Електровоз ВЛ8 (Володимир Ленін, 8-вісний, до 1963-го року — Н8, Новочеркаський, 8-вісний) — магістральний вантажний електровоз постійного струму з осьовою формулою 20+20+20+20, що випускався з 1953 по 1967 рік. Наприкінці 50-х і до 1961-го року був найпотужнішим вантажним електровозом у Радянському Союзі.
Історія створення електровоза Причина створення електровоза — нестача вантажних електровозів постійного струму. Електровози ВЛ22м не справлялися з необхідною роботою.
У 1952 році під керівництвом головного конструктора Новочеркаського електровозобудівного заводу Б. В. Суслова почалося проектування нового електровоза, а у березні 1953 року вже був виготовлений перший дослідний восьмиосьовий електровоз Н8-001. Схеми його електричних кіл відповідали кресленню ОТН-354.001. Серія Н8 означала: Новочеркаський, восьмиосьовий.
На електровозі застосовані принципово нові візки литої конструкції, подібні до тих, що використовувалися на американських тепловозах Дб. Усі букси обладнані підшипниками кочення. Ресорне підвішування, що складається з надбуксових циліндричних пружин і листових ресор, є збалансоване на кожному боці візка. Кузов електровоза вперше виконаний без перехідних майданчиків, напівобтічної форми. Двері розташовуються з бічних сторін кузова.
Для електровоза заново спроектовані нові тягові електродвигуни НБ-406А з ненасиченою магнітною системою, що дозволяє їм реалізовувати повну потужність у більшому діапазоні частот обертання. При напрузі на затисках 1500 В ці ТЕД розвивали тривалу потужність 470 кВт і годинну 525 кВт.
Секції Н8 є постійно механічно і електрично сполучені між собою і можуть відокремлюватися тільки при ремонтах. Усі силові кола є спільними для обох секцій, що дозволяє на серієсному з'єднанні збирати в послідовне коло усе вісім ТЕД. На електровозі реалізоване рекуперативне гальмування з противокомпаундуванням збудників та перехресним збудженням тягових двигунів для зменшення маси мотор-генераторів.
Схематично електровоз має ту, що стала вже стандартною, схему реостатного пуску з серієсним, серієсно-паралельним і паралельним з'єднаннями ТД і застосуванням 4-х ступенів послаблення збудження. Проте більшість електричних апаратів і усі допоміжні машини були спроектовані заново, на більш високому технологічному рівні. На Н8-001 уперше був застосований новий струмоприймач П-3 з двома полозами, швидкодіючий вимикач БВП-3А, та інше.
Результати контрольного зважування показали перевищення вагових параметрів по відношенню до заданих — навантаження від осі досягло 23,9 тс замість 22,5 тс за проектом. Випробування електровоза впродовж 1953—1954 на Сурамському перевалі і на ділянці Кропачево — Златоуст — Челябінськ (на базі депо Златоуст) Південно-уральської залізниці показали його значну перевагу над ВЛ22м. Н8-001 реалізовував тривалий час дотичну силу тяги 45-47 тс при швидкостях 40-45 км/год, в окремих випадках при пуску сила тяги досягала 54 тс.
Серійні електровози
У 1956 році розпочався серійний випуск електровозів на Новочеркаському електровозобудівному заводі. Для збільшення випуску електровозів було прийнято рішення приєднати до випуску машин Тбіліський електровозобудівний завод (ТЕВЗ). У 1957 році завод випустив свій перший дослідний екземпляр, а з 1958 року розпочався серійний випуск.
Серійні електровози за конструкцією повторювали дослідну серію, маючи лише незначні відмінності.
Кузов і візок електровозів ВЛ8 починаючи з 1957 року виготовляв Луганський тепловозобудівний завод. Електровози будувались до 1967 року включно. Всього було побудовано 1723 електровози, з них НЕВЗ побудував 430 електровози, ТЕВЗ — 1293 електровоза.
До 1961 року вони були найпотужнішими в СРСР локомотивами, здатними водити одиничною тягою на підйомі 9 ‰ поїзди масою 3500 т з швидкістю 50-80 км/год.
При швидкості 100 км/год електровоз може розвивати силу тяги 8000 кг. Рекуперативне гальмування електровоза можливе з 12 до 100 км/год. Зчіпна маса електровоза — 180 т.
Зміна назви Після Новочеркаського повстання, електровози серії Н8 отримали з січня 1963 року позначення серії ВЛ8 (фото ).
Наші дні Станом на 2017 рік ВЛ8 використовуються в Україні на Донецькій та Придніпровській залізниці.
Конструкція На кожному кузові електровоза встановлені наступні електричні допоміжні машини:
Перетворювач НБ-436А — призначений для живлення обмоток збудження тягових електродвигунів при рекуперативному гальмуванні. Вмикається кнопкою на пульті машиніста. Робота перетворювача допускається тільки на високій частоті обертання вентиляторів. При роботі на низькій частоті слід відключити вентилятори, дочекатися доки впаде їх частота і живлення кіл електровоза перейде від акумуляторної батареї, запустити вентилятори на високу частоту обертання. Це потрібно для ввімкнення контакторів ШК (швидкодіючих контакторів). Конструктивно перетворювач це двигун з номінальною напругою 3300 В і генератор з номінальною напругою 38 В в одному корпусі. Регулювання вихідного струму генератора виконується гальмівним валом контролера машиніста. В залежності від його положення змінюється струм збудження генератора. Під час експлуатації при переводі електровозу на рекуперативне гальмування струм генератора контролюється по приладу «Збудження» на пульті машиніста.
Електродвигун НБ-431 — приводить в рух вал компресору КТ6, який живить стиснутим повітрям пневматичні кола електровоза. Керується регулятором тиску марки АК-11Б, встановленому в кабіні. Кожен компресор окремо вмикається кнопкою на пульті машиніста (кнопки «Компресор I» та «Компресор II» відповідно). При зниженні тиску в головних резервуарах нижче 7,5 атм. компресори запускаються, при досягненні тиску 9,3 атм. вимикаються. Режим роботи електродвигуна — повторно-короткочасний. Один мотор-компресор розрахований на живлення стиснутим повітрям до 180 осей поїзда.
Електродвигун НБ-430А — приводить в рух вентилятор охолодження і генератор струму керування. Режим роботи двигуна — тривалий. Електричною схемою електровоза передбачена робота двигуна на високій та низькій частоті обертання. Технічно для високої частоти обертання двигуни кожного кузова підключені паралельно до напруги контактної мережі. Для роботи двигунів обох кузовів на низькій частоті вони під'єднуються послідовно один з одним, відповідно напруга на кожному двигуні буде половиною напруги контактної мережі. Керування двигунами виконується кнопками «Низька частота» та «Висока частота» на пульті машиніста. Конструкцією пульта зроблена неможливість ввімкнути обидві кнопки одночасно.
Генератор ДК-405К — призначений для живлення постійним струмом з номінальною напругою 50В низьковольтних кіл електровоза (кола керування, освітлення, зарядки акумуляторної батареї, збудження генератора перетворювача). Номінальна потужність генератора — 4,5 кВт. Вал приводиться в рух електродвигуном вентилятора охолодження електровоза. Для регулювання вихідної напруги на розподільному щитку електровоза (знаходиться в кузові 2) встановлені два вібраційних регулятори напруги типу СРН. Так само як і приводні двигуни вентиляторів, при відповідній частоті генератори з'єднані послідовно або паралельно. При роботі вентиляторів на низькій частоті обидва генератори з'єднані послідовно і обидва живлять кола електровоза. При переводі вентиляторів на режим високої частоти генератори під'єднані до кіл паралельно, причому живлення усіх кіл відбувається тільки від одного генератора. Інший обертається в холосту. На розподільному щитку електровоза є рубильник, який має два положення «Генератор 1» та «Генератор 2». Ним визначається який генератор буде живити кола і заряджати акумуляторну батарею на високій частоті. Відповідно при виході з ладу одного з генераторів робота на низькій частоті неможлива, а на високій частоті рубильником підключається справний генератор і робота електровоза може бути продовжена в штатному режимі до заїзду в депо.
Електродвигун П11 — призначений для обертання допоміжного компресора, який живить пневматичні кола підйому струмоприймача при відсутності стиснутого повітря в головних резервуарах електровоза. Номінальна напруга — 50 В, потужність 500 Вт. Встановлюється по одному на електровоз. При тривалому відстої електровозу в неробочому стані стиснуте повітря уходить, що створює неможливість підйому струмоприймачів. Тому для їх підйому і вмикається двигун допоміжного компресора, живлення якого відбувається від акумуляторної батареї. Допоміжний компресор качає повітря в резервуар кіл керування (від головних резервуарів від'єднаний), і при достатньому тиску (в експлуатації приблизно 5 атм) відбувається підйом струмоприймачів і ввімкнення основних компресорів. Після створення достатнього тиску в головних резервуарах живлення пневматичних кіл буде відбуватися від них і допоміжний компресор вимикається. Кнопка ввімкнення допоміжного компресора знаходиться в машинному відділенні навпроти пневматичної панелі. Тиск в колах керування контролюється за відповідним манометром на пневматичній панелі.
На електровозі ВЛ8 встановлені наступні основні електричні апарати:
Струмоприймач П-3А — призначений для знімання струму з контактного дроту. Встановлено по одному на кожний кузов. Номінальний струм знімання — 1500 А, найбільш допустима швидкість руху — 150 км/год. Для підняття струмоприймача на пульті машиніста вмикається кнопка «Струмоприймачі», після чого пневматичними блокуваннями фіксуються в закритому положенні двері високовольтної камери, та відповідними кнопками «Струмоприймач I» та «Струмоприймач II». Якщо двері високовольтної камери закриті і заблоковані, достатній тиск повітря в пневматичних колах електровоза і напруга АБ, струмоприймачі піднімаються до контактної мережі, про що свідчить показання вольтметра «Напруга КМ» в контактній мережі. Коли полоз струмоприймача в контакті з контактним дротом, що під напругою, спрацьовує додатковий привід блокування високовольтної камери. Якщо з будь-яких причин струмоприймач в процесі експлуатації не від'єднається від контактної мережі, двері високовольтної камери будуть заблоковані. Справність високовольтної котушки вентилю захисту контролюється лампою «РКЗ» (реле контролю захисту) на пульті машиніста.
Швидкодіючий вимикач БВП-3А — призначений для захисту силових кіл від струмів перевантаження і короткого замикання, а також для оперативного підключення/відключення високовольтних кіл до мережі. Встановлений тільки в кузові 1. Найбільший розривний струм — 10000 А. Струм уставки — 2500 А. Швидкодіючий вимикач (далі ШВ) — поляризований, тому власним захистом працює тільки в режимі тяги. В режими рекуперації команду на відключення отримує від контакторів ШК (швидкодіючих контакторів). Для ввімкнення ШВ потрібна достатня напруга АБ і тиск стиснутого повітря в пневматичних колах керування (не менше 3,7 атм). Для ввімкнення ШВ на пульті машиніста слід ввімкнути кнопку «ШВ», і на одну секунду ввімкнути кнопку з самоповерненням «Повернення ШВ». Якщо в колах електровозу відсутнє КЗ, кола захисту працюють справно, ШВ ввімкнеться, про що свідчить відповідна лампа на пульті машиніста. При аварійному режимі або КЗ швидкодіючий вимикач відключиться, від'єднає кола електровозу від контактної мережі, розірве дугу незалежно від положення кнопки «ШВ» на пульті машиніста. Про відключення ШВ свідчить погасання лампи ШВ на пульті машиніста і відключення силових кіл (тягових електродвигунів, вентиляторів охолодження, перетворювача). В експлуатації при аварійному відключенні швидкодіючим вимикачем ланцюгів, що знаходяться під струмом чутно характерний хлопок в машинному відділенні. Для оперативного відключення машиністом БВ натискається кнопка «Повернення ШВ», потім вимикається кнопка «ШВ», потім вимикається кнопка з самоповерненням «Повернення ШВ». Конструкційно ШВ виконаний так, що незалежно від положення кнопки «Повернення ШВ» при КЗ в силових колах контакти ШВ розімкнуться.