【科普】采用直—交传动却未能批量生产的俄罗斯铁路ET4A型电力动车组

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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俄罗斯联邦托尔若克车辆制造厂在本文中简称“TorVZ”⑴,特维尔车辆制造厂简称“TVZ”⑵,杰米霍沃机器制造厂简称“DMZ”⑶,新切尔卡斯克电力机车制造厂简称“NEVZ”⑷,拉脱维亚里加车辆制造厂简称“RVR”⑸。
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资料参考来源
《Профессионально об электропоездах. Электропоезд ЭТ2А》:http://emupages.ru/trains-et2a.htm
《Профессионально об электропоездах. Электропоезд ЭД6》:http://emupages.ru/trains-ed6.htm
《Профессионально об электропоездах. История. Высокоскоростной электропоезд ЭС250 Сокол.》:http://emupages.ru/history-technology-highspeed-sokol.htm
《Электропоезд ЭТ4А. Профессионально об электропоездах》:http://emupages.ru/trains-et4a.htm
https://web.archive.org/web/20161227131314/http://www.indPg.ru/transport/2012/07/59058.html
《Тверская область: 100-летний Торжокский вагонзавод признан банкротом - ИА REGNUM》:https://regnum.ru/news/economy/2176522.html
https://trainpix.org/list.php?mid=327
概述
ET4A⑹型电力动车组是TorVZ于2011年~2013年间小批量制造并交付俄罗斯铁路的一款直—交传动电力动车组。TorVZ内部将ET4A型动车组称为62-9003型。

背景
苏联解体后,由于俄罗斯联邦境内没有生产电力动车组的企业,而从国外引进新型电力动车组又需要花费大量外汇。因此,俄罗斯联邦铁道部于20世纪90年代初要求对DMZ和TorVZ进行技术改造,并且从RVR引进了大批技术和管理人员,从而使得这两家制造商具有一定规模的电力动车组生产能力。1993年,TorVZ通过仿照RVR制ER2T型电力动车组,试制了第一组ET2型电力动车组——ET2-001号动车组,并于1995年投入批量生产。

与此同时,俄罗斯联邦开始积极研究采用交流传动技术的电力动车组,由于异步交流牵引电动机具有改善牵引性能、提高能源效率、节省生产和维护成本的优势,因而已被选定作为优先发展的方向。1994年,俄罗斯联邦铁道部同意开发研制国产的交流牵引传动系统。1999年,TorVZ在ET2型电力动车组的基础上,研制出使用直—交传动的ET2A型电力动车组。然而,由于可关断晶闸管可靠性不高,ET2A-001号动车组最终未能通过测试。

2001年,DMZ在ED4M型电力动车组的基础上,研制出使用直—交传动的ED6型电力动车组,列车设计标准编组为11节编组,采用俄罗斯国产三相交流异步电动机和日本国日立制作所制造的牵引逆变器,构造速度为130 km/h或160 km/h(根据牵引齿轮传动比)。2001年5月15日,ED6-0001号动车组抵达全俄铁道运输科学研究院谢尔宾卡环形铁道试验基地,开始进行了全面的验收试验。验收和认证测试于2002年12月完成,但由于列车部分性能指标未达到设计要求,尤其齿轮箱和牵引电动机的振动较大,因此未被批准投入批量生产。

当是时也,俄罗斯联邦铁道部对新造货运电力机车的需求大幅下降,使得机车制造厂的生产能力过剩。为了充分利用闲置的科研和生产能力,俄罗斯联邦铁道部亦要求NEVZ和全俄电力机车研究与设计院投入通勤电力动车组的研制。1999年~2000年间,NEVZ与DMZ和其他企业合作,研制出使用交—直—交传动的EN3型电力动车组。2001年~2004年间,EN3-0001号动车组在全俄铁道运输科学研究院谢尔宾卡环形铁道试验基地进行各项试验,但因为列车最终未能通过所有验收和认证测试,因而未被批准正式上线运行。

直到2008年,改制后的俄罗斯铁路仍然没有购置交流传动电力动车组。因此,利用研制上述交流传动电力动车组所获得的经验教训,俄罗斯铁路决定继续从国内企业购置交流传动电力动车组。
研制与制造
新型交流传动电力动车组被定型为ET4A型。圣彼得堡TransElektroPribor中央研究所、Dalnyaya Svyaz科研生产企业、Electroapparat公司,以及TorVZ共同参与ET4A型动车组的研制工作。在ET4A型动车组的设计中,应用了诸如免维护设备和部件、诊断系统以及滑动自动门等在内的设计方案。

2010年,ET4A型动车组设计完成,俄罗斯铁路向TorVZ订购了6节编组的ET4A-001号动车组。ET4A-001号动车组于2011年4月制造出厂,此后进行了一系列的所有验收和认证测试。根据所有测试结果,ET4A型动车组于2012年4月25日获得了联邦国家预算机构“联邦铁路运输认证登记册”颁发的安全证书。俄罗斯铁路计划采购30组ET4A型动车组。

2012年5月22日,ET4A-001号动车组配属至十月铁路局圣彼得堡-波罗的海动车段。其后于2013年12月制造出厂的ET4A-002号和ET4A-003号动车组,亦配属至十月铁路局圣彼得堡-波罗的海动车段。

然而,在ET4A-003号动车组制造出厂后,TorVZ因自身在过去几年因未能及时向主要客户交付车辆而逐渐失去订单,最终于2016年9月6日被特维尔地区仲裁法院宣布破产。2018年,运输机械控股集团中标买下TorVZ厂房,交由其控股的TVZ。

编组设计
ET4A型电力动车组由3种车厢组成:控制车(Pg)、中间动车(Mp)和中间拖车(Pp)。在不重联运行时,ET4A型动车组有以下多种编组模式:
3节式编组:Pg1+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
4节式编组:Pg1+Mp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2);
5节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
6节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2);
7节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
8节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2);
9节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
10节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Mp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
10节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Pp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
11节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Mp+Pp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)——基本编组;
11节式编组:Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2);
12节式编组:Pg1+Mp+Pp+Pp+Mp+Mp+Pp+Pp+Mp+Pp+Mp+Pg2,轴式为(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(2-2)+(Bo-Bo)+(Bo-Bo)+(2-2)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)。
2组3节式编组ET4A型动车组重联运行时,编组为(Pg1+Mp+Pg2)+(Pg1+Mp+Pg2),轴式为[(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)]+[(2-2)+(Bo-Bo)+(2-2)]。
ET4A型动车组看上去可以灵活编组,不过事实上,ET4A-001号动车组制造出厂时采用6节式编组,即Pg1+Mp+Pp+Mp+Mp+Pg2,后来补加中间动车和中间拖车各1节,形成8节式编组,即Pg1+Mp+Pp+Mp+Pp+Mp+Mp+Pg2;其余2组ET4A型动车组制造出厂时采用8节式编组。

编号方式
ET4A型动车组的编号方式与TorVZ制电力动车组以及DT1型内燃-电力双模式动车组采用的编号方式大致相似。ET4A型动车组采用从001开始的三位数编号。控制车前部的车号格式为“ЭТ4А ×××”,其中“×××”为动车组车号。最初,动车组的车型代号绘制于大灯左边,车号绘制于大灯右侧;重新喷漆后,它们分别绘于SA-3型自动车钩的左侧和右侧。
动车组的每节车厢都收到了自己的五位数编号,其中前三位是动车组车号,后两位是本组动车组的车厢号。车厢车号标记于车厢两端侧窗上,并通过添加两位数字来区分:中间动车使用偶数,控制车使用奇数“01”和“09”,中间拖车使用奇数。例如:ET4A-00201号车厢——ET4A-002号动车组的控制车; ET4A-00204号车厢——同一组动车组的中间动车……
运用
2012年6月9日,ET4A-001号动车组首次搭载乘客,并在圣彼得堡-波罗的海——卢加1号区段运行。8月28日,ET4A-001号动车组前往谢尔宾卡环形铁道参加俄罗斯铁路175周年庆祝活动;9月7日~9日间在环形铁道上进行了动态演示。活动结束后,ET4A-001号动车组返回十月铁路局圣彼得堡-波罗的海动车段,继续在圣彼得堡-卢加航线上运行。

于2013年12月制造出厂的ET4A-002号和ET4A-003号动车组,亦配属至十月铁路局圣彼得堡-波罗的海动车段。2017年3月~2018年5月间,ET4A-001号动车组转移配属至圣彼得堡-莫斯科夫斯科耶动车段⑺。2018年5月,ET4A-001号动车组转移配属回圣彼得堡-波罗的海动车段。

在运行期间,3组ET4A型动车组的一些单臂受电弓由于未知原因被双臂受电弓取代。而截至2021年7月,仅ET4A-003号动车组仍在运用中,而ET4A-001号和ET4A-002号动车组已于2020年被送至位于圣彼得堡市中心西北的泽列诺戈尔斯克存储基地封存。

技术数据表

注释
⑴俄语:Торжокский вагоностроительный завод。
⑵俄语:Тверской вагоностроительный завод。
⑶俄语:Демиховский машиностроительный завод
⑷俄语:Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑸拉脱维亚语:Rīgas Vagonbūves Rūpnīca;俄语:Рижский вагоностроительный завод。
⑹“ET”——Электропоезд Торжокский,“TorVZ制电力动车组”之意;“4”——4型;“A”——Асинхронный привод,“异步牵引”之意。
⑺又称麦塔洛斯特罗伊动车段。该动车段已于2021年2月5日撤销。
完稿时间:2021年7月24日
发表时间:2021年7月24日