История создания и выпуска
Проектирование
В 2000-х годах на железных дорогах России возникла потребность в двухсистемных пассажирских электровозах с целью увеличения маршрутных скоростей пассажирских поездов и сокращения времени их простоя на станциях стыкования родов тока. Использование двухсистемных электровозов позволяло не только сократить время простоя, но и снизить эксплуатационные затраты благодаря отсутствию необходимости смены локомотивов. В конце 1990-х годов Новочеркасский электровозостроительный завод совместно с компанией Adtranz создал двухсистемный шестиосный пассажирский электровоз серии ЭП10 с асинхронным приводом, призванный обеспечить потребности РЖД в двухсистемных электровозах и заменить на маршрутах двухсекционные восьмиосные электровозы ЧС7 и ЧС8 и шестиосные ЧС4Т с менее мощными коллекторными двигателями. Изначально планировалось наладить их массовый выпуск, но в связи с низкой надёжностью ряда комплектующих и устареванием ряда применяемых технологий ОАО «Российские железные дороги» отказались от дальнейших закупок данных локомотивов, поэтому в период 2005—2006 годов была выпущена лишь ограниченная партия в 11 машин, (всего — 12 с учётом первого электровоза), поскольку для части из них уже были изготовлены комплектующие и отказ от их закупки грозил уплатой неустойки производителю[2].
Из-за низкой надёжности электровозов ЭП10 руководство ОАО «РЖД» признало необходимым создание в России нового двухсистемного электровоза, получившего проектное обозначение серии ЭП20. По завершению предпроектных исследований было утверждено техническое задание на ЭП20, который, как и ЭП10, должен был оснащаться асинхронным тяговым приводом и системой рекуперативного торможения для снижения эксплуатационных затрат и иметь схожие технические характеристики, но в то же время соответствовать повышенным требованиям по безопасности и надёжности в соответствии с нормами, принятыми для электровозов, выпускаемых в странах Европы, и обеспечивать комфортные условия работы локомотивной бригады. Также предполагалось, что электровоз будет водить транзитные поезда, следующие в дневное время по скоростной линии Москва — Санкт-Петербург, поэтому среди предъявленных требований к будущему электровозу была возможность создания его варианта для эксплуатации со скоростями до 200 км/ч[3].
РЖД поручили российскому Трансмашхолдингу создать проект нового электровоза к 2008 году. Для создания нового локомотива Трансмашхолдинг заключил партнёрское соглашение с французской компанией Alstom Transport, производящей высокоскоростные электровозы и электропоезда, которая должна была разработать и поставить наиболее сложные в изготовлении узлы электровоза с учётом климата России, поскольку у российских предприятий отсутствовало оборудование и опыт для производства отдельных узлов и части сложного электрооборудования (в особенности тяговых инверторов и системы управления) и для их создания требовалось значительное время, а закупать зарубежные электровозы было слишком дорого. Проект был реализован совместно с участием Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения (ВЭлНИИ) через созданную Трансмашхолдингом и Альстомом совместную компанию ООО «Технологии рельсового транспорта» («ТРТранс»), задачей которого стала разработка принципиально нового для России подвижного состава[3].
Для нового электровоза были сконструированы принципиально новые детали, которые вскоре начали изготавливаться и тестироваться: кузов, кабина машиниста с крэш-системой, тележки, тяговые электродвигатели, система управления и контроля, тормозное и механическое оборудование. Компания Alstom доработала тяговый инвертор в соответствии с требованиями российских стандартов и условиями эксплуатации. Окончательный проект электровоза был готов в 2010 году, и в мае РЖД подписало контракт на поставку 200 электровозов серии на сумму около 1 миллиарда евро[4]. Производство электровозов было организовано на главном электровозостроительном предприятии России — Новочеркасском заводе[3].
Производство
Сборка первого электровоза ЭП20-001 была начата во второй половине 2010 года[5] и завершена в апреле 2011 года. Поскольку электровозы серии планировалось использовать для вождения скорых поездов по маршруту Москва—Адлер без смены локомотива на всём протяжении маршрута для перевозки пассажиров во время Зимних Олимпийских игр 2014 года в Сочи, в честь предстоящей олимпиады серия получила именное название «Олимп». Первый электровоз был окрашен в честь предстоящей Олимпиады в оригинальную оранжево-сине-голубую окраску со стилизованным изображением гор и пламени и имел редукторы стандартного исполнения для вождения поездов с максимальной скоростью 160 км/ч. После наладки на заводе он был отправлен на испытания[3].
В начале 2012 года был выпущен второй электровоз в скоростном исполнении на 200 км/ч для возможности проведения параллельных испытаний двух машин разного исполнения. В сентябре того же года была окончательно завершена сертификация машин, что позволило начать их серийное производство[3]. В конце года была выпущена опытно-промышленная партия из 6 машин скоростного исполнения. С 2013 года серия стала выпускаться более массово, однако в 2014 году объём выпуска снова резко снизился по причине валютного кризиса в России и удорожания импортных комплектующих, что сделало электровозы слишком дорогими. Начиная с номера 002, все электровозы получали трёхцветную фирменную окраску РЖД с красным, светло-серым и тёмно-серым цветами (красный — сверху с преобладанием в зоне кабины, светло-серый — в середине с преобладанием по бокам, тёмно-серый — внизу), при этом передняя часть электровоза вверху окрашивалась в оранжевый цвет[6].
Электровозы ЭП20 выпускались в двух модификациях, отличающихся друг от друга передаточным отношением тягового редуктора — обычной с конструкционной скоростью 160 км/ч и скоростной с конструкционной скоростью 200 км/ч. Электровозы с номерами 002—018, 046—048 были выпущены в скоростной модификации, а все прочие — в обычной. Начиная с номера 053 (первый электровоз 2016 года постройки), машины получили кабины российского производства, отличающиеся изменённой конструкцией буферных фонарей и окон кабины машиниста. Начиная с номера 067 (первый электровоз 2019 года постройки), боковые панели некоторых электровозов стали выполняться с горизонтальными гофрами[6].
По состоянию на декабрь 2019 года построен 71 электровоз[6]. Данные по выпуску электровозов ЭП20 по годам приведены в таблице:[6]
Общие сведения
Электровоз ЭП20 «Олимп» предназначен для вождения пассажирских поездов на железных дорогах с шириной колеи 1520 мм, электрифицированных как на однофазном переменном токе промышленной частоты 50 Гц с номинальным напряжением 25 кВ, так и на постоянном токе с номинальным напряжением 3 кВ. Электровоз наиболее востребован на маршрутах, где имеются оба вида электрификации, для сокращения времени стоянки на станции смены рода тока и возможности следования без остановки на ней. Электровоз может эксплуатироваться при температурах окружающей среды от −50 °C до +40 °C[3].
Электровоз является наиболее современной моделью пассажирских электровозов на железных дорогах России и за счёт применения мощных асинхронных тяговых электродвигателей сопоставим по мощности с восьмиосными двухсекционными электровозами с коллекторными двигателями, такими как ЧС7 и ЧС8, и может использоваться для их замены. Он также является первым представителем нового семейства электровозов производства НЭВЗ с асинхронным тяговым приводом, унифицированных по конструкции механической и электрической части. На базе ЭП20 был создан двухсекционный восьмиосный грузовой электровоз переменного тока 2ЭС5[* 1], также планируется создание схожего электровоза постоянного тока 2ЭС4[* 2] и двухсистемного 2ЭС20, а также односекционных шестиосных пассажирских ЭП2[* 3] и ЭП3[* 4] для постоянного и переменного тока. Унификация узлов и систем будущих пассажирских электровозов серий ЭП2 и ЭП3 составит до 85 %, а грузовых электровозов 2ЭС4 и 2ЭС5 — до 70-75 %[7].
Электровоз выпускается в двух исполнениях, отличающихся передаточным отношением тягового редуктора: для движения с максимальной скоростью 160 км/ч и 200 км/ч. Электровоз ЭП20 в исполнении на 160 км/ч при движении со своей максимальной скоростью может вести на прямом участке пассажирский поезд состав из 24 вагонов, а электровоз на 200 км/ч — поезд из 17 вагонов[8].
Нумерация и маркировка
Электровозы ЭП20 получают с завода трёхзначные номера, присваиваемые по возрастанию в порядке их выпуска, начиная с 001. Обозначение серии и номера наносится в виде объёмных металлических букв на лицевых панелях буферов спереди кабины электровоза, при этом на правом буфере указана его серия (при взгляде на кабину — слева), а на другом — его трёхзначный номер. Номера кабин электровоза указаны на боковых стенах внизу примерно над второй колёсной парой, считая от ближайшей кабины, и нанесены краской белого цвета в виде маленьких цифр 1 или 2.
Пассажирская эксплуатация
Электровоз ЭП20-002 был торжественно передан ОАО «РЖД» 30 ноября 2012 года[10]. С 14 декабря 2012 года он начал осуществлять пассажирские перевозки на линии Москва — Санкт-Петербург с поездом Невский экспресс[12], где эксплуатировался до середины 2013 года перед передачей на Рязанское направление МЖД. С января 2013 года серийные электровозы ЭП20 начиная с номера 003 поступили в депо Москва-Сортировочная-Рязанская и начали работать на Рязанском направлении МЖД на маршрутах Москва-Пассажирская-Казанская — Воронеж-I (поезд № 45/46) и Москва-Пассажирская-Казанская — Ряжск I (поезд № 131/132 Москва — Орск), а чуть позже и Москва — Адлер. Вскоре к ним присоединились электровозы 001 и 002. Впоследствии сеть обслуживаемых маршрутов была значительно расширена. С 2018 года все ЭП20 были переведены в депо Ожерелье-Сортировочное (ТЧЭ-33). В августе 2019 года было принято решение о ликвидации СЛД Москва-Сортировочная-Рязанская. В октябре 2019 года началась обкатка локомотивных бригад депо Ожерелье-Сортировочное на участках Москва-Павелецкая — Грязи-Воронежские, Москва-Павелецкая — Мичуринск-Уральский и Москва-Павелецкая — Воронеж-1.
В настоящее время ЭП20 используется на следующих маршрутах:
- Москва — Нижний Новгород (поезда 35/36, а также 701/702, 703/704, 705/706, 707/708, 709/710 «Стриж»).
- Москва — Екатеринбург (поезда 15/16, 59/60 Нижневартовск-Москва), обслуживается в 3 локомотивные бригады, сменяющиеся на участках: Москва — Казань — Москва, Казань — Агрыз — Казань и Агрыз — Екатеринбург — Агрыз.
- Москва — Вологда (поезд № 107/108 «Дневной экспресс»).
Планируется использовать на следующих маршрутах[источник не указан 1698 дней]:
- Москва — Пермь (будет обслуживаться в 3 локомотивные бригады: москвичи (Москва — Нижний Новгород — Москва), нижегородцы (Нижний Новгород — Киров — Нижний Новгород), кировчане (Киров — Пермь — Киров).