介紹完了客運機車,再來說說貨運機車。蘇聯時代,主型貨運電力機車主要由新切爾卡斯克(簡稱「切廠」)和第比利斯(簡稱「大第」,因為還有個第聶伯羅工廠是「二第」)兩家電力機車工廠負責製造,其中切廠主要製造交流牽引型號,大第則主要製造直流牽引型號。蘇聯解體後,俄羅斯的電力機車研發工作陷入停滯,切廠起初還在製造蘇聯時代的VL80和VL85系列機車,從90年代中期起,該廠把主要精力投入到了EP1系列客運電力機車的研製工作中,由於經濟蕭條,貨運機車的製造被暫停,這一停就是小十年;另一邊,大第雖然也仍在製造VL10和VL11系列機車,但是由於劃歸了喬治亞,所以俄鐵不再將其視為機車的主要供應商。進入21世紀,隨著經濟的復甦和原有舊型貨運機車的老化,趁著功夫還沒有完全廢掉,俄羅斯開始著手重啟貨運電力機車的研製工作。

為了避免篇幅過長,本文分為上、下兩篇,上篇先介紹交流牽引型號(ES5K系列)。

ES5K「葉爾馬克」(ЭС5К《ЕРМАК》)系列:

兩組重聯運行的2ES5K,伊爾庫茨克州

——發展:

研製新系列貨運電力機車的任務交給了全俄電力機車研究設計院和新切爾卡斯克電力機車工廠(倆單位之間就隔了一道牆,都不用過馬路)。切廠可以說是蘇聯解體之後俄羅斯境內僅存的專業電力機車工廠,雖然有著豐富的貨運機車製造經驗,但是復產蘇聯時代的VL(ВЛ)系列機車顯然是不合時宜的,因此必須設計製造出在安全性、能效性、便利性等各個方面都符合21世紀要求的全新電力機車。

一組半(三節)重聯運行在伊爾庫茨克州的VL80R,VL80系列機車是ES5K系列機車的主要替換對象

考慮到俄羅斯東部那些環境惡劣的交流牽引區段的VL80系列機車已經嚴重老化,對於新型貨運電力機車的需求最為迫切,並且切廠對於製造交流牽引電力機車也比較內行,因此決定首先研發一款交流牽引機車,然後在其基礎上,再行研髮結構相對簡單的直流牽引機車。在俄羅斯新的機車命名體系中,「5」是為4軸交流牽引電力機車預留的型號代碼,所以新系列機車被定型為ES5K(ЭС5К,Э-電力,С-重聯,5-5型,К-直流電機)。又因為製造機車的工廠位於頓河哥薩克的都城——切爾卡斯克,並且新機車主要計劃運用於俄羅斯東部地區,所以該系列還被賦予了「葉爾馬克」的官方綽號,以紀念這位東徵西伯利亞的哥薩克首領。

切廠內投產初期的2ES5K-001、002、003號機車

ES5K系列的首組機車2ES5K-001於2004年出廠,截至目前,至少製造了1330組/臺各型號機車,「葉爾馬克」也成為了俄羅斯目前正在製造的產量最大的機車系列。

按研製時間排序,ES5K「葉爾馬克」系列有如下幾種型號:

2ES5K(2ЭС5К),雙機固定重聯型號,也是該系列的基本型號,由兩節幾乎完全相同的重聯單節組成,用於在平原區段牽引標準貨物列車,或在山地區段牽引短編組貨物列車,也可以通過重聯控制系統將兩組機車重聯運用,牽引重型或超重型列車。2004年製造了首組機車,先後在全俄鐵科院、北高加索局、東西伯利亞局和後貝加爾局進行了各種測試,在全俄鐵科院的謝爾賓卡環鐵測試時,普京還親自駕駛了一小段(真是什麼都要開一下)。測試完成之後開始批量製造,至今至少製造了375組。

兩組重聯運行在濱海邊疆區的2ES5K,前期製造的ES5K系列機車均採用灰白配色的原廠塗裝

運行在伊爾庫茨克州的2ES5K

2EL5(2ЕЛ5),2ES5K的烏克蘭版本型號,根據俄烏雙方的合作協議,2EL5-001由切廠製造,從002號車開始逐步由烏克蘭盧甘斯克工廠掌握製造,機車司機室的外觀略有不同(副燈似乎更具現代感),機械間的側窗變為方形,內部設備也按照烏克蘭鐵路的要求進行更改。從2005年到2011年,共計製造了18組,後續的019至021號機車一直放置在工廠內,處於未完工狀態。

運行在(烏克蘭)敖德薩州的2EL5,採用了藍色塗裝

3ES5K(3ЭС5К),三機固定重聯型號(氣氛開始蘇維埃),考慮到原有的VL80系列機車在高坡區段或牽引重型列車時經常以一組半(三節)重聯的形式運用,因此專門設計了編掛中間補機重聯單節的3ES5K,中間單節的前後兩端均為通過臺,這樣一來司機就可以在運行中貫穿全部三節機車,無需停車便可以處理一些故障,而且由於減少了司機室,還節約了製造成本。首臺中間單節於2006年出廠,並加掛在一組2ES5K中,在克拉斯諾亞爾斯克局、東西伯利亞局和後貝加爾局之間進行了5000公里的測試運行,期間牽引重型列車順利通過困難區段。三機重聯機車最初定型為2ES5KB(2ЭС5КБ,Б-補機),後來才改為3ES5K。2013年還試製了一組應用了大量新技術的3ES5K-434,其整流裝置、微機控制系統、牽引電機都更加先進,實現了獨立勵磁和軸功率的單獨調節,軸重也有所增加。2018年又製造了配備最新型整流裝置的879號車,並已經在新切爾卡斯克環鐵開始測試。3ES5K至今至少製造了895組,是「葉爾馬克」系列中產量最大的型號。

運行在伊爾庫茨克州的3ES5K

運行在後貝加爾邊疆區的3ES5K

E5K(Э5К),單機型號,因為不是固定重聯機型,所以型號中表示重聯單節的字母的「S(С)」被去除,機車在ES5K重聯單節的基礎上增加了一個司機室和一架受電弓,使機車成為普通的單機雙司機室4軸機車,機車的長度和重量也因此增加,用於牽引小運轉、輕型列車,或在不適於電氣列車運行的區段牽引通勤列車。2007年製造了首臺機車,在切廠、北高加索局和全俄鐵科院測試,通過測試後,至2009年共計製造了32臺,是俄羅斯少見的單機4軸機車。

斯柳江卡機務段內的E5K

牽引路用列車的E5K,伊爾庫茨克州

嗯,雙節棍和三節棍都有了,還搞出了單機型號,不過如果你以為這就完事兒了,那還真是小瞧毛子了…

嘿嘿

4ES5K(4ЭС5К),四機重聯型號(服),編掛兩臺中間補機單節,功率達到13120千瓦,是目前世界上功率最大的電力機車之一(毛子也算實在,在俄文維基上還特意註明「其單節功率遠遠不如許多交流傳動的電力機車」),設計用於3ES5K功率仍然不足,而需將兩組2ES5K(四節)重聯運行的複雜山地區段。機車應用了基於上文提到的3ES5K-434號試驗車研製的各種先進設備,並更加優化,使總體效率有了明顯提高。2014年,首先製造了一組裝備先進設備的第二中間單節,加掛在性能相近的3ES5K-434試驗車中,在切廠和北高加索局進行測試,不久後便取得了製造許可,至今至少製造了10組。

在謝爾賓卡環鐵進行測試的4ES5K

運行在克拉斯諾亞爾斯克邊疆區的4ES5K

此外,切廠在2017年還製造了一組裝用交流牽引電機的2ES5S(2ЭС5С),該型號是ES5K系列與更為先進的交流傳動ES5系列(兩個系列名字很相似,但實際上完全不同)的雜交產物,因為屬於交流傳動機車範疇,以後再做專門介紹。

——設計:

ES5K「葉爾馬克」系列電力機車被定位為VL80系列的替代者,技術性能全面優於VL80系列各型號,用於軌距1520毫米,接觸網電壓19至29千伏、頻率50赫茲的單相交流供電區段,牽引貨物、小運轉列車,環境要求為溫度-50至50攝氏度、海拔可達1200米。機車(單節)基本參數:整備重量96噸(E5K由於增加了一間司機室和一架受電弓,重量增至100噸;4ES5K為提高黏著性能,重量增至98噸),軸重24噸(E5K為25噸;4ES5K為24.5噸),最大功率3280千瓦,軸功率820千瓦,啟動牽引力339千牛,持續牽引力232千牛,構造速度110千米/時,持續速度49.9千米/時,電制方式為再生制動。E5K是該系列中軸數最少的型號(4軸),可以在普通區段牽引2500噸的列車正常運行;4ES5K型是該系列中最強大的型號(16軸),可以在山地困難區段牽引重達7100噸的重型貨物列車正常運行。

切廠內等待組裝的3ES5K-855的車體,可以看出機械間仍然採用了單側走廊佈置

完成組裝等待出廠的3ES5K-855

為了節約研發成本和時間,機車的總體框架和設備佈置延續了VL80系列的設計,所以車體部分還能看出濃重的蘇聯的影子,車頭部分則是採用了工程塑料製成的流線型外殼。司機室內部裝配現代化操縱臺和整體化內飾,並配有冷熱空調、冰箱和微波爐等生活設備。2ES5K的兩臺重聯單節佈置基本一致,其中一節設有一間小型衛生間,3ES5K和4ES5K編掛有中間補機重聯單節,中間單節除了沒有司機室和受電弓外,設備與普通重聯單節完全一致,原本司機室的空間安排了一間寬敞的衛生間,而4ES5K的第二中間單節則安排了一間開有側窗的臥鋪休息室,為了給司機創造一個良好的休(磁)息(療)環境,還取消了空壓機等設備。

ES5K系列機車的機械部分設計以VL80S為基礎改進而成

ES5K系列機車的司機室

ES5K系列機車的中間補機重聯單節

機車單節軸式為B0-B0,轉向架的一系懸掛為拉桿式,通過圓彈簧、油壓減震器與轉向架構架連接,二系懸掛分為兩種:早期的2ES5K採用改進型搖籃式懸掛,而其他各型號機車均採用高圓彈簧旁承。考慮到機車主要用於貨運,運行速度不高,牽引電機採用複合材料滑動抱軸承的半懸掛(軸懸)安裝,後期在4ES5K上則裝用了更先進的МОП滾動抱軸承,減小了維護成本。由中央斜向牽引桿傳遞牽引力和制動力。

2ES5K的最初版轉向架,可以看到極具特色的搖籃式二系懸掛

改進版轉向架採用了高圓彈簧旁承式二系懸掛

機車的主電路和電氣設備基於VL85的設計,其晶閘管整流裝置經過了現代化升級,能耗顯著下降,牽引電機為串勵式的改進版НБ-514Д/НБ-514Б型,在4ES5K上,裝用了更加先進的ВИУ-4000-2М型整流裝置,可以實現單軸功率控制和牽引電機獨立勵磁,所以在實際運用中,一組4ES5K要比兩組2ES5K重聯的性能更好。此外,機車還裝有重聯控制系統,可以在一個司機室內控制多組(節)機車重聯運行,不過在機車中掛有中間單節時,重聯繫統無法使用。有意思的是,機車的輔助電源原本採用了可調頻調壓的ПЧФ輔助電容分相裝置替代傳統的劈相機,但在後期運用中,又加裝了劈相機作為備用設備,不少毛子直呼返祖……通風系統借鑒EP1(ЭП1)系列客運機車的經驗進行了優化。

ES5K系列機車的電氣部分設計以VL85為基礎改進而成

微機控制系統也基於EP1系列的成功經驗研發,提供手動和自動調節、自動駕駛模式,對機車設備進行控制,以及對運行參數進行診斷,4ES5K的微機控制系統進行了最新升級。除此之外,機車還配備了綜合安全裝置КЛУБ-У、列車自動制動控制系統САУТ-ЦМ/485和司機遠程喚醒控制系統ТСКБМ等先進的安全裝備。

ES5K系列機車的微機控制系統以EP1為基礎改進而成

——運用:

絕大部分「葉爾馬克」系列機車都在俄羅斯的西伯利亞和遠東地區運用,還有一小部分機車在俄羅斯歐洲部分的北部和烏克蘭運用。

2ES5K最初曾短暫配屬東西伯利亞局烏蘭烏德機務段,後來陸續轉配至貨運任務最為繁重的維霍列夫卡機務段(50餘組)和遠東局的斯莫利亞尼諾沃機務段(90餘組),在這兩個段,2ES5K基本都是通過重聯控制系統將兩組機車(四節)重聯運行,特別是在遠東局,為了能夠牽引重達6300噸的貨物列車翻越斯莫利亞尼諾沃至納霍德卡間的困難區段,會在列車首尾各掛兩組2ES5K(首尾共八節)推輓運行。隨著新車不斷出廠,2ES5K開始配屬到遠東局伯力II機務段(20餘組)、後貝加爾局別洛戈爾斯克機務段(60餘組)和阿穆爾斯科耶機務段(1組…)、克拉斯諾亞爾斯克局伊蘭斯卡亞機務段(20餘組),以及歐洲部分的十月局坎達拉克沙機務段(80餘組),在摩爾曼斯克還有一組歸屬諾裏爾斯克鎳業公司所有的2ES5K。另外,有15組2ES5K出口至烏克蘭鐵路,配屬敖德薩局的波多利斯克機務段。

兩組重聯運行的2ES5K,機車的蛇行姿態非常明顯,濱海邊疆區

與VL80系列機車重聯運行的2ES5K,哈卡斯共和國

運行在俄羅斯歐洲部分列寧格勒州的2ES5K

2EL5則全部配屬烏克蘭鐵路敖德薩局波多利斯克機務段(18組),與進口自俄羅斯的2ES5K一同運用。

運行在(烏克蘭)敖德薩州的2EL5

3ES5K是「葉爾馬克」系列中產量最大的型號,配屬數量最多的是後貝加爾局的赤塔機務段(竟然多達480餘組)。其餘機車的配屬和2ES5K基本相同,分佈於遠東局伯力II機務段(160餘組)和斯莫利亞尼諾沃機務段(50餘組)、東西伯利亞局維霍列夫卡機務段(120餘組)、克拉斯諾亞爾斯克局阿巴坎II機務段(10餘組)、十月局坎達拉克沙機務段(30餘組)。在維霍列夫卡,還有21組3ES5K機車歸屬L-運輸(Л-ТРАНС)公司所有。

風雪中的兩組3ES5K單機回送,伊爾庫茨克州

3ES5K,伊爾庫茨克州

運行在布里亞特共和國,配屬的L-運輸公司的3ES5K

E5K由於功率比較小,鮮有用武之地,產量僅有32臺,配屬給了三個機務段,分別是東西伯利亞局維霍列夫卡機務段(14組)、遠東局伯力II機務段(10組)以及克拉斯諾亞爾斯克局阿巴坎II機務段(8組),主要負責牽引市郊、路用和短編組貨物列車。

牽引路用列車的E5K,哈卡斯共和國,機車側面的大字為配屬段名稱及編號「ТЧЭ-7 阿巴坎」

牽引石渣列車的E5K,伊爾庫茨克州

4ES5K這個巨無霸目前共有10組,全部配屬遠東局的斯莫利亞尼諾沃機務段,由於應用了大量新技術,機車的電氣設備相比同系列其它型號具有更加優秀的性能,先進的機械設備使得日常整備也更加簡便。在遠東的濱海邊疆區,經常使用一組4ES5K和一組2ES5K推輓運行,以牽引重型列車通過高坡區段,相比以往首尾各掛兩組2ES5K推輓運行的模式,可以節省兩節機車。作為全世界罕(奇)見(葩)的四機固定重聯電力機車,4ES5K還分別於2015年和2017年兩次參加了在莫斯科州謝爾賓卡環鐵舉辦的1520博覽會,這種堆積功率的做法可謂肥腸暴力了,令人嘆為觀止。

運行在伊爾庫茨克州的4ES5K

運行在伊爾庫茨克州的4ES5K

在謝爾賓卡環鐵參加1520博覽會的4ES5K,左邊是直流牽引區段的新一代交流傳動機車2ES10

欲知直流牽引型號(ES4K、ES6系列)如何,且看下篇分解!

圖片除已註明之外均源自網路,如有侵權,誠表歉意!請聯繫我刪除。

請勿將本文章用於商業或學術用途,謝謝!

推薦閱讀:

查看原文 >>
相關文章