文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、头条、微博和知乎昵称：宁柳跨越）

POUR NOUS TOUS

为了我们大家

概述

“孔雀石”2/3ES8型电力机车（2/3ЭС8 «Малахит»），是俄罗斯联邦西纳拉集团“乌拉尔机车”有限责任公司于2022年推出的一款直—交传动电力机车家族。“孔雀石”以自2006年起批量生产的“西纳拉”2ES6型电力机车为设计基础，最初定型为2ES6A型，但后来获得了独立的机车车型代号。

“孔雀石”与其前身的不同之处主要在于采用俄罗斯国产牵引变流器和三相交流异步牵引电动机，以及新的车体设计、智能控制系统。2022年3月，采用“一组三节”固定重联设计的第1组“孔雀石”——3ES8-001号机车制造出厂。

研制背景

自2010年以来，“乌拉尔机车”相继推出直—交传动“花岗岩”2ES10型电力机车，以及交—直—交传动“黑色花岗岩”2ES7型电力机车。相比于采用直—直传动的“西纳拉”，“花岗岩”和“黑色花岗岩”采用了更为先进的交流传动。

然而，它们的电气设备，很大一部分是由德国西门子公司铁路系统提供，这意味着它们的生产成本很高，并且在汇率发生变化或者是欧盟对俄罗斯联邦实施制裁的情况下，存在电气设备供应中断的风险。因此，俄罗斯国内在2015年，就出现用本国国产电气设备制造电力机车的想法。

此外，2019年俄罗斯铁路股份公司在尺寸、安全性、牵引特性和数字化方面，对货运机车提出新技术要求，并且未来所有的机车都必须满足这些要求。西纳拉集团研制使用俄罗斯国产电气设备新型交流传动电力机车，不仅满足当前的所有要求，同时为未来可能的新型干线货运电力机车家族打下基础。

研制

2020年2月，隶属于西纳拉集团的“牵引组”有限责任公司，与车里雅宾斯克“俄罗斯电动机”股份公司就联合设计和批量生产用于西纳拉集团未来推出的干线电力机车的三相交流异步牵引电动机，达成长期协议。同年夏天，“俄罗斯电动机”为2ES6A型电力机车制造了持续功率为1000 kW的ATD1000型三相交流异步牵引电动机，并进行测试。

2020年秋天，“乌拉尔机车”提出了一个新型电力机车的项目。在这个项目中，“乌拉尔机车”对新型电力机车的设备布局、车体结构进行了重新设计，并开发了一种带有防震碰撞系统的新型司机室。同年晚些时候，俄罗斯铁路牵引局将2ES6A型电力机车重新定型为2ES8型。

2022年2月末，采用“一组两节”固定重联设计的第1组“孔雀石”——2ES8-001号机车制造完成。但为了加速认证，“乌拉尔机车”制造了1节中间补机机车编入这组“孔雀石”当中。这样一来，2ES8-001号机车改号为3ES8-001号。2022年3月，3ES8-001号机车在“乌拉尔机车”厂区内进行了展示，并开始了厂内测试运行。

车体和司机室设计

根据“乌拉尔机车”网站宣传可知，“孔雀石”采用整体承载式车体。带司机控制台的两节机车，设有单端司机室、单侧贯通式内走廊，以及通过台；中间补机机车不设置司机控制台，两端为通过台。每侧车顶侧面倾斜，主要安装进气和排气百叶窗，中间放置2个制动电阻冷却百叶窗；而在制动电阻冷却百叶窗两端，每端放置1个单臂式受电弓。

司机室为整体独立结构，由聚合物材料制成，内仅安装司机控制台，司机座椅在车体内部。司机室外面的底部，有1条向前突出的外走廊，2侧设有扶手和踏板。外走廊正下方设有SA-3型自动车钩、3道风管⑴，两端为配备有碰撞冲击吸收系统的缓冲器，其设计思路与“乌拉尔机车”竞争对手——新切尔卡斯克电力机车制造厂推出的“赛艇”2ES5型电力机车和“奥林匹克”EP20型电力机车的缓冲梁相类似。碰撞冲击吸收系统可在列车与障碍物相撞时吸收大部分冲击能量，从而保护机车主体结构和机车乘务员。

转向架设计

“孔雀石”转向架一系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧，配垂向油压减振器；二系悬挂为构架和车体之间的螺旋弹簧。每台转向架装用2台ATD1000型三相交流异步牵引电动机，采用轴悬悬挂。转向架通过每侧2个低重心斜拉杆，传递牵引力和制动力。

牵引设备设计

在每节机车车顶中间的制动电阻冷却百叶窗两端，各放置1个受电弓和1个无线电干扰抑制扼流圈。直流电被受电弓从接触网受流后，经过无线电干扰抑制扼流圈，送至每节机车车顶的高压母线，然后经由主断路器送至各节机车的车内电气设备。为了便于司机查看受电弓情况，每节机车的车顶安装了一个监控探头。不过，和“花岗岩”一样，“孔雀石”的中间补机机车不设置2个受电弓，需要借助高压母线，从相邻2节机车获得直流电。

在“孔雀石”车体内，安装了包括牵引变流器、辅助变流器、滤波扼流圈在内的各种由俄罗斯国产的电气设备。牵引变流器负责把来自接触网的直流电，逆变为可以调节电压和频率的交流电，送至给牵引电动机，并有可能对牵引力进行控制。

除牵引变流器外，“孔雀石”还配备了辅助变流器。辅助变流器将输入的直流电降压，并将其逆变为频率为50 Hz 的交流电，用于辅助电气设备（冷却风扇、电空压缩机）、照明系统、控制系统的运行，以及其他与牵引无关的机车需求。

每台转向架配备2台由“俄罗斯电动机”制造的ATD1000型三相交流异步牵引电动机。与2ES6型和2ES10型电力机车各自使用的牵引电动机相比，ATD1000型牵引电动机的重量明显减轻，增加了电力机车的平稳性，同时减少了对轨道的影响，减少了轮对踏面的磨损，从而减少了更换踏面和修理轮对的频率。

ATD1000型牵引电动机的持续功率为1000 kW，略低于2ES10型电力机车使用的1TB2822型牵引电动机的1050 kW持续功率。为了对牵引电动机进行冷却通风，转向架上方安装了4个电机风扇（每台牵引电动机对应1个电机风扇）；还有2个电机风扇用于冷却变流器。

制动设备设计

为了向制动管路供应压缩空气，“孔雀石”的每节机车都配备了由车里雅宾斯克压缩机厂制造的AKV 3.5/1 L U2型螺杆式压缩机组。

AKV 3.5/1 L U2型式压缩机组由螺杆组、空气过滤器、进气阀、油分离器、油过滤器、恒温阀、安全阀、最小压力阀、热交换器和30 kW三相异步电机组成。三相异步电机从辅助变流器获得380 V 50 Hz交流电。从电动机到压缩机轴的扭矩传递是通过弹性联轴器进行。压缩机出口压力为0.98 MPa，正常情况下出风量为3.5±0.17 m³。

除了空气制动外，“孔雀石”还配备再生制动和电阻制动系统。制动电阻的冷却百叶窗布置在车顶中间。

安全系统和控制系统

“孔雀石”配备了一套俄罗斯国产、基于微处理器的控制、诊断和安全系统。配备接收器和发射器的BLOK-M机车行车安全综合体集成到司机控制台，并接收来自“格洛纳斯”全球导航卫星系统的信号，确保列车运行的安全和准确确定其位置。此外，“孔雀石”还配备了地面中继式无线电通信系统和GSM-R全球铁路移动通讯系统。

“孔雀石”还配备了SAU-OP自动控制系统、火灾报警系统和视频监控系统，摄像头安装在车体两侧、车体顶部和司机室内部。通过将控制系统和安全系统的功能合二为一，实现列车自动控制功能，同时根据线路沿线情况选择速度并控制机车的牵引和制动，减少人为因素对列车运行正确性的影响。

为了避免轮对空转，“乌拉尔机车”在“孔雀石”上内置了可智能调节的防空转系统。这个防空转系统根据具体情况，控制牵引电动机的电源，让轮对获得最佳力矩和最大牵引力。

截至2022年6月的运行测试情况

2022年4月上旬，3ES8-001号机车抵达位于莫斯科铁路局管内的全俄铁道运输科学研究院谢尔宾卡环形铁道试验基地，开始运行测试，1个月内行驶5000 km。在此期间，全俄铁道运输科学研究院对机车的电磁兼容性及其设备的操作进行了评估，并进行了初步制动测试。3ES8-001号机车不仅进行了单机测试运行，并在运行速度高达120 km/h的情况下，牵引1列重达5600 t的货运列车，进行牵引测试。

除了在谢尔宾卡环形铁道试验基地进行运行测试外，3ES8-001号机车还将前往位于北高加索铁路局管内、长度为25.4 km的别洛列琴斯克—迈科普区段，以全面研究电力机车对轨道的影响。别洛列琴斯克—迈科普区段拥有供高速列车和重型列车通过的道岔和测量设备，接触网支持在3 kV直流电与25 kV 50 Hz交流电之间切换。

后记

按西纳拉集团的新闻报道，3ES8-001号机车从2022年5月~9月间进行验收和认证测试。在此期间，全俄铁道运输科学研究院专家将检查这组机车的动态强度、控制和制动系统的运行情况，并进行照明、卫生化学和卫生测试，以及验证是否符合劳动保护和功能安全要求。

不过此时俄罗斯铁路采购的“西纳拉”数量将近1300组，而“花岗岩”（177组）和“黑色花岗岩”（13组）各自的采购数量，累加起来仅仅接近“西纳拉”数量的15%。个人浅见，在这样的情况下，即使3ES8-001号机车通过验收、“乌拉尔机车”获得“孔雀石”的生产许可，“孔雀石”很大可能会处于“虽得买家，不得其时”的尴尬境地。

技术数据表

注释

1. ⑴从已知照片可知，3ES8-001号机车每节机车司机室下方的车钩，右下方为带红色折角塞门和接头的制动管，正下方为带黄色接头的平均管，左下方为带蓝色折角塞门和接头的总风管。

文章声明

1. 本文属于正经科普文章，资料及图片来源于相关技术资料，不作为商业使用，如有侵权请及时联系删除之。

2. 请大家理性讨论，不要在评论区干一些不该干的事！如见有引战性评论，将采取必要措施处置之！

3. 由于笔者精力和能力限制，在整理资料时恐有错漏，也请诸位读者纠正指教，谢谢合作！

参考链接

1. http://en.kremlin.ru/events/president/transcripts/19601/photos

2. http://ul-pres.tilda.ws/2es6a

3. https://railgallery.ru/list.php?mid=25

4. https://railgallery.ru/list.php?mid=280

5. https://railgallery.ru/list.php?mid=349

6. https://railgallery.ru/list.php?mid=1071

7. https://vk.com/wall-80682393_249151

8. https://www.sinara-group.com/media/news/ural-locomotives-solemnly-handed-over-the-railways-the-keys-to-the-thousandth-locomotive-2es6-sinara/

9. https://www.sinara-group.com/media/news/uralskie-lokomotivy-predstavili-proekt-novogo-elektrovoza-s-otechestvennym-asinkhronnym-dvigatelem/

10. https://www.sinara-group.com/media/news/stm-i-rzhd-dogovorilis-o-vypuske-lokomotivov-s-asinkhronnym-privodom/

11. https://www.sinara-group.com/media/news/asynchronous-traction-motor-atd1000-sent-to-the-test/

12. https://www.sinara-group.com/media/news/elektrovoz-3es8-malakhit-zavershil-predvaritelnye-ispytaniya/

13. https://ulkm.ru/actions/na-uralskix-lokomotivax-vyshli-na-ocherednoj-etap-sborki-novogo-elektrovoza/

14. https://ekb.rbc.ru/ekb/freenews/60f519589a7947627117fd16

15. https://www.1tv.ru/news/2022-03-11/423301-zavershen_lokomotiv_malahit_sostoyaschiy_pochti_polnostyu_iz_otechestvennyh_komponentov

16. https://ulkm.ru/actions/elektrovoz-3es8-malaxit-zavershil-predvaritelnye-ispytaniya/

完稿时间：2022年6月25日

A0级发表时间：2022年6月25日