Скоростной электропоезд ЭР200

Экипаж

Кузова вагонов электропоезда ЭР200 — алюминиевые (сплав АМ5, АМ6, 1915) из прессованных профилей и гофрированных листов. Применение алюминиевых сплавов в конструкции кузова позволило уменьшить его массу на 4,5 т по сравнению со стальным таких же размеров. Обтекаемая форма головного вагона характеризуется малым коэффициентом воздушного сопротивления. Нижняя часть кузова оборудована открывающимися фальшбортами, скрывающими подвагонное оборудование. Собственная частота изгибных колебаний кузова составила 6-7,5 Гц при нормативе не менее 8 Гц, что в дальнейшем в условиях эксплуатации явилось одной из основных причин проблемы, связанной с возникновением трещин в несущих элементах кузова.

Для обеспечения устойчивости движения при высоких скоростях вагоны оснащены специально разработанными двухосными бесчелюстными тележками, оборудованными пневматическими рессорами, пневмодросселями и гидравлическими гасителями колебаний. Рамы тележек сварные. На каждую буксу рама тележки опирается через 2 цилиндрические пружины, установленные на подбуксовых балансирах. Центральное подвешивание – пневматические рессоры диафрагменного типа. Подрессорный брус одновременно выполнял функции воздушного резервуара для рессор, на концах бруса установлены клапаны регулирования горизонтального положения кузова. Колесная база тележки – 2500 мм, вагона – 18800 мм. Конструкция моторной и немоторной тележек идентична, отличие заключалось только в наличии тягового привода и заземляющего устройства.

Подвеска тягового двигателя — опорно-рамная. Одноступенчатый редуктор с передаточным отношением 2,346 связан с валом тягового двигателя резинокордной муфтой. Применены колесные пары с цельнокатаными колесами диаметром по кругу катания 950 мм. На каждом колесе установлены тормозные диски Кнорр-Бремзе, каждый из которых состоит из двух половинок.

Головные вагоны со стороны кабины машиниста оборудованы автоматическими сцепными устройствами с контуром СА-3. В качестве промежуточных сцепных устройств использована облегченная жесткая автосцепка с контуром зацепления типа Шарфенберг.

Тормозное оборудование

Электропоезд оборудован системой из трех видов совместно действующих тормозов: электрического реостатного, дискового электропневматического и магниторельсового. Электрический тормоз предназначен для регулировочных торможений в диапазоне скоростей от 200 до 35 км/ч. При служебных торможениях и при скоростях ниже 35 км/ч электрический и дисковый тормоза действуют совместно. Магниторельсовый тормоз предназначен для аварийного и экстренного торможения поезда совместно с дисковым и электрическим. Эффективность тормозов при экстренном торможении обеспечивает тормозной путь со скорости 200 км/ч не более 1600 м.

Для получения сжатого воздуха установлены на головных, а также моторных вагонах М воздушные компрессоры типа С2000 компании Тампелла (Финляндия), которые нагнетают сжатый воздух давлением 8,0 кгс/см² в пару последовательно соединенных главных резервуаров 1 по 170 л каждый.

Из питательной магистрали ПМ через трехходовой кран 18 и клапан максимального давления 16 воздух поступает в резервуар 8 объемом 170 л к вентилю 10 и реле давления 9. Резервуар 8 соединен с электровоздухораспределителем 7, который с одной стороны сообщен с тормозной магистралью ТМ, а с другой – через сбрасывающий клапан 5 соединен с тормозными цилиндрами 4, имеющими встроенный регулятор хода поршня.

Сбрасывающий клапан 5 обеспечивает быстрое поосное растормаживание колесной пары при срабатывании противоюзного устройства, а реле давления 9 связано с подъемниками 11 магнитно-рельсового тормоза, обеспечивающими опускание башмаков на рельсы.

От тормозной магистрали ТМ выполнены отводы к стоп-кранам 12, а для оповещения машиниста о наличии сжатого воздуха в тормозных цилиндрах установлен сигнализатор отпуска тормозов 6.

Помимо тормозного оборудования, пневматическая схема включает в себя ряд нетормозных пневматических систем и приборов. Так, из питательной магистрали ПМ через трехходовой кран 18 и обратный клапан 19 воздух поступает в систему пневматического подвешивания вагона.

Управление дисковым тормозом осуществляется краном машиниста или кнопкой на пульте машиниста (контроллером) через электровоздухораспеределитель N371. Дисковым тормозом оборудованы все колесные пары моторных вагонов и по три колесных пары головных вагонов. Тормоз состоит из чугунного диска 1 и двух композиционных накладок 2, которые прижимаются к диску во время торможения клещевым механизмом. Клещевой механизм приводится в действие клином 4, соединенным шарнирно с тормозным цилиндром через двуплечий горизонтальный рычаг 5. В тормозной цилиндр встроен авторегулятор 6, поддерживающий постоянный зазор между диском и накладками по мере их износа.

Для увеличения коэффициента сцепления колеса с рельсом, а также для улучшения электрического контакта между ними используется специальная колодка для очистки поверхности катания колеса.

Магниторельсовый тормоз в течение нескольких лет доводился до эксплуатационной готовности, однако безуспешно, поэтому был снят.

Электрическое оборудование

Принцип размещения оборудования под кузовами вагонов принят следующий. Вся основная высоковольтная аппаратура управления процессами тяги и электрического торможения сосредоточена под кузовом вагона Мт. Она включает в себя тиристорный регулятор, силовой контактор, тормозной переключатель, реверсор, высоковольтный быстродействующий выключатель, линейные контакторы, пуско-тормозные резисторы обоих вагонов секции, оба блока резисторов для ослабления возбуждения, главный разъединитель и т.д.

Под кузовом вагона М размещены машинный преобразователь, служащий для преобразования постоянного тока напряжением 3000 В в трехфазный частотой 50 Гц и напряжением 220 В, аккумуляторная батарея секции, мотор-компрессор, реле боксования, контакторы отопления и преобразователя.

Под кузовом вагона Г размещена часть такого же оборудования, как и вагона М. Кроме того под кузовами всех вагонов расположены агрегаты кондиционеров (компрессоры, конденсаторы и теплообменные аппараты), а также пневматическое и тормозное оборудование.

На крыше вагона Мт установлены токоприемник, два разрядника РМВУ-3,3, фильтр ФСК-4А-2 и дроссель 1ДР.014 для подавления радиопомех.

На моторных тележках установлены самовентилируемые тяговые двигатели 1ДТ-001 последовательного возбуждения с рамной подвеской, масса двигателя 1320 кг. Номинальное напряжение тягового двигателя 750 В.

Источником питания для вспомогательных цепей является преобразователь 1ПВ.004, состоящий из двигателя постоянного тока напряжением 3000 В и синхронного генератора трехфазного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В.

Для условий скоростного движения во ВНИИЖТе был разработан уникальный авторегулируемый токоприемник пантографного типа ТСп-1М с двумя подвижными системами. Верхняя подвижная система реагирует на небольшие вертикальные отклонения контактного провода. На существенные изменения высоты, например, под искусственными сооружениями, реагируют обе подвижные системы, причем верхняя управляет нижней посредством пневматической связи. Приведенная масса верхней части токоприемника примерно в 3 раза меньше стандартных токоприемников пригородных электропоездов. Токоприемник ТСп-1М имеет устройство аварийного опускания при ударе. После первого опыта эксплуатации токоприемник был заменен модернизированным типа Сп-6М, отличающимся габаритными размерами в нерабочем положении и дополнительными гидравлическими демпферами на валах верхней системы рам.

Плавное регулирование скорости движения электропоезда осуществляется с помощью тиристорного регулятора тока с широтно-импульсной модуляцией. Частота регулирования 400 Гц. Регулятор используется в тяговой схеме электропоезда для плавного бесступенчатого регулирования сопротивления пускового резистора при последовательном (С) и последовательно-параллельном (СП) соединении тяговых двигателей электросекции, а также для плавного регулирования возбуждения в диапазоне от 100 до 20%.

Работой регулятора управляет электронная система управления САР, которая формирует импульсы управления с поддержанием заданной уставки тока в режиме тяги и электрического торможения. Система автомашиниста САМ совместно с системой внутренней автоматики поезда СВА и автоматической локомотивной сигнализацией АЛС-200 управляет движением поезда по заданной программе. Точность поддержания скорости составляет 5%.

Электропоезд оборудован устройствами контроля скольжения колесных пар ДУКС, обеспечивающими защиту от боксования и юза в режимах тяги, пневматического и электрического торможения.

Тяговая и тормозная характеристики