ВЛ60 (в честь В ладимира Л енина , тип-60, 6-осный Однофазный, до января 1963 — Н6О , — Н овочеркасский 6 -осный ; прозвища — Шестидесятка , Малыш , Утюг , Лохмашка ) — первый советский магистральный грузо-пассажирский электровоз переменного тока , запущенный в крупносерийное производство. В 1960-х наравне с ВЛ8 и ТЭ3 являлся одним из основных локомотивов на советских железных дорогах .

Зарождение в Советском Союзе электровозной тяги на переменном токе

Впервые в Советском Союзе вопрос об электрификации железных дорог на переменном токе был поставлен ещё в 1920-х , когда только начинали электрифицировать направление через Сурамский перевал . Простейшие расчёты показывали, что в будущем электрическая тяга на постоянном токе с номинальным напряжением 3000 В не позволит рационально решить вопрос увеличения провозной способности линий путём повышения веса поездов и скорости их движения. Так эти расчёты показывали, что при ведении поезда массой 10 000 т на подъёме 10 ‰ при скорости 50 км/ч тяговый ток электровозов будет составлять более 6000 А . Это требовало бы увеличения сечения контактного провода , а также очень частого расположения тяговых подстанций . В общей сложности учёные сравнили около двухсот вариантов сочетаний рода тока и величин напряжений, после чего было принято решение, что оптимальным вариантом является электрификация на постоянном или переменном ( 50 Гц ) токе напряжением 20 000 В . Первая система на тот момент в мире вообще нигде не была испытана (подробнее см. Электроподвижной состав на напряжение 6000 В ) , а вторая была изучена очень мало, поэтому на первой Всесоюзной конференции по электрификации железных дорог было принято решение о сооружении опытного участка, электрифицированного на переменном токе ( 50 Гц ) напряжением 20 кВ , а также построить электровоз для испытаний, которые бы позволили выявить преимущества и недостатки электровозов переменного тока в условиях нормальной эксплуатации .

В октябре 1938 года на заводе « Динамо » при поддержке Коломенского завода была закончена постройка первого в Советском Союзе электровоза переменного тока, которому присвоили обозначение ОР22 (однофазный, с ртутным выпрямителем, нагрузка на ось — 22 тс ). Для упрощения производства, механическая часть и тяговые двигатели этого электровоза были заимствованы от электровозов « Владимир Ленин » и « Сергей Киров ». После проведения заводских испытаний, электровоз ОР22 был отправлен на экспериментальное кольцо ВНИИЖТа , где 19 декабря 1939 года совершил свою первую самостоятельную поездку под напряжением. Дальнейшие испытания данного электровоза показали, что схема электрификации на переменном токе высокого напряжения (20 кВ) и промышленной частоты (50 Гц) является оптимальным вариантом. Благодаря этому отпадает необходимость в применении неэкономичного реостатного пуска, возрастает число экономических скоростей, а устранение гальванической связи между контактной сетью и тяговыми электродвигателями позволяет лучше защитить последние от различных перенапряжений, а также снизить толщину изоляции, что в свою очередь ведёт к увеличению их удельной мощности. Помимо этого, принципиальная схема электровоза ( трансформатор — выпрямитель — ТЭД ) оказалась настолько удачной, что впоследствии по ней стало выпускаться подавляющее большинство советских электровозов переменного тока. Сам ОР22 в начале Великой Отечественной войны был разоборудован .

Вновь к электровозам переменного тока в СССР вернулись в начале 1950-х в связи с началом пятой пятилетки , по планам которой предусматривалась массовая электрификация железных дорог. В 1952 году на Новочеркасском электровозостроительном заводе было начато проектирование нового электровоза переменного тока с игнитронами . В 1954 году завод выпустил по проекту 2 первых электровоза, которым было присвоено обозначение НО (новочеркасский однофазный). В дальнейшем до 1957 года включительно завод выпустил ещё 10 электровозов данной серии. Как и в случае с ОР22, механическая часть и тяговые электродвигатели для данного электровоза были заимствованы от электровозов постоянного тока (на сей раз от ВЛ22 ^м ). Однако, в отличие от ОР22, на НО не было сеточного регулирования , а применено ступенчатое (33 позиции). Это в определённой степени упрощало устройство, но одновременно с этим снижало тяговые пусковые характеристики. Электровозы поступили для эксплуатации на линию Ожерелье — Павелец ( Московская железная дорога ), которая в 1955— 1956 гг . была электрифицирована на переменном токе напряжением 20 кВ . Эксплуатация электровозов НО (в 1963 году их обозначение сменили на ВЛ61 ) была довольно успешной и ещё подтвердила полную работоспособность ламповых выпрямителей на электровозах. В результате было принято решение об электрификации на переменном токе сразу целого направления Транссиба , а именно: Мариинск — Зима , протяжённостью 1222 км . Однако уже к тому времени советские заводы начали выпуск более мощных локомотивов: электровозы ВЛ8 и тепловозы ТЭ3 . Помимо этого, принятое в 1956 году на XX съезде КПСС решения о массовом переходе на электровозную и тепловозную виды тяги подразумевало и рост весов поездов. Таким образом, электровозы НО с их часовой мощностью 2400 кВт уже не могли обеспечить выполнение провозной способности железнодорожных участков, что привело к решению о начале проектирования нового более мощного электровоза переменного тока .

Проектирование. Конструкция

В 1956 году на Новочеркасском электровозостроительном заводе была начата разработка нового шестиосного электровоза переменного тока. Работы велись под руководством главного конструктора завода — Б. В. Суслова , который ранее уже руководил проектированием электровозов НО (см. выше) . В результате были определены следующие параметры нового электровоза :

• Род тока — однофазный 50 Гц, 20 кВ;
• Мощность — 4000 кВт;
• Сила тяги часового режима — 33 000 кгс при скорости 45 км/ч;
• Конструкционная скорость — 110 км/ч;
• Масса электровоза — 138 т;
• Диаметр движущих колёс — 1250 мм.

От НО новый электровоз заимствовал схему пуска (встречно-согласное включение обмоток трансформатора, применение делительных реакторов, 33 пусковые позиции) и схему выпрямления (двухполупериодная с нулевым выводом), только вместо раздельных контакторов был установлен групповой переключатель ЭКГ-60/20 — это значительно упростило цепи управления. Помимо этого, на новом электровозе номинальное напряжение электродвигателей также было принято равным 1500 В , как у электровозов постоянного тока. И тут выбор конструкторов не совсем обоснован. Дело в том, что оптимальная величина напряжения для тяговых электродвигателей электровозов составляет 750—1000 В , то есть в 1,5—2 раза ниже выбранного. В книгах В. А. Ракова это объясняется тем, что при применении напряжения 750 В вес аппаратуры, а следовательно и электровоза в целом, будет значительно выше, нежели при более высоком напряжении . Однако этому противоречит тот факт, что всего через 2 года на том же заводе был создан новый, более мощный электродвигатель НБ-413 (применялся на электровозах Н8О ) на напряжение 900 В . Вариант, что напряжение 1500 В было принято для устранения излишних перерасчётов силовых элементов, также неприемлем .

В январе 1957 года было начато . Так как к тому времени переход с винтовой стяжки на автосцепку был официально завершён, то новый электровоз сразу проектировался без буферов . Таким образом он стал первым в СССР локомотивом, на котором не предусматривалась установка буферов, при этом автосцепка крепилась на кузове, а не на тележках, что позволило снизить их массу, а также исключить межтележечное соединение, что в свою очередь позволило в освободившееся пространство опустить тяговый трансформатор. Также на проектируемом электровозе для соединения тележек с кузовом вместо шкворневых опор были использованы качающиеся (по принципу работы схожи с перевёрнутым маятником) . В связи с этим, распространено заблуждение, что конструкторами были заимствованы отдельные узлы от электровозов Ф , приобретённых Советским Союзом у Франции . Однако данное заблуждение довольно легко опровергнуть, так как электровоз T-01 (прототип электровозов Ф) было выпущен лишь в 1959 году . К тому же, аналогичную конструкцию опор имели тепловозы ТЭП60 и первые ТЭП70 . Качающиеся маятниковые опоры подобной конструкции были применены ещё на электровозе французских железных дорог серии BBB 6002 разработки 1948 года и описаны в советской технической литературе в период проектирования ВЛ60.

Производство

Опытные электровозы Н6О

В декабре 1957 и феврале 1958 г. НЭВЗ построил два первых шестиосных электровоза переменного тока напряжением 20 кВ — Н6О-001 и Н6О-002.

Конструкция механической части электровозов Н60 значительно отличается от всех ранее построенных в Советском Союзе электровозов. Кузов электровоза Н60 служит не только для размещения оборудования и кабин машиниста , а также для передачи тягового усилия. Поэтому автосцепки установлены на раме кузова, а не на тележках, как это сделано на электровозах ВЛ8, ВЛ23, ВЛ61 и более старых. Электровоз ВЛ60 является первым магистральным локомотивом, спроектированным без буферов. На двух первых электровозах была установлена двусторонняя, жёсткая косозубая передача от тяговых электродвигателей к колёсным парам с разным передаточным отношением, что позволило выбрать оптимальное отношение для серийного производства.

На электровозах Н6О-001 и Н6О-002 были установлены тяговые электродвигатели НБ-410 мощностью 695 кВт и 610 кВт в часовом и длительном режимах соответственно. На электровозе размещены две выпрямительные установки, каждая из которых имеет четыре игнитронных запаянных вентиля с жидкостным охлаждением. Схема силовой цепи тяговых электродвигателей на электровозах Н6О-001 и Н6О-002 принципиально такая же, как и на электровозах серии ВЛ61.

По данным взвешивания электровоз Н6О-001 имел вес выше ранее запланированного — 141,3 т. После замены тележек с литыми боковинами на тележки с боковинами, сваренными из листовой стали, вес электровоза снизился до 139,6 т. При диаметре колес 1250 мм и передаточном числе 1:4,19 (Н6О-001) и 1:3,74 (Н6О-002) электровозы реализовали: при часовом режиме — силу тяги 33100 кг и 29600 кг, скорость 45,0 км/ч и 50,4 км/ч; при длительном режиме — силу тяги 27500 кг и 24600 кг и скорость 47,5 и 53,2 км/ч соответственно. Конструктивная скорость была снижена до 100 км/ч.

В связи с переводом участка Ожерелье — Павелец с напряжения 20 кВ на напряжение 25 кВ на электровозах Н6О-001 и Н6О-002 в 1959 году были заменены первичные обмотки трансформаторов. В дальнейшем электровозы были подвергнуты более серьёзным переделкам (новые тяговые электродвигатели НБ-412М, главные контроллеры и др.), что приблизило их конструкцию к серийным локомотивам.

Серийный выпуск

Принятое в октябре 1958 года решение об электрификации участка Мариинск — Красноярск — Зима на переменном токе со сроком ввода его в эксплуатацию в течение 1959—1960 гг. значительно ускорило организацию выпуска электровозов ВЛ60 на Новочеркасском электровозостроительном заводе . Уже в 1959 году было выпущено несколько десятков электровозов. Эти электровозы строились заводом с 1959 г. по 1965 г. и стали основным типом грузового локомотива на линиях, электрифицированных на переменном токе. При этом завод непрерывно работал над улучшением конструкции локомотивов данной серии.

На основании результатов эксплуатации тяговые электродвигатели НБ-410 были переработаны и получили наименование НБ-412. Выполненные на несколько меньшее номинальное напряжение (1450 В против 1600 В у НБ-410) они имели следующие параметры: мощность часового режима — 647 кВт, продолжительного — 564 кВт (против 695 кВт и 610 кВт у НБ-410 соответственно). Электродвигатель стал тяжелее. ТЭД НБ-412 установлены на электровозах № 003—033.

Позднее с целью повышения мощности двигатель снова был модифицирован и получил обозначение НБ-412М. Новая модификация имела следующие параметры: мощность часового режима — 690 кВт, продолжительного — 550 кВт. Этими двигателями были оборудованы почти все электровозы выпуска 1959—1965 гг.

В дальнейшем попытки усовершенствовать тяговые электродвигатели (в первую очередь повысить напряжение на зажимах) не прекращались и привели к возникновению новой модификации — НБ-412К. При номинальном напряжении 1600 В данный двигатель имел следующие параметры: мощность часового режима — 800 кВт, продолжительного — 675 кВт. Также немного понизилась и масса двигателя. ТЭД НБ-412К стали устанавливаться на электровозы с № 1810 с 1965 года .

Также в процессе постройки было изменено количество игнитронов (с 8 на первых четырёх электровозах до 12 на последующих) и схема их соединения и монтажа. В конце 1963 года стала выпускаться усовершенствованная модель игнитронов, которая и устанавливалась на электровозы ВЛ60, начиная с № 1277.

В процессе серийного выпуска было сделано и множество других изменений в конструкции электровоза, одно из самых значимых — ВЛ60 был унифицирован по главному контроллеру с ВЛ80, вместо ЭКГ-60/20, у которого все элементы выполнены с дугогашением , был применён ЭКГ-8Ж, имеющий лишь 4 элемента с дугогашением, переключающих переходные (делительные) реакторы, а остальные 30 элементов дугогашения не имеют, что серьёзно упрощает контроллер. Несмотря на то, что на ВЛ60 в полтора раза больше тяговых двигателей, чем на ВЛ80 (6 против 4), у него в полтора раза выше их номинальное напряжение и, соответственно, в полтора раза меньше ток каждого двигателя — в итоге общий ток вторичной обмотки трансформатора у ВЛ60 и ВЛ80 почти одинаковый, что позволило применить одинаковые ЭКГ.

Локомотивы серии ВЛ60 первоначально поступили на Красноярскую , а затем на Северо-Кавказскую , Северную (депо Буй, Вологда), Одесско-Кишинёвскую , Горьковскую , Дальневосточную , Юго-Восточную дороги и на участок Ожерелье — Павелец Московской дороги .

В 1970-е гг. все электровозы ВЛ60 переоборудованы в ВЛ60 ^К с заменой ртутных выпрямительных установок на полупроводниковые.

Китай

На основе электровоза Н60 с помощью СССР в КНР в 1958 году был спроектирован первый китайский магистральный электровоз, получивший наименование 6Y1 . До 1968 года было построено 7 таких электровозов.

Начиная с 1968 года вместо ртутных выпрямителей ( игнитронов ) стали использовать кремниевые диоды. С этого момента электровоз получил наименование SS1 ( Shaoshan 1 ) и стал выпускаться серийно до 1988 года . Всего построено 819 электровозов серии SS1.

Модификации

ВЛ60П-001

В конце 1961 года Новочеркасский электровозостроительный завод выпустил электровоз ВЛ60П-001, предназначенный для пассажирской службы.

На этом электровозе установлены тяговые электродвигатели НБ-415, изменена зубчатая передача (передаточное отношение), установлен электропневматический тормоз . Остальное электрооборудование такое же, как на серийных электровозах выпуска 1961 г. При напряжении на зажимах 1450 В ТЭД НБ-415 имеет следующие параметры: мощность часового режима — 690 кВт, продолжительного — 595 кВт.

При часовом режиме сила тяги равна 19000 кг и скорость 73,3 км/ч, при длительном режиме соответственно — 16900 кг и 75,4 км/ч. Скорость электровоза, соответствующая максимальной по якорю — 130 км/ч (однако при работе максимальная скорость была ограничена 100 км/ч для более надёжной работы двигателей).

Снижение веса тягового электродвигателя на 1,2 т по сравнению с тяговыми электродвигателями электровоза ВЛ60, применение алюминия вместо меди, а также облегчение отдельных конструкций позволили уменьшить вес электровоза со 138 до 129 т.

Электровоз ВЛ60П-001 обслуживал пассажирские поезда на Северо-Кавказской железной дороге .

ВЛ60 ^П

С целью повышения скорости движения пассажирских поездов, которые из-за отсутствия специальных пассажирских электровозов переменного тока обслуживались грузовыми электровозами, в период 1962 — 1965 гг. часть электровозов серии ВЛ60 выпускалась с передаточным отношением зубчатых колес 30:82=1:2,733 и электропневматическими тормозами. Электровозы получили обозначение ВЛ60 ^П ( п ассажирские).

Электровозы ВЛ60 ^П выпускались с тяговыми электродвигателями НБ-412К. Скорость часового режима электровозов этой серии равнялась 73,3 км/ч, продолжительного — 77,1 км/ч. Максимальная скорость была установлена равной 110 км/ч.

Всего был выпущен 301 электровоз этой серии.

ВЛ60 ^Р

В 1962 году были выпущены два опытных электровоза серии ВЛ60 с рекуперативным торможением и с игнитронными выпрямителями. После успешных испытаний в 1964 - 1966 гг. была выпущена серия подобных электровозов с рекуперацией в количестве 85 локомотивов. Серия получила обозначение ВЛ60 ^Р , электровозы работали на Северо-Кавказской , Восточно-Сибирской и Дальневосточной железных дорогах на участках с горным профилем пути. Во второй половине 1980-х гг. все электровозы ВЛ60 ^Р были заменены на ВЛ80 ^Р и переоборудованы в ВЛ60 ^К .

ВЛ60 ^К

После постройки опытных электровозов ВЛ62 с к ремниевыми выпрямителями Новочеркасский электровозостроительный завод в конце 1962 года выпустил два электровоза ВЛ60 ^К .

Электровоз ВЛ60 ^К −002 прошел испытания на экспериментальном кольце ЭлНИИ. Электровоз ВЛ60 ^К −001 после выхода с завода сразу же поступил для эксплуатации на Северо-Кавказскую железную дорогу.

В 1963 году НЭВЗ выпустил ещё несколько электровозов ВЛ60 ^К с тяговыми электродвигателями НБ-412М, а во второй половине 1965 года завод вместо электровозов ВЛ60 начал выпускать электровозы ВЛ60 ^К с кремниевыми выпрямителями и тяговыми электродвигателями НБ-412К. По своим тяговым характеристикам эти электровозы незначительно отличаются от электровозов ВЛ60 с тяговыми электродвигателями НБ-412К и имеют одинаковые с ними номинальные значения силы тяги и скорости при часовом и длительном режимах.

Всего был выпущен 501 электровоз серии ВЛ60 ^К . Такое же наименование получили и все ранее выпущенные ВЛ60, переоборудованные с игнитронных выпрямительных установок на полупроводниковые (кремниевые).

ВЛ60 ^П _К (ВЛ60 ^К _П )

Электровозы ВЛ60 ^П , в которых игнитронные выпрямители были заменены на кремниевые, а также ВЛ60 ^К , переоборудованные в пассажирские.

ВЛ60 ^КУ

11 электровозов были переоборудованы из ВЛ60 ^К с введением плавного регулирования напряжения на выводах тяговых электродвигателей и одновременно бестоковой коммутации при этом регулировании. Индекс «У» обозначает « у правляемый».

ВЛ60 ^К _Р

В течение 1971 — 1973 гг. был сделан проект переоборудования электровоза ВЛ60 ^К для работы с рекуперативным торможением. Опытный электровоз получил обозначение ВЛ60 ^К _Р −2370 и в августе 1974 года поступил для испытаний на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС .

ВЛ120бам

ВЛ120БАМ — советский двухсекционный двенадцатиосный электровоз , созданный на базе 2ВЛ60К, больше о нём ничего неизвестно кроме того, что эксплуатировался на БАМ .

Конструкция

Ремонтные заводы

• Новосибирский электровозоремонтный завод
• Улан-Удэнский локомотивовагоноремонтный завод
• Ростовский электровозоремонтный завод
• Львовский локомотиворемонтный завод

См. также

• ВЛ62
• ВЛ60П
• ВЛ61
• ВЛ80

Примечания

Комментарии

Источники

Литература

• Раков В. А. Электровозы серии ВЛ60 и их разновидности // Локомотивы отечественных железных дорог 1956 - 1975. — М. : Транспорт, 1999. — С. 69—89. — ISBN 5-277-02012-8 .

Ссылки

• от 16 мая 2013 на Wayback Machine