ВЛ60

Опытный Н6О-001

В декабре 1957 и феврале 1958 г. НЭВЗ построил два первых шестиосных электровоза переменного тока напряжением 20 кВ — Н6О-001 и Н6О-002.

Конструкция механической части электровозов Н60 значительно отличается от всех ранее построенных в Советском Союзе электровозов. Кузов электровоза Н60 служит не только для размещения оборудования и кабин машиниста, а также для передачи тягового усилия. Поэтому автосцепки установлены на раме кузова, а не на тележках, как это сделано на электровозах ВЛ8, ВЛ23, ВЛ61 и более старых. Электровоз ВЛ60 является первым магистральным локомотивом, спроектированным без буферов. На двух первых электровозах была установлена двусторонняя, жёсткая косозубая передача от тяговых электродвигателей к колёсным парам с разным передаточным отношением, что позволило выбрать оптимальное отношение для серийного производства.

На электровозах Н6О-001 и Н6О-002 были установлены тяговые электродвигатели НБ-410 мощностью 695 кВт и 610 кВт в часовом и длительном режимах соответственно. На электровозе размещены две выпрямительные установки, каждая из которых имеет четыре игнитронных запаянных вентиля с жидкостным охлаждением. Схема силовой цепи тяговых электродвигателей на электровозах Н6О-001 и Н6О-002 принципиально такая же, как и на электровозах серии ВЛ61.

По данным взвешивания электровоз Н6О-001 имел вес выше ранее запланированного — 141,3 т. После замены тележек с литыми боковинами на тележки с боковинами, сваренными из листовой стали, вес электровоза снизился до 139,6 т. При диаметре колес 1250 мм и передаточном числе 1:4,19 (Н6О-001) и 1:3,74 (Н6О-002) электровозы реализовали: при часовом режиме — силу тяги 33100 кг и 29600 кг, скорость 45,0 км/ч и 50,4 км/ч; при длительном режиме — силу тяги 27500 кг и 24600 кг и скорость 47,5 и 53,2 км/ч соответственно. Конструктивная скорость была снижена до 100 км/ч.

В связи с переводом участка Ожерелье — Павелец с напряжения 20 кв на напряжение 25 кв на электровозах Н6О-001 и Н6О-002 в 1959 году были заменены первичные обмотки трансформаторов. В дальнейшем электровозы были подвергнуты более серьёзным переделкам (новые тяговые электродвигатели НБ-412М, главные контроллеры и др.), что приблизило их конструкцию к серийным локомотивам.

ВЛ60^К−065 в железнодорожном музее Варшавского вокзала в Санкт-Петербурге

Принятое в октябре 1958 года решение об электрификации участка Мариинск — Красноярск — Зима на переменном токе со сроком ввода его в эксплуатацию в течение 1959—1960 гг. значительно ускорило организацию выпуска электровозов ВЛ60 на Новочеркасском электровозостроительном заводе. Уже в 1959 году было выпущено несколько десятков электровозов. Эти электровозы строились заводом с 1959 г. по 1965 г. и стали основным типом грузового локомотива на линиях, электрифицированных на переменном токе. При этом завод непрерывно работал над улучшением конструкции локомотивов данной серии.

На основании результатов эксплуатации тяговые электродвигатели НБ-410 были переработаны и получили наименование НБ-412. Выполненные на несколько меньшее номинальное напряжение (1450 В против 1600 В у НБ-410) они имели следующие параметры: мощность часового режима — 647 кВт, продолжительного — 564 кВт (против 695 кВт и 610 кВт у НБ-410 соответственно). Электродвигатель стал тяжелее. ТЭД НБ-412 установлены на электровозах № 003—033.

Позднее с целью повышения мощности двигатель снова был модифицирован и получил обозначение НБ-412М. Новая модификация имела следующие параметры: мощность часового режима — 690 кВт, продолжительного — 550 кВт. Этими двигателями были оборудованы почти все электровозы выпуска 1959—1965 гг.

В дальнейшем попытки усовершенствовать тяговые электродвигатели (в первую очередь повысить напряжение на зажимах) не прекращались и привели к возникновению новой модификации — НБ-412К. При номинальном напряжении 1600 В данный двигатель имел следующие параметры: мощность часового режима — 800 кВт, продолжительного — 675 кВт. Также немного понизилась и масса двигателя. ТЭД НБ-412К стали устанавливаться на электровозы с № 1810 с 1965 года.

Также в процессе постройки было изменено количество игнитронов (с 8 на первых четырёх электровозах до 12 на последующих) и схема их соединения и монтажа. В конце 1963 года стала выпускаться усовершенствованная модель игнитронов, которая и устанавливалась на электровозы ВЛ60, начиная с № 1277.

В процессе серийного выпуска было сделано и множество других изменений в конструкции электровоза, одно из самых значимых — ВЛ60 был унифицирован по главному контроллеру с ВЛ80, вместо ЭКГ-60/20, у которого все элементы выполнены с дугогашением, был применён ЭКГ-8Ж, имеющий лишь 4 элемента с дугогашением, переключающих переходные (делительные) реакторы, а остальные 30 элементов дугогашения не имеют, что серьёзно упрощает контроллер. Несмотря на то, что на ВЛ60 в полтора раза больше тяговых двигателей, чем на ВЛ80 (6 против 4), у него в полтора раза выше их номинальное напряжение и, соответственно, в полтора раза меньше ток каждого двигателя — в итоге общий ток вторичной обмотки трансформатора у ВЛ60 и ВЛ80 почти одинаковый, что позволило применить одинаковые ЭКГ.

Локомотивы серии ВЛ60 первоначально поступили на Красноярскую, а затем на Северо-Кавказскую, Северную (депо Буй, Вологда), Одесско-Кишинёвскую, Горьковскую, Дальневосточную, Юго-Восточную дороги и на участок Ожерелье — Павелец Московской дороги.

В 1970-е гг. все электровозы ВЛ60 переоборудованы в ВЛ60^К с заменой ртутных выпрямительных установок на полупроводниковые.

На основе электровоза Н60 с помощью СССР в КНР в 1958 году был спроектирован первый китайский магистральный электровоз, получивший наименование 6Y1. До 1968 года было построено 7 таких электровозов.

Начиная с 1968 года вместо ртутных выпрямителей (игнитронов) стали использовать кремниевые диоды. С этого момента электровоз получил наименование SS1 (Shaoshan 1) и стал выпускаться серийно до 1988 года. Всего построено 819 электровозов серии SS1.

В конце 1961 года Новочеркасский электровозостроительный завод выпустил электровоз ВЛ60П-001, предназначенный для пассажирской службы.

На этом электровозе установлены тяговые электродвигатели НБ-415, изменена зубчатая передача (передаточное отношение), установлен электропневматический тормоз. Остальное электрооборудование такое же, как на серийных электровозах выпуска 1961 г. При напряжении на зажимах 1450 В ТЭД НБ-415 имеет следующие параметры: мощность часового режима — 690 кВт, продолжительного — 595 кВт.

При часовом режиме сила тяги равна 19000 кг и скорость 73,3 км/ч, при длительном режиме соответственно — 16900 кг и 75,4 км/ч. Скорость электровоза, соответствующая максимальной по якорю — 130 км/ч (однако при работе максимальная скорость была ограничена 100 км/ч для более надёжной работы двигателей).

Снижение веса тягового электродвигателя на 1,2 т по сравнению с тяговыми электродвигателями электровоза ВЛ60, применение алюминия вместо меди, а также облегчение отдельных конструкций позволили уменьшить вес электровоза со 138 до 129 т.

Электровоз ВЛ60П-001 обслуживал пассажирские поезда на Северо-Кавказской железной дороге.

С целью повышения скорости движения пассажирских поездов, которые из-за отсутствия специальных пассажирских электровозов переменного тока обслуживались грузовыми электровозами, в период 1962 — 1965 гг. часть электровозов серии ВЛ60 выпускалась с передаточным отношением зубчатых колес 30:82=1:2,733 и электропневматическими тормозами. Электровозы получили обозначение ВЛ60^П (пассажирские).

Электровозы ВЛ60^П выпускались с тяговыми электродвигателями НБ-412К. Скорость часового режима электровозов этой серии равнялась 73,3 км/ч, продолжительного — 77,1 км/ч. Максимальная скорость была установлена равной 110 км/ч.

Всего был выпущен 301 электровоз этой серии.

ВЛ60^К и ВЛ60^Р, локомотивное депо станции Уссурийск, 1977 год.

В 1962 году были выпущены два опытных электровоза серии ВЛ60 с рекуперативным торможением и с игнитронными выпрямителями. После успешных испытаний в 1964-1966 гг. была выпущена серия подобных электровозов с рекуперацией в количестве 85 локомотивов. Серия получила обозначение ВЛ60^Р, электровозы работали на Северо-Кавказской, Восточно-Сибирской и Дальневосточной железных дорогах на участках с горным профилем пути. Во второй половине 1980-х гг. все электровозы ВЛ60^Р были заменены на ВЛ80^Р и переоборудованы в ВЛ60^К.

После постройки опытных электровозов ВЛ62 с кремниевыми выпрямителями Новочеркасский электровозостроительный завод в конце 1962 года выпустил два электровоза ВЛ60^К.

ВЛ60^К−1825, станция Красноярск

Электровоз ВЛ60^К−002 прошел испытания на экспериментальном кольце ЭлНИИ. Электровоз ВЛ60^К−001 после выхода с завода сразу же поступил для эксплуатации на Северо-Кавказскую железную дорогу.

В 1963 году НЭВЗ выпустил ещё несколько электровозов ВЛ60^К с тяговыми электродвигателями НБ-412М, а во второй половине 1965 года завод вместо электровозов ВЛ60 начал выпускать электровозы ВЛ60^К с кремниевыми выпрямителями и тяговыми электродвигателями НБ-412К. По своим тяговым характеристикам эти электровозы незначительно отличаются от электровозов ВЛ60 с тяговыми электродвигателями НБ-412К и имеют одинаковые с ними номинальные значения силы тяги и скорости при часовом и длительном режимах.

Всего был выпущен 501 электровоз серии ВЛ60^К. Такое же наименование получили и все ранее выпущенные ВЛ60, переоборудованные с игнитронных выпрямительных установок на полупроводниковые (кремниевые).

ВЛ60ПК-1678 на станции Зелёный Дол

Электровозы ВЛ60^П, в которых игнитронные выпрямители были заменены на кремниевые, а также ВЛ60^К, переоборудованные в пассажирские.

11 электровозов были переоборудованы из ВЛ60^К с введением плавного регулирования напряжения на выводах тяговых электродвигателей и одновременно бестоковой коммутации при этом регулировании. Индекс «У» обозначает «управляемый».

В течение 1971 — 1973 гг. был сделан проект переоборудования электровоза ВЛ60^К для работы с рекуперативным торможением. Опытный электровоз получил обозначение ВЛ60^К_Р−2370 и в августе 1974 года поступил для испытаний на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС.