文章作者：西瓜昌真濕基（B站和百度昵稱：寧柳跨越）

這些機(jī)車是為將來研制的，但是對俄羅斯鐵路而言，這樣的將來又有多久？

提示

• 交—直流電傳動(dòng)：本文定義是指電力機(jī)車從25千伏50赫茲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)上出口至中國的8G型電力機(jī)車均為交—直流電傳動(dòng)形式。

• 交—直—交流電傳動(dòng)：本文定義是指電力機(jī)車從25千伏50赫茲交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過變壓—整流—逆變后，向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。本文提及的俄羅斯聯(lián)邦EP200型電力機(jī)車，以及中國和諧1D型電力機(jī)車均為交—直—交流電傳動(dòng)形式。

• 直—直流電傳動(dòng)：本文定義是指電力機(jī)車從3千伏直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，向直流牽引電動(dòng)機(jī)供給直流電。蘇聯(lián)ChS200型、ChS6型、VL10型、VL11型以及VL15型電力機(jī)車均為直—直流電傳動(dòng)形式。

• 直—交流電傳動(dòng)：本文定義是指電力機(jī)車從3千伏直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過逆變后，向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。俄羅斯聯(lián)邦2ES10型電力機(jī)車為直—交流電傳動(dòng)形式。

• 雙電流制電傳動(dòng)：本文定義是指采用交—直—交流電以及直—交流電雙制式電傳動(dòng)的電力機(jī)車。俄羅斯聯(lián)邦EP10型和EP20型電力機(jī)車為雙電流制電傳動(dòng)形式。

• 俄羅斯聯(lián)邦科洛姆納工廠簡稱“科廠”，諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠簡稱“諾廠”。

概述

EP200型電力機(jī)車⑴，是俄羅斯聯(lián)邦鐵路的干線客運(yùn)電力機(jī)車車型之一，亦是一款試驗(yàn)性質(zhì)的交流傳動(dòng)電力機(jī)車，適用于25千伏工頻單相交流制的電氣化鐵路，由科廠在TEP80型內(nèi)燃機(jī)車的基礎(chǔ)上，于1996年研制。

背景

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，適合鐵路機(jī)車車輛使用的變頻調(diào)速控制裝置逐步變得實(shí)用化，使交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于鐵路機(jī)車車輛得以成為現(xiàn)實(shí)。蘇聯(lián)從1965年便開始同時(shí)往兩個(gè)方向開展了交流牽引電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的研究工作。

諾廠于1969年到1971年間研制出使用異步牽引電動(dòng)機(jī)和軸控驅(qū)動(dòng)技術(shù)交流傳動(dòng)系統(tǒng)的VL80A型電力機(jī)車⑵，但由于當(dāng)時(shí)異步牽引電動(dòng)機(jī)的變頻控制技術(shù)尚未成熟，蘇聯(lián)的異步牽引電動(dòng)機(jī)研究工作一度停滯。1980年代初，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，諾廠恢復(fù)異步牽引電動(dòng)機(jī)的研制，并與芬蘭Str?mberg公司合作研制出采用異步牽引電動(dòng)機(jī)的雙節(jié)十二軸大功率貨運(yùn)電力機(jī)車——VL86F型⑶。

與此同時(shí)，為了滿足蘇聯(lián)鐵路客運(yùn)的發(fā)展需要，科廠按照蘇聯(lián)鐵道部的要求，先后開發(fā)研制了TEP70、TEP75型快速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車。其中TEP70型機(jī)車是蘇聯(lián)第一種單機(jī)功率達(dá)到4000馬力并投入批量生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)車，而TEP75型機(jī)車也是蘇聯(lián)第一種單機(jī)功率6000馬力的客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車。兩者在結(jié)構(gòu)上均具有最大程度的統(tǒng)一化。然而，由于TEP75型機(jī)車裝用一臺20氣缸的1D49型柴油機(jī)，軸重達(dá)到24.5噸，高速運(yùn)行時(shí)輪軌作用力過大，因而未批準(zhǔn)投入批量生產(chǎn)。

1988年，科廠研制出采用八軸設(shè)計(jì)的TEP80型內(nèi)燃機(jī)車。TEP80型機(jī)車大量應(yīng)用了TEP70、TEP75型機(jī)車在設(shè)計(jì)、運(yùn)用、試驗(yàn)及改進(jìn)過程中獲得的經(jīng)驗(yàn)和成果，并采用了兩組均衡梁式四軸轉(zhuǎn)向架。在TEP80型內(nèi)燃機(jī)車上的測試證明，均衡梁式四軸轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)異，不僅在直線區(qū)段上高速運(yùn)行時(shí)具有較高的穩(wěn)定性，在曲線上亦能大大減少對鋼軌的橫向作用力，因此這種轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)為接下來研制的EP200型電力機(jī)車所沿用。

制造與測試

EP200型電力機(jī)車主要電氣設(shè)備由全俄電力機(jī)車研究與設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，并由諾廠制造牽引電動(dòng)機(jī)，Transformator公司制造主變壓器，而科廠制造機(jī)車的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。1996年，兩臺EP200型機(jī)車于科廠制造完成出廠。

這兩臺EP200型機(jī)車出廠后，在莫斯科州謝爾賓卡全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院環(huán)形鐵路試驗(yàn)基地（以下簡稱“謝爾賓卡環(huán)鐵”）進(jìn)行了長時(shí)間的測試，之后返回科廠進(jìn)行改進(jìn)以消除測試中發(fā)現(xiàn)的不足。2004年，EP200-0001號機(jī)車配屬于莫斯科鐵路局維亞濟(jì)馬機(jī)務(wù)段，但很快就回到了科廠封存直到2009年。

其后，EP200-002號機(jī)車也配屬于莫斯科鐵路局維亞濟(jì)馬機(jī)務(wù)段，并在維亞濟(jì)馬到斯摩棱斯克區(qū)間牽引斯摩棱斯克到莫斯科的旅客列車。然而機(jī)車的整體可靠性仍然非常不令人滿意，因此這些測試以ChS4T型電力機(jī)車為補(bǔ)機(jī)進(jìn)行，并由技術(shù)專家陪同。

EP200-0001號機(jī)車于2009年7月被轉(zhuǎn)移到位于莫斯科市里加站舊址的莫斯科鐵路博物館靜態(tài)展示。而EP200-002號機(jī)車送往謝爾賓卡環(huán)鐵封存至今。

異說

有一個(gè)不被接受的說法是：EP200型機(jī)車車型代號中的數(shù)字“200”表示結(jié)構(gòu)速度或最大速度，一如斯柯達(dá)公司于1974年為蘇聯(lián)鐵道部制造的雙機(jī)重聯(lián)高速客運(yùn)ChS200型電力機(jī)車一樣。然而，科廠計(jì)劃制造三種相同的設(shè)計(jì)速度但電傳動(dòng)不同的電力機(jī)車⑷，以及三種較低的設(shè)計(jì)速度但電傳動(dòng)不同的電力機(jī)車⑸。因此，車型代號中的數(shù)字和運(yùn)行速度的大小之間沒有聯(lián)系。

技術(shù)設(shè)計(jì)

EP200型電力機(jī)車為單節(jié)八軸的交—直—交流電傳動(dòng)電力機(jī)車，轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與TEP80型內(nèi)燃機(jī)車相同，機(jī)車軸式為（Bo+Bo）-（Bo+Bo），采用晶閘管逆變器、三相交流同步牽引電動(dòng)機(jī)，牽引電動(dòng)機(jī)采用架懸式全懸掛安裝方式。機(jī)車最高運(yùn)行速度為200公里/小時(shí)，走行部構(gòu)造速度為250公里/小時(shí)，機(jī)車功率為8180千瓦，電制動(dòng)采用再生制動(dòng)，機(jī)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。

• 轉(zhuǎn)向架

EP200型機(jī)車走行部采用兩組四軸轉(zhuǎn)向架。與TEP80型機(jī)車一樣，EP200型機(jī)車既沒有采用TEM7、ChME5型調(diào)車機(jī)車的中間構(gòu)架式四軸轉(zhuǎn)向架，也沒有沿用TE136、2TE126型貨運(yùn)機(jī)車的下縱向牽引梁式四軸轉(zhuǎn)向架，而是采用了新穎的均衡梁式四軸轉(zhuǎn)向架⑹。每臺四軸轉(zhuǎn)向架均以兩臺二軸轉(zhuǎn)向架為基礎(chǔ)，車輪直徑為1220毫米。

在每臺二軸轉(zhuǎn)向架中，兩個(gè)輪對采用帶球面軸箱軸承的縱向均衡梁聯(lián)結(jié)，兩軸距離為1.85米，均衡梁的中部通過彈簧支柱與四軸側(cè)架相連，從而取消了二軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。來自車體的垂直載荷直接傳到均衡梁上，側(cè)向負(fù)荷是經(jīng)過彈簧支柱傳遞。兩臺無構(gòu)架式二軸轉(zhuǎn)向架采用帶彈簧支柱的大型側(cè)架連接起來，從而構(gòu)成一臺四軸轉(zhuǎn)向架。在這種結(jié)構(gòu)中，輪對實(shí)際上只能沿轉(zhuǎn)向架的縱軸相對于轉(zhuǎn)向架側(cè)架垂向移動(dòng)，轉(zhuǎn)向架固定軸距達(dá)到6.2米，二軸轉(zhuǎn)向架的均衡梁連接可以使機(jī)車通過曲線時(shí)所產(chǎn)生的橫向作用力進(jìn)行重新分配，同時(shí)也使各個(gè)輪對之間的垂直載荷作均衡分配，以減少軸重轉(zhuǎn)移。

轉(zhuǎn)向架的一系懸掛裝置采用由螺旋彈簧及橡膠墊的獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)，均衡梁及側(cè)架之間并裝有垂向油壓減震器，一系懸掛的靜撓度為70.5毫米；而二系懸掛裝置為轉(zhuǎn)向架側(cè)架上每側(cè)五個(gè)的高柔度螺旋圓彈簧，靜撓度為113毫米，車體和轉(zhuǎn)向架之間亦設(shè)有垂向油壓減振器。為了滿足機(jī)車高速運(yùn)行時(shí)動(dòng)力學(xué)性能要求，機(jī)車采用了輪對空心軸式牽引電動(dòng)機(jī)全懸掛，將牽引電動(dòng)機(jī)全部重量懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，牽引電動(dòng)機(jī)的扭矩通過單側(cè)牽引齒輪、彈性橡膠元件、空心軸套等部件，從而驅(qū)動(dòng)輪對，常規(guī)的牽引齒輪傳動(dòng)比為3.12?；A(chǔ)制動(dòng)裝置采用雙側(cè)閘瓦踏面制動(dòng)。

在TEP80型內(nèi)燃機(jī)車上的測試證明，均衡梁式四軸轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)異，不僅在直線區(qū)段上高速運(yùn)行時(shí)具有較高的穩(wěn)定性，在曲線上亦能大大減少對鋼軌的橫向作用力，因此這種轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)后來也被EP200型電力機(jī)車所沿用。

簡評

作為俄羅斯聯(lián)邦對高速客運(yùn)電力機(jī)車的探索，EP200型電力機(jī)車雖然因?yàn)榧夹g(shù)上的問題沒有量產(chǎn)⑺，但諾廠此后選擇與法國阿爾斯通公司合作，推出采用雙電流制電傳動(dòng)的EP20型電力機(jī)車。而EP20型機(jī)車的成功推出，一定程度上應(yīng)對了俄羅斯鐵路對雙電流制干線客運(yùn)電力機(jī)車的需求，然其66臺的產(chǎn)量卻也是俄羅斯鐵路內(nèi)外交困的一個(gè)縮影。

這些機(jī)車是為將來研制的，但是對俄羅斯鐵路而言，這樣的將來又有多久？

注釋

⑴俄語：ЭП200。

⑵俄語：ВЛ80??；其中“А”代表采用異步電動(dòng)機(jī)。

⑶俄語：ВЛ86Ф；其中“Ф”指四象限脈沖整流器。

⑷分別是采用直—交流電傳動(dòng)的EP100型電力機(jī)車、采用交—直—交流電傳動(dòng)的EP200型電力機(jī)車，以及采用雙電流制電傳動(dòng)的EP300型電力機(jī)車。

⑸分別是采用直—交流電傳動(dòng)的EP101型電力機(jī)車、采用交—直—交流電傳動(dòng)的EP201型電力機(jī)車，以及采用雙電流制電傳動(dòng)的EP301型電力機(jī)車。

⑹蘇聯(lián)專利證書號：СССР N 1664634, кл. 61 F 5/00, 1991.

⑺同期諾廠與德國-瑞士Adtranz跨國公司合作研制的雙電流制電傳動(dòng)EP10型電力機(jī)車，也由于設(shè)計(jì)缺陷的原因，到2006年停產(chǎn)時(shí)只制造了12臺。