本文作者：西瓜昌真濕基（B站和百度昵稱：寧柳跨越）

概述

EP2K型電力機車（ЭП2К）是俄羅斯鐵路干線客運電力機車車型之一，亦是俄羅斯鐵路第一款自產(chǎn)直流干線客運電力機車；其適用于供電制式為3千伏直流電的電氣化鐵路，小時功率為4800千瓦，持續(xù)功率為4320千瓦，最高運行速度為160公里/小時，可在任何氣候條件下的陡坡線路上牽引19～22輛長大編組的快速旅客列車。機車機械結(jié)構(gòu)部分由科洛姆納工廠（以下簡稱“科廠”）設(shè)計制造，而電氣設(shè)備部分由諾沃切爾卡斯克電力機車廠（以下簡稱“諾廠”）和卡盧加電機廠（以下簡稱“卡廠”）提供。

背景

之所以說EP2K型機車是俄羅斯鐵路第一款自產(chǎn)直流干線客運電力機車，其背景還得追溯至1933年科廠與迪納摩工廠（以下簡稱“迪廠”）合作研發(fā)的PB21型電力機車。

• 戰(zhàn)間期誕生的PB21型(ПБ21)

1930年代初，蘇聯(lián)先后從美國通用電氣公司和意大利布朗·包維利技術(shù)機械公司引進當時先進的直流電力機車。同時，通過通用電氣公司授權(quán)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，蘇聯(lián)的迪廠和科廠也于1932年開始生產(chǎn)國產(chǎn)化的Ss型電力機車。自此，由美國、意大利、蘇聯(lián)生產(chǎn)的S、Ss、SI型電力機車，構(gòu)成了蘇聯(lián)鐵路“蘇拉姆斯基”（Сурамского）系列電力機車，也為蘇聯(lián)電力機車發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1932年，迪廠和科廠成功研制了VL19型電力機車。然而，這些電力機車由于構(gòu)造速度較低，不太適合用于牽引快速旅客列車。為了滿足電氣化區(qū)段的客運牽引需要，迪廠和科廠于1933年完成了一種新型客運電力機車的技術(shù)設(shè)計方案。

根據(jù)兩廠的設(shè)計，為了獲得較大的單軸功率，機車采用雙重式牽引電動機⑴。這種機車采用2-Co-2軸式，每臺機車設(shè)有三根動軸，并采用了與VL19型電力機車大致相同的牽引電路相同及大多數(shù)的電氣設(shè)備；機車兩端分別各設(shè)有一臺雙軸導輪轉(zhuǎn)向架以便于更平均的分配機車重量。

1934年4月，這種新型客運電力機車被定型為PB21型⑵，成為蘇聯(lián)鐵路史上第一款自產(chǎn)直流客運電力機車。機車的電氣設(shè)備由迪納摩工廠生產(chǎn)，機械結(jié)構(gòu)及總組裝由科洛姆納工廠完成。PB21-01號機車完成試驗⑶后，在外高加索鐵路第比利斯至哈舒里區(qū)段投入運用。然而本型機車并未批量生產(chǎn)。

1961年，PB21-01號機車在佩羅夫斯基電力機車車輛修理廠進行修理，但由于當時新一代的ChS1、ChS2型電力機車已經(jīng)投入服務(wù)，PB21-01號機車于同年停運。

• 來自斯柯達的直直傳動ChS系列(ЧС)

1949年1月5日至8日，蘇聯(lián)、保加利亞、匈牙利、波蘭、羅馬尼亞、捷克斯洛伐克等六國政〇府代表在莫斯科通過會議磋商后，宣布成立經(jīng)濟互助委員會。1950年代起，按經(jīng)濟互助委員會分工，蘇聯(lián)向東歐國家出口干線內(nèi)燃機車，而從捷克斯洛伐克斯柯達公司進口ChS系列客運電力機車。

1956年11月，蘇聯(lián)鐵道部與斯柯達公司簽訂合同，引進捷克斯洛伐克國家鐵路E 449.0型電力機車作為客運機車，出口蘇聯(lián)的機車被定型為ChS1型。此后，蘇聯(lián)鐵道部從斯柯達公司陸續(xù)引進了ChS2(T)型、ChS3型、ChS200型、ChS6型以及ChS7型等型號的直直傳動客運電力機車，部屬于各條干線鐵路運用。其中，斯柯達公司于1961年到1976年間生產(chǎn)的ChS2(T)型電力機車，在很長時間成為了蘇聯(lián)直流電氣化鐵路運用最廣泛、最具標志性的客運電力機車。

• 蘇聯(lián)解體后的縫縫補補——ChS2K型(ЧС2К)

1991年蘇聯(lián)解體后，留在俄羅斯境內(nèi)的ChS2(T)型電力機車被新組建的俄羅斯鐵路接收。由于當時俄羅斯鐵路技術(shù)裝備更新的進展緩慢，導致機車車輛老化問題嚴重，為了減輕購置新型機車車輛的財政壓力，俄羅斯鐵路決定對部分現(xiàn)有的ChS2型電力機車交由新西伯利亞、葉卡捷琳堡以及雅羅斯拉夫爾三地的電力機車廠進行維修和翻新工作，以延長機車車輛的使用年限。

由新西伯利亞和葉卡捷琳堡兩地的電力機車廠翻新的ChS2型機車改稱ChS2K型電力機車，其傳動齒輪裝置改用與ChS7型、ChS8型機車相同的部件，車體基本不變；但葉卡捷琳堡電力機車廠翻新的ChS2型機車，其兩端是副燈側(cè)面安裝了較小的警示燈。

而由雅羅斯拉夫爾電力機車廠翻新的ChS2型機車同樣改稱ChS2K型電力機車，除了改為采用類似于ChS7型機車的車體外，傳動齒輪裝置也改用與ChS7型、ChS8型機車相同的部件，而其余大部分仍然和原來相同。

研制

在新西伯利亞、葉卡捷琳堡以及雅羅斯拉夫爾三地的電力機車廠翻新ChS2型機車的同時，俄羅斯鐵路決定自行研制直—直流電傳動客運電力機車。然而在21世紀初，諾廠忙于生產(chǎn)交—直流電傳動的EP1型機車以及E5K型機車系列。因此，為了制造直—直流電傳動客運電力機車，選擇了具有豐富的客運機車制造經(jīng)驗的科廠——2002年，科廠在TEP70型內(nèi)燃機車的基礎(chǔ)上，開發(fā)了采用模塊化設(shè)計的新一代TEP70BS型內(nèi)燃機車。而早在1996年，科廠就與諾廠合作制造了兩臺試驗用途的EP200型電力機車⑷，但在測試中表現(xiàn)證明機車的整體可靠性仍然非常不令人滿意。

2003年，俄羅斯鐵路與科廠簽訂了一項關(guān)于制造一種新型六軸直流客運電力機車的合同。新型直流客運電力機車被定型為EP2K⑸，其技術(shù)特性與ChS2T型機車相似。機車機械結(jié)構(gòu)部分基本上繼承自TEP70BS型內(nèi)燃機車，而電氣設(shè)備則由諾廠和盧廠提供。

EP2K型機車制造的設(shè)計工作于2005年完成，并于2006年制造出EP2K-001號機車，之后機車被送去西西伯利亞鐵路局巴拉賓斯克機務(wù)段進行測試，之后又到莫斯科州謝爾賓卡全俄鐵道運輸科學研究院環(huán)形鐵道（以下簡稱“謝爾賓卡環(huán)鐵”）進行測試；2007年科廠制造出EP2K-002號機車，也送往謝爾賓卡環(huán)鐵進行測試，之后派往十月鐵路局管內(nèi)進行試運行，完成測試后調(diào)往巴拉賓斯克機務(wù)段。

在測試過程中，EP2K型機車表現(xiàn)出其設(shè)計技術(shù)和操作特性符合要求，之后本型機車成功通過認證并于2008年開始批量生產(chǎn)，成為了俄羅斯歷史上的第一款量產(chǎn)型直流客運電力機車。截至2019年3月1日，科廠至少制造了392臺EP2K型機車。

運用

• 西西伯利亞鐵路局巴拉賓斯克機務(wù)段

絕大多數(shù)的EP2K型機車（超過230臺）配屬于西西伯利亞鐵路局巴拉賓斯克機務(wù)段。這些機車運用于西伯利亞大鐵路的巴列濟諾到馬林斯克區(qū)間的電氣化鐵路，和南線的庫爾干到奔薩I區(qū)間；EP2K型機車還運用于彼爾姆、葉卡捷琳堡、新西伯利亞和車里雅賓斯克等地的眾多支線。

值得一提的是，由俄羅斯鐵路莫斯科鐵路局擔當?shù)摹皷|方號”019/020次列車⑹，以及中國鐵路北京局集團有限公司擔當?shù)摹爸腥A第一車”0033/0043次列車⑺在巴列濟諾到馬林斯克區(qū)間的機車交路，亦由巴拉賓斯克機務(wù)段EP2K型機車擔當。

• 十月鐵路局圣彼得堡-莫斯科客運機務(wù)段

十月鐵路局圣彼得堡-莫斯科客運機務(wù)段配屬有81臺EP2K型機車，主要運用于圣彼得堡莫斯科鐵路，負責牽引除高速列車以外的旅客列車，并可在莫斯科樞紐跨局直通至雅羅斯拉夫爾、弗拉基米爾和圖拉三地，還負責在圣彼得堡樞紐往東至斯維里⑻和巴巴耶沃⑼的直流供電區(qū)段牽引旅客列車。這些機車的投入運用，成功取代了古早的ChS2T型機車——ChS2T型機車不是被送去入駐克里米亞鐵路公司⑽就是封存停用。

• 莫斯科鐵路局奧熱列利耶機務(wù)段

莫斯科鐵路局奧熱列利耶機務(wù)段配屬有77臺EP2K型機車，主要運用于莫斯科到梁贊和帕韋列茨的客運列車交路，偶爾出現(xiàn)在莫斯科樞紐的其他方向。

設(shè)計

EP2K型機車是一種適用于供電制式為3千伏直流電的電氣化鐵路的客運電力機車。其軸式為Co-Co，軸重為22.5±3噸，整備重量為135±3噸；小時功率為4800千瓦，持續(xù)功率為4320千瓦，最高運行速度為160公里/小時；小時牽引力為192.8千牛，持續(xù)牽引力為167.4千牛；電阻制動時的制動功率為4000千瓦，制動力為210千牛。

EP2K型機車可在任何氣候條件下的陡坡線路上，牽引19～22輛長大編組的快速旅客列車，其定位是取代古早而損傷不少的ChS2(T)型電力機車。

• 車體

EP2K型機車的車體是在TEP70型內(nèi)燃機車的基礎(chǔ)上改進而來——車體采用對角線結(jié)構(gòu)，帶有焊接護套，以及兩個司機室。車體前部確保機車在20公里/每小時的速度下與障礙物碰撞時的安全性。

• 司機室

EP2K型機車在前后兩端布置有兩個司機室，并可拆卸車頂。每端司機室配備了一個符合現(xiàn)代人體工程學的藍色弧形司機操作臺。在司機左手側(cè)的操作臺水平部分，有一個RV-1M型無線電臺、一個司機控制器，以及電力機車主系統(tǒng)的各扳鍵開關(guān)，右手側(cè)是大閘和小閘；而在監(jiān)控區(qū)域中，微機控制系統(tǒng)的多功能顯示器和機車的診斷顯示在左側(cè)。機車配備現(xiàn)代化的CLUB-U、TSKBM和SAUT安全設(shè)施。

司機室按雙司機制設(shè)計，司機位和司機操作臺的工作區(qū)位于司機室的右側(cè)，而副司機位位于左側(cè)。司機室各部件的尺寸和位置，包括前窗和側(cè)窗，操作臺和椅子，旨在為高度為165至190厘米之間的司機在坐姿和站立時提供最佳控制條件。采用高強度玻璃的前窗和側(cè)窗，和后視鏡都是電加熱的，并安裝電動縮放器和電動雨刮。副燈使用LED。司機室配有暖氣和通風設(shè)備。

• 控制系統(tǒng)

EP2K型機車的控制系統(tǒng)基于微機控制系統(tǒng)和MPSU診斷系統(tǒng)而成，并且在司機操作臺的顯示器上顯示運行警告和緊急信息。微機控制系統(tǒng)提供自動牽引控制模式下的速度設(shè)定和保持，實現(xiàn)與給定速度一致的電阻制動，并支持自動駕駛列車。

• 轉(zhuǎn)向架

EP2K型機車的轉(zhuǎn)向架是在TEP70型內(nèi)燃機車的基礎(chǔ)上改進而來——軸箱采用拉桿式定位，一系懸掛和二系懸掛均使用油壓減振器和圓彈簧懸掛，牽引電動機采用了法國阿爾斯通的三級全懸掛安裝方式，通過空心軸和四連桿裝置將扭矩從齒輪箱傳遞給輪對。由于牽引電機尺寸比內(nèi)燃機車更大，一、二軸的牽引電機采用對向布置；并且在兩臺轉(zhuǎn)向架之間布置了兩組帶有球形鉸鏈的平行四邊形水平牽引桿，將牽引力和制動力從轉(zhuǎn)向架傳遞到車體。轉(zhuǎn)向架在高速運行時具有良好的穩(wěn)定性。

• 制動設(shè)備

EP2K型機車的制動設(shè)備包括：大小閘、4000千瓦制動電阻、手制動器。在高壓攝像機上方的車頂單元中，有四組啟動和制動電阻及其冷卻風扇電機，風扇電機由電阻供電。在司機操作臺面板上有兩個壓力計，顯示制動管、總風缸、均衡風缸和制動風缸中的壓力情況。兩個容積為500升的總風缸位于電力機車的車體下部。一臺AKRV 3.2/10-1000U2M1型螺桿式壓縮機安裝在機車上。

啟動制動電阻器的冷卻裝置由連接到電阻器接頭的直流電機驅(qū)動——也就是說，當電流流過電阻器時，冷卻裝置會接收一些將在電阻器上消耗的能量。

• 受電弓

在生產(chǎn)初期，EP2K型機車裝用兩臺德國SBS-2T型單臂受電弓，但在實際運用中發(fā)現(xiàn)SBS-2T型單臂受電弓在極端寒冷的情況下會出現(xiàn)許多故障，因此后期出廠的EP2K型機車改裝兩臺俄羅斯制TASS-16-02型單臂受電弓。與古早的雙臂受電弓相比，兩型受電弓通過從壓縮機向受電弓彈簧提供的規(guī)定風壓，來確保對接觸網(wǎng)的必要接觸。

• 高壓室

在機車的中心有一個高壓室，其中安裝有機車高壓設(shè)備。通向高壓室的門具有鎖定裝置，該鎖定裝置在受電弓存在電壓或接地開關(guān)未接地時，以壓縮空氣將高壓室門鎖閉。

• 牽引電動機

EP2K型機車的采用由烏克蘭哈爾科夫機電廠生產(chǎn)的ED153U1型牽引電動機或烏克蘭斯米拉機電廠生產(chǎn)的DTK-800KSU1型牽引電動機。兩型牽引電動機是順序勵磁的六極補償可逆電機，在轉(zhuǎn)速為945轉(zhuǎn)/分時功率為800千瓦。隨著司機控制器主手柄運行級位由低到高，對六臺牽引電機的連接方式從串聯(lián)到串并聯(lián)，最后切換至并聯(lián)，以逐步提高牽引電機電壓。

牽引電動機由兩臺冷卻風扇冷卻，每個轉(zhuǎn)向架對應(yīng)一臺冷卻風扇。每臺冷卻風扇以及主空氣壓縮機由其三相異步電動機驅(qū)動，而三相異步電動機由逆變器供電。

• 供電系統(tǒng)

為了確保旅客列車車廂的供電，EP2K型機車安裝了功率為1200千瓦且電壓為直流3000伏的供電系統(tǒng)。旅客列車供電系統(tǒng)為乘客創(chuàng)造了舒適的環(huán)境，改善了列車的工作條件，并消除了有毒物質(zhì)的釋放。

后記

EP2K型機車不僅成功替換ChS2(T)型機車，同時也成功讓俄羅斯鐵路擁有量產(chǎn)的國產(chǎn)直流客運電力機車。

隨著交流傳動時代的到來，諾廠在制造EP1型機車的同時，也先后向德國Adtranz與法國阿爾斯通合作，先后推出采用Bo-Bo-Bo軸式但采用交—直—交流電以及直—交流電雙制式傳動的EP10型機車和EP20型機車。然而受國內(nèi)資金有限，國外經(jīng)濟封鎖的窘迫局面，俄羅斯鐵路不得不放緩客運電力機車交流傳動化的步伐，繼續(xù)生產(chǎn)直流傳動機車以維持正常運轉(zhuǎn)，這也是一種無奈吧。

注釋

⑴即由兩臺較小功率的電動機整合成一臺較大功率的電動機，向一根車軸傳遞扭矩。

⑵俄語：Политбюро, тип 21。其中，“П”和“б”取自蘇聯(lián)共☆產(chǎn)☆黨中央政☆治局俄語名稱“Политбюро ЦК КПСС”，“21”指軸重21噸。

⑶1934年10月22日，PB21-01號機車于北方鐵路局莫斯科至扎戈爾斯克區(qū)段，在1500伏的接觸網(wǎng)電壓下進行了第一次試運行。當完成約1000公里的試運行后，這臺機車轉(zhuǎn)送往外高加索鐵路局。同年12月22日，PB21-01號機車于哈舒里至哥里區(qū)段進行首次網(wǎng)壓3000伏的試運行，最高運行速度達到110公里/小時。1934年12月24日至1935年1月5日，機車牽引總重713噸的試驗列車完成了牽引性能試驗，在平直線路上平衡速度達到98公里/小時，并能以60公里/小時通過10‰的坡道，最高試驗速度達到127公里/小時。PB21-01號機車隨后又擔當了第比利斯至哈舒里的牽引交路，顯示出良好的牽引性能。當機車牽引總重600噸（12節(jié)編組）的旅客列車，最高速度可達100公里/小時，并能以70公里/小時通過10‰的坡道，比Su型蒸汽機車的30公里/小時大為提高。

⑷俄語：ЭП200。本型機車是科廠在TEP80型內(nèi)燃機車基礎(chǔ)上開發(fā)研制的高速客運電力機車，適用于供電制式為25千伏工頻單相交流電的電氣化鐵路。EP200型電力機車的主要電氣設(shè)備由全俄電力機車研究與設(shè)計院設(shè)計，并由諾沃切爾卡斯克電力機車廠制造。EP200型電力機車為單節(jié)八軸的交—直—交流電傳動電力機車，其軸式采用與TEP80型內(nèi)燃機車相同的（Bo+Bo）-（Bo+Bo），并采用晶閘管逆變器、三相交流同步牽引電動機，牽引電動機采用架懸式全懸掛安裝方式。機車最高運行速度為200公里/小時，走行部構(gòu)造速度為250公里/小時，機車功率為8000千瓦，電制動采用再生制動，機車并設(shè)有列車供電系統(tǒng)，能夠向列車提供3000伏直流電源。

⑸俄語：ЭП2К。其中“К”指直流電動機（Коллекторный тяговый привод）。

⑹在中國境內(nèi)稱為K19/20次列車。

⑺在中國境內(nèi)稱為K3/4次列車，在蒙古國境內(nèi)稱為003/004次列車。

⑻俄語：Свирь。斯維里站是十月鐵路局一個接觸網(wǎng)電壓變壓站：往圣彼得堡方向的線路采用3千伏直流電，往彼得羅扎沃茨克方向的線路采用25千伏50赫茲交流電。

⑼俄語：Бабаево。巴巴耶沃站是十月鐵路局一個接觸網(wǎng)電壓變壓站：往圣彼得堡方向的線路采用3千伏直流電，往北方鐵路局沃洛格達I方向的線路采用25千伏50赫茲交流電。

⑽俄語：Крымская железная дорога。在2014年俄羅斯合并克里米亞事件之前，克里米亞半島上的鐵路由烏克蘭鐵路第聶伯河沿岸鐵路局克里米亞鐵路分局（Крымская дирекция железнодорожных перевозок; Кримська дирекц?я зал?зничних перевезень）管理。合并事件后，克里米亞當局接管克里米亞鐵路分局，并在此基礎(chǔ)上組建克里米亞鐵路公司。事實上烏克蘭當局至今不僅宣稱對克里米亞半島擁有主權(quán)，亦不承認克里米亞鐵路公司——在合并事件過程中，烏克蘭鐵路將原配屬于克里米亞鐵路分局的ChS7型電力機車轉(zhuǎn)移到烏克蘭大陸；事后又將原克里米亞鐵路分局在烏克蘭大陸上管理的梅利托波爾到錫瓦什區(qū)間線路劃歸同屬第聶伯河沿岸鐵路局管理的扎波羅熱鐵路分局。

參考

• 《ЭП2К — Википедия》：https://ru.wikipedia.org/wiki/ЭП2К

• 《Пассажирский электровоз ЭП2К - Коломенский Завод》：http://www.kolomnadiesel.com/catalog/detail.php?ID=1043