2ES8

Baserat på konstruktionen av elloket 2ES8/3ES8 Malachite, planerar Sinara Group att utveckla och därefter påbörja produktionen av en ny linje av elektriska lokomotiv med en asynkron drivning, som skiljer sig i drag- och hastighetsegenskaper, vikt och spänning i kontaktnätet. Det planeras att tillverka ett liknande ellok för AC-ledningar 25 kV 50 Hz och ett tvåsystems ellok för 3 och 25 kV, samt ett tvåsystems lätt accelererat gods-ellok för att köra containertåg med en designhastighet på 140 km/h och ett reducerat axeltryck på 23 tf [16] [16] [ 7] . Det är planerat att den nya plattformen med elektriska lok ska vara aktuell i 15-20 år [4] .

Allmän information

Utnämning

Elloken 2ES8 och 3ES8 "Malakhit" är designade för att köra godståg på 1520 mm spårvidd järnvägar, elektrifierade med 3 kV likström, i tempererade och kalla klimat. När det gäller effekt är de något sämre än elektriska lok 2ES10 och 3ES10 "Granit" , med en total kontinuerlig effekt av dragmotorer på 8 och 12 kW mot 8,4 respektive 12,6 kW, och kan placeras som ett alternativ till de senare . Elloket är också en tredjedel kraftfullare än elloken 2ES6 respektive 3ES6 Sinara . Ellok 3ES8 i en tresektionslayout är designad för att köra godståg som väger 7100 ton i bergig terräng. Den tilldelade livslängden för ett elektriskt lok är 40 år [16]

Komposition

Ellok 2ES8 består av två identiska huvudsektioner med styrhytter och 3ES8 består av två huvudsektioner och en kabelfri mellanboostersektion . Varje sektion har en komplett uppsättning utrustning, med undantag för förarhytten vid mellansektionen, som gör det möjligt att självständigt manövrera en enda huvudsektion, förutsatt att den kan vridas vid ändstationerna, vilket dock skapar olägenheter för föraren vid manövrering bakåt på grund av avsaknaden av en andra hytt. Det är möjligt att arbeta med två kopplade elektriska lok i ett system av många enheter , medan de är förbundna med frontsidorna av motsatta sektioner [16] .

Numrering och markering

Elloken 2ES8 och 3ES8 får tresiffriga nummer från 001, men det är ännu inte känt om deras numrering kommer att vara separat eller gemensam. Märkning med beteckning för serie och nummer appliceras med färg på framsidan av ellokets hytt i mitten med en buffertbalk och vindrutans nedre kant i formatet 3ES8-XXX eller 2ES8-XXX , där XXX är numret på elloket. Ovanför seriebeteckning och nummer i mitten finns operatörens logotyp, även den målad med färg. På sidorna av förarhytten i nivå med buffertljusen är MALAKHIT- seriens kommersiella namn inskrivet med versaler. Boosterdelen i mitten av sidoväggen bär även det kommersiella namnet och den stora operatörslogotypen, medan serie- och nummermarkeringarna är utelämnade. På vänster sida av varje sektion, framför stegen för att komma in i hytten, i nivå med ramen, är en namnskylt fäst [15] .

Specifikationer

Huvudsakliga tekniska egenskaper hos elektriska lok 2ES8 och 3ES8: [16]

Konstruktion

Elloket 2ES8 "Malachite" ärvde till stor del designegenskaperna hos de elektriska loken 2ES6 "Sinara" och 2ES10 "Granite" , men har betydande skillnader från de senare. Den största skillnaden är en ny asynkron drivenhet med rysktillverkade drivomvandlare och drivmotorer . Dessutom används en kropp i ett stycke (istället för en kropp med en huvudram), förkortad med 1 meter jämfört med sina föregångare; en ny form av den främre delen av förarhytten med ett anti-chock-krocksystem, liknande Lastochka elektriska tåg , och en buffertstråle som sticker ut framåt; en ny kontrollpanel i förarhytten, anpassad för att köra ett tåg i en person; ny mjukvara med funktionen självlärande och automatisk tågstyrning [16] .

Kropp

Karossen för varje sektion av det elektriska loket är en all-bärande vagn av metall . Vid huvudsektionen har den en styrhytt på ena sidan och en gavel med korsningsövergång på motsatt sida och vid mittpartiet två gavelväggar med korsningsövergångar. Längden på karossen och basen av varje sektion av det elektriska loket förkortades med 1 meter jämfört med sina föregångare och uppgick till en längd av 16 m respektive 11,2 m [16] .

Jämfört med elloken 2ES6 , 2ES7 och 2ES10 , som hade en ramliknande kaross, har den nya karossen 2ES8, på grund av den bärande strukturen, mindre vikt och materialåtgång och samtidigt ökat motstånd mot slag, böjning och vridning, vilket påverkar positivt kvaliteten på transmissionen och implementeringen av dragkrafter och ökar den passiva säkerheten för lokbesättningar vid kollisioner, och lägre vikt minskar dess kostnader och förenklar skapandet av elektriska lok med minskad vikt av varje sektion och axiell belastning [7] [5 ] . Till skillnad från elloket 2ES6, där hytten var gjord som en separat helmetallmodul monterad på huvudramen framför huvudkroppsdelen, i elloket 2ES8, är det mesta av hytten, som hyser lokbesättningen, en direkt del av huvudkroppen, och en separat modul monterad på ramen är endast den främre frontmasken med små sidoväggar, gjord av polymermaterial och utrustad med en kraftram för att öka säkerheten för lokbesättningen, inom vilken kontrollpanelen finns inuti [16] [5] [17] .

Den främre delen av förarhytten har ändrats avsevärt jämfört med 2ES6: istället för en kantig form med två lutande frontpaneler som konvergerar i mitten av hyttens höjd, har den blivit vertikal och något konvex med en mjuk bågformad böj i den övre delen , som går in i taket, samt vinklade paneler, vända i sidled. Till sin utformning liknar kabinen på ett elektriskt lokomotiv kabinen i Lastochka -tågen som produceras av samma fabrik , men har en plattare form. I den övre delen av frontmasken finns en vindruta bestående av två halvor, som var och en är försedd med en torkare fäst under mitten av dess glas och har ett parkeringsläge från dess ytterkant; det finns även tre ledstänger under vindrutan. Ovanför vindrutan i mitten sitter en rektangulär LED-spotlight infälld i karossen. Ellokets buffertljus är placerade längst ner på hörnpanelerna ovanför buffertbalken och infällda i karossen, var och en av dem har runda LED-lampor anordnade ovanför varandra. I mitten av den nedre delen av frontmasken finns tre uttag med elektriska anslutningar för drift av elloket längs CME, täckta med lock [16] [15] [12] .

Från botten av den främre delen under hytten på ramnivån finns en buffertbalk som sticker ut framåt, strukturellt liknar analogen av 2ES5 och EP20 elektriska lokomotiv . Buffertbalken är försedd med ett stötdämpande krocksystem som absorberar det mesta av kollisionsenergin i händelse av att ett tåg kolliderar med ett hinder och skyddar därigenom huvudkroppens strukturer och lokbesättningen från skador. I mitten av buffertbalken sticker en SA-3 automatisk koppling och tre slangar av pneumatiska ledningar ut under den, och på sidorna av den finns två buffertar täckta med dekorativa falska paneler. På sidorna av buffertbalken för att klättra på den finns två steg inskurna i dess kropp, och det finns vertikala ledstänger på sidorna av frontmasken. En spårrengörare [16] [12] är fäst på konsoler vid ramens bas under den automatiska kopplingen .

Ellokskarossens sidoväggar är släta och vertikala och har en plan hudyta. Förarhytten vid huvudsektionerna på sidorna har endast enstaka rektangulära fönster med ventiler i huvuddelen av karossen mitt emot förarsätet utan backspeglar, istället för vilka videokameror är installerade bakom fönstren, medan det inte finns någon sida fönster i frontmaskens sidor. Bakom kabinen, på båda sidor, finns enbladiga entrédörrar med ett ovalt fönster och två handtag, liknande dörrarna på elloket 2ES6 och öppnas genom att vridas inåt; liknande dörrar på samma avstånd från kanten finns i mittsektionen från sidan av en av ändarna. Dörrarna är försedda med vertikala ledstänger och steg, varav två är inskurna i elloksramens sidovägg, och ytterligare två är placerade under den i form av en liten stege, fixerad under karmen [16] [12] .

Ellokets tak har en platt form i mitten med höjder ovanför hytten och i mitten av sektionen och sidolutande sluttningar på sidorna. Den horisontella delen av taket tjänar till att inrymma strömavtagare och strömförande utrustning. Luftintags- och frånluftsgaller är inbyggda i sidosluttningarna, av vilka de två största, som tjänar till att kyla bromsmotstånden, är placerade i mitten av sektionen [16] [12] .

Vagnar

Varje sektion av det elektriska loket har två tvåaxlade motorboggier med tvåstegs fjäderupphängning, en stödaxiell upphängning av dragmotorer och en pneumatisk skobroms för varje hjul med en spakväxellåda och tvåsidig pressning av bromsbackarna [16] . Strukturellt skapades boggierna på basis av boggier av elektriska lok 2ES6 och 2ES10, men samtidigt förbättrades de avsevärt [10] . Basen för vagnen är dess ram, som har en lådsektion och består av två längsgående balkar längs kanterna på vagnen och två tvärgående - central och ände. Ändbalkarna är placerade på sidan av mitten av sektionen och har avrundade hörn vid korsningarna med den längsgående [16] . Ramen är gjord av en speciell stålkvalitet med ökad motståndskraft mot atmosfärisk korrosion och belastningar vid körning i höga hastigheter, vilket också används för boggier av Lastochka elektriska tåg. Ramens geometri jämfört med dess föregångare ändrades på grund av användningen av hjulmotorenheter av en annan design med mer kompakta elmotorer och en modifierad metod för dess fastsättning [11] , och boggiernas hjulbas förkortades med 200 mm, blir lika med 2800 mm [16] .

I det andra steget av fjäderupphängningen vilar kroppen på varje boggis ram genom fyra cylindriska spiralfjädrar placerade på gummi-metallstöd ovanför ramens centrala tvärgående balk vid förbindelsepunkten med boggins längsgående balkar. Drag- och bromskrafter överförs från boggiramen till karossen med hjälp av en lutande stång med gångjärn som förbinder mitten av ändbalken med fästen längs den centrala delen av karossramen i mitten av sektionen. I det första steget vilar boggiramen på hjulparens axelboxfästen genom åtta cylindriska spiralfjädrar, två för varje axelbox. Axelboxfästena på sidan av mitten av boggin är placerade strax under fästena på sidan av dess kanter. För att överföra drag- och bromskrafter från axelboxarna till boggiramen är de, förutom stödfjädrarna, sammankopplade med ensidiga trepunktskoppel, fixerade med gångjärn och placerade från mitten av boggin [16] [12 ] .

Vagnen har två hjulmotorenheter (KMB), som var och en inkluderar en dragmotor, en växel och ett hjulpar. Drivmotorer har axiell fjädring och är placerade i utrymmet mellan axeln och boggins centrala tvärbalk. Ellokets utväxling är dubbelsidig, vilket säkerställer en jämn fördelning av dragkrafterna på hjulen, kompensering av vridningsvibrationer på hjulsatsaxeln och minskar också kostnaden för tillverkning och service av boggin. Kugghjulen är gjorda av 20X2H4A legerat stål med uppkolning och är placerade symmetriskt på drivmotorns axlar och hjulparet nära löphjulen och är täckta med skyddskåpor. Lokets löphjul är pressade på axeln och försedda med bandage [7] [10] .

Motoraxellager har ett delat hus, vilket gör det möjligt att, när hjulsatsen demonteras under inspektion och reparation, frigöra lagren, inspektera lagret, dess rullande element, de inre och yttre ringarna, vilket minimerar skador på axeln, och därmed förlänger livslängden på hjuluppsättningarna. Lagren är konstruerade för 1,8 miljoner kilometer, vilket är en och en halv gånger längre än livslängden för lagren på 2ES6 elektriska lok [10] .

De elektriska lokboggierna är utrustade med en individuell pneumatisk skobroms för varje hjul med dubbelsidig pressning på nockblockens hjul och en mekanisk koppling från bromscylindrarna till skorna [12] . Vagnen är utrustad med bromsblock som tillåter användning av en automatisk parkeringsbroms [5] .

Elektrisk utrustning

Strömförande högspänningsutrustning är placerad på ellokets tak. För strömupptagning från kontaktnätet , på varje huvudsektion i underskattning av taket ovanför ingångsområdet och i den bakre delen av sektionen, installeras två strömavtagare i form av semi-strömavtagare riktade av en krök i riktningen från hytten till den bakre änden av sektionen. Radiostörningsdämpare är placerade nära strömavtagarna, genom vilka strömmen passerar innan den matas in i takbussen. För att överföra strömmen från strömavtagarna till huvudingången för varje sektion och deras parallellkoppling, löper en strömförande samlingsskena längs mitten av taket på alla sektioner, liksom strömavtagarna, målade i rött. Det finns inga strömavtagare på mellansektionen - ström tillförs den genom bussen från huvudsektionerna. I den bakre delen av sektionen finns en frånskiljare och huvudingång. För visuell kontroll av strömavtagarnas tillstånd installerade föraren en videokamera i det bakre högra hörnet av taket på varje huvudsektion [15] .

Huvuddelen av den elektriska utrustningen finns i ellokets maskinrum [16] . All huvudsaklig elektrisk utrustning för dragkraft och extrautrustning, inklusive dragomvandlaren och hjälpomvandlaren, linjefilterchoken och dragmotorn, utvecklades och tillverkades av ryska företag, främst NPO Gorizont och Traction Components [5] .

Dragomvandlare används för att omvandla likström från kontaktnätet till växelström med reglerad spänning och frekvens, som tillförs drivmotorer, och har möjlighet till axiell reglering av drivkraften. En av komponenterna i styrsystemet är en ny slirkontrollenhet med maskininlärningsfunktion, som för att undvika slirning styr drivmotorernas strömförsörjning för att uppnå optimala axelmoment på hjulsatsens axlar och maximal dragkraft beroende på särskilda villkor. I den ryska lokomotivindustrin är detta den första erfarenheten av intelligent styrning av dragkraften hos ett elektriskt lok med en självlärande funktion [7] . Utöver dragomvandlaren är en hjälpomvandlare installerad på elloket, som sänker inspänningen och omvandlar likström till växelström med en frekvens på 50 Hz för drift av hjälpmaskiner (fläktar, kompressorer), belysning, styrning system, och andra behov hos loket som inte är relaterade till dragfunktionen [7] . På grund av användningen av avancerade styrsystem och implementeringen av dragkraft, redundans för dragmotorkretsar med individuella linjefilterdrossel, samt ett effektivt hjälpströmförsörjningssystem, är feltoleransen för ett elektriskt lok 25% högre, och specifik energiförbrukning är 8-10 % mer ekonomisk jämfört med liknande lok [5] .

Elloket är utrustat med ett system för regenerativ och reostatisk elektrisk bromsning . För att spara energi tillhandahålls automatisk ersättning av pneumatisk bromsning med elektrisk bromsning och automatisk anslutning av strömförsörjningen till hjälpomvandlaren för hjälpmaskiner från energin från dragmotorer i frihjulsläget [16] .

Det elektriska loket är utrustat med ett komplex av rysktillverkade elektroniska system, vars grund är ett mikroprocessorbaserat kontroll-, diagnos- och säkerhetssystem. BLOCK-M-komplexet är integrerat i basplattformen för det elektriska loket, vilket säkerställer säkerheten för tågets rörelse och noggrann bestämning av dess plats, utrustad med en mottagare och sändare av en signal från GLONASS- satellitsystemet . Dessutom är elloket försett med en TETRA- och GSM -radiostation [16] . Genom att kombinera funktionerna för kontroll- och säkerhetssystem i ett system implementeras funktionen för automatisk tågledning, som väljer hastighet och styr lokets dragkraft och bromsning baserat på situationen längs rutten, vilket minskar påverkan av den mänskliga faktorn om riktigheten av tågledning [5] [16] . Elloket är också utrustat med ett ACS-OP-system, ett brandlarmsystem och ett videoövervakningssystem med kameror installerade längs sidorna, på taket och inne i kabinen [16] [12] .

Elektriska lokboggier är utrustade med ATD1000 trefas asynkrona dragmotorer tillverkade av Russian Electric Engines. De har en ramlös design med en icke-borttagbar magnetisk krets, som är en del av motorns bärande struktur, vilket förenklar underhållet av elloket. Jämfört med dragmotorerna i elloken 2ES6 och 2ES10 har ATD1000-motorn en betydligt lägre vikt, vilket ökar ellokets jämnhet, minskar dess påverkan på banan och minskar slitaget på hjulpardäcket, vilket gör det mindre nödvändiga för att byta däck och reparera hjulsatser. Den nominella effekten hos elmotorn ATD1000 i kontinuerligt läge är 1000 kW, vilket är något sämre än effekten hos den importerade elmotorn som används på elloket 2ES10, som är 1050 kW [16] [10] .

För att kyla traktionsmotorerna i maskinrummet är fyra fläktmotorer installerade ovanför boggierna (en för varje motor). Det finns även två fläktar för att kyla omvandlarna [16] .

För att tillföra tryckluft till tryckledningen är varje sektion av elloket utrustad med en AKV 3,5/1 L U2 skruvkompressorenhet [12] tillverkad av Chelyabinsk Compressor Plant, liknande de som används på elektriska lokomotiv 2ES10. Kompressorenheten innehåller ett skruvblock, ett luftfilter, en inloppsventil, en oljeavskiljare, en separator, ett oljefilter, en termostatventil, en säkerhetsventil, en minimitrycksventil, en värmeväxlare och en 30 kW trefas. asynkron drivmotor som drivs av en spänning på 380V med en strömfrekvens på 50 Hz från egen behovsomvandlare. Överföringen av vridmoment från elmotorn till kompressoraxeln sker genom en elastisk koppling. Övertrycket vid kompressorns utlopp är 0,98 MPa, den volymetriska prestandan under normala förhållanden är 3,5 ± 0,17 m³ [18] .

Interiör