【科普】【扩展】从棱角分明到光滑圆润的“花岗岩”——俄罗斯铁路2ES10型电力机车

2021-02-27 00:04 作者:宁柳跨越 0人读过 | 我要投稿

文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称：宁柳跨越）

LA NUIT

TOUS LES CHATS SONT GRIS

——DICTON

在夜色里

猫皆灰色

——谚语

阅读前之提示

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VL10型、VL11型、VL15型，俄罗斯铁路2ES6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。本文提及的俄罗斯铁路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。本文提及的苏联铁道部VL80型、VL85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。瑞士联邦铁路Ee 3/3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。本文提及的俄罗斯铁路2ES7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”，是指采用直—交流电传动和交—直—交流电传动，但受流电压为两种或两种以上的电力机车。俄罗斯铁路EP20型电力机车即为多电流制电力机车。
俄罗斯联邦新切尔卡斯克电力机车厂在本文简称“NEVZ”⑴，格鲁吉亚第比利斯电力机车厂简称“TEVZ”⑵，俄罗斯联邦乌拉尔机车公司在不同的时间段简称“UZZhM”⑶和“UL”⑷。
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资料参考来源

《Грузовые электровозы серии 2ЭС6》，Ye.R.Abramov 著，《Электроподвижной состав отечественных железных дорог》，第130页~第133页
《Грузовые электровозы серии 2ЭС10》，Ye.R.Abramov 著，《Электроподвижной состав отечественных железных дорог》，第133页~第137页
《2ES10 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=280
《Грузовой электровоз 2ЭС6 «Синара» « Уральские локомотивы》：http://ulkm.ru/produkciya/gruzovoj-elektrovoz-2es6/
《ТБУ - Парк Львовской ЖД пополнится электровозом нового поколения 2ЭС10 © / Киев, Украина》：http://tbu.com.ua/news/park_lvovskoi_jd_popolnitsia_elektrovozom_novogo_pokoleniia_2es10_.html
《«Тройник» от производителя | Уральская магистраль | Газета от 20140421 | 7 полоса》：https://gudok.ru/zdr/181/?ID=1142145
《“Укрзализныця” отказалась от заказанных электровозов 2ЕС10 «Святогор» - 26 Июня 2014 - Блог - Железные дороги Бывшего СССР》：https://trains.at.ua/blog/ukrzaliznycja_otkazalas_ot_zakazannykh_ehlektrovozov_2es10_svjatogor/2014-06-26-105
《«Уральские локомотивы» передали ОАО «РЖД» тысячный электровоз 2ЭС6 «Синара» | Машиностроение | Новости | Гудок》：https://www.gudok.ru/news/?ID=1492175
《«Синара» станет мощнее | Призыв | Газета от 20200403 | 1 полоса》：https://gudok.ru/zdr/178/?ID=1499523

概述

“花岗岩”2ES10型电力机车是俄罗斯铁路的新型干线电力机车车型之一，适用于供电制式为3 kV的直流电气化铁路，由西纳拉集团与德国西门子公司合资成立的UL设计制造。UL在2ES10型机车的基础上，推出了编组有2ES10S型中间补机机车的“3ES10型”电力机车。

此外，乌克兰铁路亦向UL订购50组“斯维亚托戈尔”2ES10型电力机车，但由于乌克兰方面的原因，并未正式交付运用。

背景

二战结束后，NEVZ并不满足于制造战前设计的VL22型电力机车，于1953年开始，先后研发出VL8型和VL23型电力机车。而TEVZ亦于1961年开始，先后推出VL10型、VL11型、VL15型3款直—直流电传动电力机车。

苏联解体后，TEVZ不再被俄罗斯铁路视为直流电力机车的主要供应商，而NEVZ此时则先后推出干线客运用途的VL65型和EP1型电力机车，停止制造干线货运电力机车。然而，这些苏联时期设计的电力机车不符合21世纪对便利性、能源效率和安全性的要求。

2004年，NEVZ在VL80型电力机车的基础上，推出交—直流电传动“叶尔马克”E5K型电力机车。此型电力机车配备微处理器控制系统，电气设备基本上与VL85型机车上使用的电气设备统一，但更节能。2006年NEVZ在E5K型电力机车的基础上，推出“顿河马”2ES4K型和3ES4K型电力机车。

当NEVZ推出2ES4K型电力机车时，西纳拉集团在斯维尔德洛夫斯克州上佩什马市开办了UZZhM，该厂开张初期为俄罗斯铁路改造了34组VL11型电力机车，并定型为VL11K型电力机车。

在积累了足够的机车制造经验后，UZZhM于2006年推出直—直流电传动“西纳拉”2ES6型电力机车，但由于直流牵引电动机的局限性，以及西伯利亚铁路的运量在逐步提升，西纳拉集团开始考虑研制交流传动电力机车。

“花岗岩”俄罗斯铁路2ES10型（2ЭС10 «Гранит»）

2ES10-112号机车（原“斯维亚托戈尔”2ES10-001号机车）的司机控制台

2009年，西纳拉集团与俄罗斯铁路、德国西门子公司签署了关于组织大规模生产交流传动电力机车的三方协议。按照协议，西门子提供IGBT模块和交流异步牵引电动机，同时在UZZhM基础上组建UL。同年，UL与西门子专家一起，对装有德国制交流异步牵引电动机的2ES6型电力机车进行了转向架试验和运行试验，以获得有关数据以及验证交流异步牵引电动机的适用性。

2010年夏天，所有主要的设计工作都已完成，UL开始制造零件并组装第1台2ES10型电力机车——2ES10-001号机车。截至2021年2月，UL累计向交付了169组2ES10型机车、52节2ES10S型机车。

其中于2014年10月制造出厂的2ES10-117号机车，成为最后1组采用“一组两节”重联设计的2ES10型机车；而于2020年制造出厂的2ES10-167号~2ES10-169号机车⑸，司机室正面设计与2ES7型机车接近。

这169组“花岗岩”大部分配属于斯维尔德洛夫斯克铁路局斯维尔德洛夫斯克-调车机务段以及西西伯利亚铁路局泰加机务段；而同归西西伯利亚铁路局管辖的贝洛沃机务段，亦配属了4组“花岗岩”。

编组有2ES10S型中间补机机车的“3ES10型”（2ЭС10С/«3ЭС10»）

UL于2013年底开始设计2ES10S型中间补机机车，并于2014年初完成设计工作。第1节2ES10S型中间补机机车——2ES10S-001号机车，集成于2014年10月制造出厂的2ES10-116号机车；而从同月制造出厂的2ES10-118号机车起，2ES10S型中间补机机车成为标配。截至2021年2月，UL累计制造52节2ES10S型中间补机机车。

在2ES10型机车上编组2ES10S型中间补机机车的成功，让UL于2020年4月制造出厂的2ES6-1080号机车上，也编组了1节2ES6S型中间补机机车，继而形成了“3ES6型”机车。截至2021年2月，UL累计制造21节2ES6S型中间补机机车。

中间补机机车的机械部分、电气部分、重量（100 t）和长度（17 m）与其他2节机车相同，主要区别在于中间补机机车没有司机室和司机控制台，并以中间过道取代。这样便于机车乘务员在列车运行过程往返于每节机车，从而无需制动即可检查所有设备并识别可能的故障。

应当注意的是，UL并未将这种增加1节中间补机机车的2ES10型机车正式定型为3ES10型。

未成行的“斯维亚托戈尔”——乌克兰铁路2ES10型（2ЕС10 «Святогор»）

2011年，乌克兰铁路对2ES10型电力机车和2ES6型电力机车产生了兴趣。按照他们最初的设想，在利沃夫铁路局部署2ES10型机车后，不但过往配属的VL10型机车以及VL11型机车将被取代，机车的牵引功率将加倍，而且在运用指标上可以提高机车日产量，降低司机的作业强度以及运用成本。

于是，2ES6-147号电力机车及2ES10-012号机车于同年年底运抵利沃夫铁路局利沃夫西机务段。2012年2月，两组机车接受了专家的审查，并开始进行操作测试。2ES10-012号机车担当测试列车的本务机车，而2ES6-147号机车担当测试列车的尾部补机机车。

测试的最后一趟行程于2012年3月28日在利沃夫—拉沃奇涅—乔普区间上进行，2ES10-012号机车在没有尾部补机的情况下牵引重达5200 t的列车到达拉沃奇涅站，然后与2ES6-147号机车一起推挽测试列车，以11 km/h的速度经过最高海拔为790 m的贝斯基德站。

双方对测试结果表示满意。测试通过后，乌克兰铁路与UL签订50组被昵称为“斯维亚托戈尔”的2ES10型电力机车的采购合同，以取代部属于利沃夫局的VL10型和VL11型电力机车。而按照合同，每组“斯维亚托戈尔”2ES10型机车的司机室采用乌克兰铁路安全设备，并装有乌克兰企业提供的部分组件。

至2014年初，UL制造了7组“斯维亚托戈尔”2ES10型机车，其中前3组机车于2013年11月至12月期间抵达位于乌克兰哈尔科夫州的南方铁路局库皮扬斯克编组站。但由于2013年下半年乌克兰国内的政治和经济危机爆发后，乌克兰铁路无法支付付款，因此这3组“斯维亚托戈尔”2ES10型机车在库皮扬斯克编组站停放一个冬天后，于2014年3月返回UL，采购合同也因此作废。

在这7组“斯维亚托戈尔”中，有2组机车——2ES10-001号和2ES10-002号机车于2014年9月被UL分别编号为“花岗岩”2ES10-112号和2ES10-113号机车，并交付给俄罗斯铁路；其余5组机车此后去向不明，可能也于2014年9月及之后的时间里，被UL改造为“花岗岩”并交付给俄罗斯铁路。

摩尔曼斯克州Apatit公司“花岗岩”2ES10型

当初在利沃夫局管内测试通过后返回UL的2ES10-012号机车，于2012年10月被UL改号为2ES10-222号，并运抵位于俄罗斯联邦摩尔曼斯克州基洛夫斯克市的Apatit矿业公司，进行测试运行。

在运行中，2ES10-222号机车表现出良好的一面，尽管其8800 kW的功率，比VL15A型电力机车的9000 kW要低一些，但由于配备了牵引力控制系统，即使在下雪天运行也能避免空转。Apatit公司很快就买下了这组机车，并与UL达成了一项维修服务的协议。

Apatit公司还计划购买更多的2ES10型机车，但由于卢布汇率下降以及机车制造价格的上涨，他们的购买被推迟了。2017年底，Apatit公司购买了2ES10-223号机车。2ES10-223号机车的涂装以蓝色和灰色为基础，侧面有绿色和白色的斜条纹，正面有橙红色；此外，2ES10-223号机车的正面和侧面均贴有Apatit公司控股方——Phosagro公共股份公司的商标。