Электровоз ВЛ10

Спроектированные в 1952 году электровозы серии ВЛ8 к началу 1960-х годов уже не отвечали возросшим требованиям железных дорог СССР. Эти электровозы имели тяговые электродвигатели мощностью всего 525 кВт, тяжёлые литые тележки, жёсткое рессорное подвешивание и чрезмерно шумную из-за неудачного расположения вспомогательных машин кабину.
 

Техническое задание на проектирование нового электровоза было подготовлено в Министерстве путей сообщения. 9 февраля 1960 года оно было утверждено заместителем министра П. Г. Муратовым.
 

Технический проект электровоза был разработан конструкторами специального конструкторского бюро Тбилисского электровозостроительного завода (ТЭВЗ) под руководством главного инженера бюро Г. И. Чирикадзе. В конце июня 1960 года готовый проект уже рассматривался в МПС. Выпуск первого электровоза приурочили к 40-летию установления Советской власти в Грузии. Первый электровоз, выпущенный в 1961 году, был назван Т8-001.

Электровоз ВЛ10-000 в депо Златоуст

Первый электровоз и небольшая установочная партия электровозов ВЛ10 имели существенные отличия от серийных. В первом электровозе кузов каждой секции электровоза опирался на две двухосные тележки через четыре боковые опоры шарового типа. В кузове каждой секции установлено различное оборудование, электроаппараты и электромашины. Рамы кузова служили для передачи тяговых и тормозных усилий. По концам кузова, со стороны кабины машиниста были установлены автосцепки СА-3, а между собой секции соединялись постоянной сцепкой по типу сцепки тепловоза ТЭ2.
 

Рессорное подвешивание имеет суммарный статический прогиб 111 мм, в том числе: 63 мм на цилиндрических пружинах боковых опор и 48 мм на цилиндрических пружинах рессор тележек. Тяговое усилие передаётся с рам тележки на кузов через шкворневые узлы. Буксы тележек имеют роликовые подшипники. Тяговое и тормозное усилие на раму тележки передаётся через поводки с резино-металлическими блоками (аналогично конструкции, применённой на электровозах ВЛ60). Для уменьшения колебаний и вибрации кузова между буксами и рамами тележек были установлены фрикционные гасители колебаний, между рамами тележек и кузовом — гидравлические гасители. На электровозе также было установлено противоразгрузочное устройство, предотвращавшее разгрузку первых по ходу движения колёсных пар от возникающего момента.
 

Тяговые электродвигатели (ТЭД) ТЛ-2 мощностью 650 кВт (в часовом режиме) каждый, имеют опорно-осевое подвешивание. ТЭД выполнен с шестью основными и шестью добавочными полюсами. Остов ТЭД, подшипниковый щит, вал якоря, малая шестерня, щёточный аппарат были выполнены унифицированными с ТЭД НБ-412М электровоза ВЛ60.

Силовая электрическая схема очень близка к схеме ВЛ8. Возможны три соединения тяговых электродвигателей:

последовательное (С — все 8 тяговых двигателей соединены последовательно, напряжение на зажимах ТЭД 375 В);

последовательно-параллельное (СП — ТЭД соединены в две параллельные цепи по четыре ТЭД в каждой, напряжение на зажимах ТЭД 750 В);

параллельное (П — ТЭД соединены в четыре цепи по два ТЭД последовательно, напряжение на зажимах ТЭД 1500 В).

Ходовые (с полностью выведенным пусковым реостатом) позиции: 16-я (С), 27-я (СП) и 37-я (П).

Электровозы строились на Тбилисском электровозостроительном заводе с 1961 по 1976 годы, а также Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) с 1969 по 1976 годы. Механическую часть для всех электровозов выпускал НЭВЗ. В соответствии с заданием МПС с 1976 года ТЭВЗ (с электровоза № 101) и НЭВЗ (с № 001) взамен электровозов ВЛ10 выпускаются электровозы ВЛ10У (усиленный), на которых нагрузка от колесной пары на рельсы увеличена до 25 тс вместо 23 тс при помощи установки под полом кузова чугунных грузов.

Электровоз ВЛ10-1277 на станции Издревая, г. Новосибирск

Электровоз состоит из двух четырёхосных секций. По кузову и тележкам унифицирован с электровозом ВЛ80К. Кузов каждой секции электровоза опирается на две двухосные тележки, в нём установлено различное оборудование, электроаппараты и электромашины.

Длина электровоза составляет 32,04 метра, высота оси автосцепки от головки рельса при новых бандажах — 1040—1080 мм, диаметр колеса по кругу катания при новых бандажах — 1 259 мм, наименьший радиус проходимых кривых при скорости 10 км/ч — 125 м.

Для обеспечения токосъёма с контактной сети использованы два токоприёмника типа пантограф Т-5М1 (П-5), расположенные по концам каждой секции. Внутри секция делится на три отсека — в начале секции находится кабина, в середине высоковольтная камера (ВВК), отгороженная от проходов сетчатыми ограждениями, пневматически блокируемыми в закрытом положении при поднятии токоприёмника (при незакрытых шторах токоприёмники не поднимаются), в хвосте машинное отделение. В высоковольтной камере расположена практически вся коммутационная и защитная аппаратура секции — реверсор РК и тормозной переключатель ТК, переключатель ПкГ-6, переключащий тяговые двигатели секции с последовательно-параллельного (сериес-параллельного, СП) соединения на параллельное (П), линейные, реостатные, шунтирующие и быстродействующие контакторы, дифференциальные реле и реле боксования и другие аппараты.
 

Имеются различие между высоковольтными камерами первой и второй секций. Из главных: в ВВК первой секции размещены быстродействующий выключатель БВ-1, защищающий тяговые двигатели, и переключатель ПкГ-4, переключающий секции с последовательного (сериесного, С) соединения на СП, в в ВВК второй секции находится БВ-2, защищающий вспомогательные машины, и переключатель мотор-вентиляторов ПШ, переключающий их с низкой скорости на высокую. Различия имеются и в целом по секциям — регистрирующий скоростемер и радиостанция установлены также только на одной секции.
 

В машинном отделении расположены три вспомогательные машины секции. Главная машина — мотор-вентилятор. Он состоит из высоковольтного (работающего при напряжении контактной сети) коллекторного двигателя и насаженных на его вал центробежного вентилятора, охлаждающего тяговые двигатели и ВВК электровоза, и коллекторного генератора тока управления, вырабатывающего постоянный ток напряжением 50 В для питания цепей управления и освещения. Двигатели мотор-вентиляторов секци могут быть соединены последовательно (режим низкой скорости) и параллельно (режим высокой скорости).
 

Для обеспечения электровоза сжатым воздухом используется мотор-компрессор, состоящий из двигателя, схожего с двигателем мотор-вентилятора, и унифицированного трёхцилиндрового тепловозного компрессора КТ-6. Сжатый воздух используется для обеспечения работы тормозов на локомотиве и в поезде, обеспечения работы пневмоконтакторов, пневматических блокировок высоковольтной камеры, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей. Редуктора между двигателем и компрессором нет, поэтому двигатель выполнен на частоту вращения 440 мин−1 и не может самовентилироваться, для его охлаждения подведён воздух от мотор-вентилятора.
 

Для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения, когда все обмотки соединены последовательно, используется преобразователь (возбудитель), представляющий собой объединённе в одном корпусе высоковольтный двигатель и коллекторный генератор, вырабатывающий постоянный ток малого напряжения (до 60 В) для питания обмоток возбуждения. Максимальный ток генератора — 800 А. На валу возбудителя установлено реле оборотов РКО-28, отключающее двигатель при превышении частоты вращения. Возбуждение генератора — от батареи электровоза через резистор, сопротивление резистора машинист уменьшает перемещением на себя тормозной рукоятки контроллера, при этом растёт вырабатываемое преобразователем напряжение, а с ним напряжение, вырабатываемое тяговыми двигателями, и тормозное усилие.
 

Эксплуатация электровоза допускается на высоте не более 1200 м над уровнем моря. Рекуперативное торможение возможно на всех трех соединениях. Работа по системе многих единиц заводской схемой электровоза не предусмотрена, но с 1983 года началось оборудование электровозов ВЛ10 аппаратурой СМЕТ (Система Многих Единиц Телемеханическая).