В.А. Раков «Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985»
2. Моторные электровагоны 81-717 и 81-714
Моторные вагоны Е и даже их последние разновидности не позволяли поднять провозную способность линий с большим пассажиропотоком, так как скорость движения ограничивалась мощностью тяговых электродвигателей и относительно медленными переключениями при контакторной системе регулирования напряжения и тока.
Повышению вместимости вагонов мешало наличие кабин машиниста во всех вагонах. Создание для линий с большими объемами перевозок моторных электровагонов с более высокими техническими параметрами было решено осуществить двумя путями: изготовить электровагоны с максимальным использованием элементов конструкции электровагонов Еж3, но с более мощными тяговыми электродвигателями, без кабин в промежуточных вагонах и усиленной механической частью; построить новые более легкие электровагоны повышенной вместимости, рассчитанные на заметное увеличение скорости движения.
В результате работ по этим направлениям были созданы электровагоны, получившие заводское обозначение 81-717 и 81-714 и опытные электровагоны И (см. ниже). Вагоны 81-717 (рис. 75) и 81-714 не получили буквенного обозначения серии, за ними сохранились только заводские обозначения, называемые зачастую не серией или типом, как это было ранее принято на метрополитенах, а моделью.
В первой половине 1976 г. Мытищинский машиностроительный завод выпустил шесть опытных вагонов: три головных (заводское обозначение 81-717) №5846, 5854, 5855 и три бескабинных промежуточных (заводское обозначение 81-714, дальнейшая разработка проекта вагонов Еж2) №5837, 5867, 5868. В конце 1977 г. на этом же заводе была изготовлена установочная партия вагонов 81-717 (№9050, 9051) и 81-714 (№9350–9355), а с середины 1978 г. организован их серийный выпуск.
По чертежам Мытищинского завода с соответствующей переработкой их применительно к своей технологии производства и с целью использования элементов модернизированного кузова вагонов Ем508Т, Ема502, Ем501 выпуска 1976 г. (см. выше), начиная с 1980 г. (с января вагоны 81-714 с №7202; с августа вагоны 81-717 с №8400), серийное производство новых вагонов освоил Ленинградский вагоностроительный завод им. И.Е. Егорова.
В связи с постоянно возрастающими потребностями в вагонах метрополитена и, следовательно, увеличением их выпуска тележки для вагонов 81-714 и 81-717 соответственно с середины 1980 и 1985 гг. начал выпускать Калининский вагоностроительный завод.
Габаритные размеры кузова, опоры на тележку, внутренняя отделка, аккумуляторные батареи, пневматическое оборудование и мотор-компрессоры вагонов 81-717, 81-714 практически такие же, как на последних разновидностях вагонов Е.
Так как вагоны 81-717 рассчитаны на постановку только по концам поезда, то в кабинах машиниста отсутствует торцовая дверь для перехода в соседний вагон; для лучшего обзора вместо нее установлено большое ветровое стекло, с обеих сторон которого имеются два окна меньших размеров.
Рабочее место машиниста, пульт и органы управления поездом перенесены с правой стороны в середину кабины машиниста и размещены перед большим ветровым стеклом. Лобовые части промежуточных вагонов 81-714, как и на вагонах Е, имеют двери для прохода между вагонами; в передней части этих вагонов в подоконном поясе и над лобовыми окнами размешены отсеки с аппаратурой и приборами для маневровых передвижений.
Переносной пульт управления с вмонтированным в него контроллером машиниста КВ-65А электрически подсоединяется к цепям управления вагоном через специальный штепсельный разъем, установленный также в одном из этих отсеков.
Устанавливаемая на вагонах 81-717, 81-714 автосцепка в отличие от вагонов Е и их разновидностей соединена с кузовом с помощью шаровой связи вместо валиков; количество контактов для соединения проводов между вагонами увеличено с 32 до 72, что позволило ликвидировать дополнительный разъем автоведения, применяемый на всех вагонах Ем.
На вагонах 81-717 с №9050 и 81-714 с №9350, как и на вагонах Е, автосцепка имеет поглощающий аппарат с пружинами вместо резинометаллических элементов, ранее примененных на опытных вагонах.
На вагонах 81-717, 81-714 отсутствует ручной тормоз; вместо него используется пневматический стояночный тормоз, имеющий два дополнительных цилиндра на тележку, сблокированных с основными тормозными цилиндрами. При наполнении из напорной магистрали дополнительного цилиндра сжатым воздухом тормоз отпускает, при отсутствии воздуха – затормаживает (при отсутствии сжатого воздуха стояночный тормоз может быть отпущен вручную на каждом дополнительном цилиндре в отдельности). На случай непредвиденного выпуска воздуха из цилиндров стояночного тормоза предусмотрены его пневматические защелки.
На электровагонах 81-717 и 81-714 установлены более мощные, чем на электровагонах Еж3, четыре тяговых электродвигателя ДК-117Д с петлевой обмоткой якоря, рассчитанной на большие токи. При номинальном напряжении 375 В эти электродвигатели имеют следующие параметры:
Режим Мощность, кВт Ток, А
Частота вращения якоря, об/мин Возбуждение
Часовой 110 330 1465 50
Продолжительный
93 280 1350 65
Масса электродвигателя 765 кг, максимальная частота вращения 3250 об/мин.
В отличие от тяговых электродвигателей ДК-116А вагонов Еж3 и Ем508Т у электродвигателей ДК-117Д применена петлевая обмотка якоря с уравнительными соединениями вместо волновой, увеличены: число пазов (с 36 до 42 при сохранении числа сторон секций в пазу, равного 10), сечение меди и количество коллекторных пластин (со 175 до 210), что позволило реализовать на максимальной скорости тормозную мощность 280 кВт; вместо цилиндрического применен восьмигранный остов.
Тележки вагонов 81-717, 81-714 по сравнению с тележками вагонов Е и их разновидностями претерпели изменения, связанные в основном с установкой более мощных тяговых электродвигателей: применена безмоментная система подвески их к раме тележки, при которой остов тягового электродвигателя с помощью кронштейнов подвешивается к одной из поперечных балок рамы и через реактивную тягу с резинометаллическими элементами соединяется с поперечной балкой подвески другого электродвигателя данной тележки; диаметры осей колесных пар увеличены со 155 до 165 мм в подступичной и со 145 до 150 мм в средней частях.
На вагонах 81-717 и 81-714 вследствие увеличения массы их тары соответственно до 34 и 33 т в основном за счет комплекта электрооборудования, а также повышения максимальной загрузки промежуточного вагона на 1,4 т применено более жесткое надбуксовое и центральное рессорные подвешивания. Статический прогиб головного вагона без пассажиров 79 мм, промежуточного – 75 мм. Карданная муфта, редуктор и элементы его подвески к раме тележки такие же, как и у электровагонов Е всех разновидностей.
Начиная с 1977 г. на вагонах 81-717 и 81-714 устанавливают рычажно-тормозную передачу с регулировочными винтами, расположенными с наружной стороны тележки. Ранее такая конструкция применялась на вагонах Е, Ем, Ема, Емх.
Силовая электрическая схема вагонов 81-717, 81-714 работает в тяговом режиме аналогично схеме вагонов Е и их разновидностей, но имеет некоторые отличия. В ней предусмотрен переходный переключатель ПКГ-761А, состоящий из двух самостоятельных двухпозиционных переключателей с электропневматическим приводом.
Один служит для переключения тяговых электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение, другой – для перевода схемы с тягового на тормозной режим. Для изменения сопротивления пуско-тормозных резисторов КФ-47А-9 и степени ослабления возбуждения тяговых электродвигателей в тяговом режиме с помощью резисторов КФ-50А-5 применен реостатный контроллер ЭКГ-36А. В остальном пускорегулирующая электрическая аппаратура вагонов 81-717, 81-714 однотипна с аппаратурой вагонов Еж3 и Ем508Т.
Отказ от переключателя ЭКГ-18 с одним четырехпозиционным электромоторным приводом и введение в схему управления устройства, позволяющего реостатному контроллеру возвращаться на 1-ю позицию по кратчайшему пути, позволили сократить время перевода схемы на работу в тормозном режиме, что особо важно при работе системы АРС.
Опытные головные вагоны 81-717, как и Еж3 (см. выше), оборудованы системой КСАУДП, а на вагонах с №9050 возможна установка устройств системы автоматического управления поездами КСАУП-М, состоящей из КСАУП (см. выше моторные электровагоны Ема502) и совместно с ней функционирующей системы АЛС – АРС, применяемой в КСАУДП.
Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей на тяговом режиме при последовательном их соединении на вагонах 81-717, 81-714 достигает 28% на 1-й позиции реостатного контроллера; после вывода пуско-тормозных резисторов на последовательно-параллельном соединении возбуждение может изменяться со 100 до 28% по ступеням: 70, 50 и 37%.
Контроллер машиниста КВ-67А вагонов 81-717 для возможности вращения рукоятки его главного вала в вертикальной плоскости без применения сложного, как на вагонах Еж3, промежуточного привода расположен в горизонтальной плоскости; рукоятка контроллера в виде рычага выведена под пульт управления.
Контроллер машиниста КВ-67А не имеет вала разъединителя цепей управления (РЦУ), а в этих цепях отсутствуют плавкие предохранители. На вагонах 81-717 и 81-714 их роль выполняют автоматические выключатели АК-63-1М. На вагонах 81-717, выпускавшихся начиная с 1977 г. при постановке рукоятки главного вала контроллера машиниста в положение «Ход-2», происходит полный вывод пусковых резисторов сначала на последовательном, а затем на последовательно-параллельном соединении тяговых электродвигателей при их возбуждении 100%. Положение «Ход-3» служит для ступенчатого ослабления возбуждения тяговых электродвигателей при их последовательно-параллельном соединении со 100 до 28%,
Процесс реостатного электрического торможения на вагонах 81-717, 81-714 по сравнению с вагонами Еж3, Ем508Т имеет следующие отличия: минимальное возбуждение тяговых электродвигателей 28%; при тиристорно-импульсном регулировании возбуждения в положении «Тормоз- 1» рукоятки главного вала контроллера машиниста уставка тока якорей тяговых электродвигателей 160-180 А, в положениях «Тормоз-1А» и «Тормоз-2» в порожнем режиме под контролем авторежимного устройства до 250–260 А в груженом – 350–370 А. На вагонах применены тиристорные регуляторы РТ-300/300А-1 с блоками управления БУ-13А1.
Максимальная уставка тока реле ускорения и торможения в каждой группе тяговых электродвигателей при выводе пуско-тормозных резисторов в тяговом режиме при порожнем вагоне 300 А, при груженом – 400 А; соответственно в тормозном режиме 280 и 380 А.
Рукоятка крана машиниста №334, как и на всех вагонах Е, кроме Еж3, выполнена без привода и вращается в горизонтальной плоскости.
На вагонах 81-717 с №9050 и 81-714 с №9350 Мытищинского завода и всех вагонах Ленинградского завода (до соответственно №8617 и 7753) установлен блок питания собственных нужд БПСН-5У2, состоящий из двух статических преобразователей тока.
Один – первичный – мощностью 5 кВт предназначен для преобразования напряжения 750 В в контактном рельсе в напряжение 75 В постоянного тока (50±5 А) для питания цепей управления поездом и подзаряда аккумуляторных батарей.
Он состоит из высоковольтной части, служащей для получения переменного тока частотой 400 Гц и образованной шестью тиристорами Т-160-10, включенными последовательно по три в два плеча, понижающего трансформатора и низковольтной части, выпрямляющей переменный ток с помощью двух тиристоров В-250.
Другой преобразователь – вторичный – мощностью 2 кВт служит для получения переменного тока частотой 400 Гц, напряжением 220 В для питания люминесцентного освещения пассажирского салона путем преобразования постоянного тока от низковольтной части первичного преобразователя . с помощью повышающего трансформатора и двух тиристоров ТЧ-125. Кроме преобразователей, блок БПСН-5У2 имеет дроссели и элементы, коммутирующие тиристоры, а также цепи управления ими.
На опытных вагонах 81-717, 81-714 был установлен блок питания собственных нужд БПСН-4, имеющий мощность первичного преобразователя 4 кВт и созданный на базе отдельно расположенных преобразователей – первичного СПМ №1 и вторичного СПМ №2, установленных на опытных вагонах И выпуска 1973 г. (см. ниже).
Как и вагоны Ема502 и Ем501, все вагоны 81-717 и 81-714 имеют активную дверную сигнализацию. На вагонах 81-717 дополнительно установлена педаль безопасности НВ-701 для возможности управления поездом одним машинистом. На части вагонов 81-717 (№9092–9163, 9169), выпущенных Мытищинским заводом в 1979-1980 гг., пульты управления и схема привязки поездных и вагонных проводов управления выполнены применительно к системе автоведения КСАУДП. Все вагоны 81-717 оборудованы радиоусилителями У-100.
Максимальная скорость вагонов 81-717, 81-714 90 км/ч. При нагрузке 9 т среднее ускорение 1,2 м/с2, среднее замедление со скорости 80 км/ч 1,0 – 1,2 м/с2. Количество мест для сидения в головном вагоне 40, в промежуточном 44; полная населенность головного вагона при расположении 8 чел. на 1 м2 267 чел.; промежуточного – 291 чел.
В процессе выпуска вагонов 81-717, 81-714 в их конструкцию вносились отдельные изменения, направленные на повышение их надежности в эксплуатации, облегчение технологии изготовления. По аналогии с вагонами Ленинградского завода на вагонах Мытищинского завода 81-717 с №9050 и 81-714 №5867, 5868, 9350 и всех последующих внедрены: параллельное расположение концевых хребтовых балок на раме кузова, сварные соединения в элементах гнезд автосцепок и крепления их к кузову; на вагонах 81-717 с №9052 и 81-714 с №9356 штампованный профиль бокового пояса рамы кузова заменен на прокатный с сохранением овальных отверстий по его длине; на вагонах 81-717 с №0044 и 81-714 с №9883 на боковой наружной обшивке кузова выше подоконного пояса применены три гофра вместо двух; на вагонах 81-717 с №0057 и 81-714 с №9917 штампованный профиль поперечных балок заменен прокатным.
Партия вагонов 81-717 №0057-0083, 81-714 №9917-9969 была выпущена с уменьшенной толщиной горизонтальных и вертикальных листов шкворневой балки соответственно с 10 до 8 мм и с 8 до 6 мм. На вагонах Мытищинского завода 81-717 с №9089 вместо радиостанции ЖР-ЗМ установлена радиостанция 42РТМ-А2-4М; на вагонах 81-717 с №9107 и 81-714 с №9468 применена электрическая схема с одинаковым включением якорей и их обмоток возбуждения в обеих группах тяговых электродвигателей, как это было сделано на вагонах Ема502 с №7169 и электровозах ВЛ82 с №003; на вагонах 81-717 №9274, 9275, 9278, 81-714 №9676, 9684, 9688 деревянный ящик для аккумуляторных батарей заменен на металлический. При этом все вагоны 81-717, 81-714 Ленинградского завода выпускались только с приведенными выше изменениями.
В 1981 г. вместо пуско-тормозных резисторов КФ-47А-9 на вагонах 81-717 с №9229 и 81-714 с №9579 Мытищинского завода, 81-717 №8447 и 81-714 с №7401 Ленинградского завода были внедрены резисторы КФ-47А-11 с двойным экраном, понижающим нагрев подвагонного оборудования.
В 1980 г. для вагонов метрополитена была выпущена опытная партия бандажных цельнометаллических колес, а в периоды 1980-1981, 1981-1983 гг.– безбандажных цельнокатаных колес соответственно с большей и меньшей толщиной обода, последние из которых начиная с 1984 г. при изготовлении новых вагонов полностью заменили менее надежные в эксплуатации подрезиненные колеса. В отличие от колесных пар с подрезиненными колесами в новых колесных парах редуктор устанавливается на предварительно напрессованную на ось втулку, а не на удлиненную ступицу колеса.
В 1982 г. Мытищинский завод изготовил ряд опытных вагонов 81-717 №9266, 9268 и 81-714 №9640, 9643, 9648-9650 с быстродействующей защитой электрической схемы тяговых электродвигателей, а также с применением в надбуксовом рессорном подвешивании металлических поводков с переменным сечением и гидроамортизаторов МАЗ-500, установленных между буксой и рамой тележки. В том же году поводки и гидроамортизаторы стали устанавливаться на все серийно выпускаемые вагоны. Быстродействующая защита совместно с дифференциальной была внедрена только с середины 1984 г.
В связи с этим несколько изменилось расположение подвагонного электрического оборудования, повысилась надежность цепей управления поездом. При переключении силовой схемы с работы в тяговом режиме на выбег для смягчения толчка начали применять неодновременное отключение тяговых электродвигателей с помощью линейных контакторов, расположенных в ящике ЛК-761Б.
С начала 1984 г. все вагоны Мытищинского завода 81-717 с №9321 и 81-714 с №9766, Ленинградского завода 81-717 г №8585 и 81-714 с №7673 оборудуются тепловой защитой мотор-компрессора. Внедрение дополнительных электрических аппаратов и применение в цепях автоматического регулирования скорости стабилизирующего двенадцативольтового устройства позволили вагоны 81-717 с №9290 Мытищинского завода и с №8511 Ленинградского завода выпускать без аккумуляторных батарей ПНКН-55.
С применением новых фар усиленного освещения пути ФГ-146 вместо ФГ-16 на головных вагонах с №9283 Мытищинского завода и с №8618 Ленинградского завода подверглись изменению лобовые части кузова.
На вагонах 81-717 №9280, 9282, 0001–0004, 0006 и 81-714 №9689 9694-9697, 9823, 9824, 9827 и всех последующих Мытищинского завода, а также 81-717 с №8617, 81-714 с №7753 Ленинградского завода установлен модернизированный блок собственных нужд БПСН-5У2М, имеющий по сравнению с ранее выпускавшимся блоком БПСН-5У2 пониженный шум от статических преобразователей.
У модернизированного блока изменена конструкция понижающего и повышающего трансформаторов, первичный преобразователь работает с частотой 150 Гц вместо 400 Гц, уменьшено с трех до двух количество тиристоров Т-160-10 в каждом плече его высоковольтной части, в низковольтной части тиристоры В-250 заменены на Т-160-10; вторичный преобразователь имеет конденсаторы с большей коммутирующей способностью.
В 1985 г. были изготовлены опытные тяговые электродвигатели ДК-117МД, у которых в отличие от электродвигателей ДК-117Д бандажное крепление обмоток якоря заменено клиновым, увеличен диаметр якоря с 306 до 310 мм, применена изоляция с большей диэлектрической прочностью, уменьшены потери в якоре. При напряжении 375 В электродвигатели ДК-117МД имеют следующие параметры:
Режим Мощность, кВт Ток, А
Частота вращения якоря, об/мин Возбуждение
Часовой 112 330 1520 50
Продолжительный
95 280 1390 65
В период 1982-1984 гг. Мытищинский машиностроительный завод выпустил ряд вагонов с опытными узлами, проходивших эксплуатационные испытания на линиях Московского метрополитена: 81-714 №9677, 9679, 9744, 9822 со шпинтонной связью буксы с рамой тележки (металлический стержень жестко закреплен в раме тележки и с помощью резинометаллических элементов соединен с буксой колесной пары) и №9800 с резинометаллическими рессорами надбуксового рессорного подвешивания типа «Меги».
Первые поезда, составленные из электровагонов 81-717 и 81-714 на Московском метрополитене, поступили на Кольцевую линию. Затем такие поезда начали работать на Киевском, Ленинградском и ряде других метрополитенов.
<< Последние разновидности вагонов Е | Содержание | Опытные вагоны типа И >>