ChS2型電力機車

ChS2型電力機車是蘇聯鐵路的幹線客運電力機車車型之一，適用於供電制式為3千伏直流電的電氣化鐵路，也是斯柯達公司為蘇聯鐵路所提供數量最龐大的電力機車車型。1950年代起，按經濟互助委員會分工，蘇聯向東歐國家-{出口}-幹線柴油機車，而從捷克斯洛伐克進口電力傳動調車柴油機車和客運電力機車，ChS2型電力機車為其中之一。ChS2型電力機車是斯柯達公司於1958年研製成功的準高速客運電力機車，軸式Co-Co，設有牽引電動機磁場削弱、電阻制動等。至2000年代，部分機車進行了現代化，包括更換新車體、升級微機控制等。發展歷史.原型車.1957年，捷克斯洛伐克國家鐵路為了滿足國內鐵路過載貨運的需要，要求斯柯達公司在E 499.0型電力機車基礎上研製新型六軸貨運電力機車。1958年9月，斯柯達公司比爾森工廠試製了首臺樣車，工廠設計代號為23E，並交付捷克斯洛伐克國鐵進行試驗，新機車被定型為E 699.0型電力機車，最高執行速度為120公里/小時。與此同時，蘇聯鐵路也急需一種最高執行速度大於120公里/小時的六軸客運電力機車，以滿足特快旅客列車的牽引要求。根據蘇聯鐵道部的要求，斯柯達公司在E 699.0型電力機車基礎上，於1958年底試製了首兩臺樣車，工廠設計代號為25E0，機車總體結構、電氣部件與E 699.0型電力機車基本相同，但採用了寬軌轉向架，傳動齒輪比改為1.951，使機車設計速度達到160公里/小時，新機車被定型為ChS2型。ChS2型電力機車是六軸幹線客運電力機車，採用雙司機室的鋼結構車體，並在車體兩側各設有六扇玻璃窗以便機械間採光，機車車頂設有兩臺雙臂式受電弓。機車走行部為兩臺三軸轉向架，轉向架具有中心銷，軸箱採用雙列角接觸球軸承；一系懸掛裝置由均衡梁和螺旋彈簧組成，二系懸掛裝置由鋼板彈簧旁承組成，車體的全部重量透過四個旁承坐落在前、後轉向架構架上，重量再經由橡膠堆傳遞到軸箱和輪對上。牽引力和制動力透過中心銷向車體底架傳遞。轉向架相對於車體具有最大60毫米的橫動量，而兩臺轉向架之間並設有聯接裝置，以便透過小半徑曲線。此外，為了減少輪緣磨耗，每臺轉向架的中間軸輪對的輪緣厚度均減少了10毫米。首兩臺ChS2型電力機車原型車採用AL-4846zT型直流牽引電動機，小時功率為596千瓦，持續功率為508千瓦，額定電壓1500伏，為網側輸入電壓的一半。機車對牽引電機採用串—並聯換接、增減串聯電阻進行調速，牽引電動機可採用全串聯、串—並聯、全並聯三種聯接方式，透過分流電阻進行轉換，每種聯接方式均可使用五級磁場削弱，削弱率分別為80%、65%、50%、40%、35%。機車的調速控制透過排列在凸輪軸上的兩排共39個接觸器組進行，控制器具有零位、預備位、40個執行級位及6個過渡級位，其中22、33、40位為經濟執行位。高速斷路器、過載繼電器負責對機車主電路和輔助電路的防短路、防過載保護。牽引電機和制動電阻的冷卻裝置是兩個離心式風機，由直流電動機驅動，額定電壓為3000伏，風機有低速。1958年12月，001、002號樣車送抵莫斯科，隨後在莫斯科鐵路局莫斯科—庫爾斯克客運機務段投入運用考核，擔當莫斯科至布良斯克州斯庫拉託瓦區段的旅客列車牽引任務；002號機車並在莫斯科鐵路局管內謝爾普霍夫至奧廖爾、十月鐵路局管內克林至特維爾區段進行了牽引試驗；試驗列車為19輛大編組、總重1060噸的旅客列車，列車在8～9‰的長大坡度上的均衡速度可達到100～110公里/小時，平直道上的最高速度可達到140公里/小時。但試驗過程中也發現了一些問題，轉向架構架的焊縫應力集中部位等多處出現裂紋，對行車安全造成一定影響。原型車.根據首兩臺樣車的試驗結果，並結合ChS3型電力機車的研製和運用經驗，斯柯達公司於1961年生產了經過較大改進的003、004號機車，工廠設計代號為34E0。其轉向架構架採用強度較高的型材焊接而成，從而避免開裂；車內輔助機械裝置的佈局進行了調整，起動電阻元件採用了重量較輕的費赫拉爾鐵鉻鋁高電阻合金，取代了原本使用的鑄鐵電阻元件；同時又改用功率更大、與ChS3型電力機車相同的AL-4846eT型牽引電動機，小時功率為700千瓦，持續功率為618千瓦，傳動齒輪比改為1.75。機車的調速控制器也經過重新設計，減少接觸器數量以提高可靠性，經濟執行位改為20、33、42-I位。此外，為了改善和方便機車的維護，控制電路系統採用了插拔式端子聯結器。機車小時制持續速度為91.5公里/小時，持續牽引力為16.5噸。ChS2型003、004號機車並於1963年中運抵蘇聯，並在列寧格勒至小維舍拉區間進行了試驗，最高試驗速度達到了160公里/小時；1965年改配屬古比雪夫鐵路局。ChS2.1962年，斯柯達公司開始批次生產ChS2型電力機車，工廠設計代號為34E1。與首四臺樣車相比，量產車採用了符合蘇聯鐵路規範和標準的司機控制檯、空氣制動閥、空氣分配器等裝置。1962年起，先後開始生產設計代號為34E2的ChS2型電力機車。ChS2T.在此期間，斯柯達公司試製了ChS2型232號機車，工廠設計代號為53E0；機車加裝了電阻制動裝置，並更換了部分電子元件和司機控制器。當機車使用電阻制動工況時，由於制動電阻的功率、冷卻能力有限，六臺牽引電動機只有其中四臺並聯，變成發電機向兩組制動電阻供電，電機勵磁電流由蓄電池提供，制動功率為1200～1300千瓦。1964年夏季，這臺機車在十月鐵路局投入試驗執行。完成試驗後，斯柯達公司開始批次生產帶有電阻制動的ChS2T型電力機車，工廠設計代號為53E1。1964年至1965年，斯柯達公司為蘇聯鐵路提供了數百臺ChS2T型電力機車，而早期生產的ChS2型電力機車也相繼加裝了電阻制動裝置。ChS2型電力機車外觀上幾乎毫無分別，但ChS2T型機車的車內裝置佈置和電氣系統已有較大變化，採用雙邊貫通走廊以便巡視和檢查裝置；牽引電機串—並聯換接時採用橋式電路進行轉換，令機車調節速度時儘量使牽引力變化平滑，減少對車鉤和傳動齒輪的衝擊。ChS2M.1965年，斯柯達公司按蘇聯鐵道部的要求，試製兩臺ChS2型高速客運試驗機車，被定型為ChS2M型，車號為565、566號，其傳動齒輪比改為1.52，使機車最高執行速度提高至160～180公里/小時。機車小時制持續速度為105.3公里/小時，持續牽引力為14.3噸。1966年3月，兩臺機車在十月鐵路局進行了試執行，期間最高試驗速度達到205公里/小時，至1971年2月又創造了220公里/小時的紀錄。運用.至1973年，斯柯達公司已經交付了942臺ChS2型電力機車，其中718號機車是斯柯達公司為蘇聯鐵路提供的第1000臺ChS系列電力機車，而888號機車是斯柯達公司所生產的第3000臺電力機車。ChS2型電力機車在蘇聯鐵路投入運用初期，主要配屬於莫斯科鐵路局、南方鐵路局、頓涅茨克鐵路局和十月鐵路局，擔當莫斯科至哈爾科夫、伊洛瓦伊斯克、列寧格勒間的客運牽引任務。此後，ChS2型電力機車的使用範圍不斷擴大，包括莫斯科—梁贊—古比雪夫—庫爾幹區段等地的客運列車，到後來也開始配屬於斯維爾德洛夫斯克鐵路局、第聶伯河沿岸鐵路局、西西伯利亞鐵路局。現代化.1960年代至1980年代，ChS2型電力機車在很長時間成為了蘇聯直流電氣化鐵路運用最廣泛、最具標誌性的客運電力機車。1990年代初蘇聯解體以後，ChS2型電力機車分別被俄羅斯和烏克蘭的鐵道部門接收。由於兩國鐵路技術裝備更新的進展緩慢，導致機車車輛老化問題嚴重，為了減輕購置新型機車車輛的財政壓力，烏克蘭鐵路和俄羅斯鐵路對部分現有的ChS2型電力機車進行維修和翻新工作，以延長機車車輛的使用年限。俄羅斯鐵路的ChS2型機車翻新工作主要由雅羅斯拉夫爾電力機車廠進行。