Электровоз ЧС4т

ЧС4Т (Чехословацкого производства, тип 4, с реостатным тормозом; заводские обозначения — с 62E0 по 62E10) — пассажирский односекционный шестиосный электровоз переменного тока (25 кВ, 50 Гц). Производился заводом Škoda (Чехословакия) для железных дорог

СССР

.

 

• 1Общие данные
• 2Основные технические характеристики
• 3Техническое описание
• 4Конструктивные особенности (отличия от ЧС4)
• 5История создания
• 6Эксплуатация
• 7Прозвища

Общие данные

Годы постройки:

1971 — опытный образец (ЧС4Т‑161, тип 62E0);

1973–1986 — серийное производство.

Всего построено: 510 единиц (нумерация: 161, 232–740).

Род службы: вождение пассажирских поездов.

Колея: 1520 мм.

Токосъём: верхний (пантограф).

Основные технические характеристики

Осевая формула: 30–30.

Служебный (сцепной) вес: 126 т.

Нагрузка от оси на рельсы: 21 тс.

Габариты:

длина: 19 980 мм;

диаметр колёс: 1 250 мм.

Электрическое оборудование:

род тока и напряжение: переменный, 25 кВ, 50 Гц;

тип ТЭД: AL‑4442nP;

часовая мощность ТЭД: 6×850 кВт=5100 кВт;

длительная мощность ТЭД: 6×820 кВт=4920 кВт.

Тяговые параметры:

сила тяги при трогании с места: 300 кН (31 000 кгс);

сила тяги часового режима: 170 кН (17 400 кгс);

скорость часового режима: 106 км/ч;

сила тяги длительного режима: 165 кН (16 800 кгс);

скорость длительного режима: 108 км/ч;

сила тяги при максимальной скорости: 125 кН (12 700 кгс).

Скорости:

конструкционная: 160 км/ч.

Тормозная система: реостатное торможение;

мощность тормозных реостатов: 5 000 кВт.

Техническое описание

Шестиосный электровоз ЧС4Т (рис. 15 и 16) является основным типом пассажирского локомотива

для линий, электрифицированных на переменном токе напряжением 25 кВ. Первый опытный электровоз ЧС4Т был построен чехословацкими заводами Шкода в 1971 г, затем после внесения в конструкцию небольших изменений электровозы ЧС4Т (заводской тип 62Е) строились этим заводом в 1973—1974, 1977— 1985 гг. и начале двенадцатой пятилетки.

Кузов электровоза состоит из главной рамы, воспринимающей все вертикальные и горизонтальные нагрузки, двух кабин машиниста, боковых стенок и крыши, под которой расположена всасывающая камера системы охлаждения электрооборудования. Главная рама состоит из двух боковых, шкворневых и буферных брусьев и ряда поперечных балок

Кузов электровоза опирается на две трехосные тележки через упругие боковые опоры (четыре на каждой тележке). Тяговые и тормозные усилия передаются через два шкворня, расположенных на продольной оси электровоза.

Тележки имеют сварные рамы. Буксы снабжены двумя цилиндрическими однорядными роликовыми подшипниками; диаметр шейки колесной пары 180 мм. Буксы соединены с рамой тележки с помощью поводков и резинометаллических блоков как и на электровозах ВЛ80Т, ВЛ80С и ряде других грузовых локомотивов.

Рессорное подвешивание тележек состоит из подбуксовых балансиров и цилиндрических пружин; для каждого буксового узла подвешивание самостоятельное (индивидуальное), требующее систематической регулировки. Между подбуксовыми балансирами и рамой тележки установлены масляные амортизаторы. Тележки связаны между собой сочленением, выполненным в виде треугольников, соединенных упругой муфтой. Общий статический прогиб рессорного подвешивания электровоза 140 мм, из них около 100 мм приходится на первую ступень.

На каждой тележке установлены по три тормозных цилиндра диаметром 10" Усилие от штока цилиндра передается на четыре баш мака колесной пары (торможение двустороннее), на каждом башмаке укреплены две тормозные колодки Управление тормозами осуществляется краном машиниста № 395 с помощью воздухораспределителя № 292 001 и электровоздухораспределителя № 305, установлен также кран вспомогательного тормоза № 254.

Тяговые электродвигатели установлены на рамах тележек Внутри якоря электродвигателя размещен карданный привод, соединенный с якорем и шестерней Последняя вместе с зубчатым колесом колесной пары помещена в кожух и вращается в подшипниках, также укрепленных в кожухе, положение которого фиксируется по отношению к колесной паре роликовым подшипником, посаженным на ось колесной пары Такая конструкция передачи, получившая название привода системы Шкода, позволяет колесной паре перемещаться относительно тягового электродвигателя при работе рессорного подвешивания

До электровозов ЧС4Т такая передача применялась на электровозах ЧСЗ, ЧС2 и ЧС4 чехословацкой постройки.

Передаточное число редуктора 74 28=2,64 Зубчатые колеса насажены на оси колесных пар Диаметр колес при новых бандажах 1250 мм.

На электровозе установлен трансформатор SL68/3848/51, который имеет обмотку автотрансформатора с 32 ступенями регулирования, первичную тяговую, две вторичные тяговые обмотки, а также обмотки для отопления вагонов поезда, собственных нужд и для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при реостатном торможении

Трансформатор рассчитан на входную мощность при напряжении 25 кВ 8058 кВ- А Номинальная мощность первичной тяговой обмотки 6850 кВ- А, напряжение на ее зажимах может меняться в пределах от 0 до 25 ООО В, при этом напряжение на зажимах вторичных тяговых обмоток при холостом ходе меняется от 0 до 1040 В Продолжительный ток вторичных тяговых обмоток 3300 А, часовой ток 3420 А Обмотка отопления состава рассчитана на номинальную мощность 800 кВ- А, номинальное напряжение 3100 В и продолжительный ток 259 А, обмотка собственных нужд — на номинальную мощность 275 кВ- А, номинальное напряжение 354/256/221 В, продолжительный ток 778 А, обмотка для питания обмоток возбуждения — на номинальную мощность 133 кВ- А, номинальное напряжение 133 В Трансформатор имеет три стержня Обмотки и стержни охлаждаются маслом, для циркуляции которого применены два бессальниковых моноблочных центробежных насоса с асинхронными электродвигателями, погруженными в масло Общая масса трансформатора 11 400 кг, из них на масло приходится 2200 кг

От каждой вторичной тяговой обмотки через свою выпрямительную установку, собранную по мостовой схеме, питаются три параллельно включенных тяговых электродвигателя В плечо моста включены параллельно 16 цепей, в каждой из которых по четыре последовательно соединенных кремниевых вентиля D200 Общее количество вентилей в силовой цепи трех тяговых электродвигателей 4- 16- 4=256 Вентили рассчитаны на номинальный ток 200 А и обратное напряжение 500 В Расположены они в двух металлических шкафах Там же имеются выпрямители для питания вспомогательных машин, выполненные в виде мостов из 32 вентилей, в плече четыре параллельные ветви, в каждой по два последовательно включенных вентиля Охлаждение вентилей установки воздушное Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых электродвигателей включены сглаживающие реакторы

Регулирование напряжения осуществляется на стороне высокого напряжения путем переключения выводов обмотки автотрансформатора переключателем ступеней TPPL с электропневматическим приводом При такой системе контакторы переключателя разрывают цепи с меньшими по величине токами, но изоляция отдельных частей переключателя должна быть рассчитана на полное напряжение контактной сети С помощью переключателя ступеней возможно получить 32 позиции пуска, на каждой из которых можно работать продолжительно На ступенях с 26-й по 32-ю возможно получать пять ступеней ослабления возбуждения тяговых электродвигателей — 72; 60; 51; 44 и 40 %.

Защита выпрямительных установок от токов перегрузки и коротких замыканий на тяговых электродвигателях осуществляется главным воздушным выключателем 2DBB-25A, рассчитанным на номинальный ток 400 А, номинальный ток выключения 10 кА и номинальную выключающую мощность 250 MB- А.

Тяговые электродвигатели AL-4442nP имеют шесть главных и шесть добавочных полюсов и выполнены без компенсационной обмотки. Электродвигатели рассчитаны на питание пульсирующим током. Основные технические данные электродвигателей при номинальном напряжении 800 В и возбуждении 95,5 %:

Максимальное рабочее напряжение на зажимах электродвигателей 900 В; расчетное количество охлаждающего воздуха 9,6 м3/мин; максимальная частота вращения якоря 1860 об/мин.

Обмотки электродвигателей имеют изоляцию класса Н, допускающую перегрев обмоток полюсных катушек до 180 °С и обмоток якоря до 160 °С. Обмотка якоря петлевая. Масса электродвигателя 2950 кг.

Контроллер машиниста 21КР1 имеет реверсивную рукоятку (положения вперед, нулевое, назад), штурвал для управления переключением ступеней и рукоятку для получения пяти ступеней ослабления возбуждения. Штурвалом можно осуществлять автоматический набор позиций до заданной и набор по одной позиции, фиксировать определенную позицию и сбрасывать позиции автоматически или по одной.
Электрическое торможение производится с помощью крана машиниста (совместно с пневматическим) или отдельного командного аппарата (тормозного контроллера). Возбуждение тяговых электродвигателей при торможении регулируется тиристор-ным преобразователем, получающим питание от соответствующей обмотки трансформатора.

При реостатном торможении цепь якоря каждого тягового электродвигателя подключается к индивидуальному резистору. Система автоматического регулирования ограничивает использование реостатного торможения по мощности тормозных резисторов, максимальной тормозной силе и току возбуждения.

На электровозе установлены два двухцилиндровых двухступенчатых компрессора K2-Lok2, имеющих при частоте вращения вала 635 об/мин производительность 2,1 м3/с. Компрессор приводится через редуктор электродвигателем 11А-2135/4.

Электродвигатели вспомогательных машин коллекторные, питаются пульсирующим током номинального напряжения 220 В. Для привода вентиляторов, охлаждающих тяговые электродвигатели и выпрямительные установки, применены электродвигатели 1А-2732/4; для привода вентиляторов, охлаждающих сглаживающие реакторы и масляные радиаторы трансформатора — 6А-2135/4.

Основные данные приводных электродвигателей:

Номинальное напряжение цепей управления 48 В. Эти цепи питаются от статического преобразователя или от щелочной аккумуляторной батареи НКТ-160 (40 элементов).

При среднеизношенных бандажах (диаметр 1205 мм) электровоз имеет следующие тяговые данные:

Конструкционная скорость электровоза 180 км/ч. Тормозные резисторы рассчитаны на мощность 5000 кВт. Масса электровоза в рабочем состоянии 126 т.

Выпущенный в 1982 г. электровоз ЧС4т-517 был двухтысячным электровозом, построенным заводами Шкода для железных дорог Советского Союза.

Торжественная передача этого локомотива была проведена в депо Ильича 30 ноября 1982 г.

В процессе выпуска электровозов ЧС4Т несколько менялась конструкция отдельных узлов и аппаратов, а также схемы включения некоторых приборов. Наибольшие изменения были внесены в конструкцию трансформатора для повышения надежности его работы. С электровозов, получивших заводское обозначение 62Е2, изменено направление потока охлаждающего масла (было сверху вниз, стало наоборот), усовершенствованы масляные радиаторы; с электровозов 62Е3 усилена изоляция обмоток низкого напряжения, изменены расположение и сечение проводников части катушек обмотки высокого напряжения; с электровозов 62Е4 активная часть трансформатора выполняется выемной.

Конструктивные особенности (отличия от ЧС4)

Стальной кузов вместо пластикового (устранение пропуска электромагнитного излучения).

Реостатное торможение (в отличие от чисто пневматического у ЧС4).

Люки в боковых стенках для выемки мотор‑компрессоров.

Изменённые опоры кузова.

Тиристорное оборудование:

1. тиристорный выпрямитель в стабилизаторе (питание цепей управления и освещения: переменное 220 В → постоянное 50 В);
   
2. тиристорные выпрямители питания вспомогательных машин (плавный запуск, стабильное напряжение при колебаниях в сети);
   
3. шкафы выпрямительных установок без мотор‑вентиляторов (охлаждение от мотор‑вентиляторов тяговых двигателей).
   
4. Перемещение маслоохладителей тягового трансформатора на бак (упрощение масляной системы);
   
5. два вентилятора для обдува маслоохладителей.

История создания

Проблема

ЧС4

: пластиковый кузов пропускал электромагнитное излучение, неблагоприятно влияя на локомотивную бригаду.

1971 г. — выпуск прототипа ЧС4Т‑161 (тип 62E0) с новым кузовом и реостатным торможением.

1973 г. — начало серийного производства (первый серийный — ЧС4Т‑232, тип 62Е1).

1986 г. — выпуск последнего электровоза серии (ЧС4Т‑740, тип 62Е10).

Эксплуатация

Основные дороги: Горьковская, Московская, Юго‑Восточная, Северо‑Кавказская, Западно‑Сибирская, Белорусская.

По состоянию на 2021 г.:

15 единиц — на балансе Белорусской железной дороги;

большинство машин списано;

часть переоборудована в рельсосмазыватели (локомотивы‑лубрикаторы) для нанесения смазки на головки рельсов.

Отдельные экземпляры:

ЧС4Т‑270 (тип 62E2) — учебное пособие в Горьковском учебном центре профессиональных квалификаций;

ЧС4Т‑461 (тип 62E5) — тренажёр восстановительного поезда на станции Кочетовка;

ЧС4Т‑548 (тип 62E7) — в музее Северо‑Кавказской железной дороги.

Прозвища

За внешний вид электровозы ЧС4Т (и родственный ЧС2Т) получили народные названия: «Теремок», «Башня», «Кирпич», «Утюг».

Преемственность
Российским преемником ЧС4Т стал электровоз ЭП1М.