【科普】来自苏拉姆山口的苏联铁道部VL10U型电力机车

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称:宁柳跨越)
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直—直流电传动:指电力机车从直流电气化铁路接触网受流,向直流牵引电动机供给直流电。本文提及的苏联铁道部VL10U型电力机车为直—直流电传动形式。
直—交流电传动:指电力机车从直流电气化铁路接触网受流,经过逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。俄罗斯铁路2ES10型电力机车为直—交流电传动形式。
交—直流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流后,向直流牵引电动机供给直流电。法国国家铁路BB 16500型电力机车为交—直流电传动形式。
交—交流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,无需经过变压—整流—逆变,直接变频后向交流牵引电动机供给交流电。法国国家铁路BB 13000型电力机车及BB 14000型电力机车为交—交流电传动形式。
交—直—交流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流—逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。欧洲隧道公司9型电力机车为交—直—交流电传动形式。
多电流制电力机车:本文提及的“多电流制”,是指采用交—直流电以及直—直流电双制式电传动,但受流电压为两种或两种以上的电力机车。本文提及的法国国家铁路Z 31500型电力动车组即为多电流制电力动车组。
俄罗斯联邦新切尔卡斯克电力机车厂在本文中均简称“NEVZ”⑴,车里雅宾斯克电力机车修理厂简称“ChERZ”⑵,杰米霍沃机器制造厂简称“DMZ”⑶,格鲁吉亚第比利斯电力机车厂简称“TEVZ”⑷。
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资料参考来源
《Электровозы серий ВЛ10 и ВЛ11》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》,第30页~第38页
《Грызовые электровозы ВЛ10, ВЛ10у, ВЛ11》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》,第39页~第46页
《List of the vehicles - VL10 - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=15
《List of the vehicles - VL10U - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=16
《List of the vehicles - VL10K - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=17
《List of the vehicles - VL10UK - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=18
《List of the vehicles - 4E10 - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=23
《Завод Производитель Грузинских Электровозов АО "Электровозстроитель"》:http://glmf.ge/?lang=rus&action=products_item&id=5
《Электровоз ВЛ10》:http://trainshistory.ru/article/lokomotivy/magistralnye-elektrovozy/dvuhsistemnye/elektrovoz-vl10
概述
VL10U型电力机车,是苏联铁道部的一种适用于3 kV直流电气化区段的两节重联八轴电力机车,由NEVZ在VL10型电力机车的基础上于1976年研制成功,TEVZ后来也投入生产VL10U型机车。至2005年停产时,两家工厂累计生产982组VL10U型机车。

背景
NEVZ于1952年推出的VL8型电力机车,虽说是VL22M型电力机车的替代产品,但其辅助设备的布置不成功、刚性的弹簧悬挂和噪音太大的司机室等缺点,亦遭受司机们的诟病。到20世纪60年代,VL8型机车已不能应对苏联铁路的运量提升的局面。

有鉴于此,TEVZ于1961年推出T8-001号机车,后重新定型为VL10型,同年开始大批量生产VL10型机车;1969年,NEVZ亦开始大批量生产VL10型机车。截至1977年为止,两厂共计制造出1907组VL10型机车。

然而,在20世纪70年代中期,苏联主要铁路干线的运输能力已经全面饱和,货运量增长远超过正常铁路运输的承受能力。从1961年至1975年的时间内,苏联铁路货运量几乎增加了一倍。
VL10U型(ВЛ10У)
为了提高机车牵引力,NEVZ于1974年到1976年间,相继在VL10-1110号、VL10-1352号和VL10-1353号3组机车进行25 t轴重试验。在试验通过后,NEVZ和TEVZ正式制造VL10U型机车。

至2005年为止,两厂共计新造979组VL10U型机车,其中NEVZ制造了VL10U-001号~VL10U-100号、VL10U-301号~VL10U-500号、VL10U-701号~VL10U-797号共计397组机车,TEVZ制造了VL10U-101号~VL10U-300号、VL10U-501号~VL10U-700号及VL10U-851号~VL10U-1032号共计582组机车。如果将上述3组保留原始车号的原型车算入的话,则VL10U型机车产量为982组。

VL10N型(ВЛ10Н)
不设置再生制动的VL10型机车。1984年至1985年,TEVZ为诺里尔斯克铁路生产了该型的10组机车,如车型代号中的字母“N”所示。但随着诺里尔斯克铁路在1999年撤除接触网,这些VL10N型机车因难以运出,皆就地报废除籍。

运用分布
VL10U型电力机车是俄罗斯联邦、亚美尼亚及阿塞拜疆三国使用的直流干线电力机车主力之一。除了牵引货运列车,VL10U型机车也用于牵引旅客列车。
现代化改造:VL10K型和VL10UK型(ВЛ10К и ВЛ10УК)
在21世纪初,ChERZ对部分VL10型和VL10U型机车进行了现代化改造,并被分别定型为VL10K型和VL10UK型。改造后的机车,其司机室(整体设计类似于ChS7型电力机车)和主电路均被改造,主要区别在于安装以基于重联系统的ESUT-UV电子控制系统,此外连接到牵引电机的阀接头电路各个接触器亦被进行改造。

这样一来,这些机车有机会采用一组两节、一组半三节甚至是两组四节的模式运用,并且牵引电动机的连接可以灵活变化,但其辅助设备、牵引电动机和机械部分没有太大变化。

现代化改造:4E10型
2000年到2008年间,TEVZ将格鲁吉亚铁路的15组VL10型机车进行现代化改造。这些经过改造的机车被定型为4E10型。4E10型机车是根据VL10型、VL11型和VL11M型机车的机车部件制造的。机车安装4台小时功率为670 kW的TL-2K牵引电动机,全功率为2680 kW,最高速度为100 km/h。尽管TEVZ将4E10型机车定位为货运机车,但在格鲁吉亚,4E10型机车经常用于牵引旅客列车。

在格鲁吉亚境外,俄罗斯Belon开放式股份公司于2008年订购了4E10.1-001号机车,这台机车也成为TEVZ迄今为止最后出口到俄罗斯的电力机车。但与其他4E10型机车不同的是,4E10.1-001号机车的司机室设计类似于VL11M5型电力机车。

现代化改造:“乌拉尔”号ED2型电力动车组列车(以VL10型电力机车为两端动力车)
在20世纪90年代,南乌拉尔铁路局配属的VL10型机车出现富余,但与此同时电力动车组列车出现短缺。为了给郊区交通提供新的列车,南乌拉尔铁路局决定使用现有的ER1型和ER2型电力动车组列车的车厢。以及现有的VL10型机车的改装成ED2型电力动车组列车,这些机车连接到中间拖车而不是两端动车。

2000年,DMZ应南乌拉尔铁路局的要求生产了10辆与ED2T型和ED9T型电力动车组列车的拖车车厢相同的62-322型拖车。拖车被定型为ED2,编号为0001至0010;标记以通常的格式应用于车厢侧面,例如:ED2-0002。

南乌拉尔铁路局用VL10-779号和VL10-695号两组机车组装2列7节编组的ED2型电力动车组列车。电力动车组列车的运行持续了大约7年,之后电力动车组列车被解散。这2组VL10型机车回归货运列车牵引,ED2型拖车被送去封存。
现代化改造:ED4DK型电力动车组列车
莫斯科铁路局于2001年将VL10-315号和VL80T-1138号机车各拆一节,与一列ED4MK型电力动车组列车的10节中间拖车结合,组出ED4DK型电力动车组列车。

按照莫斯科铁路局最初的设想,ED4DK型电力动车组列车是兼容直流3 kV和交流25 25 kV两种电压,并且提高舒适度。然而,由于VL10型机车的电路与VL80T型机车的电路完全不同,因此这两节动力车无法同时使用两部分的同时牵引力,这也是在由后电力机车推挽模式时两端电力机车之间挤压较轻的拖车问题的原因之一。同样在试验过程中,VL10-315号机车还曾被烧毁过。

因此,从2002年到2003年进行的测试以失败结束。2003年,该项目取消,电力动车组列车解散。两组电力机车后来都进行现代化改造;而拖车车厢很长一段时间内处在封存状态,2013年3月,这些车厢报废除籍。
设计概况
与VL10型机车不同的是,VL10U型机车的轴重为25 t,具有更大的牵引力,因此能够牵引更重的列车。VL10U型机车在机械方面与VL80T型、VL80S型和VL80R型机车保持统一;而在车体、电气设备和制动管路上,VL10U型机车与VL10型、VL11型和VL11M型机车保持统一。

对于VL10U型机车而言,牵引电动机小时功率为5360 kW,持续功率为4600 kW。机车小时牵引力为387.36 kN,持续牵引力为313.81 kN,持续速度为51.2 km/h,最高速度为100 km/h。

注释
⑴俄语:Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑵俄语:Челябинский электровозоремонтный завод。
⑶俄语:Демиховский машиностроительный завод。
⑷俄语:Тбилисский электровозостроительный завод。
