ЧС4

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
ЧС4
Škoda 52E0—52E5
CHS4-012.jpg
ЧС4-012 в оригинальной схеме окраски завода Škoda. С.-Петербург, МЖТ на Варшавском вокзале.
Производство
Страна постройки Flag of the Czech Republic.svg Чехословакия
Завод Škoda Works
Годы постройки 19631972
Всего построено 230
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети переменный ток, 25 кВ, 50 Гц
Осевая формула 30—30
Скорость часового режима 101,5 км/ч
Длительная мощность ТЭД 5100 кВт
Конструкционная скорость 160 км/ч
Эксплуатация
Страны Flag of the Soviet Union.svg СССР,
Flag of Russia.svg Россия,
Flag of Ukraine.svg Украина,
Flag of Belarus.svg Белоруссия
Компания РЖД
Период
Commons-logo.svg ЧС4 на Викискладе

ЧС4 (ЧехоСловацкого производства, тип 4; заводские обозначения типа — с 52E0 по 52E5) — пассажирский односекционный шестиосный электровоз переменного тока. Выпускался заводом Škoda с 1965 по 1972 годы для советских железных дорог. С 1973 года завод перешёл на выпуск модели ЧС4Т, отличающейся формой кузова, конструкцией отдельных аппаратов, а также наличием реостатного тормоза.

Краткая история и модификации[править | править код]

ЧС4-029 в депо Саратов

В 1962 году, по заказу совнархоза СССР, народное предприятие Škoda, также известное тогда как Пльзеньский завод им. В. И. Ленина (город Пльзень, Чехословакия) приступило к разработке и проектированию шестиосного электровоза переменного тока для железных дорог СССР. В 1963 году был построен первый опытный электровоз S 699.001 (32E) ставший основой строительства электровозов переменного тока ЧС4 (52Е). В конце 1965 года в Советский Союз для испытаний в депо Кавказская прибыл первый шестиосный пассажирский электровоз серии ЧС4-001, с заводским обозначением типа 52E0. В эксплуатацию электровозы этой серии поступили в депо Киров, Ростов-Главный, Брянск-2, Россошь, Киев-Пассажирский, позднее были переданы в депо Саратов, Балашов.

В 1971 году на дороги вышла глубокая модернизация ЧС4 — электровоз ЧС4Т, заводское обозначение серии 62Е. Впоследствии число выпущенных ЧС4Т превысило число ЧС4 и составило более пятисот машин, с № 232—740, и опытный, ЧС4Т−161, то есть всего 509 единиц.

В 1968 году на основе конструкции ЧС4 завод Škoda начал выпуск четырёхосных электровозов переменного тока серии S 499.0.

Основные характеристики[править | править код]

Пассажирский магистральный электровоз серии ЧС4 рассчитан на напряжение контактной сети 25 кВ, имеет мощность 5100 кВт, скорость часового режима — 101,5 км/ч, сила тяги электровоза составляет 17900 кгс. Конструкционная скорость электровоза — 160 км/ч. Собственный вес электровоза с 2/3 запаса песка — 123 тонны.

Конструкция[править | править код]

Переключатель ступеней электровоза ЧС4Т
Пульт управления электровозом ЧС4
Разобранный ПС электровоза CD242, одинаковый с ПС ЧС4, вид со стороны крепления к тр-ру
Вспомогательные машины электровоза ЧС4

Электровоз имел значительные отличия в конструкции от выпускавшихся в то время электровозов постоянного тока серии ЧС2 и был совершенно не похож по конструктивным решениям на электровозы, выпускавшиеся в СССР.

Механическая часть[править | править код]

Рама электровоза ферменно-раскосной конструкции, обшивка кузова и кабины машиниста выполнена из стеклопластика. Значительные размеры лобовых стекол, характерные очертания стекол прожектора и буферных фонарей, округлые обводы стеклопластиковой обшивки создавали неповторимый облик электровоза. Автор дизайна — чешский дизайнер Отакар Диблик[cs].

Кузов опирается на две трёхосные тележки, имеющие сварные рамы. Диаметр колес при новых бандажах равен 1250 мм, тяговый редуктор односторонний с передаточным отношением 1:2,187, тяговый привод системы Шкода с карданными муфтами и проходящим через полый якорь двигателя валом (это сделано для уменьшения углового отклонения вала при перемещении его конца), как и на электровозах серии ЧС2. Для сцепления с вагонами поезда и другим подвижным составом по концам кузова установлена автосцепка СА-3.

Электрическая часть[править | править код]

Для обеспечения токосъёма с контактной сети использованы два токоприёмника типа пантограф, расположенные по концам электровоза.

Силовая схема электровоза выполнена с регулировкой напряжения по высокой стороне, то есть с переключениями в цепи первичной обмотки трансформатора, а не вторичной, как на электровозах серии ВЛ. Переключение выполняются с помощью переключателя ступеней (ПС) TPPL, имеющего 32 позиции. Благодаря данному конструктивному решению достигались значительно меньшие токи на контактах, выполняющих коммутацию, это позволило значительно облегчить конструкцию ПС и использовать в качестве материала контактов не серебро, а медь, но изоляцию всех элементов переключателя ступеней приходилось выполнять на полное напряжение контактной сети. Управление пневмодвигателем ПС производится стандартным контроллером 21KR. Трансформатор также имеет обмотку отопления поезда на 3000 В, мощность обмотки отопления позволяла подключать на электроотопление 17 пассажирских вагонов. Цепи управления питаются напряжением 50 В от стабилизатора ASL2, находящегося за второй кабиной под пневматической панелью: переменный ток регулируется магнитным усилителем, понижается трансформатором и выпрямляется диодным выпрямителем.

Для охлаждения электрооборудования на электровозе установлены восемь осевых (аксиальных) мотор-вентиляторов, приводимых, как и мотор-компрессоры, коллекторными двигателями, питающимися постоянным током напряжением 210 В. Выпрямительные установки питания вспомогательных машин размещены в общем шкафу с тяговыми выпрямительными установками. Четыре мотор-вентилятора с диаметром рабочих колёс 425 мм охлаждают выпрямительные установки, два мотор-вентилятора с диаметром рабочих колёс 710 мм — тяговые двигатели, ещё два с диаметром колёс 650 мм продувают блоки охлаждения, включающие в себя маслоохладители тягового трансформатора, сопротивления ослабления поля тяговых двигателей (шунты) и сглаживающие реакторы тяговых и вспомогательных двигателей. На первой позиции ПС включаются мотор-вентиляторы выпрямительных установок и блоков охлаждения, на второй — тяговых двигателей. При работе мотор-вентиляторы издают довольно громкий многоголосый свист, похожий на звук работающих реактивных двигателей.

Сжатый воздух, нагнетаемый в главные резервуары компрессором, используется для обеспечения работы тормозов на локомотиве и в поезде, обеспечения работы пневмоконтакторов, пневмодвигателя переключателя ступеней, привода реверсоров, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей, а также для отстрела электрической дуги при разъединении главного выключателя (ГВ), расположенного на крыше электровоза.

История создания и выпуска электровоза ЧС4[править | править код]

Электровоз S699.001[править | править код]

Создание электровоза[править | править код]

Первым электровозом этой серии стал экспериментальный шестиосный электровоз S699.001 (тип 32E0) зав.№ 4804, с шириной колеи 1435 мм, построенный на заводе Škoda 28 декабря 1963 года.

Это был концептуально новый проект в разработке и постройке электровозов переменного тока не только для СССР, но и для других социалистических стран. Главным отличием его от своих предшественников стал блочный лёгкий стеклопластиковый кузов, созданный чехословацким дизайнером Отакаром Дибликом, который значительно мог снизить вес электровоза, а значит и нагрузку на ось, что позволяло строить новые, более мощные односекционные электровозы, не ужимая вес оборудования. Экономическая выгода была от этого колоссальной, отпала необходимость строить мощные электровозы в двухсекционном исполнении, а тормозные испытания показали прекрасные результаты.

После завершения тяговых испытаний, с применением электродинамического тормоза на экспериментальном кольце Cerhenice, (село у города Velim), электровоз обкатывался с пригородными поездами на линии Plzeň-Horažďovice (ČSD). В сентябре 1965 года электровоз S699.001 участвовал в международной ярмарке-выставке в Брно, где получил приз за лучший дизайн и внедрение новых технологий.

Аналог электровоза был заказан экспериментальной партией для железных дорог Болгарии в четырёхосном исполнении, в количестве восьми штук, с индексом Е42, на линию Рус-Горно-Оряховица (БДЖ). Позднее для Болгарии было построено ещё 82 электровоза этой серии, а S699.001 поступил для дальнейших испытаний и эксплуатации в депо Brno-Maloměřice (ČSD). К 12 декабря 1965 года общий испытательный пробег электровоза, включая обкатку на э/кольце ŽZO Cerhenice составил 57 822 км, из расчётных 300 000.

Но если тяговые характеристики удовлетворяли стандарты эксплуатации, то расчётная скорость 132 км/ч была недостаточна, что потребовало внесения некоторых изменений и доработок в конструкцию электровоза.

Усовершенствование[править | править код]

В 1966-м году электровоз S699.001 был реконструирован на заводе Škoda, а именно была изменена принципиальная схема, ходовая часть, и передаточное число (теперь оно стало 1:2.18), что позволило достичь скорости 160 км/ч. Кроме этого была увеличена общая мощность электровоза, теперь она стала составлять 4800 кВт. Такой электровоз заинтересовал МПС СССР, которое уже имело опыт в эксплуатации и обслуживании чехословацких электровозов серий ЧС1 (41E), ЧС3 (29E) и ЧС2 (34E), тем более опытный образец второго электровоза (переменного тока, построенный для железных дорог СССР — 52E0) был готов и обкатан на экспериментальном кольце.

Для проведения прочностных, скоростных и тормозных испытаний электровоз S699.001 был отправлен на новый полигон в Моравию, где установил новый рекорд скорости 203 км/ч. Этот результат нельзя было назвать удачным: при такой скорости была нарушена кристаллическая текстура стеклопластика кабины электровоза, а также потоком воздуха были выдавлены огромные лобовые стёкла. Этот факт заставил прервать испытания электровоза для реконструкции кузова на заводе изготовителе.

Учёными Пражского института полимерных сплавов была разработана новая кристаллическая текстура пластика на нейлоновой основе специально для скоростных испытаний, а толщина лобовых стёкол электровоза была увеличена до трёх сантиметров. Также на э/кольце был усилен крепёж стёкол и установлена предохранительная металлическая сетка, для защиты от посторонних предметов и птиц.

После четырёхмесячной доработки испытания были продолжены, но только со скоростью не превышающей 180 км/ч.

Следующим этапом стали испытания электровоза на динамику торможения и воздействия на контактную сеть при высоких скоростях.

Электровоз S699.001 переделывался и перестраивался множество раз. Все рекламации, нововведения и изменения в проектах и чертежах электровозов других серий отрабатывались и обкатывались именно на нём.

В 1968 году электровоз S699.001 был отремонтирован и модернизирован в Германии, в городе Кёльн, где была усилена дополнительными балками экипажная часть, заменены тележки, усилен буферный брус, установлен кондиционер и холодильник, переделана и усовершенствована схема реостатного тормоза с вводом принудительной вентиляции охлаждения через жалюзи (а не мотор-вентилятором, как это было ранее). Также для плавности хода и мягкого прохода в кривых были установлены немецкие гасители колебаний Bogi и Koni, впервые электровоз был оборудован блоками электроники электродинамического тормоза и цепей управления фирмы Tesla. Совместно с немецкой IFA и чехословацкой фирмой Jawa были разработаны и сконструированы новые кресла для машиниста и помощника.

Окраска электровоза тоже была изменена, ввиду внедренных новшеств. Вместо рыже-бело-чёрного, он стал красно-жёлто-серым. После ремонта электровоз был обкатан на э/кольце в Велиме и вернулся в своё родное депо Brno-Maloměřісе, а позднее и на участок Plzeň-Horažďovice (ČSD).

В 1973—1974 году вместе с электровозом S699.1001 (бывший ЧС4-001), бустером-электровозом E479.102 и вагоном-лабораторией обкатывал новый электровоз переменно-постоянного тока ES499.0001 на скорость 200 км/ч.

Возрождение[править | править код]

При нахождении электровоза в депо Брно 21 января 1981 года после очередного планового ремонта на нём произошло возгорание в высоковольтной камере, после чего электровоз был отставлен из поездной работы и долгое время простоял в депо Brno-Maloměřісе. Частично с него было демонтировано оборудование и снято два тяговых электродвигателя.

В марте 1991 года, электровоз S699.001 оказался за территорией родного депо, где стал жертвой сборщиков цветного металла и вандалов. Ремонт и восстановление электровоза сочли нецелесообразным, ввиду того, что испытания его были завершены, свою функцию как прототипа он выполнил полностью, а внедрённая на нём модернизация уже давно была обкатана на электровозах других типов. Лишь изредка его забирали на испытательное кольцо Velim, где использовали в виде балласта и «ударной мишени» для прочностных испытаний новых прототипов электровозов.

Электровоз S699.001 после восстановления. Выставка «Техномания» завод Škoda 24.08.10.

В конце мая 1998 года электровоз S699.001 в последний раз выехал за ворота родного депо, ведомый своим «младшим братом», четырёхосным электровозом S489.0 на завод Škoda в родной Пльзень, для порезки в металлолом и утилизации. На одной из проезжаемых им станций, S699.001 был замечен энтузиастами, которые позднее разыскали его на тупиковых путях завода Škoda, подготовленного к демонтажу. После долгих переговоров с руководством завода энтузиастам и работникам завода удалось отстоять электровоз. Также удалось договориться на средства завода полностью восстановить (до рабочего состояния) и сохранить в музее завода, учитывая все его «заслуги» и дизайн.

К июлю 2010 года электровоз S699.001 был полностью восстановлен.

Электровоз ЧС4-001[править | править код]

Создание электровоза[править | править код]

Вторым электровозом этого типа стал электровоз ЧС4-001 (тип 52E0) зав. № 4805, построенный для железных дорог Советского Союза с шириной колеи 1524 мм. Это был первый пассажирский электровоз на железных дорогах Советского Союза с мягкой подвеской.

Электровоз ЧС4-001 также был опытным и испытывался на экспериментальном кольце ŽZO Cerhenice (Velim). В 1965—1966 годах, вместе с электровозами ВЛ60П, он поступил в депо Северокавказской ж.д. для испытаний и обкатки с пассажирскими поездами на территории СССР.

Испытания в СССР[править | править код]

После первой же опытной поездки до станции Армавир выявилась недоработка электрических схем. До Ростова ЧС4-001 с вагоном-лабораторией и двумя электровозами ВЛ60К на обкатке так и не доехал. Через три месяца после испытаний электровоз ЧС4-001 с бригадой чехословацких испытателей был направлен на ремонт и доработку на Новочеркасский Электровозостроительный завод. После чего испытания были продолжены в скоростном и тяговом режимах на испытательном полигоне Белореченская-Майкоп.

На участке Ханская-Майкоп электровоз развил скорость 145 км/ч, но при испытаниях в условиях горной местности, в режиме тяги, на электровозе было сорвано сразу четыре муфты электродвигателей из шести, и разбита ходовая часть. Электровоз оказался не готов к эксплуатации на железных дорогах Советского Союза, к тому же его мощность 4800 кВт не отвечала потребностям в эксплуатации. С такими поломками и недоработками электровоз на условиях рекламации был отправлен обратно в Чехословакию для собственной доработки и усовершенствования узлов и механизмов на последующих электровозах этой серии.

Доработка[править | править код]

ЧС4-226, Пензенская область, ЮВЖД

После доработки на заводе Škoda ходовой части, электродинамического тормоза и увеличения мощности электровоза до 5100 кВт., электровоз так и остался на экспериментальном кольце Velim как испытательная единица, сменив ширину колеи с 1524 мм на 1435 мм. Как и S699.001, ЧС4-001 долгое время «обкатывал» новые технологии и разработки для электровозов переменного тока на экспериментальном кольце ŽZO Cerhenice (Velim) в Чехословакии. Он стал основой в разработке и строительстве двух опытных электровозов переменно-постоянного тока серии ЧС5. В отличие от S699.001, никогда не эксплуатировался на железных дорогах Чехословакии (ČSD) ввиду его негабаритности.

В 1972 году был переделан в испытательную лабораторию и эксплуатировался по системе многих единиц с бустером электровоза E479.102 на экспериментальном кольце, получив новое название S699.1001 и заводское обозначение типа 52Em. В 1990 году был списан и разобран.

Переход к серийному производству[править | править код]

Модернизированный ЧС4-179 на ст. Киев-Пассажирский

Электровозы ЧС4 с номерами с 002 по 011 (тип 52Е1), изготовленные в 1965 году с учётом внесения необходимых изменений в конструкцию по результатам эксплуатации опытного электровоза, поступили на работу в депо Кавказская. На данных электровозах было предусмотрено электрическое реостатное торможение, рассчитанное на максимальную мощность 3000 кВт. На электровозе ЧС4-002 в 1966 году были проведены прочностные испытания, на ЧС4-003 — тягово-энергетические испытания, на ЧС4-004 — испытания по воздействию на путь.

Электровозы с номерами с 012 (от 52Е2 до 52Е5) изготавливались уже без оказавшегося неэффективным реостатного тормоза. Кроме того, на электровозах была изменена планировка, система вентиляции, конструкция шкворневых узлов и отдельных деталей механической части. Электровозам с номерами от 012 до 061 присвоен тип 52Е2, от 062 до 160 — 52Е3, от 162 до 211 — 52Е4, от 212 до 231 — 52Е5.

Электровозы серии ЧС4 (52Е) изготавливались в Чехословакии на заводе Škoda, в период с 1965 по 1972 год. Всего было выпущено 230 электровозов этой серии (номера 001—160, 162—231).

Работа, перемещения и ремонт электровозов[править | править код]

Модернизированный электровоз ЧС4-106 с пассажирским поездом

История[править | править код]

Электровозы ЧС4 первоначально поступали для работы в локомотивные депо Кавказская и Брянск-2, затем в депо Киев-Пассажирский, Киров, Балашов, Россошь. После электрификации участка Саратов-Ртищево в 1989 году — в депо Саратов.

В локомотивных депо электровозы проходили модернизации, в частности устанавливались приборы безопасности: скоростемеры КПД-3 (производства ОАО «Электромеханика») и системы САУТ.

Капитальный ремонт электровозов ЧС4 в объёме КР-1 и КР-2 выполнялся на Запорожском ЭРЗ. В период с 1999 по 2013 год на заводе был выполнен капитальный ремонт с продлением срока службы (КРП) 105 электровозам этой серии, принадлежащим железным дорогам Украины. При этом ремонте менялся внешний вид электровозов: кабина машиниста и кузов изготавливались новые, по образцу электровоза ЧС7, стеклопластиковая обшивка кузова менялась на металлическую, взамен изношенных узлов ставились новые, подкатывались новые колёсные пары и рамы тележек. В число переоборудованных ЧС4 входят: 017, 018, 019, 026, 036, 037, 039, 040, 041, 042, 043, 044, 046, 047, 048, 049, 050, 052, 054, 055, 058, 059, 060, 061, 063, 064, 065, 067, 069, 075, 076, 077, 078, 080, 082, 083, 084, 085, 086, 088, 091, 094, 095, 096, 097, 099, 100, 102, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 113, 117, 119, 122, 125, 128, 130, 131, 132, 136, 138, 141, 142, 144, 146, 149, 153, 154, 156, 158, 159, 169, 173, 174, 178, 179, 183, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 201, 204, 205, 207, 208, 209, 210, 211.

Эксплуатация и состояние электровозов ЧС4 в наши дни[править | править код]

По состоянию на 2015 год электровозы ЧС4 в пассажирском движении эксплуатируются в депо Киев-Пассажирский. В депо Киров и Балашов они заменены на ЧС4Т, а в Саратове на ЭП1(М).

За все годы эксплуатации в результате крушений, пожаров а также в связи с полным износом списаны по меньшей мере 16 электровозов ЧС4: 001, 002, 003, 005, 007, 010, 015, 024, 030, 032, 051, 057, 062, 071, 087, 093, 120, 151. Электровозы ЧС4-005 и ЧС4-071 повреждены и списаны в результате крушения на станции Користовка в 1986 году.

Электровозы ЧС4 оригинального дизайна в пассажирском движении нигде не эксплуатируются приблизительно с 2012 года. Один локомотив в таком исполнении (ЧС4-226) иногда используется в качестве ретро-локомотива, о чём подробно описано ниже.

Электровозы ЧС4 в музеях и на «вечных стоянках»[править | править код]

Известно как минимум о восьми сохранённых для истории электровозах ЧС4. Представленные ниже данные актуальны на начало 2015 года[1].

В 2004 году три из первых серийных электровозов ЧС4 (тип 52Е2) были переданы в музеи железнодорожного транспорта:

Несколько позже было решено сохранить ещё пять машин:

  • ЧС4-023 (тип 52Е2) из депо Саратов передан в Новосибирский музей железнодорожной техники (на станции Сеятель) в марте 2006 года; окраска — тёмно-красная;
  • ЧС4-212 (первый электровоз типа 52Е5) с базы запаса Ермолино Северной железной дороги передан в Челябинский железнодорожный музей в 2008 году; окраска — тёмно-красная;
  • ЧС4-160 (последний электровоз типа 52Е3) из депо Балашов передан в Самарский железнодорожный музей (при СамГУПС) в 2009 году; окраска — тёмно-красная;
  • ЧС4-072 (тип 52Е3) из локомотивного депо Киев-Пассажирский (с базы запаса Чёрный Остров) передан на Киевскую выставку исторического подвижного состава 29 марта 2012 года; окраска — тёмно-красная;
  • ЧС4-226 (тип 52Е5) сохраняется в рабочем состоянии; локомотиву, по аналогии с ЧС4-012 музея Санкт-Петербурга, придали окраску по типу заводской. В 2012 году решался вопрос об установке электровоза в качестве памятного знака у депо Балашов-1. Точных сведений о решении вопроса установки пока нет. Иногда используется как ретро-локомотив (участник динамической выставки на IV Международном железнодорожном салоне «ЭКСПО 1520» в сентябре 2013 года). В феврале 2015 года передан в депо Россошь и находился на консервации. Снова использован как ретро-локомотив (участник динамической выставки) на V Международном железнодорожном салоне «ЭКСПО 1520» в сентябре 2015 года).

Технические данные[2][править | править код]

  • Осевая формула — 30−30
  • Вес в рабочем состоянии — 123 т
  • Часовая мощность ТЭД — 850 кВт
  • Сила тяги часового режима — 171 кН (17 400 кгс)
  • Скорость часового режима — 108 км/ч
  • Длительная мощность ТЭД — 820 кВт
  • Сила тяги длительного режима — 165 кН (16 800 кгс)
  • Скорость длительного режима — 106 км/ч
  • Максимальная сила тяги — 294 кН (30 000 кгс)
  • Сила тяги при скорости 160 км/ч — 125 кН (12 700 кгс)
  • Конструкционная скорость — 160 км/ч
  • Напряжение контактной сети — 25 кВ
  • Род тока — переменный

Фотографии[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Список подвижного состава ЧС4 // TRAINPIX.ORG
  2. Электровозы Skoda. — Прага: Škoda Plzeň/Škodaexport, 1976. — 50 с.

Литература[править | править код]

  • Журнал «Локотранс», 2012, № 10 (192)

Ссылки[править | править код]