【科普】来自苏拉姆山口的苏联铁道部VL11M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VL11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。苏联铁道部VL80S型和中国铁道部8G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,格鲁吉亚第比利斯电力机车厂简称“TEVZ”⑵。
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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 - VL11 - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=40
《List of the vehicles - VL11M - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=21
《List of the vehicles - VL11K, VL11KN - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1030
《List of the vehicles - E13 - TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=409
《Завод Производитель Грузинских Электровозов АО "Электровозстроитель"》:http://glmf.ge/?lang=rus&action=products_item&id=6
《Электровоз ВЛ11》:http://trainshistory.ru/article/lokomotivy/magistralnye-elektrovozy/dvuhsistemnye/elektrovoz-vl11
《Парк локомотивов "Укрзализничпостач" пополнится грузинской техникой » Ресурс машиностроения. Машиностроение: новости машиностроения, статьи. Каталог: машиностроительный завод и предприятия.》:https://www.i-mash.ru/news/zarub_sobytiya/16622-park-lokomotivov-ukrzaliznichpostach-popolnitsja.html
《Электровоз ВЛ11М》:https://poezdvl.com/vl11m/index.html
概述
VL11M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TEVZ在VL11型机车的基础上于1987年研制成功。至2015年停产时,TEVZ累计生产510组VL11M型机车。

与VL10型、VL10U型、VL80K型、VL80T型、VL80R型以及VL80S型电力机车相比,VL11M型机车两端的重联插座,是其独特的特征;且除了标准的“一组两节”重联外,VL11M型机车也可以“一组半三节”重联或“两组四节”重联运行。

研制背景
苏联铁道部各路局各机务段在实际运用中经常需要使用由三节重联的12轴电力机车甚至是四节重联的16轴电力机车,每节机车都需要有独立的电源电路。苏联铁道部对直流电力机车轴向功率的需求,成为全苏电力机车研究与设计院和莫斯科动力学院等单位研制新型电力机车的动力。

1973年12月,在全苏电力机车研究与设计院、莫斯科动力学院、TEVZ等单位的协作下,NEVZ试制了采用他励脉流牵引电动机和再生制动的VL12型电力机车。而与此同时,TEVZ于1975年推出了VL11型电力机车。
VL11型电力机车的每节机车都有独立的电源电路,以便于各种重联运行。然而,VL11型机车在运行过程中出现了不均匀起动以及电力机车烧毁接触线等问题。考虑到牵引电动机将来采用串联、串联-并联以及并联三种连接模式运行,TEVZ因此对VL11机车的设计图进行了重新设计。 串联开关将牵引电动机从串联连接切换为串联-并联。

为了以一种新的方式控制电源电路,TEVZ使用了KME-020型司机控制器。KME-020型司机控制器调速手柄设置了48个级位,其中第18级位、第33级位和第48级位分别对应串联、串联-并联以及并联连接。
制造
新型电力机车被定型为VL11M。第一组VL11M型机车——VL11M-001号机车于1987年4月制造出厂。

在批量建造期间,VL11M型机车的电路变化很小。从VL11M-125号机车开始,牵引电动机从串联连接到串联-并联连接的过渡方案稍有变化。1992年到1993年间,TEVZ用改进的过渡方案和TL-124型电机风扇生产了2组VL11M型机车——VL11M-419号和VL11M-446号机车。这2组机车被称为VL11M.1型。

至2004年停产,TEVZ共计制造了464组VL11M型机车,交付苏联铁道部以及解体后析分出来的俄罗斯联邦铁道部、乌克兰铁路、格鲁吉亚铁路以及阿塞拜疆铁路。
俄罗斯联邦铁道部直到1993年仍向TEVZ大批量采购VL11M型机车,后因日趋紧张的俄罗斯联邦-格鲁吉亚关系不再大批量采购。不过,俄罗斯联邦铁道部于1996年单独为十月铁路局圣彼得堡-调车机务段采购1组VL11M-452号机车,这组机车后来与因火灾报废的VL11M-293号机车互换车号。

2001年,俄罗斯联邦铁道部又单独为斯维尔德洛夫斯克铁路局伊西姆机务段采购1组VL11M-457号机车,与1978年制造出厂的VL11-066号机车互换车号。这组改号为VL11-066号的VL11M-457号机车,于2020年2月转配至斯维尔德洛夫斯克-调车机务段。

衍生型:E13型(Э13)
1992年,TEVZ研制出基于VL11M型机车设计但部分部件与VL15型机车统一的E13型电力机车。此型机车仅制造出2组,且全数交付俄罗斯铁路斯维尔德洛夫斯克铁路局斯密奇卡机务段,担当楚索夫斯卡亚-彼尔姆区间的旅客列车交路。

改进型:VL11М4型(ВЛ11М4)
2004年到2007年间,TEVZ为阿塞拜疆铁路制造了3组VL11M4型机车——VL11M4-465号~VL11M4-467号机车。但与VL11M型机车不同的是,这3组VL11M4型机车不设置重联插座。

值得注意的是,格鲁吉亚铁路配备的VL11M型机车,在回TEVZ进行大修时,亦取消重联插座。

改进型:VL11М5型(ВЛ11М5)
2007年到2008年间,TEVZ为乌克兰铁路制造了11组VL11M5型机车——VL11M5-468号~VL11M5-478号机车。与E13型和VL11M4型机车相比,VL11M5型机车不设置重联插座,但司机室改为采用类似于VL15型机车的司机室造型。

改进型:VL11М6型(ВЛ11М6)
2008年到2014年间,TEVZ为乌克兰铁路制造了28组VL11M6型机车——VL11M6-479号~VL11M6-506号机车。VL11М6型机车安装了微机控制系统、诊断和火灾报警系统、模块化司机室以及玻璃纤维控制面板等创新设计。

应当注意的是,VL11M6型机车的司机室与同期NEVZ制造的2ES4K型和2EL4型电力机车司机室造型均由第聂伯罗彼得罗夫斯克MDC设计公司设计。

2011年,乌克兰铁路与TEVZ签订了购置110组VL11M6型机车的协议,根据协议内容,首批24组VL11M6型机车将于2012年交付给乌克兰铁路,2013年到2014年间交付60组机车;2015年和2016年分别交付16组和10组机车。
然而,实际情况却很残酷:2011年交付4组机车,2012年交付3组机车,2013年交付11组机车,2014年交付5组机车。这23台VL11M6型机车加上协议签署前购买的5组VL11M6型机车,也仅有28组。

2014年2月,乌克兰最高拉达表决通过解除维克托·费奥多罗维奇·亚努科维奇的总统职务;同年3月,VL11M6-506号机车交付第聂伯河沿岸铁路局下第聂伯罗波得罗夫斯克枢纽机务段,但乌克兰铁路此后再无购置VL11M6型机车,协议就此实际作废。
2015年,阿塞拜疆铁路从TEVZ购置了4组VL11M6型机车——VL11M6-507号~VL11M6-510号机车。随着这4组VL11M6型机车交付巴拉嘉里机务段,VL11M6型机车,甚至可以说是VL11型机车的生产历史就此结束。而TEVZ在这次交付新车后,就再也没有新造机车至今。

技术概况
VL11M型电力机车在机械部分与VL80S型电力机车接近,电气部分则与VL11型电力机车接近。由于每节机车具有独立的电路,当机车采用“一组半三节”式重联或者“两组四节”式重联运行时,为了简化电气连接,TEVZ规定了以下的重联方式:
“一组半三节”式重联是通过将甲组机车与乙组机车的A节或B节连接而形成的,在这种情况下,每节机车可以按照甲组A节+乙组(A节-B节)或乙组(A节-B节)+甲组B节方式重联,但不允许按照甲组A节+乙组(B节-A节)或乙组(A节-B节)+甲组A节方式重联;
当采用“两组四节”式重联时,每节机车可以按照甲组(B节-A节)+乙组(A节-B节)方式重联。

技术数据表

注释
⑴俄语:Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑵俄语:Тбилисский электровозостроительный завод。
