Моторные электровагоны Е

В период 1966—1975 гг. вступили в строй Тбилисский (в январе 1966 г.), Бакинский (в ноябре 1967 г.) и Харьковский (в августе 1975 г.) метрополитены. Увеличилась протяженность линий на ранее действующих метрополитенах Московском, Ленинградском и Киевском. Если за десятилетие 1956—1965 гг. протяженность линий метрополитенов возросла на 75 км (72 км было на конец 1955 г. и 147 на- конец 1965 г.), то за последующее десятилетие длина линий увеличилась на 127 км и достигла на конец 1975 г. 274 км.
В течение десятилетия (1966—1975 гг.) Мытищинский машиностроительный, а с 1968 г. и Ленинградский вагоностроительный завод им. И. Е. Егорова изготовляли для метрополитенов моторные электровагоны Е, рассчитанные на питание постоянным током 750 В через контактный рельс. Впервые вагоны Е Мытищинский завод построил в 1959 г. Электрооборудование для всех вагонов Е изготовлялось московским электромашиностроительным заводом «Динамо» им. С. М. Кирова. В конструкцию вагонов Е вводились отдельные улучшения и изменения, в результате чего появился ряд разновидностей вагонов этого типа.
Моторные электровагоны Е. Мытищинский машиностроительный завод в период 1966—1969 гг. строил моторные электровагоны Е (рис. 64). Заводское обозначение этих вагонов 81г703. Кузов вагона Е цельнометаллический, сварной конструкции длиной 18 770 мм, шириной 2712 мм, без продольных балок между шкворневыми балками, роль этих балок выполняет гофрированный пол, как это сделано и у вагонов электропоездов ЭР1, ЭР2 и др. Наружная обшивка кузова выполнена с гофрами, ширина дверных проемов 1280 мм. На вагонах Е установлены комбинированные автосцепки. Длина вагона по осям автосцепок 19 166 мм. Шкворневые балки кузова опираются через подпятники на центральные брусья тележек, которые с помощью цилиндрических пружин подвешены к рамам, тележек. Рамы тележек имеют форму буквы Н и коробчатое сечение. Между центральным брусом и рамой тележки поставлены гидравлические амортизаторы (по одному с каждой стороны тележки). Рама тележки опирается на приливы (крылья) букс также через цилиндрические пружины. Общий статический прогиб рессорного подвешивания под тарой вагона 79 мм. Колесная база тележки 2100 мм, общая колесная база 14 700 мм.
Буксы с цилиндрическими роликовыми подшипниками связаны с рамой тележки упругими поводками. Диаметр колес при новых бандажах 780 мм, диаметр шеек 100 мм. Между ступицей колеса и ободом центрального диска установлены резиновые вкладыши, уменьшающие шум при движении вагонов и смягчающие удары. На каждой тележке установлено по четыре тормозных цилиндра диаметром 6" — по одному на колесо, торможение двустороннее.
Тяговые электродвигатели ДК-Ю8А1 подвешены на раме тележки; вращающий момент от вала электродвигателя к колесной паре передается через карданную муфту и редуктор с передаточным отношением 15:80=1:5,33.
Тяговый электродвигатель ДК-Ю8А1 с волновой обмоткой якоря имеет кремнийорганическую изоляцию. Магнитная система электродвигателя выполнена с малым насыщением, в связи с этим для ускорения процесса нарастания магнитного потока при реостатном торможении на высоких скоростях движения электродвигатели имеют на главных полюсах, помимо последовательных катушек, независимые катушки, питаемые через резистор от контактного рельса; эти катушки создают около 10% магнитного поля.
При напряжении на выводах 375 В электродвигатели имеют следующие параметры:



Максимальная частота вращения якоря 3260 об/мин. Вес тягового электродвигателя 630 кгс.
На каждом моторном вагоне установлено по два групповых переключателя с электромоторным приводом. Один из них — реостатный контроллер ЭГК-17А — служит для изменения величины пуско-тормозных резисторов и степени возбуждения тяговых электродвигателей; вал этого контроллера вращается в прямом (позиции 1—18) и обратном (позиции 18—36) направлении (как главный контроллер электровозов ВЛ60к й ВЛ80к). Второй переключатель положений — ЭГК-18А — служит для переключения тяговых электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение, которое осуществляется на 18-й позиции реостатного контроллера, а также для переключения с ходового режима на тормозной. Включение 1-й позиции на тяговом режиме осуществляется тремя линейными контакторами ПК-162А1, расположенными в ящике ЛК-755А1; на этой позиции тяговые электродвигатели имеют 55% возбуждения. На 2—15-й позициях реостатного контроллера происходит выведение из цепи пусковых резисторов, 17-я и 18-я позиции являются безреостатными; на 2—18-й позициях тяговые электродвигатели имеют возбуждение 100%. Если реостатный контроллер задерживается на 18-й позиции, то происходит уменьшение возбуждения электродвигателей до 55% с помощью индивидуальных контакторов. При обратном вращении вала реостатного контроллера выводятся из цепей тяговых электродвигателей пусковые резисторы, а затем уменьшается степень возбуждения тяговых электродвигателей со 100 последовательно до 78, 55, 44 и 35%.
Переход на выбег осуществлен с одной ступенью уменьшения тягового усилия; это позволяет избежать сильных толчков при выключении тяговых электродвигателей. Уменьшение тягового усилия осуществляется с помощью резистора и дополнительного линейного контактора ПК-162А1, расположенного в том же ящике ЛК-755А1. Реверсирование' выполнено путем переключения обмоток якоря; количество позиций пуска и торможения по 36; количество промежуточных ступеней ослабления возбуждения 3; силовые катушки реле ускорения и торможения включены в каждую группу тяговых электродвигателей.
Реостатное торможение производится от скорости 90 до 10—12 км/ч. Первые пять позиций, торможения осуществляются только за счет изменения возбуждения тяговых электродвигателей с 35 последовательно до 44, 55, 73 и 100%. На остальных позициях происходит постепенное уменьшение величин сопротивлений, включенных в цепи тяговых электродвигателей.
Машинист по своему усмотрению при разгоне и торможении поезда в зависимости от условий движения и состояния поверхности рельсов может менять ток отпадания реле ускорения: при пуске в пределах 340—240 А, при торможении в пределах 260—150 А.
Контроллер машиниста КВ-35А имеет реверсивную и главную рукоятки и привод кулачкового вала разъединителя цепей управления (РЦУ). Главная рукоятка на тяговом режиме имеет три позиции: 1-я (маневровая), на которой реостатный контроллер ЭГК-17А остается на 1-й позиции, 2-я — контроллер ЭГК-17А на 18-й позиции, соединение тяговых электродвигателей последовательное и 3-я — контроллер ЭГК-17А на 1-й позиции, соединение тяговых электродвигателей параллельное с возбуждением 35%. На тормозном режиме главная рукоятка имеет три положения: 1 и 1А — ручное торможение и 2 —автоматическое торможение.


На вагонах установлены компрессоры ЭК-4А, приводимые электродвигателями ДК-408Амощностью 3,7 кВт (750 В, 6,7А, 1500об/мин). Аккумуляторная батарея 56 НКН-45 емкостью 45 А-ч заряжается током цепи освещения, электродвигателя компрессоров и через резисторы 350 Ом.
Максимальная скорость вагона 90 км/ч, ускорение при пуске 1,2 м/с2 и замедление при реостатном торможении со скоростью 70 км/ч до 10 км/ч около 1,1 м/с2. Вес вагона (тара) 31,5 тс. Количество мест для сидения 40.

На вагонах Е установлены тормозные воздухораспределители ус.т. № 337-003, объединяющие в себе органы служебного и экстренного торможения, а также аппараты замены электрического торможения пневматическим. Все виды торможения вагонов происходят под контролем авторежима, что обеспечивает в известной степени независимость замедления от нагрузки вагона. Нагрузка при относительно небольшом весе вагона значительно меняет в эксплуатации отношение полного веса к весу самого вагона.
В процессе выпуска вагонов Е в их конструкцию вводились отдельные изменения; из наиболее крупных изменений можно отметить следующие. Для повышения прочности осей колесных пар с вагона № 3397 выпуска 1966 г. был увеличен диаметр шейки со 100 до НО мм и диаметр средней части оси со 140 до 145 мм, что вызвало изменение конструкции остова тягового электродвигателя, получившего обозначение ДК-Ю8Г; была увеличена также толщина листов рамы тележки с 8 до 10 мм. Начиная с этого времени все ранее выпущенные рамы тележек и .колесные пары Мытищинским машиностроительным заводом заменялись на усиленные, а остовы тяговых двигателей переделывались под усиленную ось на метрополитенах. Вес вагона с новыми тележками увеличился до 32 тс, а статический прогиб рессорного подвешивания — до 80,2 мм.
С вагона № 3511 выпуска 1967 г. реостатный контроллер ЭКГ-17А заменен на контроллер ЭГК-17Б, , а переключатель положений ЭКГ-18А — на ЭКГ-18Б'(изменена конструкция электромагнитного тормоза); на вагонах № 3504—3507, 3509, 3515 и 3518 и выше электродвигатель ДК-408А компрессора заменен электродвигателем ДК-408В, имеющим изоляцию обмоток и якоря из кремнийорганической смолы.
С вагона № 3537 выпуска 1967 г. вместо контроллера машиниста КВ-35А начали устанавливать контроллеры КВ-40А, на которых реверсивный, главный вал и вал разъединителя цепей управления приводят в действие от одной кулачковой шайбы не один, а два кулачковых элемента.
В начале 1968 г. под вагоны № 3605, 3606, 3616—3620, 3624 и 3625 были подкачены тележки, спроектированные и предназначенные для вагонов Ем (см. ниже), под которые они никогда не подкатывались. За счет изменения числа витков цилиндрических пружин у этих тележек соотношение статического прогиба надбуксового и центрального подвешивания было изменено с 50/50 на 30/70. На тележках были впервые применены малогабаритные буксы и штамповано-сварные кронштейны крепления поводков надбуксового подвешивания вместо литых — сварных.
В 1968—1969 гг. на вагонах с № 4719 частично и с № 4755 полностью компрессор ЭК-4А был заменен компрессором ЭК-4Б. В августе-сентябре 1969 г. на вагонах № 4815 и 4820 было установлено оборудование для автоматического регулирования скорости (АРС), которое в дальнейшем было установлено на опытных вагонах Ечс (см. ниже). Из-за ограничений по напряжению на коллекторе тяговых электродвигателей ДК-Ю8Г при торможении с высоких скоростей АРС на вагонах Е без применения специальной аппаратуры не использовалось.
На последних вагонах Е № 4822-—4824 были применены тележки вагонов Еж (см. ниже) и воздухораспределители усл. № 337-004 вместо усл. № 337-003. В отличие от серийных тележек вагонов Еж. опытные тележки имели крупнозубую гребенку крепления металлических поводков букс. Вагоны поступили для эксплуатационной проверки в депо Сокол Московского метрополитена. Ранее с 1967 г. новые воздухораспределители проходили испытания на семивагонном составе (№ 3441—3447) в вышеуказанном депо.
В связи с тем, что Мытищинский машиностроительный завод и Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения (ВНИИВ) начали вести работы по созданию новых типов моторных вагонов с применением пневматического подвешивания (см. ниже вагоны И) в апреле 1971 г. два вагона Е № 3200 и 3346 были в депо Северное Московского метрополитена оборудованы в экспериментальных целях таким подвешиванием. Пневморессоры располагались на продольных балках тележки и на них опирался центральный брус. Для поддержания высоты кузова независимо от нагрузки были применены автоматические системы: на вагоне № 3200 пневматическая система, на вагоне № 3346 электропневматическая. Опытные вагоны получили обозначение Ер и с июля 1973 г. поступили в эксплуатацию с пассажирами на Кировско-Фрунзенскую линию.
В 1972 г. на Московском метрополитене вагон № 3509, а в 1974 г. вагон № 3361 были переоборудованы в грузовые для перевозки в ремонт и обратно колесных пар и тяговых электродвигателей. Эти вагоны вместо пассажирского помещения имели погрузочно-разгрузочную площадку и ленточный транспортер.

Чтобы не ставить независимые обмотки на тяговых электродвигателях ДК-108 и исключения зависимости реостатного торможения от наличия напряжения в контактном рельсе, кафедрой общей электротехники МИИТа совместно с заводом «Динамо» им. С. М. Кирова была разработана система импульсного регулирования возбуждения электродвигателей. Предварительно система в 1968—-1969 гг. была испыта-на^на двух вагонах депо Сокол Московского метрополитена, а затем такой системой в 1970 г. в тюм же депо были оборудованы вагоны Е № 3693—3699. Резисторы и контакторы ослабления возбуждения при этом были сняты. Тиристорные регуляторы помещены в ящике БСТ-4, системы управления ими — в блоках БУ-7, которые получали данные о величинах токов якорей и возбуждения от датчиков силовых цепей. При-пуске вагонов на 1-й позиции реостатного контроллера возбуждение составляло 26%, затем доводилось' до 90% (10% проходит по шунтирующим обмоткам резисторов, что уменьшает пульсацию магнитного потока). На 2—16-й позициях реостатного контроллера выводятся резисторы, 17, 18-я позиции — безреостатные без ослабления возбуждения. После переключения тяговых электродвигателей на параллельное соединение контроллер снова выводит резисторы: 6—5-я позиции — безреостатные и их возбуждение уменьшается с 90 до 26%. При переходе на выбег для уменьшения толчков происходит усиление возбуждения до 90%. Дополнительный резистор и контактор, осуществляющие уменьшение тягового усилия при переходе на выбег, были использованы для тех же целей в тормозном режиме. При реостатном торможении процесс начинается при возбуждении 90%, которое затем уменьшалось до 26%, а далее происходит ступенчатый вывод из цепи тяговых электродвигателей резисторов. При импульсном регулировании возбуждения тяговых электродвигателей в положении тормозной рукоятки контроллера машиниста «Тормоз 2» ток тяговых электродвигателей равен 200 А, при положении «Тормоз 1А»— 100 А. После окончания импульсного регулирования возбуждения процесс торможения не отличается от торможения серийных вагонов Е.
В связи с большими изменениями в электрических цепях вагонов пуско-тормозные резисторы КФ-47А были заменены на КФ-47А2, реостатный контроллер ЭКГ-17Б на ЭКГ-17Г, переключатель положений ЭКГ-18Б на ЭКГ-18Г, контроллер машиниста КВ-40А на КВ-40АЗ, ящик с контакторами ЛК-755А2 на ЛК-755Д1.

После получения положительных результатов испытаний опытного состава в условиях эксплуатации на заводе по ремонту электроподвиж-ного состава Московского метрополитена для депо Сокол были переоборудованы в 1971 г. на импульсное регулирование возбуждения еще четыре вагона Е № 4701—4704, которые имели силовые блоки БСТ-4В и блоки управления БУ-7Б, а затем после замены блока управления БУ-7Б на БУ-9А и силового блока тиристоров БСТ-4В на БСТ-9А в 1972 г. системой импульсного регулирования было оборудовано еще четыре вагона Е, в 1973 г. — четыре и в 1974 г.—-восемь вагонов Е. В связи, с началом выпуска промышленностью вагонов Ежз с импульс-126 . .
ным регулированием возбуждения (см. ниже) работы по переоборудованию на такое регулирование на Московском метрополитене были прекращены.
В процессе эксплуатации вагонов Е была демонтирована система, позволяющая машинисту менять ток отпадания реле ускорения С 19/0 г. на вагонах вместо аккумуляторных батарей 56НКН-45 стали устанавливаться батареи 56НКН-55.
в кД ПвРТЛ.1970^1975 гг' вагоны Е (а также вагоны Еж, Ем508, ЕмоиУ, Ем5081 и Ежз — см. ниже) Московского, Тбилисского и Харьковского метрополитенов оборудовались дополнительно схемой резервного управления поездом. Вагоны Е Тбилисского метрополитена (а впоследствии н вагоны Еж и Ежз) для обслуживания поездов одним машинистом оборудовались педалью бдительности и быстродействующим электропневматическим клапаном.