ЭП10

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
ЭП10
ЭП10-003-Белор-вкз.jpg
Электровоз ЭП10-003 (машина ранних выпусков) в заводской окраске на станции Москва-Белорусская
Производство
Страна постройки

Flag of Russia.svg Россия

Заводы

НЭВЗ (основное оборудование), Bombardier Transportation (электрооборудование)

Производитель

Трансмашхолдинг

Годы постройки

1998, 2005-2006

Всего построено

12

Нумерация

001 — 012

Технические данные
Род службы

пассажирский

Тип токосъёма

верхний (полупантограф)

Род тока и напряжение в контактной сети

переменный, 25 кВ; постоянный 3 кВ

Осевая формула

20-20-20

Сцепной вес

135 т

Нагрузка от движущих осей на рельсы

22,5 тс

Длина локомотива

22 532 мм

Ширина

3100 мм

Полная колёсная база

16 180 мм

Расстояние между шкворнями тележек

6765 мм

Колёсная база тележек

2650 мм

Диаметр колёс

1250 мм

Наименьший радиус проходимых кривых

125 м

Ширина колеи

1520 мм т

Тип ТЭД

асинхронные, НТА-1200

Подвешивание ТЭД

опорно-рамная

Передаточное отношение редуктора

85/22≈3,864

Часовая мощность ТЭД

6 × 1200 кВт

Скорость часового режима

80 км/ч

Длительная мощность ТЭД

6 × 1170 кВт

Скорость длительного режима

80 км/ч

Конструкционная скорость

160 км/ч

Электрическое торможение

рекуперативное, реостатное

Мощность тормозных реостатов

5400 кВт (пост.ток)
2700 кВт (пер. ток)

КПД

0.88 (пост. ток)
0.86 (пер. ток)

Эксплуатация
Страны

Flag of Russia.svg Россия

Commons-logo.svg ЭП10 на Викискладе

ЭП10 — пассажирский двухсистемный шестиосный электровоз, выпускавшийся в России на Новочеркасском заводе совместно с компанией Bombardier Transportation. Всего было построено 12 машин. Из-за ряда конструктивных недостатков, выявленных в ходе эксплуатации, электровозы ЭП10 так и не были запущены в изначально планировавшееся крупносерийное производство. По состоянию на 2017 год большинство локомотивов этой серии находится на консервации, а с поездами эксплуатируется лишь один электровоз ЭП10-004.

История[править | править вики-текст]

Предпосылки к появлению[править | править вики-текст]

Исторически сложилось, что в СССР электрификация железных дорог велась по двум системам: на постоянном токе 3 кВ и на переменном токе 25 кВ 50 Гц. Между участками, электрифицированными на постоянном и переменном токе находятся станции стыкования, на которых приходится производить смену локомотивов (заменять электровоз постоянного тока на электровоз переменного тока, и наоборот), на что требуется длительное время. Эксплуатация пассажирских двухсистемных электровозов позволяет проходить станцию стыкования без продолжительной стоянки, что уменьшает время нахождения поезда в пути. Поскольку имеющая наиболее высокий в России пассажиропоток железнодорожная сеть Московского региона была электрифицирована постоянным током, а во многих прилегающих областях — переменным, было признано востребованным применение двухсистемных электровозов для вождения части скорых поездов от Москвы для сокращения времени поездки и снижения эксплуатационных затрат[1].

Другим перспективным направлением развития российского электровозостроения являлось создание электровозов с асинхронным тяговым приводом, которые к тому времени активно применялись в странах Европы. Использование более мощных и простых в обслуживании асинхронных электродвигателей позволяло существенно снизить расходы на эксплуатацию и вместо двухсекционных восьмиосных применять более дешёвые в изготовлении односекционные шестиосные электровозы схожей мощности. Однако несмотря на простоту конструкции, асинхронные двигатели требовали для работы подачи переменного тока регулируемого напряжения и частоты, для чего требовались специальные тяговые инверторы, являющиеся достаточно сложным оборудованием, создание которых в СССР к началу 1990-х годов не увенчалось значительным успехом[2].

Сложность при создании нового локомотива заключалась в отсутствии в России достаточного опыта производства пассажирских электровозов, к которым предъявлялись повышенные требования по надёжности и безопасности в сравнении с грузовыми локомотивами. В период 1960-1980-х годов СССР закупал пассажирские электровозы у чешского завода Skoda. Однако после распада СССР и появления таможенных пошлин закупать импортные локомотивы стало слишком дорого, поэтому было принято решении о создании пассажирских электровозов на Новочеркасском электровозостроительном заводе, имевшим наибольший опыт среди других российских предприятий по производству электровозов[1].

Создание и выпуск[править | править вики-текст]

Электровоз ЭП10-001 (опытный образец) в заводской окраске в депо Москва-Курская

В середине 1990-х годов для разработки нового двухсистемного электровоза с асинхронным тяговым приводом были задействованы специалисты Новочеркасского завода совместно с ВЭлНИИ. Тяговые преобразователи для асинхронных двигателей на первом этапе было решено закупать за рубежом в связи с отсутствием опыта по производству оборудования в России. В качестве поставщика оборудования была выбрана немецко-швейцарская компания Adtranz, позднее вошедшая в состав концерна Bombardier. 14 февраля 1997 года Министерство путей сообщения РФ подписало контракт о поставке 21 комплекта электрооборудования для новых электровозов на общую сумму 68,5 миллионов швейцарских франков. Контракт также подразумевал запуск производства ряда комплектующих на совместном предприятии с НЭВЗом[3].

Основная часть проектных работ и сборка первого опытного локомотива, получившего обозначение серии ЭП10 и номер 001, начались в мае 1997 года. В конце 1998 года электровоз был собран и представлен общественности. Стоимость производства первого локомотива по словам министра путей сообщения Николая Аксёненко составила 180 миллионов рублей[1]. Из них более 80% составила стоимость импортного электрооборудования[4]. В дальнейшем её планировалось снизить в три раза при переходе к серийному выпуску электровозов[1].

По результатам испытаний в работе электровоза был выявлен ряд недостатков, однако приёмочная комиссия МПС РФ в декабре 1999 года рекомендовала ЭП10 к серийному производству. В 2000 году Новочеркасский завод приступил к изготовлению электровозов 002 и 003, для которых Adtranz поставил два комплекта оборудования. К этому времени общие затраты МПС на проектирование, закупку комплектующих и производство первых трёх локомотивов составили 423,4 миллиона рублей. Однако в 2001 году после кадровых перестановок в МПС новый заместитель министра путей сообщения заморозил сделку с Adtranz по причине слишком высокой стоимости электровозов ЭП10, отдав предпочтение в пользу закупки у НЭВЗа недорогих пассажирских электровозов переменного тока ЭП1 с коллекторными двигателями. В результате задача приобретения двухсистемных асинхронных электровозов была отложена на неопределённый срок, а производство электровозов ЭП10 было приостановлено[3].

В дальнейшем судьба проекта ЭП10 оставалась неопределённой, поскольку часть руководства МПС, реорганизованного в конце 2003 года в ОАО «Российские железные дороги» (РЖД), выступала против производства пассажирских локомотивов на НЭВЗе по причине низкой эксплуатационной надёжности ряда элементов и выявлении ряда недостатков при сборке, предлагая вместо этого инициировать создание электровозов постоянного тока ЭП100 на Коломенском заводе, который имел значительный опыт в производстве зарекомендовавших себя пассажирских тепловозов ТЭП70 с электрической передачей и ранее выпустил два скоростных электровоза переменного тока ЭП200. Тем не менее по инициативе замминистра путей сообщения Владимира Якунина были проведены испытания, которые позволили признать ЭП10 годным к эксплуатации в России, а затем велись переговоры с канадской компанией Bombardier, в состав которой вошёл Adtranz, о снижении числа комплектов поставляемого оборудования с 18 до 9[3].

В начале 2004 года компания РЖД вновь отложила приобретение электровозов на неопределённый срок, что вызвало протест со стороны поставщика электрооборудования Bombardier, вложившего средства в производство оборудования. Концерн требовал от РЖД выплатить неустойку или заключить контракт на производство ещё 11 электровозов, не считая самого первого. В итоге под угрозой судебных разбирательств РЖД в ноябре 2004 года был заключено соглашение, а в марте 2005 года подписан окончательный контракт на производство ещё 11 электровозов серии общей стоимостью 450 миллионов рублей[5].

В конце 2005 года был собран электровоз 002, а в течение 2006 года ещё 10 локомотивов ЭП10 с номерами 003—012[6]. В дальнейшем электровозы ЭП10 не выпускались по причине низкой надёжности отдельных узлов. Вместо них завод приступил к созданию более современных электровозов нового поколения серии ЭП20.

Испытания и эксплуатация[править | править вики-текст]

Электровоз ЭП10-001 во время испытаний на станции Майкоп

Электровоз ЭП10-001 изначально проходил испытания на обкаточном кольце Новочеркасского завода и кольце ВНИИЖТ в подмосковной Щербинке[6]. В первые годы после выпуска он осуществлял опытные поездки с пассажирскими поездами на Московской, Горьковской, Северо-Кавказской, Красноярской и Западно-Сибирской железных дорогах. В 2005 году после решения о приобретении ещё 11 электровозов он был отправлен на скоростные испытания на участок Белореченская — Майкоп[5]. Электровоз 002 вскоре после выпуска в конце 2005 совершил ряд опытных поездок по маршруту Москва — Брест[7], после чего был возвращён на завод, где велись испытания электровоза 003. Окончательно сертификационные испытания локомотивов ЭП10 были завершены в марте 2006 года. Электровоз 001 был доработан с учётом выявленных замечаний и требований по пожарной безопасности[8].

Электровозы ЭП10 с пассажирскими поездами на станции Калуга-2

Весной 2006 года первые электровозы ЭП10 прибыли в депо Вязьма Московской железной дороги, где была создана их ремонтная база и производилась окончательная наладка[7]. Затем все локомотивы передавались в эксплуатационное депо ТЧэ-6 «Москва-Сортировочная-Рязанская» Московской железной дороги, к которому они были приписаны вплоть до весны 2016 года[6].

В течение ряда лет электровозы обслуживали скорые поезда на маршрутах Москва – Нижний Новгород («Буревестник»), Москва — Казань, Москва – Киев («Столичный экспресс»), Москва – Минск — Брест («Славянский экспресс»), Москва – Воронеж и ряд других. По состоянию на первую половину 2010-х годов большинство электровозов находилось в эксплуатации[6], одновременно часть локомотивов проходило частичную модернизацию на заводе-изготовителе.[источник не указан 1912 дней]

Основным недостатком электровозов ЭП10 признана низкая надёжность тяговых электродвигателей (ТЭД) (особенно при использовании «кнопки № 6», переводящей тягу в бустерный режим с величинами токов, существенно превышающими расчетные значения), выявлен и ряд других проблем. В начале 2007 года в прессе появилась информация об отзыве электровозов этой серии из эксплуатации[9]. В частности говорится о том, что «технический аудит показал, что качество сборки локомотивов на НЭВЗе из комплектующих, которые поставляют 800 российских заводов, оказалось крайне низким».

Электровоз ЭП10-008 после аварии

В мае 2012 года электровоз ЭП10-008 участвовал в испытаниях нового электровоза ЭП20-001 в одном составе с вагоном лабораторией № 01872506 ВНИИЖТ. 27 мая при проведении испытаний испытательный состав попал в аварию на перегоне Ханская – Белореченская: машинист поезда допустил проезд запрещающего сигнала с последующим столкновением с тупиковой призмой, сходом состава с рельс падением с насыпи. В ходе аварии электровоз получил незначительные повреждения.

К концу 2015 года все локомотивы эксплуатировались на Киевском направлении МЖД, за исключением ЭП10-011, находящегося в нерабочем и частично разукомплектованном состоянии на Ростовском электровозоремонтном заводе.

В марте 2016 года все электровозы ЭП10, за исключением 008 и 011 были переданы в локомотивное депо Ожерелье-Сортировочное и поставлены на консервацию, в работе оставалось всего 3 локомотива. По состоянию на первую половину 2017 года, в регулярной эксплуатации находится только один электровоз ЭП10-004[6]. Вместо них стали эксплуатироваться более современные и надёжные электровозы серии ЭП20.

Общие сведения[править | править вики-текст]

Электровозы серии ЭП10 предназначены для вождения пассажирских поездов длиной до 24 стандартных вагонов на железных дорогах колеи 1520 мм, электрифицированных как постоянным током напряжением 3 кВ, так и переменным напряжением 25 кВ частоты 50 Гц. Предусмотрена возможность обслуживания электровоза в одно лицо, но вместе с этим, по отзывам локомотивных бригад, обслуживающих данный электровоз, управление в одно лицо затруднительно ввиду того что часть органов управления (освещение кабины, освещение ходовой части, включение/выключение буферных фонарей, включение/выключение электроотопления поезда и т. д.) расположено на пульте помощника машиниста. Электрооборудование поставляется компанией Bombardier Transportation. Электровозы этой серии отличаются высокой мощностью, хорошей динамикой разгона, а также улучшенными энергетическими показателями (по свидетельству машинистов это справедливо для «ручного» режима в отличие от режима автоматического поддержания скорости[10]).

Электровоз ЭП10-002 (машина ранних выпусков) в окраске поезда «Славянка» с пассажирским поездом в Ростове-на-Дону
Электровоз ЭП10-004 (машина поздних выпусков) на станции Москва-Киевская

Технические характеристики[править | править вики-текст]

Основные параметры электровозов серии ЭП10:[2]

  • Осевая формула — 20-20-20
  • Размеры:
    • Общие:
      • Длина — 22 532 мм
      • Ширина — 3100 мм
    • Ходовая часть:
      • Полная колёсная база — 16 180 мм
      • Шкворневая база (между соседними тележками) — 6765 мм
      • Колёсная база тележек — 2650 мм
      • Диаметр колёс — 1250 мм
      • Ширина колеи — 1520 мм
      • Наименьший радиус проходимых кривых — 125 м
  • Массово-весовые характеристики:
    • Сцепная масса — 135 т
    • Нагрузка от оси на рельсы — 22,5 тс
  • Тяговые характеристики:
    • Род тока и напряжение — 3 кВ постоянный / 25 кВ 50 Гц переменный
    • Передаточное отношение — 85/22 ≈ 3.864
    • Мощность тяговых двигателей:
      • в часовом режиме — 6 × 1200 = 7200 кВт
      • в длительном режиме — 6 × 1170 = 7020 кВт
    • Скорость:
      • в часовом режиме — 80 км/ч
      • в длительном режиме — 80 км/ч
      • максимальная — 160 км/ч
    • Сила тяги:
      • максимальная при трогании с места — 375 кН
      • максимальная при трогании в бустерном режиме — 425 кН
      • в часовом режиме — 320 кН
      • в длительном режиме — 311 кН
      • при максимальной скорости — 158 кН
    • Мощность рекуперативного тормоза — 7200 кВт
    • Мощность реостатного тормоза:
      • при постоянном токе — 5400 кВт
      • при переменном токе — 2700 кВт
    • Максимальное тормозное усилие — 375 кН
    • Мощность системы отопления поезда — 1200 кВт

Конструкция[править | править вики-текст]

Кузов[править | править вики-текст]

Кузов электровоза цельнометаллический, имеющий сварную конструкцию, с двумя кабинами управления. Длина электровоза по осям зацепления автосцепок – 22 500 мм, ширина кузова – 3 100 мм[2].

Лобовая часть кабины машиниста состоит из двух плоских частей — вертикально расположенной нижней и наклонной верхней. На уровне рамы по центру кузова размещены автосцепки СА-3, чуть выше находятся буферные фонари. По конструкции буферных фонарей электровозы ЭП10 условно можно разделить на две группы (ранних и поздних выпусков). На машинах ранних выпусков (с номерами от 001 до 003 включительно) имеются обрешёченные фонари, близкие по конструкции к буферным фонарям электровозов ЭП1. Остальные машины получили буферные фонари, конструктивно напоминающие применённые на первых партиях электровозов переменного тока 2ЭС5К и постоянного тока 2ЭС4К того же завода. В верхней части расположено два лобовых стекла и прожектор трапецевидной формы по центру над ними. Боковые стенки кузова гофрированные, выполнены в целом аналогично предыдущим сериям электровозов НЭВЗ, но имеют только окна имеются напротив кабин машиниста (у машинного отделения окна отсутствуют). Входные двери для каждой кабины расположены только с правого борта (если смотреть по ходу движения этой кабиной вперёд), то есть на каждом борту имеется выход только с одной кабины[2].

Кузов опирается на крайние тележки с помощью пружин, работавших на сжатие и сдвиг, а на среднюю тележку – с помощью качающихся сжатых стержней. Тяговое и тормозное усилия с кузова передаются наклонными тягами[2].

Тележки[править | править вики-текст]

Электровоз опирается на три двухосные несочленённые моторные тележки. Тележки бесчелюстные, с рессорным двухступенчатым подвешиванием. Диаметр колѐс при новых бандажах составляет 1250 мм, колёсная база (расстояние между осями) — 2650 мм. Буксы – осевые, диаметр шейки оси – 160 мм. Корпус буксы связан с рамой тележки буксовыми тягами традиционной конструкции[2].

Электрооборудование[править | править вики-текст]

На всех локомотивах установлено оборудование для рекуперации, система автоматического управления тягой и рекуперативно-реостатным тормозом, трёхуровневая микропроцессорная система диагностики, асинхронные ТЭД.

Асинхронные тяговые электродвигатели питаются трехфазным напряжением, величина и частота которого задаются инвертором на запираемых GTO тиристорах. При движении по участкам с переменным током в контакной сети инвертор получает постоянный ток от управляемого выпрямителя на GTO тиристорах. При рекуперативном торможении этот мост переводится системой управления в режим однофазного инвертора, возвращающего мощность в контакную сеть.

При проектировании тяговых электродвигателей ЭП10 заказчиком были установлены очень жесткие массогабаритные показатели, которые конструкционно не позволили увеличить вес ТЭД на несколько килограммов с улучшением мощностных и температурных характеристик. Однако по оценкам специалистов асинхронные двигатели ЭП10 показали характеристики лучше иностранных аналогов по ряду ключевых значений.

Кабина машиниста[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

  • ЧС5 и Электровоз 380 — пассажирские двухсистемные электровозы.
  • ВЛ86ф — советский электровоз с асинхронными ТЭД и с преобразователями 4qS.
  • ЭП20 — современный российский проект скоростного двухсистемного пассажирского электровоза, преемник ЭП10.

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]