор LTS-7,85/25-1, который имеет обмотку автотрансформатора с 32-я ступенями регулировки, первичную тяговую, две вторичные тяговые, «а также обмотки для отопление поезда и обмотку собственных нужд. Трансформатор рассчитан на входную мощность при напряжении 25 кВ, 7850 кВА. Номинальная мощность первичной тяговой обмотки 6850 кВА; напряжение на ее зажимах, может меняться в пределах от 0 до 25 000 В; при этом напряжение на зажимах вторичных тяговых обмоток при холостом ходе составит 0—1040 В» Длительный ток вторичных тяговых обмоток 3300 А, часовой ток 3420.А. Обмотка отопления состава поезда рассчитана на номинальную мощность 800 кВА, напряжение при холостом ходе 3030 В, ток 264 А. Обмотка собственных нужд рассчитана на номинальную мощность 200/164 кВА, напряжение при холостом ходе 260/213 В, ток 770 А.
Трансформатор имеет три стержня. Обмотки и стержни охлаждаются маслом, для циркуляции которого применены два бессальниковых моноблочных центробежных насоса с асинхронными электродвигателями, погруженными в масло. Общий вес трансформатора 11 600 кгс, из них масса — 2200 кгс.
От каждой вторичной тяговой обмотки через два параллельно включенных по мостовой схеме выпрямителя питаются три параллельно включенных тяговых электродвигателя. В плече каждого моста включено параллельно 20 цепей, в каждой из которых по четыре последовательно включенных кремниевых вентиля ВК.-200/5. Общее количество вентилей в силовой цепи трех тяговых электродвигателей 4X20X4X2=640. Вентили рассчитаны на номинальный ток 200А и обратное напряжение 500 В. Расположены они в четырех металлических шкафах. Там же имеются выпрямители для питания вспомогательных машин, выполненные в виде мостов из 32 вентилей. В плече четыре параллельные ветви, в каждой по два последовательно включенных вентиля. Охлаждение вентилей установки воздушное. Для снижения пульсации выпрямленного» тока в цепи тяговых электродвигателей включены сглаживающие реакторы.
Напряжение регулируется на стороне высшего напряжения путем переключения выводов обмотки автотрансформатора переключателем ступеней с электропневматическим приводом,. Переключатель встроен в трансформатор. В принятой системе контакторы переключателя разрывают меньшие по величине токи, но изоляция отдельных частей переключателя выполняется на полное напряжение контактной сети.
Переключателем ступеней возможно получить 32 позиции пуска, на каждой из которых можно работать длительно. Начиная с 26-й ступени по 32-ю возможно получить пять ступеней ослабленного возбуждения тяговых электродвигателей — 72; 60; 51; 44 и 40% возбуждения.
На электровозах № 002-011 было предусмотрено электрическое реостатное торможение, рассчитанное на максимальную мощность 3000 кВт (тормозная сила порядка 10 тс при скорости 70—11О км/ч и порядка 6 тс при скорости 160 км/ч).
Защита выпрямительных установок от токов перегрузки и коротких замыканий на тяговых электродвигателях осуществляется главным воздушным выключателем 2ДВВ-25А. Этот выключатель рассчитан на номинальный ток 400А, номинальный ток выключения 10 кА и номинальную выключающую мощность 250 МВА.
Контроллер машиниста 21КШ имеет реверсивную рукоятку (ход вперед, нуль, ход назад), штурвал для управления переключением ступеней и рукоятку для получения пяти ступеней ослабления возбуждения. Штурвалом можно осуществлять автоматический набор и набор по одной позиции, фиксировать определенную позицию и сбрасывать позиции автоматически или по одной позиции. Количество тормозных позиций тормозной рукоятки 17.
На электровозах установлено по два двухцилиндровых двухступенчатых компрессора приводимых электродвигателями через зубчатый редуктор.
Коллекторные электродвигатели вспомогательных машин питаются пульсирующим током с номинальным напряжением 220 В. Для привода компрессоров применены электродвигатели — 5А-2135/4; для привода вентиляторов, охлаждающих тяговые электродвигатели и выпрямительные установки, — электродвигатели 1А-2732/4; для привода, вентиляторов, охлаждающих сглаживающие реакторы и масляные радиаторы трансформатора, — 2А-2135/4.
Основные данные Тип электродвигателя
1А-2732/4 2А-2135/4 5А-2135/4
Мощность, кВт 24 17 17
Номинальный ток, А 135 93 93
Частота вращения якоря, об/мин 1800 2800 2800
Номинальное напряжение цепей управления 48В. Эти цепи питаются от статического преобразователя или от щелочной аккумуляторной батареи НКТ-160 (40 элементов).
Тяговые данные электровоза при среднеизношенных бандажах (диаметр 1215 мм) приведены в таблице.
Режим Сила тяги, кгс Скорость, км/ч Возбуждение, %
Часовой 17400 106 95,5
Продолжительный 16800 108 95,5
Максимальной скорости 12700 160 40,0
Конструкционная скорость электровоза 180 км/ч, максимальная скорость в эксплуатации 160 км/ч, вес 123 тс.
Электровоз ЧС4-002 прошел в 1966 г. прочностные испытания, электровоз ЧС4-003 — тягово-энергетические и электровоз ЧС2-004 — испытания по воздействию на путь. На основании результатов этих испытаний и опыта эксплуатации электровоза ЧС4 на Северо-Кавказской дороге были внесены изменения в его конструкцию: усилены отдельные детали механической части, цилиндрическая посадка шкворней кузова заменена конической, изменена система вентиляции и планировка кузова, в частности за счет уменьшения количества выпрямительных установок с четырех до двух; новая планировка стала более удобной для ремонта и обслуживания оборудования в кузове. Так как реостатное торможение не позволяло реализовать необходимую мощность, требовало значительного времени перехода из режима тяги в режим торможения (11—15 с), а само тормозное усилие нарастало медленно, последующие электровозы ЧС4 выпускались без реостатного торможения. По измененным чертежам в 1967 г. были построены электровозы № 012—061 (заводское обозначение тип 52Ег).
У электровозов № 51 и 52 были сделаны разбеги средних колесных пар тележек (±10 мм). Испытания электровоза ЧС4-052 на линии Белореченская—Майкоп в 1968 г. показали, что это мероприятие не повлияло на боковое воздействие электровоза на путь. В дальнейшем разбеги осей на электровозах ЧС4 не делались.
Электровоз ЧС4-019 в 1967 г. прошел испытания для оценки изменений, внесенных в экипажную часть, а электровоз ЧС4-27 в 1969 г. — для установления влияния распределения веса кузова по опорам на горизонтальную динамику локомотива.
В конструкцию электровозов ЧС4, выпускаемых в 1967—1970 гг., вносились отдельные изменения. Так, на электровозах № 062—160 (52Е3) рамы тележек имели укороченные ребра жесткости. На электровоз ах № 162—211 (52Е4) и последующих вместо компрессоров, установлены двухступенчатые трехцилиндровые компрессоры K2-Lok2, приводимые электродвигателями ПА-2135/4, с такими же основными параметрами, как и электродвигатели 5А-2135/4; изменена конструкция хвостовика поводка малого зубчатого колеса редуктора; применена новая конструкция кронштейнов для подвески тяговых электродвигателей; установлены боковые опоры с постоянным уровнем смазки; изменена схема включения скоростного регулятора ДАКО и сделан ряд других изменений. На электровозах № 212—231 (52Е5) выпуска 1972 г. поставлены марганцовые втулки на балансирах рессорного подвешивания и в межтележечных сочленениях с применением смазки шарниров, изменено уплотнение камеры карданного вала, усилены некоторые детали переключателя ступеней.
Род службыПассажирский
Осевая формула30-30
Годы выпуска1963 - 1972
ТокПеременный, 25 кВ, 50Гц
Инвентарные номера 
Восьмизначные номера на дорогах России и СНГ (на 2005 год) 1192000 - 1192499
Железнодорожные администрации-собственницыРоссия Украина
Диапазон резерва сериинет

Рекомендовать эту статью

Термины, пояснения и исторические справки

Новости из интернета

  

Места на карте, упоминающиеся на сайте 1520mm.ru

Будьте в курсе наших новостей


© 2002—2017 Nicos
Страница сгенерирована за 0,0142 сек.
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика