文章作者：西瓜昌真濕基（B站和百度昵稱：寧柳跨越）

提示

• 交—直流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過變壓-整流后，向直流牽引電機(jī)供給直流電。蘇聯(lián)VL80型電力機(jī)車以及在此基礎(chǔ)上出口至中國(guó)的8G型電力機(jī)車均為交—直流電傳動(dòng)形式。

• 直—直流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，向直流牽引電機(jī)供給直流電。蘇聯(lián)VL10型、VL11型電力機(jī)車以及本文提及的VL15型電力機(jī)車均為直—直流電傳動(dòng)形式。

概述

VL15型電力機(jī)車⑴是蘇聯(lián)的干線貨運(yùn)電力機(jī)車車型之一，也是目前世界上功率最大的直流電力機(jī)車車型之一，由格魯吉亞第比利斯電力機(jī)車制造廠（以下簡(jiǎn)稱“第廠”）和俄羅斯聯(lián)邦諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠（以下簡(jiǎn)稱“諾廠”）合作設(shè)計(jì)生產(chǎn)。其中諾廠負(fù)責(zé)機(jī)械部分制造，第廠負(fù)責(zé)電氣部分制造。

VL15型機(jī)車是在VL11型電力機(jī)車基礎(chǔ)上，借鑒VL85型電力機(jī)車的Bo-Bo-Bo軸式，由兩節(jié)結(jié)構(gòu)相同的Bo-Bo-Bo軸式機(jī)車連接而成。

研發(fā)背景

1977年到1980年間，蘇聯(lián)計(jì)劃生產(chǎn)采用架懸式牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛轉(zhuǎn)向架八軸直流電力機(jī)車，以代替八軸設(shè)計(jì)的VL10型和VL11型電力機(jī)車。在一些技術(shù)文獻(xiàn)和文獻(xiàn)中，新型電力機(jī)車的車型代號(hào)為VL14。全蘇電力機(jī)車研究與設(shè)計(jì)院完成了這種電力機(jī)車的工作圖紙，其機(jī)械部分與VL84型電力機(jī)車⑵最大程度地統(tǒng)一。

然而，在測(cè)試VL81型⑶和VL84型機(jī)車的架懸式牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛轉(zhuǎn)向架時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題，以及為了制造交—直流電傳動(dòng)十二軸設(shè)計(jì)的VL85型機(jī)車而進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，導(dǎo)致對(duì)新的貨運(yùn)電力機(jī)車的設(shè)計(jì)的修改，最終推出直—直流電傳動(dòng)十二設(shè)計(jì)的VL15型電力機(jī)車。

生產(chǎn)歷史

• VL15型和VL15S型（ВЛ15 и ВЛ15С）

1984年12月到1991年3月間，第廠為蘇聯(lián)鐵道部制造44組VL15型機(jī)車，編號(hào)為VL15-001到VL15-044。

VL15-024號(hào)、VL15-026號(hào)、VL15-028號(hào)以及VL15-032號(hào)機(jī)車因?yàn)榕鋫淞藱C(jī)車重聯(lián)裝置，而被定型為VL15S型⑷。

• VL15A型（ВЛ15?。?/p>

1988年到1990年間，第廠為摩爾曼斯克州Apatit礦業(yè)公司制造6組VL15A型機(jī)車⑸，編號(hào)為VL15A-001到VL15A-006。和第廠先前為諾里爾斯克鐵路制造的VL10N型機(jī)車一樣，VL15A型機(jī)車不設(shè)置再生制動(dòng)，并且由于缺少與該模式相關(guān)的設(shè)備而與VL15型機(jī)車不同。

運(yùn)用

交付到蘇聯(lián)鐵道部的44組VL15型機(jī)車最初配屬于東西伯利亞鐵路局伊爾庫茨克調(diào)車機(jī)務(wù)段，蘇聯(lián)解體后這些機(jī)車由新組建的俄羅斯鐵路繼承。1995年，斯柳江卡到濟(jì)馬區(qū)間由直流3千伏供電改為交流25千伏50赫茲供電后，這些機(jī)車轉(zhuǎn)配至十月鐵路局坎達(dá)拉克沙機(jī)務(wù)段。2001年，樓希到摩爾曼斯克區(qū)間由直流3千伏供電改為交流25千伏50赫茲供電后，這些機(jī)車再次轉(zhuǎn)配至十月鐵路局沃爾霍夫機(jī)務(wù)段至今。

截至2019年4月，沃爾霍夫機(jī)務(wù)段尚有23組VL15型機(jī)車仍在運(yùn)用狀態(tài)，2組VL15型機(jī)車停用封存，3組VL15型機(jī)車出借給Apatit礦業(yè)公司。

交付到Apatit礦業(yè)公司的6組VL15A型機(jī)車當(dāng)中，除VL15A-001號(hào)機(jī)車已報(bào)廢除籍外，其余5組VL15A型機(jī)車仍在運(yùn)用狀態(tài)。而Apatit礦業(yè)公司在2016年到2018年間，從十月鐵路局沃爾霍夫機(jī)務(wù)段租借VL15-001號(hào)、VL15-010號(hào)以及VL15-040號(hào)機(jī)車至公司內(nèi)運(yùn)用。

改造

• GT1h-001號(hào)機(jī)車（ГТ1h-001）

2006年12月，俄羅斯鐵路與薩馬拉庫茲涅佐夫設(shè)計(jì)局簽署協(xié)議，研制基于NK-32型渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)的NK-361型燃?xì)鉁u輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以此為研發(fā)GT1型燃?xì)鉁u輪機(jī)車做好準(zhǔn)備。2007年，時(shí)配屬于十月鐵路局沃爾霍夫機(jī)務(wù)段的VL15-008號(hào)機(jī)車被送往沃羅涅日內(nèi)燃機(jī)車修理廠。在那里，機(jī)車裝上NK-361型燃?xì)鉁u輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)，定型為GT1-001號(hào)機(jī)車。

2008年7月4日，GT1-001號(hào)機(jī)車在古比雪夫鐵路局的基涅利到朱古廖夫海區(qū)間首次進(jìn)行3千噸列車牽引試驗(yàn)。2012年，GT1-001號(hào)機(jī)車改造后更換了自己需要的柴油機(jī)和牽引發(fā)電機(jī)，定型為GT1h型（“h”指混合動(dòng)力）。

技術(shù)設(shè)計(jì)

VL15型機(jī)車軸式為Bo-Bo-Bo+Bo-Bo-Bo，軸重為25噸，全重為300噸，全長(zhǎng)為45000毫米，寬度為3180毫米，輪徑為1250毫米，適用于軌距為1520毫米的直流3千伏電氣化鐵路；在速度為10公里/小時(shí)時(shí)通過的最小半徑曲線為125米。機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)小時(shí)功率為9000千瓦，持續(xù)功率為8400千瓦；最大牽引力為650千牛，持續(xù)牽引力為590千牛；持續(xù)速度為49.9千米/小時(shí)，最高速度為100千米/小時(shí)。

• 受電弓

在每節(jié)機(jī)車的頂部有兩個(gè)T-5M1型受電弓。在VL15型機(jī)車的操作過程中，規(guī)定停放和剛起動(dòng)時(shí)升三個(gè)受電弓（行進(jìn)方向的第一個(gè)、第二個(gè)和第四個(gè)）。當(dāng)加速到5-10公里/小時(shí)的速度時(shí)，行進(jìn)方向的第一個(gè)受電弓降下。

• 牽引電動(dòng)機(jī)

每組VL15型機(jī)車有12臺(tái)TL-3型牽引電動(dòng)機(jī)，其尺寸可與VL10型電力機(jī)車安裝的TL-2K型電動(dòng)機(jī)互換。電機(jī)有六個(gè)主電源、六個(gè)附加電極和一個(gè)補(bǔ)償繞組。所有繞組的絕緣為F級(jí)，額定電壓為3000伏。當(dāng)電壓為1.5千伏且冷卻空氣流量為110立方米/分鐘時(shí)，TL-3型牽引電動(dòng)機(jī)最大功率為750千瓦，持續(xù)功率為700千瓦，最大電流為535安，持續(xù)電流為500安，持續(xù)旋轉(zhuǎn)為810轉(zhuǎn)/分鐘。

每節(jié)機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)可以做到串聯(lián)（六個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)）、串并聯(lián)（兩個(gè)并聯(lián)的三個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)串聯(lián)組）和并聯(lián)（三個(gè)并聯(lián)的兩個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)串聯(lián)組）三種連接。通過KG-020型三位組開關(guān)切換這些連接，和從電路中切除啟動(dòng)電阻，可以獲得四級(jí)磁削。

牽引電動(dòng)機(jī)由KME-001型司機(jī)控制器手柄控制。使用單獨(dú)的電動(dòng)氣動(dòng)接觸器（PC-358、PC-359和PC-360）切換到再生制動(dòng)模式；再生制動(dòng)期間的自動(dòng)控制由SAURT設(shè)備執(zhí)行。當(dāng)將牽引電動(dòng)機(jī)從一個(gè)連接切換到另一個(gè)連接時(shí)，將分離二極管引入電路，限制推力的沖擊。

在再生制動(dòng)期間，3000伏、22安的直流電經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，提供365伏、600安的直流電至牽引電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組。該轉(zhuǎn)換器的工作頻率為300-320赫茲，質(zhì)量為2500千克。每個(gè)部分還有一個(gè)40K-125型可充電電池。

• 輔助設(shè)備

每節(jié)機(jī)車具有兩個(gè)TL-110M型離心式電機(jī)風(fēng)扇，由TL-122型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為515轉(zhuǎn)/分鐘。電機(jī)風(fēng)扇支持串聯(lián)和并聯(lián)兩種連接方式。

后記

作為蘇聯(lián)直—直流電傳動(dòng)電力機(jī)車的巔峰之作，VL15型電力機(jī)車以其小時(shí)功率為9000千瓦、持續(xù)功率為8400千瓦、最大牽引力為650千牛以及持續(xù)牽引力為590千牛的特點(diǎn)，成為世界上功率最大的直流電力機(jī)車車型之一⑹。

然而，VL15型機(jī)車停產(chǎn)時(shí)，卻也正值蘇聯(lián)解體前夕。而隨著解體后俄羅斯和格魯吉亞兩國(guó)關(guān)系的逐漸緊張，第廠和諾廠的合作關(guān)系亦告破裂，成為彼此的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，VL15型機(jī)車也因此成為兩家工廠最后合作研發(fā)的電力機(jī)車車型。但即便如此，第廠官方網(wǎng)站至今保留著VL15型機(jī)車的產(chǎn)品介紹。

注釋

⑴俄語：ВЛ15。

⑵俄語：ВЛ84。本型機(jī)車是蘇聯(lián)鐵路的干線貨運(yùn)電力機(jī)車車型之一，適用于25千伏工頻單相交流制的電氣化鐵路，由諾廠于1979年設(shè)計(jì)制造。該型機(jī)車是在VL81型電力機(jī)車（見注釋⑶）基礎(chǔ)上開發(fā)研制的實(shí)驗(yàn)性車型，試驗(yàn)采用架懸式牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛轉(zhuǎn)向架，僅試制二臺(tái)并未投入批量生產(chǎn)。

⑶俄語：ВЛ81。本型機(jī)車是蘇聯(lián)鐵路的干線貨運(yùn)電力機(jī)車車型之一，適用于25千伏工頻單相交流制的電氣化鐵路，由諾廠于1976年設(shè)計(jì)制造。該型機(jī)車是在VL80T型電力機(jī)車基礎(chǔ)上開發(fā)研制的實(shí)驗(yàn)性車型，試驗(yàn)采用架懸式牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛轉(zhuǎn)向架和復(fù)合式通風(fēng)系統(tǒng)，僅試制一臺(tái)并未投入批量生產(chǎn)。根據(jù)全懸掛轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)，牽引電動(dòng)機(jī)的全部重量都支承在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，大幅減少了簧下重量；一系懸掛采用軸箱兩側(cè)螺旋彈簧，二系懸掛采用螺旋彈簧和橫向摩擦阻尼器，牽引力或制動(dòng)力通過中間低位牽引拉桿傳遞。

⑷其中“S”指“Система многих единиц”。

⑸其中“A”指“Апатит”。

⑹諾廠于2014年推出的3ES4K型電力機(jī)車，其小時(shí)功率為9600千瓦、持續(xù)功率為8880千瓦、最大牽引力為651千牛以及持續(xù)牽引力為586.5千牛。而烏拉爾機(jī)車廠于2008年推出的2ES6型電力機(jī)車，其小時(shí)功率為6〇440千瓦、持續(xù)功率為6000千瓦、最大牽引力為46〇4千牛以及持續(xù)牽引力為418千牛；于2010年推出的直—交流電傳動(dòng)2ES10型電力機(jī)車，在機(jī)車增加中間補(bǔ)機(jī)機(jī)車時(shí)的小時(shí)功率為13200千瓦、持續(xù)功率為12600千瓦、最大牽引力為855千牛以及持續(xù)牽引力為807千牛。

參考

• 《List of the vehicles - VL15 - TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=111

• 《List of the vehicles - VL15A - TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=569

• 《ВЛ15 — Википедия》：https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%9B15

• 《Завод Производитель Грузинских Электровозов АО "Электровозстроитель"》：http://glmf.ge/?lang=rus&action=products_item&id=11

• 《Электровоз ВЛ15》：http://trainshistory.ru/article/lokomotivy/magistralnye-elektrovozy/dvuhsistemnye/gruzovoi-elektrovoz-vl15