Н8О ( Н овочеркасский 8 -осный , с 1963 года — ВЛ80 ^В — ВЛ80 с высоковольтным регулированием) — опытная серия из трёх восьмиосных электровозов переменного тока, выпущенных Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) в 1961 году. В истории электровозов переменного тока советского производства Н8О были первыми восьмиосными, а также первыми, на которых применялось регулирование по стороне высокого напряжения. Послужили прототипом для крупносерийных электровозов ВЛ80 и часто объединяются с ними в одну серию, однако кроме элементов механической части больше не имеют с ними ничего общего.

Проектирование

В середине 1950-х годов, когда на Новочеркасском заводе только началось проектирование нового шестиосного электровоза переменного тока Н6О , конструкторы уже понимали, что достаточно скоро железнодорожному транспорту потребуются более сильные восьмиосные электровозы. Для лучшего вписывания в кривые, новый электровоз, как и Н8 , было решено сделать двухсекционным, а в середине 1958 года конструкторское бюро разработало эскизный проект электровоза с силой тяги в часовом режиме 40 000 кгс . Локомотив состоял из двух одинаковых секций , каждая из которых опиралась на две несочленённые двухосные тележки, а сцепные приборы размещались на рамах кузовов секций. Тележки должны были быть с роликовыми поводковыми буксами бесчелюстного типа, аналогично Н6О. Двигатели имели опорно-осевое подвешивание, а вращающий момент от них передавался через двустороннюю жёсткую косозубую передачу; нажатие тормозных колодок — двустороннее. Также на стадии эскизного проектирования конструкторы проработали пять вариантов экипажной части, сделав предпочтение в пользу упругого шкворня.

В отличие от Н6О, чьи двигатели НБ-410 и НБ-412 были выполнены на номинальное напряжение 1500 В , у нового электровоза двигатели должны были быть выполнены на меньшее напряжение — 750, либо 950 В . В первом случае снижалась толщина изоляции, благодаря чему проводники в обмотках двигателя более полно заполняли пазы, однако во втором случае для передачи той же мощности требовался ток меньшей величины, благодаря чему уменьшалось сечение проводов, а значит и уменьшался вес аппаратуры в целом, поэтому конструкторы выбрали этот вариант. Относительно системы регулирования, завод высказывался за регулирование по низковольтной стороне трансформатора, аналогично НО и Н6О, так как у системы регулирования по высоковольтной стороне снижались энергетические показатели электровоза в целом.

Проект рассматривался Научно-техническим советом Министерства путей сообщения, который выдал рекомендации повысить силу тяги часового режима одной колёсной пары не менее, чем на 10 % (от 5500 кгс ), применить высоковольтное регулирование напряжения, а кабины управления разместить по обоим концам каждой секции, чтобы была возможность эксплуатировать секции отдельно друг от друга, как четырёхосный электровоз. К концу 1958 года был готов технический проект, согласно которому новый электровоз должен был иметь мощность часового режима до 6200 кВт (8×775 кВт ) и развивать в этом режиме силу тяги до 44 000 кгс . Из-за весовых ограничений по нагрузке на рельсы, вариант с двухкабинными секциями был отклонён, а расчётный вес локомотива должен был составлять 184 т .

Постройка

В сентябре 1961 года был построен первый в Советском Союзе восьмиосный электровоз переменного тока, которому присвоили обозначение Н8О-001 ( Н овочеркасский 8 -осный № 001 ), а к концу года были построены ещё два — Н8О-002 и Н8О-003 . Как и в случае с Н6О, букву «О» в обозначении стали воспринимать как цифру «0», поэтому электровозы стали называть Н80 («Эн восемьдесят»).

В 1963 году электровозы получили обозначение серии ВЛ80 ^В — ВЛ80 с высоковольтным регулированием (не путать с ВЛ80 ^В (с в ентильными ТЭД) 1970 и 1975 годов постройки), хотя конструктивно они с ВЛ80 почти ничего общего не имеют.

Конструкция

Новые электровозы имели кузова сварной конструкции с широким применением гнутых профилей, а рамы охватывали тележки , что однако затрудняло доступ к последним. Рамы тележек имели литой шкворенвой брус, сваренные из четырёх листов боковины коробчатого сечения и трубчатые концевые крепления. Как и на электровозах Н6О и Ф , буксы связывались с рамой тележки поводками с резино-металлическими блоками, но связь тележки с рамой кузова осуществлялась через шкворень (на Н6О и Ф — через опоры маятникового типа), который имел возможность поперечного перемещения в раме кузова. Вертикальные нагрузки от кузова на раму тележки передавались через пружинные боковые опоры, от рамы тележки на буксу — через цилиндрические пружины, аналогично Н6О; на Н8О-003 внутри каждой надбуксовой пружины была добавлена ещё одна, при этом прогиб буксового подвешивания повысился с 46 до 48 мм. В связи кузова с тележкой применили гидравлические гасители колебаний , в буксовом рессорном подвешивании — фрикционные. Для снижения воздействия экипажной части на путь, между обеими тележками каждой секции было применено сочленение с упругим элементом, которое служило для передачи только поперечных горизонтальных усилий.

Для более полного использования сцепного веса , на новом электровозе применили , выполненные в виде пневматических домкратов, установленных между рамой кузова и концевыми брусьями тележек со стороны крайних колёсных секций и имеющих ручное управление. Также на тележках были установлены по два тормозных цилиндра , которые через рычажную передачу обеспечивали двустороннее прижимание тормозных колодок к колёсам. Тяговые электродвигатели имели опорно-осевое подвешивание, опираясь на шкворенвые балки с помощью подвески с резиновыми элементами, а крутящий момент от двигателя на колёсную пару передавался через двустороннюю жёсткую косозубую передачу с передаточным числом 4,4 (88:20).

На каждой секции был установлен тяговый трансформатор ОЦРН-7300/25 мощностью 4940 кВ•А , имеющий магнитную систему стержневого типа и масляную систему охлаждения с принудительной циркуляцией, а общий вес трансформатора с маслом составлял 10 455 кг . На Н8О впервые среди магистральных электровозов переменного тока советской постройки было применено регулирование напряжение по стороне высокого напряжения, что ранее применялось только на импортных электровозах серий К и Ф , а на несколько месяцев позже будет построен и Н62 с аналогичной схемой регулирования. Для этого тяговый трансформатор имел регулировочную обмотку автотрансформатора с выводами, благодаря чему с помощью установленного на торцевой стенке трансформатора высоковольтного переключателя ступеней можно было регулировать под нагрузкой напряжение на первичной тяговой обмотке от 0 до 25 000 В . При номинальном напряжении на первичной силовой обмотке 25 000 В , напряжение холостого хода на выводах вторичной обмотки составляло 2×1255 В . Также на одном стержне с регулировочной обмоткой находилась вспомогательная обмотка мощностью 310 кВ•А с выводами на напряжение 238, 411 и 606 В .

Для питания тяговых электродвигателей была применена двухполупериодная схема выпрямления с нулевым выводом, каждый электродвигатель имел отдельную выпрямительную установку, состоящую из двух игнитронов ИВС-500/2, рассчитанную на продолжительный ток 800 А , часовой ток 1000 А , ток 10-минутной перегрузки 1400 А и максимальное рабочее напряжение 4000 В ; для сглаживания пульсаций тока в цепи каждого двигателя стоял сглаживающий реактор, а обмотки возбуждения шунтировались резисторами, в результате чего максимальное возбуждение двигателей составляло 88 % . Системы охлаждения и зажигания игнитронов были аналогичны системам на электровозах НО, Н6О и Ф. Зато если на Н6О и Н62 были применены тяговые электродвигатели НБ-412М на напряжение 1450 В и весом 5000 кг , для Н8О был создан новый тяговый электродвигатель НБ-413 на напряжение 900 В и весом 4250 кг , при этом часовая/продолжительная мощность возросла с 690/550 до 775/695 кВт. В качестве двигателей компрессоров, основных насосов и вентиляторов были применены трёхфазные машины на 380 В , для питания которых на каждой секции стоял фазорасщепитель , который также приводил во вращение генераторы цепей управления напряжением 50 В . Ряд вспомогательных машин и контакторов были заимствованы с Н6О.

Электровоз имел 33 пусковые ступени, из которых 32 являлись ходовыми (на них допускалась продолжительная работа), при этом система управления предусматривала возможность для автоматического набора и выключения ступеней. На каждой из ходовых ступеней двигатели также дополнительно могли работать на одной из трёх ступеней ослабления магнитного поля — 71, 58 и 50 % . Конструкционная скорость Н8О составляла 110 км/ч .

Испытания и эксплуатация

В ходе испытаний новый электровоз в часовом режиме развивал силу тяги 44 100 кгс при скорости 50,3 км/ч , однако вес его составлял 190,6 т , то есть гораздо выше проектных 184 т . Далее первый электровоз серии поступил на Закавказскую железную дорогу , где в ноябре—декабре 1961 года совместно с электровозом ЧС3-037 под наблюдением ВНИИЖТа проходил динамические испытания на участке Хашури — Ахалдаба . Испытания показали, что при скорости выше 70 км/ч из-за недостаточного демпфирования колебаний электровоз начинал вилять, в связи с чем на рельсах типа Р50 максимальная скорость Н8О была определена как 95 км/ч . Осенью 1961 года Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт на участке Голутвин — Карасёво Московской железной дороги провёл испытания Н8О-003 с изменённым рессорным подвешиванием, по результатам которых подтвердил вывод ВНИИЖТа, что максимальная скорость электровоза не может превышать 95 км/ч . Для решения этой проблемы была проделана огромная работа, в том числе проверены 53 варианта изменений экипажной части, на основании чего сделали следующие выводы:

• снять сочленение тележек из-за недостаточной эффективности;
• на скользящих опорах тележек стальные накладки из-за наличия задиров заменить накладками из другого материала;
• фрикционные гасители колебаний в буксовом подвешивании заменить на гидравлические;
• на каждую тележку поставить два фрикционных гасителя колебаний, которые бы связывали в поперечном направлении концевые балки тележек с рамой кузова;
• перейти на четырёхточечную систему опоры кузова на тележку.

Все три электровоза были отправлены на Северо-Кавказскую железную дорогу , где они эксплуатировались в . Однако на них часто наблюдались неисправности переключателей ступеней, в том числе возникали нарушения в их параллельной работе на двух секциях, чем только усилили мнения специалистов НЭВЗ о бесперспективности высоковольтного регулирования; также повреждались мотор-компрессоры КЭ-3 . В результате пробег у Н8О (ВЛ80 ^В ) был небольшой, а в 1969 году все три машины были исключены из инвентарного парка МПС.

В 1962 году НЭВЗ выпустил первые два электровоза серии Н81 (с 1963 — ВЛ80) , которые отличались от Н8О конструкцией кузова (была сделана однотипной с Н6О ), применением новых тяговых двигателей НБ-414, новой тяговой передачи, а также низковольтной системой регулирования напряжения. С 1963 года завод перешёл на их серийное производство.

Литература

Раков В. А. Электровозы серии ВЛ80 ^В // Локомотивы отечественных железных дорог 1956 — 1975. — М. : Транспорт, 1999. — С. 95 — 98. — ISBN 5-277-02012-8 .

См. также

ВЛ80 ВЛ10 ВЛ86Ф