Грузовой магистральный электровоз 2ЭС5К Ермак

Темой нашего сегодняшнего разговора станет двухсекционный магистральный электровоз Ермак, оснащенный коллекторными электромоторами.

Предназначен он для перемещения грузовых составов большой массы, отлично зарекомендовал себя в условиях сложного рельефа. В частности, транспортное средство активно используется на Байкало-Амурской и Транссибирской магистралях, демонстрируя высокую надежность в суровых климатических условиях.

Магистральные электровозы пассажирские и грузовые, чем отличаются

По долгу службы, если можно так выразиться, все электровозы принято подразделять на два класса – поездные (их еще называют магистральными) и промышленные/маневровые, то есть грузовые. Магистральники используются для пассажирских перевозок, они разработаны для длительного движения с большой средней скоростью на внушительные расстояния между ж/д станциями.

Грузовые (они же маневровые) созданы для кратковременного повторного передвижения на небольшой скорости промышленными железнодорожными линиями предприятий. Такие модели эксплуатируются в пределах крупных стройплощадок, используются во время активных горных разработок, а также в карьерах и шахтах. В редких случаях электровозы разных классов могут быть взаимозаменяемыми, но продолжительное их использование не по назначению недопустимо. 

Поговорим детальнее о магистральных электровозах. Они бывают трех типов:

1. Пассажирскими.
2. Грузовыми.
3. Универсальными (т.е. грузопассажирскими).

Первые используются для передвижения пассажирских составов, как уже говорилось выше – на высокой скорости, а вот вторые, то бишь грузовые, водят тяжелые составы с высокой силой тяги. По сравнению с грузовыми пассажирские электровозы аналогичной мощности развивают значительно более высокую скорость и поддерживают ее на огромных участках пути.

Их конструкционная скорость тоже выше, а вот сцепной вес и нагрузка, передаваемая на рельсы от колесных пар, намного ниже. Меньше у пассажирских электровозов показатель касательной силы тяги, а вот у грузовых больше осей и средняя мощность. 

Что касается грузопассажирских электровозов, то благодаря усредненным тягово-скоростным показателям использовать их можно и с грузовыми, и с пассажирскими составами, хотя КПД и эффективность будут значительно ниже, чем у специализированных транспортных средств. 

С конструктивной точки зрения пассажирские и грузовые электровозы рознятся такими характеристиками:

• Передаточным усилием тяговой передачи.
• Усиленной конструкцией кузова у грузовых и грузопассажирских версий.
• Способностью сцепки грузовых электровозов выдерживать более высокие продольные нагрузки.
• Возможностью применения на грузовых составах системы дистанционного управления.
• Электропневматическими тормозами, используемыми на пассажирских электровозах в сочетании с пневматическими.
• Высоковольтным энергоснабжением пассажирских составов.

О производителе

Электровоз Ермак ЭС5К выпускается Новочеркасским электровозостроительным заводом, начиная с 2004 года. Предприятие входит в состав группы «Трансмашхолдинг» и является уникальным в своем роде машиностроительным комплексом, крупнейшим в РФ производителем грузовых и пассажирских магистральных электровозов.

Первая машина сошла с конвейра НЭВЗ в 1936 году, с этого момента был дан старт великой истории предприятия, которое по состоянию на текущий момент имеет статус градообразующего.

Завод является крупнейшим источником дохода для местного и федерального бюджета, он дает высокооплачиваемые рабочие места сотням людей.

НЭВЗ обладает огромным научным и техническим потенциалом, штат укомплектован высококвалифицированными кадрами. В течение долгих лет предприятие сотрудничает с ведущими НИИ страны, что позволяет осуществлять полный производственный цикл – от разработки до серийного выпуска современной высококачественной сертифицированной продукции.

Электровоз 2ЭС5К Ермак, описание

Обозначение модели 2ЭС5К расшифровывается как двухсекционный секционный электровоз пятого типа с коллекторными электромоторами. 

В основу этого грузового электровоза в свое время легла механика ВЛ80, усовершенствованная с учетом нынешних реалий и потребностей отрасли. Электрооборудование представляет собой видоизмененную версию системы ВЛ85.

А вот кабина машиниста и, в частности, пульт управления, характеризующийся невероятной простотой и интуитивно понятным интерфейсом, стал принципиально новой разработкой Новочеркасского завода. Лобовая часть получила обтекаемую форму, что положительно отразилось на аэродинамических характеристиках машины.

Как уже говорилось выше, первый образец модели построили в 2004 году. Названием своим серия обязана имени знаменитого атамана, покорившего Сибирь. Наименование электровоза было выбрано неслучайно – предприятие-изготовитель находится в столице Донского казачества, а Новочеркасск является первой точкой цепочки поставок в Сибирь.

Важно

Среди всех современных грузовых электровозов переменного тока 2ЭС5К оказалась первой моделью серии. Она надежна, вынослива и практична, потому получила наибольшее распространение и стала самой популярной во всем семействе.

Электровоз разработан для эксплуатации в горной и сложной местности, а на равнинных участках его нередко привлекают для управления многовагонными составами. Если базовой мощности окажется недостаточно, всегда можно задействовать 2 локомотива. 

Говоря об устройстве электровоза Ермак, необходимо отметить тот факт, что его секционность позволяет управлять системой из множества единиц из одного БУ. Указанная модель состоит из двух абсолютно одинаковых секций, в одной из которых обустроен санузел. В каждой секции предусмотрена кабина машиниста (в голове), а в хвосте имеется межсекционный переход.

Кузов у электровоза стальной, вагонного типа. На основную раму установлена пластиковая блок-кабина с пультом управления и все необходимое оборудование. Ходовая часть характеризуется опорно-осевым подвешиванием тяговых электромоторов, дополненных подшипниками скольжения моторно-осевого типа. За передачу усилия отвечает наклонная тяга.

Благодаря микропроцессорной системе управление этой махиной осуществляется автоматически, но при необходимости возможен переход на ручное управление. Тяговые электромоторы, фактически позаимствованные у предыдущей модели, были значительно изменены и усовершенствованы, появилась функция рекуперативного торможения.

Описывая важные конструктивные особенности и оборудование электровоза Ермак, отметим такие моменты:

• МСУД-015 (система управления и диагностики на базе микропроцессора с расширенным функционалом).
• Высокопрочные износостойкие моторно-осевые подшипники качения.
• Инверторно-выпрямительный 2-канальный преобразователь (модель ВИП-4000-2М).
• Разъединитель Р-45, управляемый дистанционно.
• БТК-003, собирающий и обрабатывающий сведения о температуре масла и прочих рабочих жидкостей, а также температуре «за бортом».
• Система независимой активации тяговых моторов в режиме тяги исключает вероятность пробуксовки колесных пар.

Технические характеристики

Высокая надежность и долговечность электровоза в суровых климатических условиях и на сложном рельефе обусловлена тщательно проработанными эксплуатационными характеристиками:

Силовая установка локомотива

Электровоз разработан для эксплуатации на ж/д-магистралях с 1-фазным переменным током частотой 50 Герц и напряжением в 25 тыс. В. Напряжение в контактной сети может варьироваться от 19 тыс. до 29 тыс. В. Электрооборудование, включая двигатели, рассчитано на работу при температуре -50 - +60 градусов, максимальная высота эксплуатации над уровнем моря – 1,2 км.

Чтобы добиться максимального КПД, производитель внедрил в тяговые моторы моноблочную конструкцию и использовал добавочный полюс с намоткой «на ребро». Обмоткодержатель лобовой части якорных катушек изолирован и оклеен стеклопластиком, который стал более эффективной альтернативой прессованным элементам (наборным). 

Отдельную обмотку получил и тяговый трансформатор, что позволило снизить потери и получить более совершенную систему охлаждения, способствующую меньшему расходу воздуха.  Плавная регулировка напряжения на тяговых моторах стала возможной благодаря выпрямительно-инверторным преобразователям, упомянутым нами выше.

К тому же в цепи каждого электромотора присутствуют автоматические выключатели, предотвращающие замыкание при возникновении аварийной ситуации. Все перечисленные выше особенности стали неоспоримым преимуществом электровоза, гарантией его надежности и безотказности даже в самых суровых условиях эксплуатации.

Модификации

По состоянию на сегодняшний день существуют такие модификации популярной модели электровоза:

• 2ЭЛ5, производившийся по заказу Украины и поставлявшийся туда с 2005 года. Всего по контракту было построено 18 экземпляров, частичная сборка осуществлялась в том числе и на специализированном предприятии в Луганске.
• 2ЭС5КБ, выпускавшиеся с 2006 года. 3-секционный вариант либо 2-секционный с бустерной секцией.
• 4ЭС5К, которую собирали в 2014 году. Это 4-секционный электровоз с бустерными секциями в количестве 2 штук.
• 2ЭС5С – т.н. «Атаман», тестовая модификация, о которой впервые заговорили в 2018 году. Отличительной особенностью стали асинхронные двигатели более высокой мощности.

За всю историю своего существования 2ЭС5К дважды претерпевал серьезные изменения. Так, версия 0165 получила обновленный вид кабины и вертикально расположенные буферные осветительные приборы.0590 – это вариант с обновленной маской кабины.

Заключение

Электровоз, которому посвящен наш сегодняшний материал, предназначен для эксплуатации в суровом климате и на сложном рельефе. Он характеризуется продолжительным ресурсом, возможностью вождения в соответствии с технологией «виртуальной сцепки», а также эффективной противобуксовочной защитой, значительно повышающей КПД.