Сурамские электровозы С, Сс и Си

Поезда - Электровозы СНГ

Первые магистральные электровозы на железных дорогах Советского Союза начали эксплуатироваться на Сурамском перевальном участке Закавказской железной дороги между станциями Хашури и Зестафони. Этот участок, вошедший в состав Поти-Тифлисской железной дороги, был построен в 1872 г. по облегченным техническим условиям и имел подъемы до 46%о. В конце 80-х годов XIX в., когда резервы повышения пропускной и провозной способности перевального участка оказались полностью исчерпанными, были проведены работы по частичному смягчению профиля пути, в том числе за счет сооружения Сурамского тоннеля длиной около 4 км. В результате этих работ, завершившихся в 1890 г., предельный подъем был снижен до 29%о, а минимальный радиус кривых увеличен со 100 до 150м.

До конца 1924 г. поезда на участке Хашури - Зестафони обслуживались шестиосными танк-паровозами серии Ф системы Ферли со сцепной массой 73-90 т. Имея две трехосные тележки с жесткой базой 2440 - 2590 мм, эти локомотивы легко вписывались в кривые малого радиуса.

В дальнейшем рост перевозок и необходимость постепенного исключения из инвентаря паровозов системы Ферли, находившихся в эксплуатации более 50 лет, потребовали перехода к новым, более мощным паровозам.

Отсутствие в паровозном парке железнодорожной сети Советского Союза паровозов, сцепной вес, мощность и ходовые части которых соответствовали бы условиям работы на тяжелом горном профиле, заставило Закавказскую железную дорогу временно допустить к обращению на перевальном участке паровозы типа 0-5-0 серии Э с жесткой базой 4320 мм. Эти локомотивы водили поезда двойной и тройной тягой, причем в первое время их эксплуатации на перевальном участке в качестве толкачей применялись паровозы серий Ф и Ч. Тяжелый горный профиль, отсутствие специальных типов паровозов, находящиеся в непосредственной близости от перевального участка реки Кура и Риони как потенциальные источники энергии, быстрый рост потребности в грузовых и пассажирских перевозках - все эти факторы обусловили принятие единственно правильного технико-экономического решения об электрификации участка Хашури - Зестафони. В 1928 г. были начаты работы по сооружению высоковольтных линий передачи трехфазного тока, контактной сети и тяговых подстанций.

В качестве системы тока была принята рекомендованная еще в 1921 г. Всероссийским электротехническим съездом система постоянного тока с номинальным напряжением в контактной сети 3000 В, которая к этому времени получила значительное распространение в странах Европы и Америки и особенно хорошо зарекомендовала себя на горных участках, где целесообразно применять рекуперативное торможение. Это торможение позволяет превращать энергию движущегося поезда в электрическую, а последнюю отдавать в контактную сеть для питания других электровозов, а также передавать через тяговую подстанцию и высоковольтные линии электропередачи различным потребителям.

Для Сурамского перевального участка с целью ускорения перевода его на электрическую тягу и использования опыта зарубежных фирм, изготовлявших магистральные электровозы, было решено заказать основную часть электрических локомотивов за рубежом, а пополнение парка электровозов и обеспечение ими других, намечавшихся для электрификации участков, производить электровозами отечественной постройки. Предварительные расчеты показывали, что для Сурамского перевала нужны шестиосные электровозы со сцепной массой около 132 т. Намеченное одновременно с электрификацией участка усиление верхнего строения пути (укладка рельсов типа 1А массой 43 кг/м, увеличение числа шпал, применение щебеночного балласта) позволяло поднять нагрузку от колесных пар на рельсы до 22 тс.

Через внешнеторговые организации НКПС обратился к ряду фирм, имевших достаточный опыт постройки магистральных электровозов, с цепью получения от них предложений поставлять локомотивы для Сурамского перевала. Были получены предложения немецких фирм AEG и Сименс - Шукерт, американских GEE и Вестингауза, итальянской Итальяно Техномазио Броун Бовери и английской Метрополитен Виккерс. Фирмы предлагали различные конструктивные и схемные решения, в том числе по тяговому приводу, системам вспомогательных машин, защите от токов короткого замыкания, применению тех или иных электрических аппаратов. Например, фирма Метрополитен Виккерс предложила как вариант электровоз капотного типа (с кабиной машиниста в середине кузова) на двух трехосных тележках с групповым шатунным приводом. Изучение и сравнение полученных материалов привели специалистов НКПС к решению остановиться на предложениях фирм GEE и Техномазио Броун Бовери. Дело в том, что фирма GEE имела несравненно больший опыт по постройке электровозов постоянного тока напряжением 3000В, в частности для Паулистской железной дороги (Бразилия), строила электровозы с шестью движущими осями типа 1-30-0+0-30-1, рекуперативным торможением и тяговыми электродвигателями часовой мощностью 340 кВт, т. е. с параметрами, близкими к параметрам нужного для Сурамского перевала электровоза. Другая же американская фирма - Вестингауза - больше специализировалась на постройке электровозов однофазного тока пониженной частоты (25 Гц). Из европейских фирм наибольший опыт по выпуску электровозов постоянного тока напряжением 3000 В имела итальянская фирма Техномазио Броун Бовери, которая строила различные типы электровозов для государственных железных дорог Италии, принявших у себя в то время эту систему тока и решивших постепенно перевести на нее участки, электрифицированные на трехфазном токе частотой 16 2/3 Гц.

С фирмой GEE был заключен договор на поставку восьми электровозов, а также предоставление комплекта рабочих чертежей и необходимой документации для постройки подобных электровозов на отечественных заводах. Предусматривалось, что фирма GEE поставит два электровоза со своими тяговыми электродвигателями, а на остальных будут установлены на Закавказской железной дороге такие же по конструкции и параметрам электродвигатели Московского электромашиностроительного завода Динамо . Итальянской фирме было заказано семь электровозов.

Электровозы, построенные фирмой GEE, получили обозначение С10-01 - С10-08 и первоначально зачастую назывались электровозами серии С10. Они поступили в депо Хашури Закавказской железной дороги в 1932 г. Первые два электровоза (С10-01 и С10-03), оборудованные американскими тяговыми электродвигателями, прибыли в депо в июне 1932 г., а остальные шесть без тяговых электродвигателей - в конце года.

Летом 1932 г. были закончены работы по электрификации перевального участка Хашури - Зестафони, и 2 августа 1932 г. на нем прошла первая в стране обкатка магистрального электровоза. Это был двухтележечный шестиосный электровоз сурамского типа, обозначенный серией С. Электровоз серии С с двумя пассажирскими вагонами совершил испытательный пробег от станции Хашури до станции Лихи и обратно, пробыв в пробной поездке 1 ч 10 мин. 16 августа 1932 г. состоялось торжественное открытие электрифицированного участка Хашури - Зестафони, по которому прошел пассажирский поезд с делегацией трудящихся Тбилиси и работниками, осуществлявшими электрификацию участка. Поезд вел электровоз С10-03. Далее начались опытные поездки, а затем и нормальная эксплуатация электровозов с поездами.

В 1929 г. на заводах Динамо и Коломенском машиностроительном начались работы по подготовке производства соответственно электрического оборудования и механической части электровозов, а также изготовление необходимой для этого производства технической документации. Поступавшая на заводы от фирмы GEE документация первоначально содержала сведения о конструкции некоторых аппаратов и электрических схемах электровозов Паулистской железной дороги, а затем уже и о заново разработанных аппаратах и схемах электровозов серии С. К 1 мая 1932 г. завод Динамо выпустил два первых тяговых электродвигателя ДПЭ-340 (Д - завод Динамо , П - постоянного тока, Э - электровозный, 340 - мощность часового режима, кВт).

В июне 1932 г. цех пробных конструкций завода Динамо выпустил первый комплект электровозной аппаратуры; в августе с Коломенского машиностроительного завода на завод Динамо поступила механическая часть электровоза сурамского типа (тип Коломенского завода 1Э), и начался монтаж электрооборудования. Ответственным за монтаж оборудования и выпуск электровоза был инженер X.Я. Быстрицкий. В ноябре 1932 г. электровоз Сс11-01 поступил для обкатки на электрифицированный участок Северных железных дорог, а в начале 1933 г. был отправлен на Сурамский перевал Закавказской железной дороги. Буквы Сс означали: сурамского типа советского изготовления.

В 1933 г. заводы Коломенский и Динамо изготовили еще 17 электровозов серии Сс, или, как их в то время называли, серии Сс11 (Сс11-02 - Сс11-18), а в 1934 г. - последние 3 электровоза этой серии (Сс11-19 - C Сс11-21), после чего их выпуск был заменен выпуском электровозов серии ВЛ19. Электровозы серии Сс №02 и 03 поступили в депо Хашури Закавказской железной дороги, а электровозы №04-21 были сосредоточены в депо Чусовская Пермской железной дороги и работали на электрифицированном в 1933 г. однопутном горном участке Чусовская - Кизел, имеющем подъемы до 15%о.

Кузова электровозов серий С и Сс были вагонного типа. С каждой стороны кузова имелись площадки, затем шли кабины машиниста, помещения для вспомогательных машин, и в середине размещалась высоковольтная камера. Кабины машиниста соединялись между собой боковыми коридорами. На электровозах серии С вход в кузов осуществлялся через площадки или боковые двери, на электровозах серии Сс только через площадки. Кузова состояли из рамы, боковых стенок и крыши со съемными люками. Рамы кузовов были выполнены из двух продольных хребтовых балок, наружных обвязочных угольников и связывающих их поперечных балок. Хребтовые балки состояли из двух швеллеров (№30 на электровозах серии Сс), связанных верхними и нижними накладками из листовой стали. Пространство между швеллерами использовалось для размещения балласта, представлявшего собой чугунные чушки, прикрепленные болтами к нижним накладкам. Две поперечных балки рамы выполняли роль шкворневых. Стенки кузова состояли из каркаса, изготовленного из стальных уголков и швеллеров, и обшивки из листовой стали. Все соединения деталей кузова были выполнены с помощью заклепок. Плоские пяты кузова опирались на продольные балки, имевшие подпятники. Эти балки укреплялись на двух поперечных балках рам трехосных тележек. Рамы тележек состояли из стальных брусковых боковин и литых поперечных креплений. Одна из тележек имела трехточечное статически определимое рессорное подвешивание, вторая - подвешивание в двух точках, а третьей точкой служило междутележечное сочленение.

Движущие колеса при новых бандажах толщиной 90 мм имели диаметр 1200 мм. Бандажи колесных пар электровозов серии С были поставлены на центрах без укрепляющих колец. Каждая колесная пара через прямозубую двустороннюю передачу (с упругими пластинами между венцами и центрами больших зубчатых колес) приводилась тяговым электродвигателем. Последние опирались с одной стороны на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники скольжения, а с другой - через пружинные подвески на межрамные крепления. Такое подвешивание в те годы называлось трамвайным , а уже позже получило наименование опорно-осевого. Передаточное число зубчатых редукторов составляло 89:20=4,45, модуль зубчатых колес равнялся 10. Буксы колесных пар были выполнены с подшипниками скольжения, рассчитанными на применение жидкой смазки. Моторно-осёвые подшипники имели камеры с постоянным уровнем смазки. В буферных брусьях тележек были установлены пружинно-фрикционные аппараты, с которыми соединялись крюки винтовых стяжек, а впоследствии хвостовики автосцепок. На тележках было установлено по два тормозных цилиндра диаметром 14 , тормозные колодки располагались с одной стороны колес.

Электровозы серии С имели тормозное оборудование Вестингауза типа EL-14, рассчитанное на два поста управления, с набором приборов тормозного оборудования типа ЕТ-6, в дальнейшем примененного на паровозах серий Ша, Еа, Ем и Еу. Краны машиниста 6ЕТ имели 6 положений, краны локомотивного тормоза S6 - 5 положений. По прибытии электровозов в депо Хашури на них были дополнительно установлены краны машиниста № 183 системы Казанцева, с помощью которых было более удобно управлять тормозами грузовых поездов.