ChS2型电力机车

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ChS2
ЧС2
Электровоз ЧС2-470.jpg
ChS2型470号机车
概览
类型 电力机车
原产国  捷克斯洛伐克
生产 斯柯达公司
序列编号 001~874、877~944
生产年份 1958年—1973年
产量 942台
主要用户  蘇聯
 俄羅斯
 烏克蘭
技术数据(34E)
UIC軸式 Co'Co'
轨距 1,524毫米
轮径 1,250毫米
轴重 21吨
轴距 2,400+2,200毫米
机车长度 18,920毫米(车钩中心距)
整备重量 126吨
受流电压 DC 3000V
传动方式 直—直流电
牵引电动机 AL-4846eT × 6
最高速度 160公里/小时
持续速度 91.5公里/小时(小时)
96.9公里/小时(持续)
牵引功率 4,200千瓦(小时)
3,708千瓦(持续)
牵引力 161.8千牛(小时)
134.4千牛(持续)

ChS2型电力机车(俄语:ЧС2)是苏联铁路的干线客运电力机车车型之一,适用于供电制式为3千伏直流电电气化铁路,也是斯柯达公司为苏联铁路所提供数量最庞大的电力机车车型[1]

1950年代起,按经济互助委员会分工,苏联向东欧国家出口干线柴油机车,而从捷克斯洛伐克进口电力传动调车柴油机车和客运电力机车,ChS2型电力机车为其中之一。ChS2型电力机车是斯柯达公司于1958年研制成功的准高速客运电力机车,轴式Co-Co,设有牵引电动机磁场削弱、电阻制动等。至2000年代,部分机车进行了现代化,包括更换新车体、升级微机控制等。

发展历史[编辑]

原型车(25E0[编辑]

1957年,捷克斯洛伐克国家铁路为了满足国内铁路重载货运的需要,要求斯柯达公司E 499.0型电力机车基础上研制新型六轴货运电力机车。1958年9月,斯柯达公司比尔森工厂试制了首台样车,工厂设计代号为23E,并交付捷克斯洛伐克国铁进行试验,新机车被定型为E 699.0型电力机车,最高运行速度为120公里/小时。与此同时,苏联铁路也急需一种最高运行速度大于120公里/小时的六轴客运电力机车,以满足特快旅客列车的牵引要求。根据苏联铁道部的要求,斯柯达公司在E 699.0型电力机车基础上,于1958年底试制了首两台样车,工厂设计代号为25E0,机车总体结构、电气部件与E 699.0型电力机车基本相同,但采用了宽轨转向架,传动齿轮比改为1.951,使机车设计速度达到160公里/小时,新机车被定型为ChS2型[2]

ChS2型电力机车是六轴干线客运电力机车,采用双司机室的钢结构车体,并在车体两侧各设有六扇玻璃窗以便机械间采光,机车车顶设有两台双臂式受电弓。机车走行部为两台三轴转向架,转向架具有中心销,轴箱采用双列角接触球轴承;一系悬挂装置由均衡梁和螺旋弹簧组成,二系悬挂装置由钢板弹簧旁承组成,车体的全部重量通过四个旁承坐落在前、后转向架构架上,重量再经由橡胶堆传递到轴箱和轮对上。牵引力和制动力通过中心销向车体底架传递。转向架相对于车体具有最大60毫米的横动量,而两台转向架之间并设有联接装置,以便通过小半径曲线。此外,为了减少轮缘磨耗,每台转向架的中间轴轮对的轮缘厚度均减少了10毫米。

首兩台ChS2型电力机车原型车采用AL-4846zT型直流牵引电动机,小时功率为596千瓦,持续功率为508千瓦,额定电压1500伏,为网侧输入电压的一半。机车对牵引电机采用并联换接、增减串联电阻进行调速,牵引电动机可采用全串联、串—并联、全并联三种联接方式,通过分流电阻进行转换,每种联接方式均可使用五级磁场削弱,削弱率分别为80%、65%、50%、40%、35%。机车的调速控制通过排列在凸轮轴上的两排共39个接触器组进行,控制器具有零位、预备位、40个运行级位及6个过渡级位,其中22、33、40位为经济运行位。高速断路器过载继电器负责对机车主电路和辅助电路的防短路、防过载保护。牵引电机和制动电阻的冷却装置是两个离心式风机,由直流电动机驱动,额定电压为3000伏,风机有低速(冬季)和高速(夏天)两种工作模式。机车最大设计速度为160公里/小时,最大运用速度为140公里/小时;小时制持续速度为72.4公里/小时,持续牵引力为17.3吨(169千牛);持续制持续速度为76.1公里/小时,持续牵引力为14.3吨(141千牛)[1]

1958年12月,001、002号样车送抵莫斯科,随后在莫斯科铁路局莫斯科—库尔斯克客运机务段(ТЧЭ-1)投入运用考核,担当莫斯科至布良斯克州斯库拉托瓦区段的旅客列车牵引任务;002号机车并在莫斯科铁路局管内谢尔普霍夫奥廖尔十月铁路局管内克林特维尔区段进行了牵引试验;试验列车为19辆大编组、总重1060吨的旅客列车,列车在8~9‰的长大坡度上的均衡速度可达到100~110公里/小时,平直道上的最高速度可达到140公里/小时。但试验过程中也发现了一些问题,转向架构架的焊缝应力集中部位等多处出现裂纹,对行车安全造成一定影响。

原型车(34E0[编辑]

ChS2型机车的司机控制台

根据首两台样车的试验结果,并结合ChS3型电力机车的研制和运用经验,斯柯达公司于1961年生产了经过较大改进的003、004号机车,工厂设计代号为34E0。其转向架构架采用强度较高的型材焊接而成,从而避免开裂;车内辅助机械设备的布局进行了调整,起动电阻元件采用了重量较轻的费赫拉尔铁铬铝高电阻合金,取代了原本使用的铸铁电阻元件;同时又改用功率更大、与ChS3型电力机车相同的AL-4846eT型牵引电动机,小时功率为700千瓦,持续功率为618千瓦,传动齿轮比改为1.75。机车的调速控制器也经过重新设计,减少接触器数量以提高可靠性,经济运行位改为20、33、42-I位。此外,为了改善和方便机车的维护,控制电路系统采用了插拔式端子连接器。机车小时制持续速度为91.5公里/小时,持续牵引力为16.5吨(161.8千牛);持续制持续速度为96.9公里/小时,持续牵引力为13.7吨(134.4千牛)[1]。ChS2型003、004号机车并于1963年中运抵苏联,并在列宁格勒小维舍拉区间进行了试验,最高试验速度达到了160公里/小时;1965年改配属古比雪夫铁路局

ChS2(34E)[编辑]

1962年,斯柯达公司开始批量生产ChS2型电力机车,工厂设计代号为34E1。与首四台样车相比,量产车采用了符合苏联铁路规范和标准的司机控制台、空气制动阀、空气分配器等设备。1962年起,先后开始生产设计代号为34E2(012~204)、34E3(205~231、233~243)、34E4(244~304)的ChS2型电力机车。

ChS2T(53E)[编辑]

ChS2型851号电力机车
ChS2T型电力机车的机械间走廊

在此期间,斯柯达公司试制了ChS2型232号机车,工厂设计代号为53E0;机车加装了电阻制动装置,并更换了部分电子元件和司机控制器。当机车使用电阻制动工况时,由于制动电阻的功率、冷却能力有限,六台牵引电动机只有其中四台并联,变成发电机向两组制动电阻供电,电机励磁电流由蓄电池提供,制动功率为1200~1300千瓦。1964年夏季,这台机车在十月铁路局投入试验运行。完成试验后,斯柯达公司开始批量生产带有电阻制动的ChS2T型电力机车,工厂设计代号为53E1。1964年至1965年,斯柯达公司为苏联铁路提供了数百台ChS2T型电力机车,而早期生产的ChS2型电力机车也相继加装了电阻制动装置。ChS2(34E)、ChS2T(53E)型电力机车外观上几乎毫无分别,但ChS2T型机车的车内设备布置和电气系统已有较大变化,采用双边贯通走廊以便巡视和检查设备;牵引电机串—并联换接时采用桥式电路进行转换,令机车调节速度时尽量使牵引力变化平滑,减少对车钩和传动齿轮的冲击[1]

ChS2M(53E3[编辑]

1965年,斯柯达公司按苏联铁道部的要求,试制两台ChS2型高速客运试验机车,被定型为ChS2M型,车号为565、566号,其传动齿轮比改为1.52,使机车最高运行速度提高至160~180公里/小时。机车小时制持续速度为105.3公里/小时,持续牵引力为14.3吨(140.2千牛);持续制持续速度为111.5公里/小时,持续牵引力为12吨(117.7千牛)。1966年3月,两台机车在十月铁路局进行了试运行,期间最高试验速度达到205公里/小时,至1971年2月又创造了220公里/小时的纪录[1]

运用[编辑]

至1973年,斯柯达公司已经交付了942台ChS2型电力机车,其中718号机车是斯柯达公司为苏联铁路提供的第1000台ChS系列电力机车,而888号机车是斯柯达公司所生产的第3000台电力机车。ChS2型电力机车在苏联铁路投入运用初期,主要配属于莫斯科铁路局、南方铁路局顿涅茨克铁路局和十月铁路局,担当莫斯科至哈尔科夫伊洛瓦伊斯克列宁格勒间的客运牵引任务。此后,ChS2型电力机车的使用范围不断扩大,包括莫斯科—梁赞古比雪夫库尔干区段(莫斯科铁路局、古比雪夫铁路局南乌拉尔铁路局担当)、莫斯科—亚历山德罗夫雅罗斯拉夫尔丹尼洛夫区段(莫斯科铁路局、北方铁路局担当)、以及莫斯科至苏希尼奇维亚济马弗拉基米尔(莫斯科铁路局、高尔基铁路局担当)等地的客运列车,到后来也开始配属于斯维尔德洛夫斯克铁路局第聂伯河沿岸铁路局西西伯利亚铁路局

现代化[编辑]

由雅罗斯拉夫尔电力机车厂进行现代化改造的ChS2K型481号机车
由扎波罗热电力机车厂改造的ChS2型479号机车

1960年代至1980年代,ChS2型电力机车在很长时间成为了苏联直流电气化铁路运用最广泛、最具标志性的客运电力机车。1990年代初苏联解体以后,ChS2型电力机车分别被俄罗斯和乌克兰的铁道部门接收。由于两国铁路技术装备更新的进展缓慢,导致机车车辆老化问题严重,为了减轻购置新型机车车辆的财政压力,乌克兰铁路和俄罗斯铁路对部分现有的ChS2型电力机车进行维修和翻新工作,以延长机车车辆的使用年限。

俄罗斯铁路的ChS2型机车翻新工作主要由雅罗斯拉夫尔电力机车厂(ЯЭРЗ)进行,翻新后的机车改称ChS2K型电力机车,除了改为采用重新设计制造的车体外,传动齿轮装置也改用与ChS7ChS8型电力机车相同的部件,而其余大部分仍然和原来相同。雅罗斯拉夫尔电力机车厂也为ChS2T型电力机车(设计代号53E)提供了更全面的现代化方案,除了替换旧车体、更换电子器件外,机车并安装了具有接触器控制单元的微机控制系统(МСУЛ)[3]。此外,雅罗斯拉夫尔电力机车厂并提供了另一种ChS2K-E的现代化方案,为机车装设“统一自动运行和控制系统”(ЕСАУП),系统可根据列车运行时刻和区间闭塞自动调节适当的运行速度,降低机车电力消耗[4]。而乌克兰铁路的ChS2型机车翻新工作由扎波罗热电力机车厂(ЗЭРЗ)进行。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

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

外部链接[编辑]