ChS2型電力機車
ChS2型電力機車（俄語：ЧС2）是蘇聯鐵路的幹線客運電力機車車型之一，適用於供電制式為3千伏直流電的電氣化鐵路，也是斯柯達公司為蘇聯鐵路所提供數量最龐大的電力機車車型[1]。
| ChS2 ЧС2 | |
|---|---|
 ChS2型470號機車 | |
| 概覽 | |
| 類型 | 電力機車 |
| 原產國 |  捷克斯洛伐克 |
| 生產商 | 斯柯達公司 |
| 序列編號 | 001～874、877～944 |
| 生產年份 | 1958年—1973年 |
| 產量 | 942台 |
| 主要用戶 |  蘇聯 俄羅斯 烏克蘭 |
| 技術數據（34E） | |
| UIC軸式 | Co'Co' |
| 軌距 | 1,524毫米 |
| 輪徑 | 1,250毫米 |
| 軸重 | 21噸 |
| 軸距 | 2,400+2,200毫米 |
| 機車長度 | 18,920毫米（車鈎中心距） |
| 整備重量 | 126噸 |
| 受流電壓 | DC 3000V |
| 傳動方式 | 直—直流電 |
| 牽引電動機 | AL-4846eT × 6 |
| 最高速度 | 160公里/小時 |
| 持續速度 | 91.5公里/小時（小時） 96.9公里/小時（持續） |
| 牽引功率 | 4,200千瓦（小時） 3,708千瓦（持續） |
| 牽引力 | 161.8千牛（小時） 134.4千牛（持續） |
1950年代起，按經濟互助委員會分工，蘇聯向東歐國家出口幹線柴油機車，而從捷克斯洛伐克進口電力傳動調車柴油機車和客運電力機車，ChS2型電力機車為其中之一。ChS2型電力機車是斯柯達公司於1958年研製成功的准高速客運電力機車，軸式Co-Co，設有牽引電動機磁場削弱、電阻制動等。至2000年代，部分機車進行了現代化，包括更換新車體、升級微機控制等。
發展歷史
編輯原型車（25E0）
編輯1957年，捷克斯洛伐克國家鐵路為了滿足國內鐵路重載貨運的需要，要求斯柯達公司在E 499.0型電力機車基礎上研製新型六軸貨運電力機車。1958年9月，斯柯達公司比爾森工廠試製了首台樣車，工廠設計代號為23E，並交付捷克斯洛伐克國鐵進行試驗，新機車被定型為E 699.0型電力機車，最高運行速度為120公里/小時。與此同時，蘇聯鐵路也急需一種最高運行速度大於120公里/小時的六軸客運電力機車，以滿足特快旅客列車的牽引要求。根據蘇聯鐵道部的要求，斯柯達公司在E 699.0型電力機車基礎上，於1958年底試製了首兩台樣車，工廠設計代號為25E0，機車總體結構、電氣部件與E 699.0型電力機車基本相同，但採用了寬軌轉向架，傳動齒輪比改為1.951，使機車設計速度達到160公里/小時，新機車被定型為ChS2型[2]。
ChS2型電力機車是六軸幹線客運電力機車，採用雙司機室的鋼結構車體，並在車體兩側各設有六扇玻璃窗以便機械間採光，機車車頂設有兩台雙臂式受電弓。機車走行部為兩台三軸轉向架，轉向架具有中心銷，軸箱採用雙列角接觸球軸承；一系懸掛裝置由均衡梁和螺旋彈簧組成，二系懸掛裝置由鋼板彈簧旁承組成，車體的全部重量通過四個旁承坐落在前、後轉向架構架上，重量再經由橡膠堆傳遞到軸箱和輪對上。牽引力和制動力通過中心銷向車體底架傳遞。轉向架相對於車體具有最大60毫米的橫動量，而兩台轉向架之間並設有聯接裝置，以便通過小半徑曲線。此外，為了減少輪緣磨耗，每台轉向架的中間軸輪對的輪緣厚度均減少了10毫米。
首兩台ChS2型電力機車原型車採用AL-4846zT型直流牽引電動機，小時功率為596千瓦，持續功率為508千瓦，額定電壓1500伏，為網側輸入電壓的一半。機車對牽引電機採用串—並聯換接、增減串聯電阻進行調速，牽引電動機可採用全串聯、串—並聯、全並聯三種聯接方式，通過分流電阻進行轉換，每種聯接方式均可使用五級磁場削弱，削弱率分別為80%、65%、50%、40%、35%。機車的調速控制通過排列在凸輪軸上的兩排共39個接觸器組進行，控制器具有零位、預備位、40個運行級位及6個過渡級位，其中22、33、40位為經濟運行位。高速斷路器、過載繼電器負責對機車主電路和輔助電路的防短路、防過載保護。牽引電機和制動電阻的冷卻裝置是兩個離心式風機，由直流電動機驅動，額定電壓為3000伏，風機有低速（冬季）和高速（夏天）兩種工作模式。機車最大設計速度為160公里/小時，最大運用速度為140公里/小時；小時制持續速度為72.4公里/小時，持續牽引力為17.3噸（169千牛）；持續制持續速度為76.1公里/小時，持續牽引力為14.3噸（141千牛）[1]。
1958年12月，001、002號樣車送抵莫斯科，隨後在莫斯科鐵路局莫斯科—庫爾斯克客運機務段（ТЧЭ-1）投入運用考核，擔當莫斯科至布良斯克州斯庫拉托瓦區段的旅客列車牽引任務；002號機車並在莫斯科鐵路局管內謝爾普霍夫至奧廖爾、十月鐵路局管內克林至特維爾區段進行了牽引試驗；試驗列車為19輛大編組、總重1060噸的旅客列車，列車在8～9‰的長大坡度上的均衡速度可達到100～110公里/小時，平直道上的最高速度可達到140公里/小時。但試驗過程中也發現了一些問題，轉向架構架的焊縫應力集中部位等多處出現裂紋，對行車安全造成一定影響。
原型車（34E0）
編輯
根據首兩台樣車的試驗結果，並結合ChS3型電力機車的研製和運用經驗，斯柯達公司於1961年生產了經過較大改進的003、004號機車，工廠設計代號為34E0。其轉向架構架採用強度較高的型材焊接而成，從而避免開裂；車內輔助機械設備的布局進行了調整，起動電阻元件採用了重量較輕的費赫拉爾鐵鉻鋁高電阻合金，取代了原本使用的鑄鐵電阻元件；同時又改用功率更大、與ChS3型電力機車相同的AL-4846eT型牽引電動機，小時功率為700千瓦，持續功率為618千瓦，傳動齒輪比改為1.75。機車的調速控制器也經過重新設計，減少接觸器數量以提高可靠性，經濟運行位改為20、33、42-I位。此外，為了改善和方便機車的維護，控制電路系統採用了插拔式端子連接器。機車小時制持續速度為91.5公里/小時，持續牽引力為16.5噸（161.8千牛）；持續制持續速度為96.9公里/小時，持續牽引力為13.7噸（134.4千牛）[1]。ChS2型003、004號機車並於1963年中運抵蘇聯，並在列寧格勒至小維舍拉區間進行了試驗，最高試驗速度達到了160公里/小時；1965年改配屬古比雪夫鐵路局。
ChS2（34E）
編輯1962年，斯柯達公司開始批量生產ChS2型電力機車，工廠設計代號為34E1。與首四台樣車相比，量產車採用了符合蘇聯鐵路規範和標準的司機控制台、空氣制動閥、空氣分配器等設備。1962年起，先後開始生產設計代號為34E2（012～204）、34E3（205～231、233～243）、34E4（244～304）的ChS2型電力機車。
ChS2T（53E）
編輯
在此期間，斯柯達公司試製了ChS2型232號機車，工廠設計代號為53E0；機車加裝了電阻制動裝置，並更換了部分電子元件和司機控制器。當機車使用電阻制動工況時，由於制動電阻的功率、冷卻能力有限，六台牽引電動機只有其中四台並聯，變成發電機向兩組制動電阻供電，電機勵磁電流由蓄電池提供，制動功率為1200～1300千瓦。1964年夏季，這台機車在十月鐵路局投入試驗運行。完成試驗後，斯柯達公司開始批量生產帶有電阻制動的ChS2T型電力機車，工廠設計代號為53E1。1964年至1965年，斯柯達公司為蘇聯鐵路提供了數百台ChS2T型電力機車，而早期生產的ChS2型電力機車也相繼加裝了電阻制動裝置。ChS2（34E）、ChS2T（53E）型電力機車外觀上幾乎毫無分別，但ChS2T型機車的車內設備布置和電氣系統已有較大變化，採用雙邊貫通走廊以便巡視和檢查設備；牽引電機串—並聯換接時採用橋式電路進行轉換，令機車調節速度時儘量使牽引力變化平滑，減少對車鈎和傳動齒輪的衝擊[1]。
ChS2M（53E3）
編輯1965年，斯柯達公司按蘇聯鐵道部的要求，試製兩台ChS2型高速客運試驗機車，被定型為ChS2M型，車號為565、566號，其傳動齒輪比改為1.52，使機車最高運行速度提高至160～180公里/小時。機車小時制持續速度為105.3公里/小時，持續牽引力為14.3噸（140.2千牛）；持續制持續速度為111.5公里/小時，持續牽引力為12噸（117.7千牛）。1966年3月，兩台機車在十月鐵路局進行了試運行，期間最高試驗速度達到205公里/小時，至1971年2月又創造了220公里/小時的紀錄[1]。
運用
編輯至1973年，斯柯達公司已經交付了942台ChS2型電力機車，其中718號機車是斯柯達公司為蘇聯鐵路提供的第1000台ChS系列電力機車，而888號機車是斯柯達公司所生產的第3000台電力機車。ChS2型電力機車在蘇聯鐵路投入運用初期，主要配屬於莫斯科鐵路局、南方鐵路局、頓涅茨克鐵路局和十月鐵路局，擔當莫斯科至哈爾科夫、伊洛瓦伊斯克、列寧格勒間的客運牽引任務。此後，ChS2型電力機車的使用範圍不斷擴大，包括莫斯科—梁贊—古比雪夫—庫爾干區段（莫斯科鐵路局、古比雪夫鐵路局、南烏拉爾鐵路局擔當）、莫斯科—亞歷山德羅夫—雅羅斯拉夫爾—丹尼洛夫區段（莫斯科鐵路局、北方鐵路局擔當）、以及莫斯科至蘇希尼奇、維亞濟馬、弗拉基米爾（莫斯科鐵路局、高爾基鐵路局擔當）等地的客運列車，到後來也開始配屬於斯維爾德洛夫斯克鐵路局、第聶伯河沿岸鐵路局、西西伯利亞鐵路局。
現代化
編輯
1960年代至1980年代，ChS2型電力機車在很長時間成為了蘇聯直流電氣化鐵路運用最廣泛、最具標誌性的客運電力機車。1990年代初蘇聯解體以後，ChS2型電力機車分別被俄羅斯和烏克蘭的鐵道部門接收。由於兩國鐵路技術裝備更新的進展緩慢，導致機車車輛老化問題嚴重，為了減輕購置新型機車車輛的財政壓力，烏克蘭鐵路和俄羅斯鐵路對部分現有的ChS2型電力機車進行維修和翻新工作，以延長機車車輛的使用年限。
俄羅斯鐵路的ChS2型機車翻新工作主要由雅羅斯拉夫爾電力機車廠（ЯЭРЗ）進行，翻新後的機車改稱ChS2K型電力機車，除了改為採用重新設計製造的車體外，傳動齒輪裝置也改用與ChS7、ChS8型電力機車相同的部件，而其餘大部分仍然和原來相同。雅羅斯拉夫爾電力機車廠也為ChS2T型電力機車（設計代號53E）提供了更全面的現代化方案，除了替換舊車體、更換電子器件外，機車並安裝了具有接觸器控制單元的微機控制系統（МСУЛ）[3]。此外，雅羅斯拉夫爾電力機車廠並提供了另一種ChS2K-E的現代化方案，為機車裝設「統一自動運行和控制系統」（ЕСАУП），系統可根據列車運行時刻和區間閉塞自動調節適當的運行速度，降低機車電力消耗[4]。而烏克蘭鐵路的ChS2型機車翻新工作由扎波羅熱電力機車廠（ЗЭРЗ）進行。
參見
編輯
參考文獻
編輯- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Электровоз ЧС2. 1520mm.ru. [2012-09-15].[永久失效連結]
- ^ 1. Общие сведения о пассажирских электровозах. electri4ka.com: Электровозы и электропоезда. [2012-09-15]. （原始內容存檔於2013-05-12）.
- ^ Электровоз ЧС2к (модернизация с продлением срока эксплуатации «МЛП»). Ярославский электровозоремонтный завод имени Б. П. Бещева. [2012-09-15]. （原始內容存檔於2014-05-22）.
- ^ ЕСАУП. Единая система автоведения и управления тяговым приводом электровозов ЧС2К. ООО "АВП Технология". [2012-09-15]. （原始內容存檔於2009-03-07）.
外部連結
編輯
- （俄文）Легендарная "двойка" - качество, проверенное временем.
- （俄文）История поездов: Электровоз ЧС2（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）