ChS2型電力機車

ChS2型電力機車(俄語:ЧС2)是蘇聯鐵路的幹線客運電力機車車型之一,適用於供電制式為3千伏直流電電氣化鐵路,也是斯柯達公司為蘇聯鐵路所提供數量最龐大的電力機車車型[1]

ChS2
ЧС2
ChS2型470號機車
概覽
類型電力機車
原產國 捷克斯洛伐克
生產商斯柯達公司
序列編號001~874、877~944
生產年份1958年—1973年
產量942台
主要用戶 蘇聯
 俄羅斯
 烏克蘭
技術數據(34E)
UIC軸式Co'Co'
軌距1,524毫米
輪徑1,250毫米
軸重21噸
軸距2,400+2,200毫米
機車長度18,920毫米(車鉤中心距)
整備重量126噸
受流電壓DC 3000V
傳動方式直—直流電
牽引電動機AL-4846eT × 6
最高速度160公里/小時
持續速度91.5公里/小時(小時)
96.9公里/小時(持續)
牽引功率4,200千瓦(小時)
3,708千瓦(持續)
牽引力161.8千牛(小時)
134.4千牛(持續)

1950年代起,按經濟互助委員會分工,蘇聯向東歐國家出口幹線柴油機車,而從捷克斯洛伐克進口電力傳動調車柴油機車和客運電力機車,ChS2型電力機車為其中之一。ChS2型電力機車是斯柯達公司於1958年研製成功的准高速客運電力機車,軸式Co-Co,設有牽引電動機磁場削弱、電阻制動等。至2000年代,部分機車進行了現代化,包括更換新車體、升級微機控制等。

發展歷史

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原型車(25E0

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1957年,捷克斯洛伐克國家鐵路為了滿足國內鐵路重載貨運的需要,要求斯柯達公司E 499.0型電力機車基礎上研製新型六軸貨運電力機車。1958年9月,斯柯達公司比爾森工廠試製了首台樣車,工廠設計代號為23E,並交付捷克斯洛伐克國鐵進行試驗,新機車被定型為E 699.0型電力機車,最高運行速度為120公里/小時。與此同時,蘇聯鐵路也急需一種最高運行速度大於120公里/小時的六軸客運電力機車,以滿足特快旅客列車的牽引要求。根據蘇聯鐵道部的要求,斯柯達公司在E 699.0型電力機車基礎上,於1958年底試製了首兩台樣車,工廠設計代號為25E0,機車總體結構、電氣部件與E 699.0型電力機車基本相同,但採用了寬軌轉向架,傳動齒輪比改為1.951,使機車設計速度達到160公里/小時,新機車被定型為ChS2型[2]

ChS2型電力機車是六軸幹線客運電力機車,採用雙司機室的鋼結構車體,並在車體兩側各設有六扇玻璃窗以便機械間採光,機車車頂設有兩台雙臂式受電弓。機車走行部為兩台三軸轉向架,轉向架具有中心銷,軸箱採用雙列角接觸球軸承;一系懸掛裝置由均衡梁和螺旋彈簧組成,二系懸掛裝置由鋼板彈簧旁承組成,車體的全部重量通過四個旁承坐落在前、後轉向架構架上,重量再經由橡膠堆傳遞到軸箱和輪對上。牽引力和制動力通過中心銷向車體底架傳遞。轉向架相對於車體具有最大60毫米的橫動量,而兩台轉向架之間並設有聯接裝置,以便通過小半徑曲線。此外,為了減少輪緣磨耗,每台轉向架的中間軸輪對的輪緣厚度均減少了10毫米。

首兩台ChS2型電力機車原型車採用AL-4846zT型直流牽引電動機,小時功率為596千瓦,持續功率為508千瓦,額定電壓1500伏,為網側輸入電壓的一半。機車對牽引電機採用並聯換接、增減串聯電阻進行調速,牽引電動機可採用全串聯、串—並聯、全並聯三種聯接方式,通過分流電阻進行轉換,每種聯接方式均可使用五級磁場削弱,削弱率分別為80%、65%、50%、40%、35%。機車的調速控制通過排列在凸輪軸上的兩排共39個接觸器組進行,控制器具有零位、預備位、40個運行級位及6個過渡級位,其中22、33、40位為經濟運行位。高速斷路器過載繼電器負責對機車主電路和輔助電路的防短路、防過載保護。牽引電機和制動電阻的冷卻裝置是兩個離心式風機,由直流電動機驅動,額定電壓為3000伏,風機有低速(冬季)和高速(夏天)兩種工作模式。機車最大設計速度為160公里/小時,最大運用速度為140公里/小時;小時制持續速度為72.4公里/小時,持續牽引力為17.3噸(169千牛);持續制持續速度為76.1公里/小時,持續牽引力為14.3噸(141千牛)[1]

1958年12月,001、002號樣車送抵莫斯科,隨後在莫斯科鐵路局莫斯科—庫爾斯克客運機務段(ТЧЭ-1)投入運用考核,擔當莫斯科至布良斯克州斯庫拉托瓦區段的旅客列車牽引任務;002號機車並在莫斯科鐵路局管內謝爾普霍夫奧廖爾十月鐵路局管內克林特維爾區段進行了牽引試驗;試驗列車為19輛大編組、總重1060噸的旅客列車,列車在8~9‰的長大坡度上的均衡速度可達到100~110公里/小時,平直道上的最高速度可達到140公里/小時。但試驗過程中也發現了一些問題,轉向架構架的焊縫應力集中部位等多處出現裂紋,對行車安全造成一定影響。

原型車(34E0

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ChS2型機車的司機控制台

根據首兩台樣車的試驗結果,並結合ChS3型電力機車的研製和運用經驗,斯柯達公司於1961年生產了經過較大改進的003、004號機車,工廠設計代號為34E0。其轉向架構架採用強度較高的型材焊接而成,從而避免開裂;車內輔助機械設備的布局進行了調整,起動電阻元件採用了重量較輕的費赫拉爾鐵鉻鋁高電阻合金,取代了原本使用的鑄鐵電阻元件;同時又改用功率更大、與ChS3型電力機車相同的AL-4846eT型牽引電動機,小時功率為700千瓦,持續功率為618千瓦,傳動齒輪比改為1.75。機車的調速控制器也經過重新設計,減少接觸器數量以提高可靠性,經濟運行位改為20、33、42-I位。此外,為了改善和方便機車的維護,控制電路系統採用了插拔式端子連接器。機車小時制持續速度為91.5公里/小時,持續牽引力為16.5噸(161.8千牛);持續制持續速度為96.9公里/小時,持續牽引力為13.7噸(134.4千牛)[1]。ChS2型003、004號機車並於1963年中運抵蘇聯,並在列寧格勒小維舍拉區間進行了試驗,最高試驗速度達到了160公里/小時;1965年改配屬古比雪夫鐵路局

ChS2(34E)

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1962年,斯柯達公司開始批量生產ChS2型電力機車,工廠設計代號為34E1。與首四台樣車相比,量產車採用了符合蘇聯鐵路規範和標準的司機控制台、空氣制動閥、空氣分配器等設備。1962年起,先後開始生產設計代號為34E2(012~204)、34E3(205~231、233~243)、34E4(244~304)的ChS2型電力機車。

ChS2T(53E)

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ChS2型851號電力機車
 
ChS2T型電力機車的機械間走廊

在此期間,斯柯達公司試製了ChS2型232號機車,工廠設計代號為53E0;機車加裝了電阻制動裝置,並更換了部分電子元件和司機控制器。當機車使用電阻制動工況時,由於制動電阻的功率、冷卻能力有限,六台牽引電動機只有其中四台並聯,變成發電機向兩組制動電阻供電,電機勵磁電流由蓄電池提供,制動功率為1200~1300千瓦。1964年夏季,這台機車在十月鐵路局投入試驗運行。完成試驗後,斯柯達公司開始批量生產帶有電阻制動的ChS2T型電力機車,工廠設計代號為53E1。1964年至1965年,斯柯達公司為蘇聯鐵路提供了數百台ChS2T型電力機車,而早期生產的ChS2型電力機車也相繼加裝了電阻制動裝置。ChS2(34E)、ChS2T(53E)型電力機車外觀上幾乎毫無分別,但ChS2T型機車的車內設備布置和電氣系統已有較大變化,採用雙邊貫通走廊以便巡視和檢查設備;牽引電機串—並聯換接時採用橋式電路進行轉換,令機車調節速度時儘量使牽引力變化平滑,減少對車鉤和傳動齒輪的衝擊[1]

ChS2M(53E3

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1965年,斯柯達公司按蘇聯鐵道部的要求,試製兩台ChS2型高速客運試驗機車,被定型為ChS2M型,車號為565、566號,其傳動齒輪比改為1.52,使機車最高運行速度提高至160~180公里/小時。機車小時制持續速度為105.3公里/小時,持續牽引力為14.3噸(140.2千牛);持續制持續速度為111.5公里/小時,持續牽引力為12噸(117.7千牛)。1966年3月,兩台機車在十月鐵路局進行了試運行,期間最高試驗速度達到205公里/小時,至1971年2月又創造了220公里/小時的紀錄[1]

運用

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至1973年,斯柯達公司已經交付了942台ChS2型電力機車,其中718號機車是斯柯達公司為蘇聯鐵路提供的第1000台ChS系列電力機車,而888號機車是斯柯達公司所生產的第3000台電力機車。ChS2型電力機車在蘇聯鐵路投入運用初期,主要配屬於莫斯科鐵路局、南方鐵路局頓涅茨克鐵路局和十月鐵路局,擔當莫斯科至哈爾科夫伊洛瓦伊斯克列寧格勒間的客運牽引任務。此後,ChS2型電力機車的使用範圍不斷擴大,包括莫斯科—梁贊古比雪夫庫爾干區段(莫斯科鐵路局、古比雪夫鐵路局南烏拉爾鐵路局擔當)、莫斯科—亞歷山德羅夫雅羅斯拉夫爾丹尼洛夫區段(莫斯科鐵路局、北方鐵路局擔當)、以及莫斯科至蘇希尼奇維亞濟馬弗拉基米爾(莫斯科鐵路局、高爾基鐵路局擔當)等地的客運列車,到後來也開始配屬於斯維爾德洛夫斯克鐵路局第聶伯河沿岸鐵路局西西伯利亞鐵路局

現代化

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由雅羅斯拉夫爾電力機車廠進行現代化改造的ChS2K型481號機車
 
由扎波羅熱電力機車廠改造的ChS2型479號機車

1960年代至1980年代,ChS2型電力機車在很長時間成為了蘇聯直流電氣化鐵路運用最廣泛、最具標誌性的客運電力機車。1990年代初蘇聯解體以後,ChS2型電力機車分別被俄羅斯和烏克蘭的鐵道部門接收。由於兩國鐵路技術裝備更新的進展緩慢,導致機車車輛老化問題嚴重,為了減輕購置新型機車車輛的財政壓力,烏克蘭鐵路和俄羅斯鐵路對部分現有的ChS2型電力機車進行維修和翻新工作,以延長機車車輛的使用年限。

俄羅斯鐵路的ChS2型機車翻新工作主要由雅羅斯拉夫爾電力機車廠(ЯЭРЗ)進行,翻新後的機車改稱ChS2K型電力機車,除了改為採用重新設計製造的車體外,傳動齒輪裝置也改用與ChS7ChS8型電力機車相同的部件,而其餘大部分仍然和原來相同。雅羅斯拉夫爾電力機車廠也為ChS2T型電力機車(設計代號53E)提供了更全面的現代化方案,除了替換舊車體、更換電子器件外,機車並安裝了具有接觸器控制單元的微機控制系統(МСУЛ)[3]。此外,雅羅斯拉夫爾電力機車廠並提供了另一種ChS2K-E的現代化方案,為機車裝設「統一自動運行和控制系統」(ЕСАУП),系統可根據列車運行時刻和區間閉塞自動調節適當的運行速度,降低機車電力消耗[4]。而烏克蘭鐵路的ChS2型機車翻新工作由扎波羅熱電力機車廠(ЗЭРЗ)進行。

參見

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參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Электровоз ЧС2. 1520mm.ru. [2012-09-15]. [永久失效連結]
  2. ^ 1. Общие сведения о пассажирских электровозах. electri4ka.com: Электровозы и электропоезда. [2012-09-15]. (原始內容存檔於2013-05-12). 
  3. ^ Электровоз ЧС2к (модернизация с продлением срока эксплуатации «МЛП»). Ярославский электровозоремонтный завод имени Б. П. Бещева. [2012-09-15]. (原始內容存檔於2014-05-22). 
  4. ^ ЕСАУП. Единая система автоведения и управления тяговым приводом электровозов ЧС2К. ООО "АВП Технология". [2012-09-15]. (原始內容存檔於2009-03-07). 

外部連結

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