2ES8

Pe baza proiectării locomotivei electrice 2ES8/3ES8 Malachite, Grupul Sinara intenționează să dezvolte și, ulterior, să înceapă producția unei noi locomotive electrice cu o unitate de tracțiune asincronă, care diferă în caracteristicile de tracțiune și viteză, greutatea și tensiunea rețelei de contact. Este planificată să producă o locomotivă electrică similară pentru liniile de curent alternativ 25 kV 50 Hz și o locomotivă electrică cu două sisteme pentru 3 și 25 kV, precum și o locomotivă electrică de marfă accelerată ușoară cu două sisteme pentru conducerea trenurilor de containere cu o viteză de proiectare de 140 km/h și o sarcină redusă pe osie de 23 tf [16] [16] [7] . Este planificat ca noua platformă de locomotive electrice să fie relevantă timp de 15-20 de ani [4] .

Informații generale

Numire

Locomotivele electrice 2ES8 și 3ES8 „Malakhit” sunt proiectate pentru conducerea trenurilor de marfă pe căi ferate cu ecartament 1520 mm, electrificate cu curent continuu de 3 kV, în climat temperat și rece. Din punct de vedere al puterii, acestea sunt ușor inferioare locomotivelor electrice 2ES10 și 3ES10 „Granit” , având o putere totală continuă a motoarelor de tracțiune de 8 și 12 kW față de 8,4 și respectiv 12,6 kW și pot fi poziționate ca alternativă la acestea din urmă. . De asemenea, locomotiva electrică este cu o treime mai puternică decât locomotivele electrice 2ES6 și, respectiv, 3ES6 Sinara. Locomotiva electrică 3ES8 în trei secțiuni este proiectată pentru a conduce trenuri de marfă cu o greutate de 7100 de tone pe teren montan. Durata de viață atribuită a unei locomotive electrice este de 40 de ani [16]

Compoziție

Locomotiva electrică 2ES8 constă din două secțiuni de cap identice cu cabine de comandă, iar 3ES8 constă din două secțiuni de cap și o secțiune intermediară de amplificare fără cablu . Fiecare secțiune are un set complet de echipamente, cu excepția cabinei șoferului la secțiunea intermediară, care face posibilă operarea independentă a unei singure secțiuni de cap, cu condiția ca aceasta să poată fi rotită la posturile de capăt, ceea ce creează totuși inconveniente. pentru șofer la manevrarea în sensul din spate din lipsa unei a doua cabine. Este posibil să se lucreze două locomotive electrice cuplate într- un sistem de mai multe unități , în timp ce acestea sunt conectate prin părțile frontale ale secțiunilor opuse [16] .

Numerotarea și marcarea

Locomotivele electrice 2ES8 și 3ES8 primesc numere din trei cifre începând de la 001, dar nu se știe încă dacă numerotarea lor va fi separată sau comună. Marcarea cu denumirea seriei și a numărului este aplicată cu vopsea pe partea din față a cabinei locomotivei electrice în centru cu un fascicul tampon și marginea inferioară a parbrizului în formatul 3ES8-XXX sau 2ES8-XXX , unde XXX este numărul locomotivei electrice. Deasupra desemnării seriei și numărului din centru se află sigla operatorului, de asemenea vopsită cu vopsea. Pe lateralele cabinei șoferului de la nivelul luminilor tampon, denumirea comercială a seriei MALAKHIT este înscrisă cu majuscule. Secțiunea de amplificare din mijlocul peretelui lateral poartă, de asemenea, numele comercial și logo-ul mare al operatorului, în timp ce marcajele de serie și numere sunt omise. Pe partea stângă a fiecărei secțiuni, în fața treptelor de intrare în cabină, la nivelul cadrului, este atașată o plăcuță de identificare [15] .

Specificații

Principalele caracteristici tehnice ale locomotivelor electrice 2ES8 și 3ES8: [16]

Constructii

Locomotiva electrică 2ES8 „Malachite” a moștenit în mare măsură caracteristicile de proiectare ale locomotivelor electrice 2ES6 „Sinara” și 2ES10 „Granit” , dar are diferențe semnificative față de cea din urmă. Principala diferență este o nouă unitate de tracțiune asincronă cu convertoare de tracțiune și motoare de tracțiune de fabricație rusă . Se mai folosește și un corp dintr-o singură piesă (în loc de un corp cu cadru principal), scurtat cu 1 metru față de predecesorii săi; o nouă formă a părții frontale a cabinei șoferului cu un sistem anti-șoc, similar cu trenurile electrice Lastochka , și un fascicul tampon care iese înainte; un nou panou de control în cabina șoferului, adaptat pentru conducerea unui tren într-o singură persoană; software nou cu funcția de autoînvățare și control automat al trenului [16] .

Corpul

Corpul fiecărei secțiuni a locomotivei electrice este un vagon de transport complet din metal . La secțiunea de cap are o cabină de control pe o parte și un perete de capăt cu o tranziție de intersecție pe partea opusă, iar la secțiunea de mijloc are doi pereți de capăt cu tranziții de intersecție. Lungimea caroseriei și baza fiecărei secțiuni a locomotivei electrice au fost scurtate cu 1 metru față de predecesorii lor, însumând o lungime de 16 m, respectiv 11,2 m [16] .

În comparație cu locomotivele electrice 2ES6 , 2ES7 și 2ES10 , care aveau o caroserie tip cadru, noua caroserie 2ES8, datorită structurii de susținere, are mai puțină greutate și consum de material și în același timp rezistență crescută la impact, încovoiere și torsiune, ceea ce afectează pozitiv calitatea transmisiei și implementării forțelor de tracțiune și crește pasiv siguranța echipajelor de locomotivă în ciocniri, iar greutatea mai mică reduce costul acesteia și simplifică crearea de locomotive electrice cu o greutate redusă a fiecărei secțiuni și sarcină axială [7] [5 ] ] . Spre deosebire de locomotiva electrică 2ES6, în care cabina a fost realizată ca un modul separat, integral din metal, montat pe cadrul principal în fața părții principale a corpului, în locomotiva electrică 2ES8, cea mai mare parte a cabinei, care găzduiește echipajul locomotivei, este o parte directă a corpului principal și un modul separat montat pe cadru este doar masca frontală frontală cu pereți laterali mici, realizată din materiale polimerice și echipată cu un cadru de putere pentru creșterea siguranței echipajului locomotivei, în interiorul căruia panoul de comandă se află în interiorul [16] [5] [17] .

Partea frontală a cabinei șoferului a fost modificată semnificativ în comparație cu 2ES6: în loc de o formă unghiulară cu două panouri frontale înclinate care converg în mijlocul înălțimii cabinei, a devenit verticală și ușor convexă, cu o curbă lină arcuită în partea superioară. , trecând în acoperiș, precum și panouri înclinate, întoarse lateral. Prin proiectare, cabina unei locomotive electrice este similară cu cabina trenurilor electrice Lastochka produse de aceeași fabrică , dar are o formă mai plată. În partea superioară a măștii frontale există un parbriz format din două jumătăți, fiecare dintre acestea fiind echipată cu un ștergător fixat sub mijlocul geamului său și având o poziție de parcare de la marginea sa exterioară; sunt și trei balustrade sub parbriz. Deasupra parbrizului din centru este un spot LED dreptunghiular încastrat în corp. Luminile tampon ale locomotivei electrice sunt situate în partea de jos a panourilor de colț deasupra fasciculului tampon și încastrate în corp, fiecare dintre ele având lămpi LED rotunde dispuse una deasupra celeilalte. În centrul părții inferioare a măștii frontale se află trei prize de conexiuni electrice pentru funcționarea locomotivei electrice de-a lungul CME, acoperite cu capace [16] [15] [12] .

Din partea inferioară a părții frontale de sub cabină, la nivelul cadrului, există un fascicul tampon care iese în față, similar structural cu analogul locomotivelor electrice 2ES5 și EP20 . Faza tampon este echipată cu un sistem de impact care absoarbe impactul care absoarbe cea mai mare parte a energiei de impact în cazul în care un tren se ciocnește de un obstacol, protejând astfel structurile caroseriei principale și echipajul locomotivei de deteriorare. În centrul fasciculului tampon, de sub acesta ies un cuplaj automat SA-3 și trei furtunuri de linii pneumatice, iar pe părțile laterale ale acestuia sunt două tampon acoperite cu panouri decorative false. Pe părțile laterale ale grinzii tampon pentru urcarea acesteia, există două trepte tăiate în corp și există balustrade verticale pe părțile laterale ale măștii frontale. Un dispozitiv de curățare a șenilelor [16] [12] este fixat pe suporturi la baza cadrului sub cuplajul automat .

Pereții laterali ai corpului locomotivei electrice sunt netezi și verticali și au o suprafață de piele plană. Cabinele șoferului din secțiunile laterale ale capului au doar geamuri dreptunghiulare unice, cu orificii de ventilație în partea principală a caroseriei, vizavi de scaunul șoferului, fără oglinzi retrovizoare, în locul cărora sunt instalate camere video în spatele geamurilor, în timp ce nu există laterale. ferestre în lateralele măștii frontale. În spatele cabinei, pe ambele părți, sunt uși de intrare cu un singur canat cu geam oval și două mânere, asemănătoare ușilor locomotivei electrice 2ES6 și deschise prin întoarcerea spre interior; uși similare la aceeași distanță de margine sunt disponibile în secțiunea mijlocie din lateralul unuia dintre capete. Ușile sunt echipate cu balustrade și trepte verticale, dintre care două sunt tăiate în peretele lateral al cadrului locomotivei electrice, iar încă două sunt situate sub acesta sub forma unei mici scări, fixate sub cadru [16] [12] .

Acoperișul locomotivei electrice are o formă plată în centru cu cote deasupra cabinei și în mijlocul secțiunii și pante laterale înclinate pe laterale. Partea orizontală a acoperișului servește la găzduirea colectoarelor de curent și a echipamentelor care transportă curent. În pantele laterale sunt încorporate obloanele grilelor de admisie și evacuare a aerului, dintre care cele două mai mari, care servesc la răcirea rezistențelor de frânare, sunt situate în mijlocul secțiunii [16] [12] .

Cărucioare

Fiecare secțiune a locomotivei electrice are două boghiuri cu două axe cu o suspensie cu arc în două trepte, o suspensie axială de susținere a motoarelor de tracțiune și o frână pneumatică pentru fiecare roată cu transmisie prin pârghie și apăsare pe două fețe a saboților de frână. [16] . Din punct de vedere structural, boghiurile au fost create pe baza boghiurilor locomotivelor electrice 2ES6 și 2ES10, dar în același timp au fost îmbunătățite semnificativ [10] . Baza căruciorului este cadrul acestuia, care are o secțiune cutie și constă din două grinzi longitudinale de-a lungul marginilor căruciorului și două transversale - centrale și de capăt. Grinzile de capăt sunt situate pe latura mijlocului secțiunii și au colțuri rotunjite la joncțiunile cu longitudinala [16] . Cadrul este fabricat dintr-un oțel special, cu rezistență crescută la coroziune atmosferică și la sarcini atunci când se conduce la viteze mari, care este folosit și pentru boghiurile trenurilor electrice Lastochka. Geometria cadrului în comparație cu predecesorii săi a fost schimbată datorită utilizării unităților roată-motoare cu un design diferit cu motoare electrice mai compacte și o metodă modificată de fixare a acestuia [11] , iar ampatamentul boghiurilor a fost scurtat cu 200 mm, devenind egal cu 2800 mm [16] .

În a doua etapă a suspensiei cu arc, caroseria se sprijină pe cadrul fiecărui boghiu prin intermediul a patru arcuri cilindrice elicoidale așezate pe suporturi cauciuc-metal deasupra grinzii transversale centrale a cadrului în punctul de legătură cu grinzile longitudinale ale boghiului. Forțele de tracțiune și frânare sunt transmise de la cadrul boghiului la caroserie prin intermediul unei tije înclinate cu balamale care leagă centrul grinzii de capăt cu console de-a lungul părții centrale a cadrului caroseriei din mijlocul secțiunii. În prima etapă, cadrul boghiului se sprijină pe suporturile cutiei de osie ale perechilor de roți prin opt arcuri elicoidale cilindrice, câte două pentru fiecare cutie de osie. Suporturile cutiei de osie de pe partea din mijlocul boghiului sunt situate chiar sub suporturile de pe marginile acestuia. Pentru a transfera forțele de tracțiune și frânare de la cutiile de osie la cadrul boghiului, pe lângă arcurile de susținere, acestea sunt interconectate prin lese unilaterale în trei puncte, fixate cu balamale și amplasate de la mijlocul boghiului [16] [12 ]. ] .

Căruciorul are două unități roți-motor (KMB), fiecare dintre ele include un motor de tracțiune, un tren de viteze și o pereche de roți. Motoarele de tractiune au suspensie axiala si sunt situate in spatiul dintre ax si grinda centrala transversala a boghiului. Angrenarea locomotivei electrice este cu două fețe, ceea ce asigură o distribuție uniformă a forțelor de tracțiune pe roți, compensarea vibrațiilor de torsiune ale osiei setului de roți și, de asemenea, reduce costurile de fabricație și întreținere a boghiului. Roțile dințate sunt realizate din oțel aliat 20X2H4A cu cementare și sunt amplasate simetric pe axele motorului de tracțiune și perechea de roți lângă roțile de rulare și sunt acoperite cu capace de protecție. Roțile de rulare ale locomotivei sunt presate pe osie și echipate cu bandaje [7] [10] .

Rulmenții axului motor au o carcasă divizată, care permite, atunci când setul de roți este dezasamblat în timpul inspecției și reparațiilor, să elibereze rulmenții, să inspecteze rulmentul, elementele sale de rulare, inelele interioare și exterioare, minimizând deteriorarea axei, extinzând astfel durata de viață a garniturilor de roți. Rulmenții sunt proiectați pentru 1,8 milioane de kilometri, ceea ce este de o ori și jumătate mai lungă decât durata de viață a rulmenților la locomotivele electrice 2ES6 [10] .

Boghiurile locomotivelor electrice sunt echipate cu o frână pneumatică individuală de saboți pentru fiecare roată cu apăsare pe două fețe pe roata blocurilor de creastă și o legătură mecanică de la cilindrii de frână la saboți [12] . Căruciorul este echipat cu blocuri de frână care permit utilizarea unei frâne de parcare automate [5] .

Echipamente electrice

Echipamente de înaltă tensiune purtătoare de curent sunt amplasate pe acoperișul locomotivei electrice. Pentru colectarea curentului din rețeaua de contact , pe fiecare secțiune de cap în subestimarea acoperișului deasupra zonei de intrare și în partea din spate a secțiunii, sunt instalați doi colectori de curent sub formă de semipantografe direcționate printr-o curbă în direcție. de la cabină până la capătul din spate al secțiunii. Inductele de suprimare a interferențelor radio sunt situate în apropierea colectoarelor de curent, prin care trece curentul înainte de a fi alimentat în magistrala de acoperiș. Pentru a transfera curentul de la colectoarele de curent la intrarea principală a fiecărei secțiuni și conexiunea lor în paralel, o bară de curent care transportă curentul trece de-a lungul centrului acoperișului tuturor secțiunilor, la fel ca colectoarele de curent, vopsite în roșu. Nu există colectoare de curent pe secțiunea intermediară - alimentarea este furnizată prin magistrală din secțiunile de cap. În partea din spate a secțiunii există un deconectator și o intrare principală. Pentru controlul vizual al stării pantografelor, șoferul a instalat o cameră video în colțul din dreapta spate al acoperișului fiecărei secțiuni de cap [15] .

Partea principală a echipamentului electric se află în sala mașinilor locomotivei electrice [16] . Toate principalele echipamente electrice de tracțiune și auxiliare, inclusiv convertorul de tracțiune și convertizorul auxiliar, șocul de filtru de linie și motorul de tracțiune, au fost dezvoltate și fabricate de companiile rusești, în principal NPO Gorizont și Traction Components [5] .

Convertizoarele de tracțiune sunt utilizate pentru a converti curentul continuu din rețeaua de contact în curent alternativ de tensiune și frecvență reglate, alimentat motoarele de tracțiune și au posibilitatea de reglare axială a forței de tracțiune. Una dintre componentele sistemului de control este o nouă unitate de control al alunecării cu funcție de învățare a mașinii, care, pentru a evita alunecarea, controlează alimentarea cu energie a motoarelor de tracțiune pentru a obține momente optime ale osiilor axelor set de roți și tracțiune maximă în funcție de conditii specifice. În industria locomotivă din Rusia, aceasta este prima experiență de control inteligent al forței de tracțiune a unei locomotive electrice cu funcție de auto-învățare [7] . Pe lângă convertorul de tracțiune, pe locomotiva electrică este instalat un convertor auxiliar, care scade tensiunea de intrare și transformă curentul continuu în curent alternativ la o frecvență de 50 Hz pentru funcționarea mașinilor auxiliare (ventilatoare, compresoare), iluminat, control. sisteme, și alte nevoi ale locomotivei care nu sunt legate de funcția de tracțiune [7] . Datorită utilizării sistemelor avansate de control și implementării forței de tracțiune, redundanței circuitelor motoarelor de tracțiune folosind șocuri individuale cu filtru de linie, precum și a unui sistem eficient de alimentare auxiliară, toleranța la erori a unei locomotive electrice este cu 25% mai mare, iar consumul specific de putere este cu 8-10% mai economic comparativ cu locomotivele similare [5] .

Locomotiva electrica este dotata cu un sistem de franare electrica regenerativa si reostatica . Pentru economisirea energiei sunt prevăzute înlocuirea automată a frânării pneumatice cu una electrică și conectarea automată a alimentării convertorului auxiliar pentru mașini auxiliare din energia motoarelor de tracțiune în regim de coastă [16] .

Locomotiva electrică este echipată cu un complex de sisteme electronice fabricate în Rusia, a căror bază este un sistem de control, diagnosticare și siguranță bazat pe microprocesor. Complexul BLOCK-M este integrat în platforma de bază a locomotivei electrice, care asigură siguranța deplasării trenului și determinarea exactă a locației acestuia, echipată cu un receptor și emițător de semnal de la sistemul de satelit GLONASS . În plus, locomotiva electrică este echipată cu o stație radio TETRA și GSM [16] . Prin combinarea funcțiilor sistemelor de control și siguranță într-un singur sistem, este implementată funcția de ghidare automată a trenului, care selectează viteza și controlează tracțiunea și frânarea locomotivei în funcție de situația de-a lungul traseului, reducând influența factorului uman. asupra corectitudinii ghidării trenului [5] [16] . De asemenea, locomotiva electrică este dotată cu sistem ACS-OP, sistem de alarmă de incendiu și sistem de supraveghere video cu camere instalate în lateral, pe acoperiș și în interiorul cabinei [16] [12] .

Boghiurile locomotivelor electrice sunt echipate cu motoare de tracțiune asincrone trifazate ATD1000 fabricate de Russian Electric Engines. Au un design fără cadru cu un circuit magnetic nedemontabil, care face parte din structura de susținere a motorului, ceea ce simplifică întreținerea locomotivei electrice. În comparație cu motoarele de tracțiune ale locomotivelor electrice 2ES6 și 2ES10 , motorul ATD1000 are o greutate semnificativ mai mică, ceea ce mărește netezimea locomotivei electrice, reduce impactul acesteia asupra șinei și reduce uzura anvelopei perechii de roți, ceea ce o face mai mică. necesare pentru înlocuirea anvelopelor și repararea seturilor de roți. Puterea nominală a motorului electric ATD1000 în regim continuu este de 1000 kW, ceea ce este ușor inferioară puterii motorului electric importat utilizat pe locomotiva electrică 2ES10, care este de 1050 kW [16] [10] .

Pentru a răci motoarele de tracțiune din camera mașinilor, deasupra boghiurilor sunt instalate patru motoare ventilatoare (câte unul pentru fiecare motor). Există și două ventilatoare pentru răcirea convertoarelor [16] .

Pentru a furniza aer comprimat conductei de presiune, fiecare secțiune a locomotivei electrice este echipată cu o unitate de compresor cu șurub AKV 3.5/1 L U2 [12] fabricată de Uzina de compresoare Chelyabinsk, similară cu cele utilizate la locomotivele electrice 2ES10. Unitatea compresorului include un bloc șurub, un filtru de aer, o supapă de admisie, un separator de ulei, un separator, un filtru de ulei, o supapă termostatică, o supapă de siguranță, o supapă de presiune minimă, un schimbător de căldură și un trifazat de 30 kW. motor de antrenare asincron alimentat de o tensiune de 380V cu o frecvență de curent de 50 Hz de la convertorul de nevoi proprii. Transmiterea cuplului de la motorul electric la arborele compresorului se realizează printr-un cuplaj elastic. Excesul de presiune la ieșirea compresorului este de 0,98 MPa, performanța volumetrică în condiții normale este de 3,5 ± 0,17 m³ [18] .

Interior