Электровоз Си — «Сурамский итальянский»

[Иван Андреев]

Первые магистральные электровозы на железных дорогах Советского Союза начали эксплуатироваться на Сурамском перевальном участке Закавказской железной дороги между станциями Хашури и Зестафони. Этот участок, вошедший в состав Поти-Тифлисской железной дороги, был построен в 1872 г. по облегченным техническим условиям и имел подъемы до 46%о. В конце 80-х годов XIX в., когда резервы повышения пропускной и провозной способности перевального участка оказались полностью исчерпанными, были проведены работы по частичному "смягчению" профиля пути, в том числе за счет сооружения Сурамского тоннеля длиной около 4 км. В результате этих работ, завершившихся в 1890 г., предельный подъем был снижен до 29%о, а минимальный радиус кривых увеличен со 100 до 150м.

До конца 1924 г. поезда на участке Хашури - Зестафони обслуживались шестиосными танк-паровозами серии Ф системы Ферли со сцепной массой 73-90 т. Имея две трехосные тележки с жесткой базой 2440 - 2590 мм, эти локомотивы легко вписывались в кривые малого радиуса.

В дальнейшем рост перевозок и необходимость постепенного исключения из инвентаря паровозов системы Ферли, находившихся в эксплуатации более 50 лет, потребовали перехода к новым, более мощным паровозам.

Отсутствие в паровозном парке железнодорожной сети Советского Союза паровозов, сцепной вес, мощность и ходовые части которых соответствовали бы условиям работы на тяжелом горном профиле, заставило Закавказскую железную дорогу временно допустить к обращению на перевальном участке паровозы типа 0-5-0 серии Э с жесткой базой 4320 мм. Эти локомотивы водили поезда двойной и тройной тягой, причем в первое время их эксплуатации на перевальном участке в качестве толкачей применялись паровозы серий Ф и Ч. Тяжелый горный профиль, отсутствие специальных типов паровозов, находящиеся в непосредственной близости от перевального участка реки Кура и Риони как потенциальные источники энергии, быстрый рост потребности в грузовых и пассажирских перевозках - все эти факторы обусловили принятие единственно правильного технико-экономического решения об электрификации участка Хашури - Зестафони. В 1928 г. были начаты работы по сооружению высоковольтных линий передачи трехфазного тока, контактной сети и тяговых подстанций.

В качестве системы тока была принята рекомендованная еще в 1921 г. Всероссийским электротехническим съездом система постоянного тока с номинальным напряжением в контактной сети 3000 В, которая к этому времени получила значительное распространение в странах Европы и Америки и особенно хорошо зарекомендовала себя на горных участках, где целесообразно применять рекуперативное торможение. Это торможение позволяет превращать энергию движущегося поезда в электрическую, а последнюю отдавать в контактную сеть для питания других электровозов, а также передавать через тяговую подстанцию и высоковольтные линии электропередачи различным потребителям.

Для Сурамского перевального участка с целью ускорения перевода его на электрическую тягу и использования опыта зарубежных фирм, изготовлявших магистральные электровозы, было решено заказать основную часть электрических локомотивов за рубежом, а пополнение парка электровозов и обеспечение ими других, намечавшихся для электрификации участков, производить электровозами отечественной постройки. Предварительные расчеты показывали, что для Сурамского перевала нужны шестиосные электровозы со сцепной массой около 132 т. Намеченное одновременно с электрификацией участка усиление верхнего строения пути (укладка рельсов типа 1А массой 43 кг/м, увеличение числа шпал, применение щебеночного балласта) позволяло поднять нагрузку от колесных пар на рельсы до 22 тс.

Через внешнеторговые организации НКПС обратился к ряду фирм, имевших достаточный опыт постройки магистральных электровозов, с цепью получения от них предложений поставлять локомотивы для Сурамского перевала. Были получены предложения немецких фирм AEG и Сименс - Шукерт, американских GEE и Вестингауза, итальянской Итальяно Техномазио Броун Бовери и английской Метрополитен Виккерс. Фирмы предлагали различные конструктивные и схемные решения, в том числе по тяговому приводу, системам вспомогательных машин, защите от токов короткого замыкания, применению тех или иных электрических аппаратов. Например, фирма Метрополитен Виккерс предложила как вариант электровоз капотного типа (с кабиной машиниста в середине кузова) на двух трехосных тележках с групповым шатунным приводом. Изучение и сравнение полученных материалов привели специалистов НКПС к решению остановиться на предложениях фирм GEE и Техномазио Броун Бовери. Дело в том, что фирма GEE имела несравненно больший опыт по постройке электровозов постоянного тока напряжением 3000В, в частности для Паулистской железной дороги (Бразилия), строила электровозы с шестью движущими осями типа 1-30-0+0-30-1, рекуперативным торможением и тяговыми электродвигателями часовой мощностью 340 кВт, т. е. с параметрами, близкими к параметрам нужного для Сурамского перевала электровоза. Другая же американская фирма - Вестингауза - больше специализировалась на постройке электровозов однофазного тока пониженной частоты (25 Гц). Из европейских фирм наибольший опыт по выпуску электровозов постоянного тока напряжением 3000 В имела итальянская фирма Техномазио Броун Бовери, которая строила различные типы электровозов для государственных железных дорог Италии, принявших у себя в то время эту систему тока и решивших постепенно перевести на нее участки, электрифицированные на трехфазном токе частотой 16 2/3 Гц.

Через некоторое время после поступления в депо Хашури электровозов серий С и Сс в него начали прибывать электровозы, изготовленные фирмой Итальяно Техномазио Броун Бовери и получившие обозначение серии Си, что означало сурамский, итальянский. Иногда серию этих электровозов называли и указывали в литературе как Си10.

Согласно техническим условиям заказа, электровозы серии Си должны были иметь возможность работать по системе многих единиц с электровозами серии С. Это условие в значительной степени определило тяговые характеристики, схему электрических цепей (чертеж Т.187-441) и тормозной системы электровозов. На них было применено тормозное оборудование типа EL-14; межэлектровозные соединения, характеристики тяговых электродвигателей, количество позиций главных и тормозных рукояток контроллеров машиниста были такими же, как у электровозов серии С. Однако при разработке той части оборудования, на конструкцию которой не оказывало влияние упомянутое условие, фирма Броун Бовери применила много своеобразных решений. Так, все вспомогательные машины были выполнены для работы от напряжения контактной сети 3000 В, вследствие чего на итальянских электровозах отсутствовали динамоторы, установленные на электровозах серий С и Сс, генераторы тока управления приводились в движение от электродвигателей вентиляторов. На электровозах серии Си были более мощные, чем на электровозах серии С, тяговые электродвигатели GDTM-655, близкие по конструкции к электродвигателям электровозов серии 636 Итальянских железных дорог. Тяговые электродвигатели GDTM-655 имели по четыре главных и добавочных полюса, петлевую обмотку якоря с уравнительными соединениями, роликовые якорные подшипники. Для получения тяговых характеристик, одинаковых с электровозами серии С, параллельно обмоткам возбуждения двигателей были постоянно подключены резисторы, в результате чего полное возбуждение составляло 93,5 %.

При возбуждении 93,5 % и напряжении на зажимах 1500 В тяговые электродвигатели имели следующие параметры:

Код: Выделить всё

Режим 	Мощность, квт 	Ток, а 	Скорость вращения якоря, Об/мин
Часовой 	   380 	       275 	            580
Длительный 	325 	       232 	            610

Максимальная частота вращения якоря равнялась 1400 об/мин, масса электродвигателя 6130 кг, расчетное количество охлаждающего воздуха составляло 100м3/мин; воздух подавался со стороны, противоположной коллектору (у тяговых электродвигателей 6Е-707 и ДПЭ-340 - со стороны коллектора).

Ходовая часть электровоза серии Си также обладала рядом особенностей. Обе тележки электровоза имели одинаковую конструкцию; все оси каждой тележки были сбалансированы между собой, под балансиры помещались спиральные рессоры. Опоры кузова выполнялись сферическими, причем имелось пружинное возвращающее устройство опор. Междутележечное сочленение позволяло одной тележке перемещаться относительно другой в направлении, перпендикулярном оси пути. Венцы большой шестерни были разъемными, а шестерни напрессовывались на удлиненную ступицу колеса. Передаточное число зубчатого редуктора, как и у электровозов серии С, составляло 89:20=4,45, но модуль зубчатых колес равнялся не 10, а 10,275. Диаметр колес при новых бандажах был 1200 мм, т. е. такой же, как на электровозах серии С. Тормоза электровоза были с двусторонним нажатием колодок на колеса; тормозные цилиндры (по два на тележку) имели диаметр 14".

На каждом электровозе серии Си устанавливались следующие вспомогательные машины: два мотор-компрессора GZB-6, два мотор-вентилятора, на каждом из которых был поставлен генератор тока управления, и рекуперативный агрегат, состоявший из электродвигателя, генератора (возбуждения) и мотор-стабилизатора. Все электрические машины имели детали, отличные от деталей машин электровозов серий С и Сс. Компрессоры электровоза были двухцилиндровыми, двухступенчатыми и приводились электродвигателями через редукторы с коническими зубчатыми колесами (передаточное число 5,46). Производительность компрессора равнялась 1800 л/мин при противодавлении 8 кгс/см2. Включение мотор-стабилизатора при рекуперативном торможении последовательно со стабилизирующим резистором уменьшало потери энергии в этом режиме.

Основные параметры электрических вспомогательных машин приведены в таблице:

Код: Выделить всё

Параметр 	Электродвигатель  	Генератор 	     Электродвигатель     Рекуперативный агрегат
                вентилятора     тока управления        компрессора
                                                                Электродвигатель 	Генератор 	Мотор-стабилизатор
Тип 	          GS-300/4 	     G-260/4  	GFM-300/4    	      GS-450/4 	      G-390/6 	      GH-80/8
Напряжение, В 	  3000 	        50 	      3000 	             3000 	          130 	            19
Мощьность, кВт 	 16,5 	        3,5 	      19 	                51 	            78 	           23
Ток, А 	          7 	          70 	        8 	                19 	           600              1200
Частота вращения,  1500 	       1500 	     1450 	              1500 	         1500 	          1500
     об/мин

В отличие от контроллеров машиниста электровозов серии С, контроллеры электровозов серии Си были выполнены не с контакторными элементами, а с контактными сегментами на барабанах и контактными пальцами, как контроллеры КМЭ-2А электровозов серии Сс. Селективная и реверсивная рукоятки контроллера электровоза серии Си были совмещены в одну, имевшую семь позиций (по три вперед и назад и нулевую).

На электровозах была установлена свинцовая аккумуляторная батарея, состоявшая из 26 элементов, имевших емкость при пятичасовом разряде 200 А•ч. Регуляторы напряжения представляли собой резисторы, секции которых подсоединялись к контактным пластинам, образующим цилиндрическую поверхность. По этой поверхности как бы катался контактный сектор, поворачиваемый электромагнитом. Угол поворота сектора, а следовательно, и сопротивление резисторов, включенных последовательно с обмоткой возбуждения генератора тока управления, зависели от напряжения на зажимах якоря генератора.

На электровозах серии Си были установлены аппараты безопасности, которые требовали от машиниста нажатия одной из трех педалей или кнопки; после прохода электровозом более 100 м с ненажатой педалью или кнопкой происходило отключение тяговых электродвигателей и включение в действие тормозов. Так как электровозы серии Си обслуживались двумя лицами, то аппараты безопасности обычно выключались.

Электровоз серии Си при напряжении в контактной сети 3000 В, параллельном соединении тяговых электродвигателей и возбуждении 93,5% развивал при часовом режиме силу тяги 28000 кгс и скорость 29,5 км/ч, при продолжительном - соответственно 22500 кгс и 30,5 км/ч. Конструкционная скорость электровоза была 65 км/ч.

Первые три электровоза серии Си (Си10-09 - Си10-11) поступили на Сурамский перевал в октябре 1933 г.; они имели сцепную массу 135 т. Так как эти электровозы, как и электровозы серии С, не вывозили на подъеме состав заданной весовой нормы в 1000 т, то у остальных четырех электровозов (Си10-12 - Си10-15), поступивших на Сурамский перевал в апреле 1934 г., за счет добавления балласта сцепная масса была увеличена до 142 т. В дальнейшем часть балласта на этих локомотивах сняли, снизив сцепную массу до 132-135 т.

Требование обеспечить возможность работы электровозов серии Си по системе многих единиц с электровозами серии С фирма Броун Бовери выполнила успешно. При испытаниях в ноябре 1933 г. потребовалось не более 5 минут на сцепку электровоза серии С с электровозом Си10-10 без предварительной проверки схем. Управление велось из кабины машиниста электровоза Си10-10: на обоих локомотивах были подняты пантографы, включены быстродействующие выключатели, пущены вспомогательные машины, два очень отличавшихся по конструкции электровоза, управлявшихся из одной кабины, были прицеплены к грузовому составу и повели его по Сурамскому перевалу.

С 1937 г. после электрификации участка Чусовская - Гороблагодатская электровозы серии Сс начали обслуживать поезда и на этом направлении. Из-за изменения монтажных схем на электровозах серии Сс с №11 электровозы с номерами 01 - 10 не могли работать по системе многих единиц с электровозами, имевшими номера 11 - 21; электровозы серии Сс не могли также работать по системе многих единиц с электровозами серий С и Си.

Эксплуатация электровозов серий С и Си, приписанных к одному депо Хашури, показала, что более сложная экипажная часть электровозов серии Си значительно уступала простой и более доступной для ухода экипажной части электровозов серии С.

С 1952 г. при капитальных ремонтах на электровозах Си10-09 и Си10-14 проводили модернизацию: устанавливали вспомогательные машины и электрическое оборудование, как на электровозах серии ВЛ22м без рекуперативного торможения, a электрические схемы силовых цепей тяговых электродвигателей и цепей управления выполняли одинаковыми со схемами электровоза ВЛ19-28, переоборудованного под руководством инженера 3.М. Дубровского. Тяговые электродвигатели при ремонте заменяли электродвигателями ДПЭ-400А или оставляли старые. Модернизированным электровозам присваивали обозначения серии Сим.

Электровозы были исключены - серии Си - в 1960-1965 гг. и серии Сим - в 1967 и 1979 гг.
Текст из 1-го тома Ракова.

Позднее будут еще фотографии Си.

[Иван Андреев]

Постройка электровоза Си10-10 на заводе фирмы 'Техномазио Итальяно Броун Бовери' в Италии. 1933 г.
Итальянские Сурамцы.

[Иван Андреев]

Как и обещал - остальные снимки итальянских Сурамцев из моей коллекции.
Это, к моему сожалению, все что у меня есть по Си.

[Зозный]

Спасибо огромное! Думаю у многих не было и этого! Фотографии очень ценные, особенно Си10-09 в Хашаури

[Иван Андреев]

Спасибо огромное! Думаю у многих не было и этого! Фотографии очень ценные, особенно Си10-09 в Хашаури

Да не за что... Ну не сидеть же, как собака на сене? Теперь у всех, кому надо будут.
Да, обнаружил, что есть еще один снимок Си у меня, вечером выложу.

P.S. Если кому надо в 300dpi, то велкам в ЛС. Это относится ко всем, выложеным мной, снимкам.

[Ершов Эдуард]

Супер ! Жаль нет кнопки "спасибо" - нажал бы много раз...

[Иван Андреев]

Вот еще один снимок нашелся в альбоме.

[Manchteyn-tm]

Чертеж

[Artёm]

Чертеж рамы

[Алексий]