Найти в Дзене
Максим Драгоев

Первые советские высокоскоростные электропоезда.

Доброво дня мои дорогие читатели сегодня мы поговорим первые советские электропоезда СССР. Некоторым известно про электропоезд ЭР200, но РВЗ (Рижский вагоностроительный завод) ещё интересный электропоезд который мог составить конкуренцию ЭР200.

Кузов головного вагона ЭР23
Кузов головного вагона ЭР23

ЭР23 — проект советского электропоезда постоянного тока.

Проект ЭР23 разрабатывался как первый советский скоростной электропоезд, но был свёрнут в пользу ЭР200. За это время был построен как минимум корпус головного вагона.

Скорее всего, корпус вагона 00101 списан и порезан. До нашего времени вагон не сохранился. Возможно, кузов вагона используется как сарай, гараж или склад.

ЭР200 в музее Самары (наверное)
ЭР200 в музее Самары (наверное)

ЭР200 (Электропоезд Рижский, с конструкционной скоростью 200 км/ч) — первый советский скоростной электропоезд постоянного тока. Выпущен в двух экземплярах, получивших порядковые номера 1 и 2. Заводские обозначения — 62-110 для первого состава (ЭР200-1), 62-285 для второго состава (ЭР200-2).

Разработка ЭР200

Как было сказано выше, техническое задание на разработку ЭР200 было утверждено в 1967 году. К выполнению этой работы были подключены научные и конструкторские подразделения промышленности.

Разработка велась РФ ВНИИВ при участии ряда НИИ и ВУЗов[1]. В общей сложности, в разработке и создании электропоезда ЭР200 участвовали коллективы более 50 научно-исследовательских институтов, проектных организаций и заводов — транспортных, механико-теоретических и авиационных. В числе предприятий-участников ЦНИИ МПС, ЛИИЖТ, ГТСС. В разработке формы головной части вагона с экспериментами в аэродинамической трубе принимал участие Московский государственный университет. ТПИ и МИИТ выполнили исследования, результаты которых были использованы при эскизном проектировании.

Главным (ведущим) конструктором проекта был назначен Всеволод Коровкин, занимавший в период с 1969 по 1975 год должность начальника бюро скоростных поездов РВЗ.

Технический проект выполнялся РВЗ и РЭЗ и был завершён в декабре 1969 года, в соответствии со сроками плана. В мае 1970 года РВЗ получил на него официальное заключение от МПС. Замечания по техническому проекту проработали и в течение 1971 года выпустили и окончательно утвердили рабочую документацию. При этом конструкция ЭР200 была абсолютно новой (без заимствования узлов от других поездов). В то же время технические решения по ЭР200 должны были быть просты в производстве, поскольку его строили параллельно с серийными поездами.

Основные решения по силовому электрооборудованию, тиристорному импульсному регулятору и автоматическим системам были предварительно отработаны РФ ВНИИВ совместно с другими предприятиями на макетной секции в 1971—1973 годах. Отработка проходила на Прибалтийской железной дороге.

Параллельно с разработкой электропоезда принимались меры по модернизации инфраструктуры. Например, для питания 14-вагонного состава требовался ток порядка 4000 А, в то время как быстродействующие автоматы тяговых подстанций были рассчитаны на 3000 А.

Электропоезд ЭР200-2 был построен заводом РВЗ с участием РЭЗ в 1991 году и изначально состоял из шести вагонов (номера 201, 212, 214, 222, 224, 203). Далее за три года были построены ещё шесть вагонов (в 1992 году номера 232 и 234, в 1993 году номера 242 и 244, в 1994 году номера 252 и 254).

История электропоезда ЭР200 большое согласно данным из Википедии. Поэтому мы поговорим о его конструкции.

Кузов

Лобовая часть головного вагона (слева), торец промежуточного вагона (справа).
Лобовая часть головного вагона (слева), торец промежуточного вагона (справа).

Кузов вагонов поезда с целью облегчения конструкции был выполнен сварным, из алюминиевых сплавов (АМ5, АМ6, 1915). Фактически он представлял замкнутую оболочку с вырезами для окон и дверных проёмов. Сварная рама покрыта приваренными к балкам гофрированными листами. Крыша также образована гофрированными листами и изнутри усилена потолочными дугами. Боковые стены армированы горизонтальными и вертикальными элементами жёсткости, выполненными из преcсованных профилей Стальной кузов аналогичной конструкции имел бы массу примерно на 4,5 тонны больше.

Особое усиление каркаса кузова было вызвано в том числе необходимостью борьбы с явлением галопирования. До предела увеличили упругость кузова. Между вагонами применили облегчённую жёсткую автосцепку с резинометаллическими гасителями ударов. Она не допускала раскачивания вагонов из стороны в сторону, но при этом делала возможным изгибы состава по вертикали при прохождении подъёмов и спусков. Свою роль также здесь играли регуляторы положения кузова и пневморессоры.

Лобовая часть головного вагона выполнена вытянутой вперёд и зауженной, что позволило снизить аэродинамическое сопротивление. С этой же целью на концах боковых стен и крыш вагонов установили резиновые полосы, сокращавшие воздушные промежутки между соседними вагонами. Ещё одним приёмом для лучшего обтекания стала новая бочкообразная форма профиля кузова вагона. Боковые стенки до подоконного уровня выполнили вертикальными, а выше они сходились внутрь. Фальшборта снизу и углы крыши сверху имели скруглённое сечение.

При такой конструкции собственная частота изгибных колебаний лежала в интервале от 6,0 до 7,5 Гц, в то время как по нормативам она должна была быть не менее 8 Гц. Впоследствии это стало причиной появления трещин в несущих элементах кузовов вагонов при эксплуатации.

Каждый вагон имеет два тамбура, которые располагаются в крайних частях кузова и имеют выходы на обе стороны от пути. Выходы выполнены из расчёта посадки и высадки пассажиров только при высоких платформах.

Для сцепления с другим подвижным составом на головных вагонах установлена автосцепка СА-3. Между собой вагоны электропоезда соединяются облегчённой жёсткой автосцепкой Шарфенберга. Сцепки Шарфенберга уже применялись на советских метровагонах; в отличие от метрополитена, межвагонные пневматические и электрические соединения ЭР200 не были интегрированы в конструкцию этих сцепок. Крепление межвагонных сцепок к рамам вагонов выполнено аналогично креплению сцепок СА-3.

Тележка

Тележка  ЭР200.
Тележка ЭР200.

Каждый вагон опирается на две двухосные бесчелюстные тележки. В конструкции тележек применены роликовые и шариковые подшипники, воспринимающие как вертикальные, так и горизонтальные воздействия. Применены рессоры двух типов: пружинные буксовые (с гасителями колебаний) и (впервые в советском электровагоностроении) пневматические центральные, диафрагменного типа. Помимо пневморессор в конструкцию тележек включили пневмодроссели и гидравлические гасители колебаний. Рамы тележек сварной конструкции. Они имели вид замкнутого контура и состояли из продольных и поперечных коробчатых балок. На каждую буксу рама тележки опирается через две цилиндрические пружины, установленные на подбуксовых балансирах. Подрессорный брус имеет полости, позволяющие ему работать в качестве воздушного резервуара для пневморессор; на концах бруса установлены клапаны регулирования горизонтального положения кузова. При изменении статического прогиба рессор они обеспечивали кузову постоянную высоту. Суммарный статический прогиб рессорного подвешивания составлял от 110 до 140 мм. Проектом его величина была предусмотрена в 195 мм, из которых 150 мм должны были приходиться на центральное подвешивание. Моторная и немоторная тележки были унифицированы между собой по конструкции и отличались наличием тягового привода и заземляющего устройства.

На моторных тележках применена опорно-рамная подвеска тягового электродвигателя (ТЭД), каждый из которых приводит в движение свою колёсную пару. Редуктор одноступенчатый, с передаточным отношением 1:2,346. Связь редуктора с валом ТЭД осуществляется через резинокордную муфту.

Колёсные пары тележек выполнены с цельнокатанными колёсами (то есть безбандажные). На всех колёсах, кроме колёс первой колёсной пары передней тележки каждого вагона Пг, установлены тормозные диски. На тележках установлены специальные колодки, очищающие поверхности катания колёс. Это позволяет увеличить сцепление колёс с рельсами, а также уменьшает электрическое сопротивление в месте контакта.

Пневмоподвешивание кузова

Электропоезд ЭР200 - первый серийный отечественный электропоезд, оборудованный пневматическими рессорами (пневмоподвешиванием). Кузов вагона опирается на каждую из двух тележек через две пневморессоры – правую и левую. Пневморессоры состоят из цилиндрических резинокордовых оболочек, заполненных сжатым воздухом, штатно подаваемым из напорной магистрали вагона. Для создания запаса воздуха в системе пневморессор каждого вагона имеется резервуар объёмом 170 л. Предусмотрена возможность отключения пневморессор любой тележки, а также возможность питания пневморессор сжатым воздухом от тормозной магистрали (при пересылке электропоезда в холодном состоянии).

Система пневмоподвешивания автоматически поддерживает расстояние между кузовом и тележками независимо от загрузки вагона, а также исключает наклон кузова вправо или влево. Для этого предусмотрены механические регуляторы положения кузова, по одному на каждую пневморессору. В зависимости от загрузки вагона регуляторы изменяют давление в пневматических рессорах. Так, если в вагон вошли пассажиры, вес кузова увеличится и кузов опустится. При этом регуляторы положения кузова увеличат давление воздуха в рессорах. Кузов приподнимется и займёт исходное положение.

Для защиты от недопустимого подъёма кузова на тележке у каждой пневморессоры установлен выпускной клапан, который при подъёме кузова на 50 мм выше номинального уровня выпускает воздух из своей пневморессоры. Для защиты от перекоса кузова при неисправности одной из рессор установлены быстродействующие клапаны, по одному на тележку. При разности давлений в пневморессорах тележки более 1,3 атмосферы такой клапан выпускает воздух из соседней пневморессоры тележки.

Для информирования об отсутствии давления воздуха в какой-либо рессоре либо его недопустимом снижении (ниже 2 атмосфер) предусмотрены пневматические выключатели, по одному на каждую тележку. При давлении в рессорах тележки ниже 2 атмосфер такой выключатель выключает реле, которое включает лампы «Пневморессоры» в кабинах машиниста головных вагонов и в купе проводника неисправного вагона. При загорании этих ламп скорость движения поезда не должна была превышать 80 км/ч.

Похожая система пневмоподвешивания в настоящее время используется на ряде отечественных электропоездов (в том числе на электропоездах метрополитена).

Тормозное оборудование.

Вагоны в исходном исполнении имели три системы торможения: электрическую реостатную (для плавного торможения в диапазоне скоростей от 200 до 35 км/ч), электропневматическую дисковую (для интенсивного торможения) и магниторельсовый тормоз (МРТ, для экстренного торможения совместно с другими тормозными системами). МРТ проходил доводку до пригодного состояния в течение нескольких лет, однако безуспешно, в виду чего он был снят со всех вагонов ЭР200). При служебном торможении, а также при скоростях ниже 35 км/ч электрический и электропневматический тормоза работают одновременно.

В конструкции МРТ применены два башмака, подвешенные на каждой тележке; катушки пары башмаков включались последовательно и питались постоянным током напряжением 110 В.

Воздушные компрессоры C2000 финской компании Tampella предназначены для нагнетания сжатого воздуха в два последовательно соединённых резервуара ёмкостью 170 л каждый. Сжатый воздух из питательной магистрали (ПМ) через трёхходовой кран и клапан максимального давления поступает в один из резервуаров, к вентилю и реле давления. Резервуар соединён с электровоздухораспределителем, который с одной стороны сообщается с тормозной магистралью (ТМ), а с другой через сбрасывающий клапан соединён с тормозными цилиндрами, имеющими встроенный регулятор хода поршня. Сбрасывающий клапан обеспечивает быстрое поосное растормаживание колёсной пары при срабатывании противоюзного устройства. Реле давления связано с подъёмниками МРТ, обеспечивавшими спуск башмаков МРТ на рельсы. От ТМ выполнены отводы к стоп-кранам. Для оповещения машиниста о наличии сжатого воздуха в цилиндрах установлены сигнализаторы отпуска тормозов.

Управлять электропневматическим дисковым тормозом можно посредством крана машиниста или кнопки (контроллера) на пульте машиниста (на каждом вагоне Пг установлены краны машиниста усл. № 394). Включение этого тормоза происходит через электровоздухораспределители усл. № 371, установленные на каждом вагоне. Тормозные диски установлены на всех колёсных парах вагонов Мп и МпТ, а также на трёх колёсных парах каждого вагона Пг. Диски, каждый из которых состоит из двух половин, поставлялись фирмой Knorr-Bremse. Тормоз состоит из чугунного диска и двух композиционных накладок, прижимаемых к диску клещевым механизмом. Усилие с тормозного цилиндра через двуплечий горизонтальный рычаг передаётся на клин, который через вертикальные рычаги приводит в движение накладки. В тормозной цилиндр встроен авторегулятор, поддерживающий постоянную величину зазора между диском и накладками.

Помимо функции тормоза пневматическая система может использоваться для некоторых других задач. Например, из ПМ через трёхходовой кран и обратный клапан воздух поступает в систему пневматического подвешивания вагона.

Электрооборудование

Опущенный токоприёмник на ЭР200.
Опущенный токоприёмник на ЭР200.

Основное тяговое электрооборудование для электропоезда поставил Рижский электромашиностроительный завод, отдельные аппараты и узлы разрабатывались в пятидесяти различных конструкторских бюро страны.

Моторные вагоны составляют пары (секции): Мп (моторный промежуточный) и МпТ (моторный промежуточный с токоприёмником). Каждая пара имеет общую силовую схему для обеспечения регулирования напряжения на ТЭД. Вагон МпТ, помимо токоприёмника, также имеет всё оборудование для управления тяговыми двигателями обоих вагонов (в частности, тиристорный регулятор, силовой контактор, тормозной переключатель, реверсор, высоковольтный быстродействующий выключатель, линейные контакторы, пуско-тормозные резисторы на оба вагона секции, оба блока резисторов для ослабления возбуждения, главный разъединитель). Это оборудование размещено под кузовом вагона. На крыше вагона МпТ расположены токоприёмник, два разрядника (РМВУ-3,3), фильтр (ФСК-4А-2) и дроссель (1ДР.014) для подавления радиопомех. На вагоне Мп под кузовом расположены: машинный преобразователь типа 1ПВ.004 (позволяет получать из напряжения контактной сети трёхфазное напряжение 220 В частотой 50 Гц для питания вспомогательных цепей), контакторы отопления и преобразователя, реле боксования, мотор-компрессор и аккумуляторная батарея (АКБ) секции. Преобразователь 1ПВ.004 состоит из двигателя постоянного тока (напряжением 3000 В и мощностью 87 кВт) и синхронного генератора трёхфазного тока частотой 50 Гц (напряжением 220—236 В при мощности 75 кВт); скорость вращения вала 1500 об/мин.

Вагоны Пг не имеют тяговых двигателей и токоприёмников, но имеют вспомогательное электрооборудование (преобразователь 1ПВ.004, АКБ и так далее). Кроме того, под кузовами всех типов вагонов установлены агрегаты кондиционеров (теплообменные аппараты, компрессоры, конденсаторы), а также пневматическое и тормозное оборудование. Каждый вагон снабжён двумя трёхфазными электродвигателями для привода системы вентиляции салона.

На тележках моторных вагонов установлены самовентилируемые тяговые электродвигатели (ТЭД) типа 1ДТ.001 с последовательным возбуждением и рамной подвеской, по одному на каждой оси. Они представляли собой цилиндрические четырёхполюсные машины с добавочными полюсами и петлевой обмоткой якоря. Масса ТЭД 1320 кг, номинальное напряжение 750 В, расчётный пусковой ток 350 А.

При номинальном напряжении и возбуждении 50 % ТЭД имеет следующие параметры.

Верхняя система реагирует на небольшие колебания высоты контактного провода. При значительных перепадах высоты провода (например, при проезде под искусственными сооружениями) срабатывают обе системы; при этом нижняя система получает сигнал от верхней через пневматическую связь. Специальное устройство аварийного опускания складывает токоприёмник при возникновении удара. Приведённая масса верхней части токоприёмника приблизительно в три раза меньше, чем у применяемых стандартных устройств токосъёма пригородных электропоездов.

После первого опыта эксплуатации вместо ТСп-1М были применены более совершенные токоприёмники ТСп-6М (также разработанные ВНИИЖТ), которые имели иные габариты в сложенном состоянии и имели дополнительные гидравлические демпферы на валах верхней системы рам.

Салон электропоезда

В салонах установлены мягкие поворачивающиеся на 180° кресла с подлокотниками и откидывающимися спинками для сидения. Кресла установлены по схеме 2+2. В пассажирском салоне головных вагонов ЭР200-1 изначально было установлено 24 кресла, а в моторных вагонах — по 64 кресла.

В вагонах устанавливались системы отопления и кондиционирования воздуха. Окна не замерзали зимой и не запотевали летом.

В каждом вагоне установлено по два туалета и по одному купе проводника, имеются отсеки с оборудованием. В салоне промежуточных вагонов предусмотрены шкафы для одежды и багажа; в головных вагонах оборудованы бар-буфеты[9][1]. В пассажирских салонах установлены электронные табло, на которые выводились часы и значение скорости, уточняемое каждые три секунды. В вагонах была организована телефонная связь с выходом на городскую АТС.

Кабина и салон ЭР200.
Кабина и салон ЭР200.

Данные использованы из Википедии чтобы можно было передать информацию который даже я сам не знаю.

Если вам было интересно читать эту статью подписываетесь. Будут ещё интересные статьи.