Применение электровозной тяги на Сурамском перевале, где эксплуатировались в поездной работе электровозы серий С, Сс и Си, показало, что за электрической тягой - будущее железной дороги. Шутка ли - работу 42 паровозов выполняли всего 17 электровозов. Это же более чем двукратное сокращение локомотивного парка и персонала. Я уж не говорю о том, что холодный паровоз нужно было кочегарить около 8 часов до рабочего состояния, а электровоз - поднял пантограф и поехал.
По итогам эксплуатации Сурамских электровозов с такими-то преимуществами перед паром стало совершенно очевидным решение советских властей о переводе на электротягу всех магистральных направлений. Там, где электротяга должна была внедряться не в первую очередь, пересаживались на тепловозы. Уже в конце 30-х стало понятно: эра паровозов скоро закончится (хотя их эксплуатация на отдельных ветках продолжалась вплоть до 80-х годов прошлого века).
Но при переводе на электротягу советские инженеры столкнулись с проблемой: электровозы сурамского типа нельзя было использовать на большинстве построенных дорог из-за ограничений нагрузки на ось. Сурамские электровозы давили на путь с силой 22 тс. А большинство дорог были рассчитаны на давление силой в 20 тс. Незадача-с. Но это только одна проблема. Вторая заключалась в том, что сила тяги сурамских электровозов достигала 24 тс, а предельно допустимая передаваемая сила тяги на винтовую упряжь, которой было оборудовано большинство вагонов - 20 тс. Снова незадача-с.
Килограмм-сила или тонна-сила - внесистемная единица измерения силы, в России её часто употребляют в технической литературе. Представляет собой количество силы, которое нужно применить для придания телу массой в 1 килограмм (кгс) или 1 тонну (тс) ускорения свободного падения (9,8 м/с2). Сложно? Тогда, в нашем случае, это масса, передаваемая осью состава на путь. То есть нагрузка 22 тс означает, что в каждый отрезок времени рельсовый путь воспринимает нагрузку в 22 тонны от каждой оси подвижного состава (условно говоря, по 11 тонн от каждого колеса).
Это означало, что нужно было разрабатывать свой собственный электровоз. В марте 1932 года по заданию ОГПУ на московском заводе "Динамо" и в Центральном локомотивопроектном бюро, кроме подготовки технической документации к электровозам серии Сс, приступили к разработке собственного электровоза постоянного тока с шестью движущими осями. Но в то же время выпускники Московского электромеханического института инженеров транспорта подготовили свой проект электровоза о восьми осях: в каждой тележке по 4 оси: 3 движущих и одна бегунковая, для снижения нагрузки на путь. Его характеристики: сила тяги 27 тс и нагрузка на путь 23 тс. Больше, чем в проектном задании, но специалисты из Наркомата Путей Сообщения "топили" за проект московских студентов - дороги рано или поздно пришлось бы перекладывать под возрастающий грузопоток, а под рукой уже есть мощный локомотив. В заводском проекте электровоз имел 6 осей (по три оси на тележку), укладывался в заданные параметры, но главное: уже был разработан и производился тяговый электродвигатель ДПЭ-340. А для проекта студентов ещё только нужно было разработать новый ТЭД. А электровозы были нужны здесь и сейчас. Победило "Динамо" со своим шестиосным электровозом, "грузившим" путь 19-ю тоннами с оси.
Несмотря на то, что внешний вид электровозов серии ВЛ19 очень сильно напоминал сурамские электровозы, по экипажной части имелись серьёзные отличия. У ВЛ19 были короче тележки - за счёт этого удалось добиться уменьшения массы локомотива и повысить его "вписываемость" в кривые малого радиуса. Исключили часть продольных балок под опоры кузова, модифицировали межтележечное сочленение, рессоры сделали менее жёсткими. Кузов "сажали" не на заклёпки, а на сварку - попытка сэкономить на металле и скорости производства.
А как же быть с силой тяги? Ведь двигатели-то оставались теми же самыми, ДПЭ-340, с мощностью часового режима в 340 кВт? Выход из положения инженеры нашли с помощью применения другого редуктора. Представьте себе, что человек - это ДПЭ-340. А звёзды в системе велосипеда - это локомотивный редуктор. Передняя звезда - это ведущая шестерня, а задняя - ведомая (наличием цепи можно пренебречь). При одной и той же частоте вращения педалей спереди вы будете создавать разную силу тяги и развивать разную скорость, в зависимости от того, на какую звезду - большую или маленькую - сзади будет накинута цепь. Примерно по такому же принципу устроен редуктор. И чтобы не переборщить с тягой, "задние звёзды" инженеры "Динамо" слегка изменили.
Надо сказать, не все инженеры того времени считали, что нужно идти сложным путём проектирования нового отечественного локомотива. Были предложения убрать из проекта американского локомотива систему рекуперативного торможения, что облегчило бы его на пять тонн, убрать ещё 7-9 тонн балласта и изменить передаточное отношение редуктора. Однако в Советском союзе существовала мощная сила, которая иногда могла и победить любые разумные доводы: идеология. Электровозы серии Сс - по сути американские машины, хоть и с адаптацией и собранные у нас. Создать свой электровоз - дело чести советского человека!
В августе 1932 года была начата, а в ноябре того же года окончена постройка первого, полностью разработанного в СССР, отечественного локомотива. Построен он был на Коломенском заводе и носил заводское обозначение серии 2Э. Заводская серия 1Э принадлежала сурамским машинам. Электровоз "подогнали" аккурат к 15-й годовщине Октября, и решили назвать его ВЛ114. Буквы ВЛ - это инициалы Владимир Ленин. Цифра 114 - сцепная масса. Однако скоро локомотивы переименовали в ВЛ19, где цифра означала нагрузку на ось. Ему был присвоен номер "01".
Электровоз отправили на испытания на Сурам. Гоняли его там, что называется, и "в хвост, и в гриву". И, разумеется, пристально наблюдали за тем, как поведёт себя новый советский локомотив в сравнении с локомотивами серии Сс и особенно пристально - в сравнении с серией С. Выяснилось, что из-за крепления панелей кузова только на сварку их "вело". Электровоз серии ВЛ19 реализовывал более высокий коэффициент сцепления, чем электровоз Сс, но никаких других выдающихся качеств не продемонстрировал - хорошая машина, надёжная, но и только. Но дело чести есть дело чести - и Наркомат путей сообщения принимает решение о дальнейшем строительстве на заводах Коломенском и Динамо локомотивов этой серии.
В марте 1934 года эта парочка, имевшая уже богатый опыт кооперации, выпустила электровоз ВЛ19-02. Он имел ряд отличий от первой машины. Панели кузова соединялись комбинированно - заклёпками и сваркой. Имелись отличия в тормозах - расположении и диаметре тормозных цилиндров. Изменились и геометрические параметры - ВЛ19-02 стал на 20 сантиметров длиннее "единички". Со второго и последующих локомотивов убрали тормозной вал, который соединял правую и левую тормозные рычажные передачи на тележках. Рекуперативное торможение заменили на реостатное. Это означает, что электроэнергия, которую вырабатывали тяговые электродвигатели во время торможения, больше не поступала в контактную сеть, а потреблялась самим локомотивом (напомню, при реостатном или рекуперативном торможении тяговые двигатели переходят в режим генераторов и вырабатываю некоторое количество электрической энергии). Стоит отметить, что к проектированию серийного электровоза, с учётом опыта эксплуатации "единички", приложил свою руку автор скоростного пассажирского электровоза ПБ21 (заводское обозначение серии 3Э) Птицын. Локомотивы ВЛ19 серийно строились в Коломне с 1934 по 1938 годы. Всего было построено 124 локомотива.
Заводом "Динамо" в конструкцию локомотивов периодически вносились изменения, что привело к нескольким модификациям, которые на самом заводе назывались "выпусками". Электровозами первого выпуска являлись локомотивы с порядковыми номерам с 02 по 55. Электровозами второго выпуска - с номерами с 56 по 85 и 88. Они имели ряд отличий от первого выпуска. Изменения в конструкции были призваны повысить общую надёжность локомотива и касались переработки схемы электрических цепей. Электровозы с номерами 86, 87, 89-122, 124, 125 и 126 были машинами третьего выпуска. Здесь изменений было побольше: распределительный щит, контроллер машиниста, регулятор напряжения и контакторы американского типа (как на электровозах серии С). Электровозы №123, 129-145 - это уже машины четвёртого выпуска. Вместо динамотора и сдвоенных вентиляторов здесь стояло два мотор-вентилятора, приводимых генератором тока управления, а количество тормозных позиций увеличилось до 20.
Но даже во время эксплуатации советские инженеры постоянно отслеживали параметры и по возможности вносили в конструкцию изменения. Инженер Дубровский в 1939 году изменил схему работы тяговых двигателей и снял с электровоза реостатное торможение, в результате чего значительно уменьшилось число составных элементов и увеличилась общая надёжность, а объём ремонта снизился (за счёт снижения количества требуемых запчастей и времени на их замену). Тестирование новой схемы проходило на локомотиве ВЛ19-28 на Ярославской железной дороге. После успешного прохождения испытаний ещё 86 локомотивов серии ВЛ19 переделали под схему Дубровского. Её также применяли при модернизации сурамских электровозов и локомотивов серии ВЛ22.
Электровозы серии ВЛ19 стали, кроме всего прочего, и первыми двухсистемными локомотивами в Союзе. Ну хорошо, не двухсистемными, а "двухнапряжными", рассчитанными на работу под токами в 3000 и в 1500 Вольт. Как так вышло? Да всё дело в том, что при электрификации Московского узла в 1924 году до Загорска протянули контактную сеть на 1,5 кВ - надёжных машин на 3 кВ тогда ещё не было. А от Загорска до Александрова "развесили" уже 3 кВ постоянного тока. Таким образом Загорск стал станцией стыкования двух напряжений постоянного тока. Было решено строить "двухнапряжные" локомотивы, хотя инженеры "Динамо" сопротивлялись, как могли: уж слишком сложными и капризными получались электровозы. Но партия сказала "надо" - "Динамо" ответило "есть!".
Под "раздачу" попали два электровоза: ВЛ19-27 и ВЛ19-30. Двадцать седьмую машину отдали одной группе инженеров, а тридцатую - второй. И устроили им соцсоревнование. В результате к концу августа 1935 года в локомотивном депо Москва-3 Северной железной дороги было переделано два локомотива. Не буду утомлять вас описанием всех переделок - они заинтересуют разве что узких специалистов. Скажу только, что с ВЛ19-27 сняли реостатное торможение, а переключение обмоток вспомогательных машин проводилось вручную на остановках. На ВЛ19-30 реостатное торможение оставили, а переключение обмоток проводилось по системе "вилка-розетка", позднее заменённую на дистанционный переключатель. После наладочных поездок и доводки узлов, их отправили на линию.
Постройка опытных двухрежимных локомотивов показала принципиальную возможность функционирования одного локомотива от двух токов разной величины напряжения, и НКПС настаивал на продолжении работ в этом направлении. "Динамо" в 1936 году на основе имевшихся локомотивов разработало собственный проект и в том же году приступило к выпуску. Электрическую схему, по сравнению с ВЛ19-27 и ВЛ19-30, на "Динамо" упростили, но она всё равно оставалась крайне сложной. В период с 1936 по 1937 год было построено 12 двухрежимных электровозов. Кроме постройки новых электровозов на 2 напряжения продолжали переделывать старые. Были переделаны ВЛ19-52, ВЛ19-55 и ВЛ19-59. Каждый из них имел свои особенности конструкции, самой простой и в тоже время самой совершенной обладала машина №59. В дальнейшем до начала Великой отечественной войны ещё 9 электровозов на разных дорогах было переделано по схеме, аналогичной ВЛ19-59, и ещё 18 электровозов по похожей схеме было построено на самом "Динамо". Эти локомотивы работали не только на Загорском направлении. Часть из них была отправлена на участок Минеральные Воды - Кисловодск и на Бакинский узел.
"Динамо" в 1935 году выпустило опытный электровоз ВЛ19-41 для работы исключительно на токе в 1,5 кВ. На этой машине были установлены другие двигатели - ДК-1А. Локомотив имел немного отличий от серийных электровозов на 3 кВ. Был применён ряд элементов, рассчитанных на более низкое напряжение, в том числе и двигатели. При этом локомотив при более низком напряжении в контактном проводе имел и меньшие тяговые характеристики часового режима (мы ведь уже знаем, что это такое?). В дальнейшем был переоборудован под номинал 3000 вольт.
А потом была война. А во время войны было не до электровозов. Нужна была победа, "одна на всех - мы за ценой не постоим". Советский Союз ценой титанических усилий и невероятного героизма буквально выгрыз эту победу. Но война отодвинула дело электрификации дорог минимум на десяток лет. После к этому вопросу Советы вернулись и продолжили развешивать провода над дорогами. В проводах с постоянным током этот самый ток бежал с напряжением 3000 Вольт. В результате опытный "сорок первый" ВЛ19 был переделан под ток в 3 кВ. При модернизации электровозы, вопреки традиции, получали не только буковку "м" в индексе, но и новый номер. Десять локомотивов прошли такую модернизацию на НЭВЗе: им была капитально отремонтирована экипажная часть и заменены электродвигатели (вместо ДПЭ-340 ставили ДПЭ-400Б от локомотива ВЛ22М).
На электровозы ВЛ19 уже начинали ставить автосцепку СА-3, хотя встречались локомотивы и с винтовой упряжью. В самом кузове имелся только один боковой коридор между кабинами (как в итальянских Си), а вспомогательные машины были размещены в ВВК - высоковольтной камере. В целом конструкция кузова была схожей с конструкцией кузова электровозов серии С: рама в основе, каркас кузова, обшивка кузовными панелями из листового металла, крышевые люки над высоковольтной камерой и два пантографа на крыше. В кузове было предусмотрено две служебные двери для доступа в ВВК, а в кабины машиниста можно было попасть только с торцов кузова. Кузов электровоза опирается на две трёхосные тележки, также соединённые между собой межтележечным соединением, а колёса имели диаметр по кругу катания 1220 мм. На электровозе было установлено 6 тяговых электродвигателей, а электрооборудование электровоза позволяло соединять несколько локомотивов в сцеп для работы по системе многих единиц. Для охлаждения тяговых электродвигателей устанавливались вентиляторы, приводившиеся электродвигателями МАТ-77 (такие же ставились на локомотивы Сс). Поскольку приводные моторы работали на напряжении 1500 Вольт, в конструкцию был включен динамотор, деливший напряжение контактной сети пополам. От этих же динамоторов запитаны были генераторы тока для низковольтных цепей локомотива. На электровозах четвёртого выпуска динамотор из схемы выкинули, а вместо них и вентиляторов стали ставить мотор-вентиляторы. Для закачки сжатого воздуха в пневмосистему, от которой в том числе питалась тормозная магистраль, использовались два мотор-компрессора. На первых ВЛ19 они были импортными (итальянскими, аналогичными таковым на электровозах Си), а позднее стали ставить отечественные.
Электровозы ВЛ19, в отличии от своих предшественников, электровозов серии С, имели гораздо более широкую географию использования. Первые локомотивы поступали в депо Запорожье, откуда летом 41-го были эвакуированы в Томск и Пермь. Продолжало получать электровозы Закавказье: сначала ВЛ19 повели поезда от Тбилиси до Хашури, а следом от Зестафони до Самтредиа. Поступали электровозы и на УРал - они повели поезда из Свердловска в Гороблагодатскую. В 1937 году электровозы ВЛ19 появились в Новокузнецке (плечо до Белово) и на станции Имандра (плечо до станции Апатиты). На Северной дороге была своя любопытная особенность. Нивская и Туломская электростанции, от которых питалась дорога, имели ряд оригинальных технических решений, благодаря чему оставались практически неуязвимы для врага. В результате в войну электротягу на Северной магистрали удалось сохранить, и грузы по ленд-лизу, которые поставлялись арктическими конвоями из Америки и Англии, доставлялись на фронт значительно быстрее, чем на других дорогах, вернувшихся во время войны к паровозной тяге. Сразу после войны на постоянном токе электрифицировали участок Челябинск - Златоуст, и ВЛ19 побежали там. С середины 60-х до середины 70-х все локомотивы этой серии были отстранены от поездной работы и списаны.
ВЛ19 стал первым, полностью разработанным в нашей стране электровозом. Да, инженеры работали с оглядкой на локомотивы С, Си и Сс - и в этом нет ничего удивительного. Глупо было бы не использовать передовые наработки General Electric и Tecnomasio. И первенец получился весьма удачным - комом уж точно не вышел. Был ряд недостатков, которые постарались учесть в последующих локомотивах. В частности, был затруднён доступ к вспомогательному оборудованию, к тому же зимой на оборудование частенько попадал снег. Ограничен был сцепной вес и сила тяги - но тут скорее срабатывало внешнее ограничение, под которое "вписывали" конструкцию. Сегодня несколько локомотивов сохранились как памятники: в депо Хашури, в музее Екатеринбурга, возле депо Кандалакша и в городе Златоуст.
Ставьте лайки, пишите комментарии, подписывайтесь на канал и следите за обновлениями!
Читайте канал и подписывайтесь на мои соцсети:
Фейсбук | Вконтакте | Инстаграм | Ютуб о танго | Ютуб о путешествиях |
Проект "Железная дороги"
Серия "Электровозы на дорогах бывшего СССР"
Что такое электровоз? | Чем питается электровоз? | Маленький, да удаленький | Сурамские электровозы
