ВЛ8

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
ВЛ8
WL8-1002.jpg
ВЛ8-1002 завода ТЭВЗ
Производство
Страна постройки

Flag of the Soviet Union.svg СССР

Заводы

Российская Советская Федеративная Социалистическая Республика НЭВЗ,
Грузинская Советская Социалистическая Республика ТЭВЗ
Украинская Советская Социалистическая Республика ВЗОР

Годы постройки

1953, 19551967

Главный конструктор

Б. В. Суслов

Всего построено

1722 + 1 ВЛ8в+ВЛ8р-414

Нумерация

001—1723

Технические данные
Род службы

грузовой

Род тока и напряжение в контактной сети

постоянный 3 кВ

Осевая формула

20+20+20+20

Полный служебный вес

180 т

Сцепной вес

180 т

Нагрузка от движущих осей на рельсы

22,5 тс

Габарит

1-Т

Длина локомотива

27 520 мм

Ширина

3106 мм

Максимальная высота

5080 мм

Полная колёсная база

23 100 мм

Колёсная база тележек

3200 мм

Диаметр колёс

1200 мм

Наименьший радиус проходимых кривых

120 м

Ширина колеи

1520 мм

Система регулирования

Реостатно-контакторная

Тип ТЭД

НБ-406

Подвешивание ТЭД

опорно-осевое

Передаточное отношение редуктора

3,905 (82:21)

Часовая мощность ТЭД

8×525 кВт

Сила тяги часового режима

35 200 кгс

Скорость часового режима

42 км/ч

Длительная мощность ТЭД

8×470 кВт

Сила тяги длительного режима

30 200 кгс

Скорость длительного режима

43,7 км/ч

Конструкционная скорость

90 км/ч (ВЛ8М — 100 км/ч)

Электрическое торможение

рекуперативное

Эксплуатация
Страны Flag of the Soviet Union.svg СССР
Период

1950-е2000-е

Commons-logo.svg ВЛ8 на Викискладе

ВЛ8 (Владимир Ленин, 8-осный; до 1963 — Н8 — новочеркасский) — советский магистральный грузовой электровоз постоянного тока с осевой формулой 2о+2о+2о+2о, выпускавшийся с 1953 по 1967 год. До 1961 года (до появления ВЛ10 и ВЛ80) был сильнейшим локомотивом страны. В 1960-х наравне с ВЛ60 и ТЭ3 являлся одним из основных локомотивов на советских железных дорогах. Явился технической основой ВЛ23.

История[править | править код]

Опытные электровозы Н8[править | править код]

Тяговые двигатели НБ-406
Машинное отделение — возбудитель, мотор-компрессор, далее мотор-вентилятор и высоковольтная камера
Высоковольтная камера

В 1952 году под руководством главного конструктора НЭВЗа Б. В. Суслова началось проектирование нового электровоза, а в марте 1953 года уже был изготовлен первый опытный восьмиосный электровоз Н8‑001 (фото). Схемы его электрических цепей соответствовали чертежу ОТН‑354.001. Серия Н8 означала: новочеркасский, восьмиосный.

На электровозе были применены принципиально новые тележки литой конструкции, подобные применённым на американских тепловозах ДБ. Все буксы были оборудованы подшипниками качения. Рессорное подвешивание, состоящее из надбуксовых цилиндрических пружин и листовых рессор, выполнено сбалансированным по каждой стороне тележки. Кузов электровоза был впервые (в серии, первым электровозом без площадок в СССР был единичный ПБ21) выполнен без переходных площадок, полуобтекаемой формы. Двери расположены с боковых сторон кузова, со входом прямо в кабину машиниста.

Экипаж электровоза состоит из четырёх постоянно соединённых тремя одинаковыми шаровыми шарнирами тележек, на каждой паре тележек покоится свой кузов; схема цепей тяговых двигателей предусматривает постоянное подключение в общую цепь всех обмоток всех восьми двигателей, поэтому «секции» (правильно — кузова) Н8 постоянно механически и электрически соединены между собой и разъединяются только при ремонтах. Все силовые цепи были общими для обеих секций, что позволяло при последовательном соединении собирать в последовательную цепь все восемь ТЭД. На электровозе было реализовано рекуперативное торможение с противокомпаундированием возбудителей для уменьшения их массы.

Для электровоза были вновь спроектированы новые тяговые двигатели НБ‑406А с ненасыщенной магнитной системой, что позволяло им реализовывать полную мощность в большем диапазоне частот вращения. При напряжении на зажимах 1500 В эти ТЭД развивают длительную мощность 470 кВт и часовую 525 кВт.

Схематически электровоз имел ставшую уже стандартной схему реостатного пуска с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным соединениями ТЭД и применением 4 ступеней ослабления возбуждения. Однако большинство электрических аппаратов и все вспомогательные машины были спроектированы заново на более высоком технологическом уровне. На Н8‑001 впервые был применён новый двухполозный токоприёмник П‑3.

Результаты контрольного взвешивания показали превышение весовых параметров по отношению к заданным — нагрузка от оси достигла 23,9 тс вместо 22,5 тс по проекту. Испытания электровоза в течение 1953—1954 гг. на Сурамском перевале и на участке Кропачёво — Златоуст — Челябинск (на базе депо Златоуст) Южно-Уральской железной дороги показали его значительное превосходство над ВЛ22М. Н8‑001 реализовывал длительное время касательную силу тяги 45-47 тс при скоростях 40-45 км/час, в отдельных случаях при пуске сила тяги достигала 54 тс.

В 1955 году была изготовлена опытная партия электровозов с номера 002 по 008.

Техническое описание[править | править код]

Общие сведения[править | править код]

В 1952 году под руководством главного конструктора НЭВЗа Б. В. Суслова началось проектирование нового электровоза, а в марте 1953 года был изготовлен первый опытный «восьмиосный» электровоз Н8‑001 (фото). Схемы его электрических цепей соответствовали чертежу ОТН‑354.001. Серия Н8 означала: «новочеркасский восьмиосный».

Результаты контрольного взвешивания показали превышение весовых параметров по отношению к заданным — нагрузка от оси достигла 23,9 тс вместо 22,5 тс по проекту. Испытания электровоза в течение 1953—1954 гг. на Сурамском перевале и на участке Кропачёво — Златоуст — Челябинск (на базе депо Златоуст) Южно-Уральской железной дороги показали его значительное превосходство над ВЛ22М. Н8‑001 реализовывал длительное время касательную силу тяги 45-47 тс при скоростях 40-45 км/час, в отдельных случаях при пуске сила тяги достигала 54 тс.

В 1955 году была изготовлена опытная «установочная» партия электровозов серии: Н8-002÷Н8-008.

Советский грузовой 8-осный электровоз постоянного тока серии Н8 (ВЛ8), мощностью 5700 л. с., спроектирован и освоен серийным производством Новочеркасским электровозостроительным заводом имени С. М. Будённого, в преддверии утверждения программы шестого пятилетнего плана развития народного хозяйства СССР (1956—1960 гг.), предусматривающего серийный выпуск 400 ед. этих самых мощных на сети дорог СССР локомотивов, в первую очередь для грузонапряжённых магистралей Урала и Сибири. Мощность электровоза Н8 в 1,75 раз больше, чем у электровоза ВЛ22м, и примерно в 1,5 раза больше, чем у тепловоза ТЭ3). Сила тяги и скорость часового режима 8-осного электровоза соответственно на 47,3 и 18,3 % больше, чем у электровоза ВЛ22м.

Основные данные электровоза Н8:

Род службы — грузовой;

Род тока — постоянный;

Осевая формула 0-20+20+20+20+0;

Электрическое торможение — рекуперативное; Расчётное напряжение на пантографе — 3000 в;

Часовой режим:
Мощность на валах тяговых двигателей — 4200 кВт:
Мощность на ободе колёс — 4086 кВт;
Сила тяги — 35200 кг;
Скорость — 42,6 км/ч;
Ток — 4×380 А;
Длительный режим:
Мощность на ободе колёс — 3660 кВт;
Сила тяги — 30300 кг;
Скорость — 44,3 км/ч;
Ток — 4×340 А;
Скорость конструктивная — 90 км/ч (серийного — 100 км/ч);
Сцепной вес — 180 т; (первый опытный — Н8-001 — 191,2 т);
Сцепной вес с балластом — 184 т;
Нагрузка от оси на рельсы с балластом и без него — 23/22,5 т;
Диаметр колёс — 1200 мм;
Передаточное число — 82/21 = 3,905;
Модуль зубчатой передачи — 11;
Длина по буферам — 27520 мм;
Жёсткая база тележки — 3200 мм;
Тип тягового двигателя — НБ-406А;
Подвеска тягового двигателя — опорно-осевая;
Мощность часового режима тягового двигателя — 525 кВт;
Отношение веса электровоза к его мощности при часовом режиме — 44 кг/кВт;

Механическая часть[править | править код]

Конструктивной особенностью механических частей электровоза (кузовной и экипажной), явилось, то, что кузов разделён на две автономные унифицированные секции (по аналогии с двухсекционными тепловозами), но при этом конструкция кузовных секций, по аналогии с предшествующими односекционными электровозами серий: ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23, выполнена по облегчённой схеме, то есть не воспринимает и не передаёт собой продольное горизонтальное тяговое усилие. При этом главные рамы кузовов, воспринимают собой исключительно распределённую нагрузку от элементов кузовной конструкции (крыша и вертикальные панели) и от размещённого в них оборудования, опираясь при этом, шкворневыми опорными элементами на двухосные тележки сочленённого типа, посредством которых воспринимается и передаётся к сцепным приборам всё развиваемое тяговое усилие. В отличие от трёхосных сочленённых тележек брускового типа, реализованных в экипажных частях односекционных электровозов предшествующих, вышеуказанных серий, двухосные тележки, имеющие меньшую базу обеспечивают лучшее вписывание в кривые, а их главные рамы выполнены цельнолитыми, в форме фасонных сопряжённых продольных и поперечных пустотелых балочных элементов, обеспечивающих значительное снижение массы конструкции главной рамы тележки. При этом, как показал опыт эксплуатации, система двухосных тележек сочленённого типа — обладает неудовлетворительными динамическими характеристиками при скоростях более 100 км/час, вследствие повышенной кинематической жёсткости в узлах сочленения. Поэтому в последующих проектах электровозов, тележки сочленённой схемы были заменены независимыми тележками «тепловозного типа».

Кузов[править | править код]

  • Кузов электровоза был впервые (в серии, первым электровозом без площадок в СССР был единичный ПБ21) выполнен без переходных площадок, полуобтекаемой формы. Двери расположены с боковых сторон кузова, со входом прямо в кабину машиниста.

Кузов электровоза состоит из двух унифицированных секций полуобтекаемой формы. Внешнее конструктивное оформление головных лобовых частей кузовных секций унифицировано с таковым у электровоза ВЛ23. Кузова сообщены между собой посредством тамбурного перехода закрытого гибкой связью — брезентом, сложенным в форме гармошки (гофра) по контуру торцовых дверных проёмов. Первый опытный электровоз Н8-001 имел брезентовое соединение расположенное по контуру кузова. Ширина кузова — 3105 мм; длина — 12900 мм. Вес порожнего кузова — 36400 кг; Вес кузова с оборудованием — 68400 кг. Хребтовые балки главной рамы кузова выполнены из двутавра высотой 450 мм (у Н8-001 — 550 мм). Обшивка кузова — стальная толщиной 2,5 мм (у опытного Н8-001 — 3 мм). Вес каждой секции кузова передаётся на две двухосные тележки, через две главные, две внутренние и две дополнительные опоры. [Бовэ 1956 (15)]

Экипажная часть[править | править код]

  • На электровозе были применены принципиально новые тележки литой конструкции, подобные применённым на американских тепловозах ДБ. Все буксы были оборудованы подшипниками качения. Рессорное подвешивание, состоящее из надбуксовых цилиндрических пружин и листовых рессор, выполнено сбалансированным по каждой стороне тележки.
  • Экипаж электровоза состоит из четырёх постоянно соединённых тремя одинаковыми шаровыми шарнирами тележек, на каждой паре тележек покоится свой кузов;

Главная рама, каждой и четырёх 2-х осных тележек электровоза, выполнена в форме единой фасонной стальной отливки, образуемой сопряжением двух продольных элементов (боковин) и трёх поперечных элементов (буферного бруса, шкворневого бруса и бруса сочленения)- брусьев, имеющих коробчатые поперечные сечения и совместно обеспечивающих высокопрочную и жёсткую конструкцию минимальной массы.

Крупносерийное производство главной рамы подобной конструкции, могло быть осуществлено исключительно в условиях Ворошиловоградского завода — до 1956 г. ориентированного, на производство крупногабаритных, цельнолитых паровозных конструкций «северо-американского типа». В буферных брусьях главных рам первой и четвёртой тележек (весом каждая по 5900 кг) выполнены дополнительные приливы, для установки на них путевых очистителей, буферов и автосцепок. Вес главной рамы второй тележки — 5650 кг, вес главной рамы третьей тележки — 5600 кг.

Схема опор кузовов на тележки конструктивно идентичны таковым у электровозов ВЛ22м и ВЛ23. Опорными элементами кузовов служат: главные опоры («пяты»), задние опоры и дополнительные опоры. Эти опорные элементы, шкворневого типа, имеют цилиндрическую форму в горизонтальном сечении и плоские опорные рабочие поверхности. Главные шкворневые опоры кузовных секций установлены в цилиндрических углублениях, выполненных на поверхностях шкворневых брусьев главных рам первой и четвёртой тележек. Задние шкворневые опоры кузовных секций (внутренние) установлены в аналогичных углублениях, выполненных на поверхностях прямоугольных подпятников, установленных в соответствующих гнёздах шкворневых брусьев главных рам второй и третьей тележек. В продольном направлении прямоугольные подпятники задних опор выполнены короче своих установочных гнёзд и могут перемещаться (скользить) в направлении продольной оси каждой кузовной секции на 30 мм вперёд или назад — тем самым обеспечивая возможность изменения расстояния между центрами тележек при прохождении ими кривых участков пути. Дополнительные опоры, расположенные по концам кузовов, лежат на скользунах буферных брусьев крайних (первой и четвёртой) тележек и брусьев среднего сочленения второй и третей тележек. Применение дополнительных опор у кузов вызвано смещением вертикальной оси центра тяжести собранной тележки от оси главной опоры. Это смещение вызвано расположением тяговых двигателей в тележках по одну сторону от колёсных пар. Выравнивание вертикальных нагрузок передаваемых на оси колёсных пар, обеспечивается применением продольного балансира.

Электрооборудование[править | править код]

  • Для электровоза были вновь спроектированы новые тяговые двигатели НБ‑406А с ненасыщенной магнитной системой, что позволяло им реализовывать полную мощность в большем диапазоне частот вращения. При напряжении на зажимах 1500 В эти ТЭД развивают длительную мощность 470 кВт и часовую 525 кВт.
  • Схема цепей тяговых двигателей предусматривает постоянное подключение в общую цепь всех обмоток всех восьми двигателей, поэтому «секции» (правильно — кузова) Н8 постоянно механически и электрически соединены между собой и разъединяются только при ремонтах. Все силовые цепи были общими для обеих секций, что позволяло при последовательном соединении собирать в последовательную цепь все восемь ТЭД. На электровозе было реализовано рекуперативное торможение с противокомпаундированием возбудителей для уменьшения их массы.
  • Схематически электровоз имел ставшую уже стандартной схему реостатного пуска с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным соединениями ТЭД и применением 4 ступеней ослабления возбуждения. Однако большинство электрических аппаратов и все вспомогательные машины были спроектированы заново на более высоком технологическом уровне. На Н8‑001 впервые был применён новый двухполозный токоприёмник П‑3.

Серийные электровозы[править | править код]

В 1956 году начался серийный выпуск электровозов на Новочеркасском электровозо­строи­тель­ном заводе. Для увеличения выпуска электровозов к программе их выпуска решено было подключить Тбилисский электровозостроительный завод (ТЭВЗ). В 1957 году завод выпустил свой первый, опытный электровоз, а с 1958 года начался серийный выпуск.

Серийные электровозы по конструкции повторяли опытную серию, имелись лишь небольшие отличия.

Кузова и тележки электровозов ВЛ8 начиная с 1957 года изготавливал Луганский тепловозостроительный завод. Электровозы серии Н8 получили с января 1963 года обозначение серии ВЛ8 (фото). Электровозы строились по 1967 год включительно. Всего было выпущено 1723 электровоза, из них НЭВЗ построил 430 электровозов и ТЭВЗ — 1293 электровоза.

До 1961 года они были самыми мощными в стране локомотивами, способными водить одиночной тягой на подъёме 9 поезда массой 3500 т со скоростью 50-80 км/ч.

При скорости 100 км/ч электровоз может развить силу тяги 8000 кг. Рекуперативное торможение электровоза возможно с 12 до 100 км/ч. Сцепной вес электровоза 180 т.

Модернизация[править | править код]

ВЛ8М-1234 с грузовым поездом

На электровозах ВЛ8-185, 186 и 187 в системе рессорного подвешивания были поставлены резиновые элементы, которые уменьшили тряску и сделали ход электровоза более плавным. Однако эти элементы работали неудовлетворительно (выжимались) и в дальнейшем на электровозы не ставились.

Как известно, жёсткие листовые рессоры благодаря большому внутреннему трению между листами работают как обыкновенные балансиры. Более мягкое рессорное подвешивание было испытано по предложению Московского института инженеров транспорта: в депо Златоуст в 1962 году на электровоз ВЛ8-627 были поставлены дополнительные пружины в местах присоединения рессорных подвесок к рамам тележек, что привело к уменьшению тряски и повышению плавности хода локомотива. Так как при изменённой конструкции рессорного подвешивания наблюдался быстрый местный износ подвесок, эта система дальнейшего распространения не получила.

На электровозе ВЛ8-948 по проекту ПКБ ЦТ МПС в 1968 году были установлены вторые дополнительные опоры кузова, применены более мягкие рессоры, при которых статический прогиб их увеличился до 100 мм, поставлены упорные резиновые амортизаторы в роликовых буксах. Однако, как показали испытания, проведённые ЦНИИ МПС, поднять скорость электровоза при этих изменениях оказалось возможным лишь до 90 км/час. Поэтому от внедрения перечисленных выше изменений в дальнейшем отказались.

В 1973 году Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (ВНИТИ) изменил рессорное подвешивание на электровозе ВЛ8-321: были поставлены цилиндрические пружины между балансиром и рамой тележки, по четыре пружинных опоры от секций кузова на рамы тележек; одновременно были поставлены упоры в буксах по типу букс тепловозов ТЭ3. Статический прогиб рессорного подвешивания достиг при этом 122 мм. Испытания этого электровоза дали положительные результаты: возможность повышения максимальной скорости по условиям воздействия на путь до 100 км/час. Это послужило основанием для начала проведения работ по модернизации рессорного подвешивания электровозов ВЛ8.

В период 1976—1985 годов была произведена постановка на электровозы ВЛ8 возвращающих устройств, позволяющих поднять скорость с 80 до 90-100 км/час. Такие электровозы получили обозначение ВЛ8М.

С середины 1970-х годов электровозы ВЛ8 стали часто применять в пассажирском движении, что потребовало применить на них некоторые устройства для вождения пассажирских поездов. Так на ВЛ8 появились устройства ЭПТ и электроснабжения пассажирского поезда. Из-за наличия поворачивающегося в кривых метельника, жёстко закреплённого на раме тележки, кабель отопления поезда пришлось в нерабочем положении скручивать «восьмёркой», дабы исключить возможность его обрыва или перетирания. На некоторых участках с тяжёлым профилем (например, Горячий Ключ — Туапсе Северо-Кавказской железной дороги) стали практиковать движение ВЛ8 двойной тягой. Для этого на лобовом листе между буферными фонарями устанавливали розетки межэлектровозных соединений. На украинских ВЛ8 при ремонтах устанавливали двухцветные буферные фонари, аналогичные тем, что устанавливались на ВЛ10 и ВЛ80 поздних серий, ВЛ11.

В настоящее время электровозы серии ВЛ8 эксплуатируют лишь железные дороги Украины, Армении (депо Гюмри и Ереван), Абхазии (депо Сухум), Грузии (депо Самтредиа, Батуми, Тбилиси-Пассажирская и Тбилиси-Сортировочная) и Азербайджана (депо Гянджа, Баладжары и Бёюк-Шор).

В России ВЛ8 в ТЧ Кавказская находятся в нерабочем состоянии. С марта 2014 года после присоединения Крыма к России несколько действующих локомотивов, которые достались в наследство от Приднепровской ЖД, приписаны в ТЧ Симферополь и эксплуатируются в Крыму.

Литература[править | править код]

  • В. А. Раков «Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза. 1956—1965», М.: «Транспорт» 1966 год.
  • В. А. Раков «Локомотивы отечественных железных дорог. (1956—1975 гг.)», М.: «Транспорт» 1999 г. ISBN 5-277-02012-8.

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]