ED4 型電力動車組

ED4 型電力動車組（Электропо́езд ЭД4）是俄羅斯鐵路的電力動車組車型之一，適用於供電制式為 3000 伏直流電的電氣化鐵路，由傑米霍沃機器製造廠設計製造，於 1996 年研製成功並投入批次生產。

發展歷史

1.1 ED4

蘇聯解體後，由於俄羅斯沒有生產電力動車組的企業，而從國外引進新型電力動車組又需要花費大量外匯。因此。在 1990 年代初俄羅斯聯邦交通部要求對傑米霍沃機器製造廠、托爾若克車輛製造廠進行了技術改造，並且從拉脫維亞的里加車輛製造廠引進了大批技術和管理人員，俄羅斯從而形成了具有一定規模的電力動車組生產能力。1993 年，傑米霍沃機器製造廠在 ER2T 型電力動車組基礎上，成功研製了 ED2T 型電力動車組，並於 1994 年投入批次生產。ED2T 型電力動車組的主要特點是車體長度從 19,600 毫米延長至 21,500 毫米，其他電氣裝置則仍然和 ER2T 型電力動車組保持相同，列車採用直 — 直流電傳動，牽引系統由里加電機制造廠提供。

1996 年，傑米霍沃機器製造廠開始生產 ED4 型電力動車組，列車的牽引系統不再採用里加電機制造廠的進口產品，改為由本國企業配套製造。電氣裝置由全俄電力機車研究與設計院、諾沃切爾卡斯克電力機車廠設計製造，牽引電動機由西伯利亞電傳動系統工廠提供。1997 年 3 月，ED4-0001 號列車在全俄鐵道運輸科學研究院的環形鐵道透過驗收試驗，試驗結果顯示其主要效能指標與 ED2T 型電力動車組保持相同，隨後該列車配屬北高加索鐵路局的礦水城機務段投入運用考核，擔當礦水城至基斯洛沃茨克的區域通勤服務。1996 年至 1998 年，傑米霍沃機器製造廠共生產了 6 列 ED4 型電力動車組（0001、0005、0006、0007、0010、0014），分別配屬於莫斯科鐵路局、東南鐵路局和北高加索鐵路局。其後，傑米霍沃機器製造廠全面轉產經過進一步改良的 ED4M 型電力動車組。

1.2 ED4M

1997 年 8 月，傑米霍沃機器製造廠在 ED4 型電力動車組的基礎上，透過分析國內外同類型電力動車組的發展趨勢，研製了經過進一步改良的 ED4M 型電力動車組。ED4M 型電力動車組是採用直 — 直流電傳動的動力分散式交流電力動車組，標準編組為 “五動五拖” 的 10 輛編組，由 2 輛帶司機室的控制拖車、3 輛中間拖車、5 輛動車組成。列車亦可以根據實際需要增減車廂數量，組成 4～11 輛編組的列車。與 ED4 型電力動車組相比，ED4M 型電力動車組的司機室外觀、車廂內飾均有較大變化。列車採用了新設計的車頭外觀，加大了司機室前窗玻璃，並加設列車目的地顯示屏；對司機室內裝置佈局作出了調整，大量採用塑膠材料以提高電氣線路的絕緣效能；列車安裝了火災和故障的電子報警系統，並在司機室設有消防報警和故障資訊的顯示器；車廂內部均採用防火材料內飾和熒光燈照明，客車車窗採用雙層中空鋼化玻璃。

從 1997 年下半年起，傑米霍沃機器製造廠開始批次生產 ED4M 型電力動車組。截至 2013 年 3 月，共生產了 379 列 ED4M 型電力動車組（未包括 ED4M-500、ED4M1、ED4MK 等改進型），主要配屬於莫斯科鐵路局、十月鐵路局、古比雪夫鐵路局、斯維爾德洛夫斯克鐵路局、西西伯利亞鐵路局、北高加索鐵路局、南烏拉爾鐵路局和東南鐵路局。在生產過程中，工廠亦對列車進行了多項改進。從 2007 年生產的 ED4M-0182 號列車開始，提高列車車輛的隔音和密封效能，從而大大降低車內的噪音水平，但也帶來車輛通風效能惡化的缺點。從 2010 年起，部分新造的 ED4M 型電力動車組加裝了獨立的空調裝置，具有加熱和冷卻的功能，使客室內溫度能自動保持在適當水平。除此之外，其他改進還包括改用滑動式自動門、密封式折棚風擋、БСУ-ТМ型密接式車鉤，裝設影片監控系統、執行資訊顯示屏等。

1.3 ED4M1

ED4M 型電力動車組投入運用初期，由於諾沃切爾卡斯克電力機車廠製造的牽引傳動系統的可靠性較差，導致車輛運用部門的不滿。為此，傑米霍沃機器製造廠於 1998 年生產了三組 ED4M1 型電力動車組（0008、0009、0011）作為過渡措施，這三組列車在外觀上和 ED4M 型電力動車組完全相同，但恢復採用里加電機制造廠提供的牽引電氣裝置，以保證列車運用的可靠性。

1.4 ED4MK

1999 年，根據莫斯科鐵路局的要求，傑米霍沃機器製造廠在 ED4M 型電力動車組的基礎上，還研製了 ED4MK 型電力動車組，該型列車是為執行距離較長的市郊通勤路線而設，著重提高旅客的乘坐舒適性，以提高鐵路對公路客運的競爭力。列車採用 10 輛編組，由 3 節一等車廂、3 節二等車廂和 4 節三等車廂組成。三等車廂和普通的 ED4M 型電力動車組一樣採用 “3+3” 的座位佈置形式，二等車廂採用 “2+3” 的座位佈置形式，而一等車廂則採用 “2+2” 的對座座位佈置形式。拖車車廂均設有廁所，列車其中一節二等車廂並設有小賣部。

首列 ED4MK 型電力動車組（ED4MK-0020）於 1999 年 5 月交付莫斯科鐵路局。從 1999 年至 2005 年，傑米霍沃機器製造廠共生產了 38 列 ED4MK 型電力動車組，主要配屬於莫斯科鐵路局、古比雪夫鐵路局、西西伯利亞鐵路局、北高加索鐵路局、斯維爾德洛夫斯克鐵路局。

1.5 ED4MKu

2000 年代，隨著俄羅斯鐵路改革的推進，為了提高鐵路運輸效率、打破鐵路壟斷經營的局面，俄羅斯政府鼓勵私人公司參與鐵路營運與其他服務，並保證所有經營主體在平等條件下使用鐵路基礎設施，因此逐漸出現了一些僅擁有車輛的民營鐵路運輸公司。2005 年，傑米霍沃機器製造廠為旅客運輸有限公司（ООО «Пассажирские перевозки»）研製了兩列 ED4MKu 型電力動車組（ЭД4МКу），該型列車是在 ED4MK 型電力動車組基礎上進一步改良的舒適型客運電力動車組，適用於擔當較長距離的州際客運服務，重點在於提高旅客乘車旅行的安全和舒適條件。列車採用 “五動六拖” 的 11 輛編組，由 6 輛一等車廂和 5 輛二等車廂組成。車廂內部設計寬敞舒適，二等車廂採用 “2+2” 的座位佈置形式，而一等車廂則採用 “2+1” 的座位佈置形式，座位均為可傾躺的航空式座椅。車門採用內崁式電動塞拉門，列車並設有液晶電視、執行資訊顯示屏、廁所、小賣部等設施。

兩列 ED4MKu 型電力動車組（0151、0153）於 2005 年 12 月 24 日投入服務，擔當莫斯科至聖彼得堡的 811/812 次、813/814 次快速客運列車，全程執行時間為 8 小時 10 分鐘，由俄羅斯鐵路股份公司十月鐵路局和旅客運輸有限公司聯合營運，列車的日常檢修由十月鐵路局的聖彼得堡 - 莫斯科動車段（ТЧ-10）進行。2009 年 10 月，隨著新一代的 “遊隼號” 高速列車即將投入服務，這兩對快速客運列車因而停運。2010 年 3 月，ED4MKu 型電力動車組被轉送往北方鐵路局的丹尼洛夫動車段（ТЧ-4），從 2010 年 4 月 1 日開始擔當莫斯科至雅羅斯拉夫爾的快速列車。2013 年 2 月，兩組列車被送返十月鐵路局的克留柯沃動車段（ТЧ-6）並進行了ТР-3 級大修。2013 年 4 月 15 日，列車再次在莫斯科 - 聖彼得堡鐵路投入營運，擔當 807/808 次、809/810 次快速客運列車。

1.6 ED4MKM

2006 年，傑米霍沃機器製造廠試製了一列 ED4MKM 型電力動車組（0155）。該型列車是在吸取 ED4MK、ED4MKu 型電力動車組設計和製造經驗的基礎上，進一步改良而成的舒適型客運電力動車組。列車採用 “五動五拖” 的 10 輛編組，由 2 輛一等車廂、6 輛二等車廂和 3 輛三等車廂組成，全列車座席定員為 416 人。三等車廂和普通的 ED4M 型電力動車一樣採用 “3+3” 的座位佈置形式；二等車廂採用 “2+3” 的座位佈置形式；而一等車廂則採用 “2+2” 的座位佈置形式，座椅椅背並設有小型液晶顯示屏。

與 ED4M 型電力動車組相比，ED4MKM 型電力動車組的車體結構有較大變化，車頭採用了全新設計的流線型外觀，司機室採用整體式前窗玻璃以改善嘹望視野；車體採用無波紋壓根的光滑平面側牆，車窗玻璃採用粘接方法安裝，以保證玻璃和車體表面光滑齊平，車體下部兩臺轉向架之間增設裙板，並提高了車體金屬結構的耐腐蝕效能；車門採用內崁式電動塞拉門。列車採用螺桿式空氣壓縮機以降低震動和噪音。車廂內飾採用玻璃鋼側壁元件、烤漆金屬頂蓋、玻璃行李架、熒光燈帶照明，每節車廂均設有真空廁所，其中一輛拖車並設有酒吧區。

2006 年 7 月至 8 月，ED4MKM-0155 號列車的首三節車廂被送往十月鐵路局的聖彼得堡 - 莫斯科動車段對外展示。2006 年 11 月至 2007 年夏季，列車在全俄鐵道運輸科學研究院的環形鐵道進行了效能試驗，並通過了俄羅斯聯邦鐵路交通認證註冊局的認證。2009 年 6 月，ED4MKM 型電力動車組配屬莫斯科鐵路局的鐵路動車段（ТЧ-4），從 2009 年 12 月開始擔當莫斯科至弗拉基米爾的快速列車。

1.7 ED4MKM-AERO

2007 年，經營莫斯科機場聯絡軌道系統的機場快線有限公司（ООО «Аэроэкспресс»）向傑米霍沃機器製造廠訂購了 7 列電力動車組，新型列車被定型為 ED4MKM-AERO 型電力動車組（ЭД4МКМ-АЭРО）。該型列車是 ED4MKM 型電力動車組的改進型，兩者並沒有結構或外形上的差異，但根據客戶的要求對車廂內飾和佈局作出了調整。列車標準編組為 “四動四拖” 的 8 輛編組，由 2 輛帶司機室的控制拖車、2 輛中間拖車、4 輛中間動車組成。全列車均為一等車廂，採用 “2+2” 的座位佈置形式，座位均為可傾躺的航空式座椅，全列車座席定員為 294 人。除了乘客頭頂上的行李架外，所有車廂均設有大件行李架。此外，其中一輛拖車設有為輪椅使用者的車門踏板、輪椅空間和殘疾人廁所。

2007 年至 2009 年初，7 列 ED4MKM-AERO 型電力動車組先後交付機場快線有限公司，在莫斯科的多條機場鐵路投入營運，為來往市中心和機場的旅客提供舒適快捷的服務，三條路線包括帕韋列茨站至多莫傑多沃國際機場、基輔站至伏努科沃國際機場、以及白俄羅斯站至謝列梅捷沃國際機場，列車的日常檢修由莫斯科鐵路局的伊里奇機務段（ТЧ-18）進行。

1.8 ED4E

2001 年，為了提高直流電力動車組的能源效率，傑米霍沃機器製造廠試製了首列 ED4E 型電力動車組，採用 “五動五拖” 的 10 輛編組。和 ED4M 型電力動車組相比，ED4E 型電力動車組沒有采用額定電壓 750 伏的 1ДТ-003.8 型牽引電動機，而改為採用由動力機械股份有限公司研製的ТЭД-4 У1 型牽引電動機。該電機為四極串勵高電壓直流電動機，額定電壓為 1500 伏，最高電壓為 2000 伏，小時功率為 235 千瓦，持續功率為 180 千瓦，額定轉速為每分鐘 1250 轉，並帶補償繞組以提升效率。列車採用直流電力傳動，透過調節起動電阻和牽引電動機的串聯和並聯轉換來完成列車的起動和速度調節，列車加速時每輛動車的四臺牽引電動機分兩組串 — 並聯連線，而再生制動時則分兩組並 — 串聯連線。

2001 年 8 月，ED4E-0001 號列車在全俄鐵道運輸科學研究院的環形鐵道進行了效能試驗。試驗結果顯示，提高牽引電動機的額定電壓能夠明顯減少列車調速過程中的電能損耗，起動電阻的電能損失幾乎減少了一半，可以節省電能消耗達 16～24%（取決於運用條件）；使用再生制動的最低速度降低到 7 公里 / 小時；由於降低了牽引電氣裝置（例如電磁接觸器、開關器件等）的電流負載，因此提高了其可靠性和延長了使用壽命。

完成試驗後，ED4E-0001 號列車於 2002 年 10 月配屬莫斯科鐵路局彼列瓦機務段（ТЧ-3）投入運用考核，2003 年 5 月開始載客營運，至 2006 年中旬停運並封存於全俄鐵道運輸科學研究院。除此之外，傑米霍沃機器製造廠於 2004 年 9 月製造了 ED4E-0002 號列車的首兩節車廂，包括一輛控制拖車和一輛中間動車，採用了經過改進的司機室外觀和司機操縱檯。2004 年 10 月至 2005 年 5 月，該兩節車廂在全俄鐵道運輸科學研究院進行效能試驗，後來被送返傑米霍沃機器製造廠封存。

1.9 ED4M-500

2011 年，傑米霍沃機器製造廠釋出 ED4M 型電力動車組的新一代升級版車型 ——ED4M-500 型電力動車組，其電氣系統和車體外觀與前者相比都有了很大變化。列車採用了具有良好節能效益的牽引電氣裝置，在牽引時可平均節省電能消耗多達 20%，並提高了電氣裝置的可靠性。列車的照明燈光廣泛採用 LED 照明燈具，包括客室照明、車頭訊號燈、列尾警示燈、乘降指示燈等，具有發光亮度高、使用壽命長、耗電量較低的優點。現代化的外觀和內飾，車頭部分採用玻璃鋼結構、全面圓弧過渡的流線型頭型，車身塗裝採用附著力強的聚氨酯面漆和保護漆塗層，增強抗紫外線效能和耐腐蝕效能。

為了創造一個更舒適的旅行環境，列車採用符合人體工程學設計的座椅，並可以根據客戶要求採用不同等級的座席佈置。車廂全面配備空調裝置，根據季節自動調節適當的車廂內部溫度。列車的第一節車廂配備電動摺疊坡道，並設有輪椅使用者專用的空間和廁所，為殘疾人士提供無障礙的乘車環境。此外，司機室採用標準化的操縱檯，符合人體工學及相關安全要求，並設有故障診斷及顯示系統，能直接向司機顯示故障位置和型別。列車採用新型靜止式變流器取代了以往所使用的旋轉式變流器，使用ПСН-80 型輔助逆變器將直流電轉換成交流電，供列車上的輔助機械裝置包括空調系統、壓縮機等使用，在提高輸出功率和可靠性的同時亦降低了噪音。受電弓以單臂式取代了雙臂式設計，以節省成本和改善受流效能。車輛之間採用密封式折棚風擋和密接式車鉤連線；車門採用內崁式電動塞拉門，適用於高站臺或低站臺。

2011 年 8 月，傑米霍沃機器製造廠試製了 ED4M-0500 號電力動車組的首兩節車廂，包括一輛控制拖車和一輛中間動車，並於同年 9 月在莫斯科舉行的 “Expo 1520” 俄羅斯鐵路機車車輛展覽會上首次對外展示。2011 年 10 月，該列車開始在全俄鐵道運輸科學研究院的環形鐵道進行了一系列的效能試驗，試驗專案包括牽引及制動效能、車體結構強度、動力學效能、弓網受流效能等。2012 年 3 月，傑米霍沃機器製造廠製造了數節新車廂，組成 6 輛編組的列車；同年 7 月，列車再擴編至 11 輛的完整編組。2013 年 2 月，ED4M-0500 號電力動車組完成俄羅斯鐵路的認證試驗，返回傑米霍沃機器製造廠作進一步的調整。從 2014 年 5 月起，ED4M-0500 號電力動車組開始在莫斯科至高爾基、莫斯科至巴拉希哈兩條路線上投入使用。