ЭВС (Электропоезд Высокоскоростной Сименс) — высокоскоростной поезд семейства Velaro, разработанный и произведённый компанией Siemens AG по заказу ОАО «РЖД» для эксплуатации в России. Электропоезда ЭВС1 — постоянного тока, электропоезда ЭВС2 — двойного типа питания. Всего в Россию было поставлено 4 электропоезда ЭВС2 (номера с 01 по 04) и 12 ЭВС1 (с 05 по 16).

История

Разработка

Электропоезда Siemens для России сконструированы на базе стандартной платформы Velaro, на которой были изготовлены поезда для Германии — ICE 3 (2000), Испании — Velaro E (2007), и Китая — Velaro CRH3 (2008). Для эксплуатации в России потребовалось внести ряд конструктивных изменений: тележки адаптированы для колеи 1520 мм и конструктивных особенностей верхнего строения пути, ликвидирован магниторельсовый тормоз, поезда способны работать при температуре наружного воздуха до -50 °C, применён более высокий уровень герметизации подвагонного пространства, воздухозаборники вынесены на крышу, для предотвращения попадания в них мелкого снега, ширина кузова увеличена на 33 см, что связано с габаритом подвижного состава СНГ, изменена форма лобовой части головного вагона для сохранения возможности вести поезд стоя, мощность прожектора увеличена в 8 раз, система управления поездом совместима с российскими устройствами связи и СЦБ. Конструкционная скорость поезда составляет 300 км/ч, но ограничена программным обеспечением до 250 км/ч. Проектирование поезда велось группой из двухсот человек, главный конструктор — Р. Манглер^[1].

Сведения о постройке

Электропоезда собираются на заводе Siemens-Krefeld (Крефельд-Юрдинген). Поезда строились в две партии. Производство электропоездов первой партии было начато 20 июля 2007 года. Поезда первой партии, построенные 2008—2009 году, имеют номерной диапазон 01 — 08. Производство электропоездов второй партии было начато 3 декабря 2012 года. Поезда второй партии, построенные в 2013—2014 году, имеют номерной диапазон 09 — 16. Таким образом, с 2008 года было построено 16 электропоездов, в том числе 4 электропоезда ЭВС2, получивших номера с 01 — 04, и 12 электропоездов ЭВС1 с номерами 05 — 16.

Постройка одного поезда занимает около 15 месяцев. Готовые вагоны автотранспортом перевозятся в порт Засниц-Мукран и доставляют морем в порт Усть-Луга^[2].

Испытания

В период с марта по ноябрь 2009 года электропоезда прошли приёмочные испытания для подтверждения соответствия требованиям технического задания, а также сертификационные испытания для подтверждения соответствия нормам безопасности. С 15 марта по 3 апреля 2009 года на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ были проведены наладка систем электропоезда, а также предварительные испытания со скоростями движения до 120 км/ч. В апреле того же года были проведены предварительные ходовые испытания на участке Бурга — Березайка Октябрьской железной дороги с поэтапным повышением скорости движения до 275 км/ч, в ходе которых проводились измерения параметров взаимодействия поезда с объектами инфраструктуры (путь, стрелочные переводы, контактная сеть, системы сигнализации, связи), проводились контрольные торможения и настройка токоприемников. Было проведено несколько поездок до Нижнего Новгорода, в ходе которых настраивались токоприемники переменного тока и отрабатывался алгоритм работы систем при смене рода тока без остановки и с остановкой поезда по станции Владимир.

С целью сокращения времени проведения испытаний, в них было задействовано сразу четыре электропоезда. На электропоезде ЭВС2-01 проводились динамико-прочностные, аэродинамические и тормозные испытания на полигонах Октябрьской, Московской и Горьковской железных дорогах, скоростном полигоне Белореченская — Майкоп, а также испытания по воздействию на строения пути. На электропоезде ЭВС2-02 на полигоне ЭК ВНИИЖТ, Октябрьской и Горьковской железных дорог проводились тягово-энергетические испытания, испытания электрооборудования, токосъема, защит и электромагнитной совместимости. На электропоезде ЭВС2-03 в депо Металлострой и на экспериментальном кольце проводились стационарные испытания вспомогательного оборудования, теплотехнические испытания, испытания систем управления. На электропоезде ЭВС2-04 проводились стационарные климатические испытания в климатической камере испытательного центра Арсенал (Вена)^[3]. В проведении испытания принимали участие коллективы научно-исследовательских институтов ВНИИЖТ, ВНИКТИ, НИИАС, ВНИИЖГ, конструкторских бюро ПКБ ЦТ, ПКТБ ЦШ. Руководитель испытаний — ведущий научный сотрудник ВНИИЖТ Б. И. Хомяков^[4].

2 мая 2009 года в ходе опытной поездки на участке Окуловка — Мстинский мост была достигнута скорость 280 км/ч, 6 мая был установлен абсолютный рекорд скорости движения для Российских железных дорог — 291 км/ч.

3 марта 2014 года на участке Угловка — Мстинский Мост начались испытания скоростей и режимов для сдвоенного поезда ЭВС1-09+ЭВС1-10. 17 апреля 2014 года на главном ходу Октябрьской дороги начался опытный 5000 км пробег сдвоенного поезда, в ходе которого проводятся тормозные и тягово-энергетические испытания, изучение воздействия на строения пути.

Общие сведения

Основные параметры для электропоезда ЭВС1/ЭВС2:

• рабочая масса — 662 т (ЭВС1); 678 т (ЭВС2);
• число сидячих мест — 592;
• общая часовая мощность ТЭД — 8000 кВт;
• касательная сила тяги на ободах движущих колёс — 23,75 кгс;
  • при трогании с места — до 32,8 кгс;
• скорость:
  • конструкционная — 300 км/ч;
  • максимальная служебная — 250 км/ч;
• ускорение до 60 км/ч — 0,42…0,43 м/с²;
• тормозной путь с 250 км/ч — 3900 м;
• нагрузка на ось — 17…18 тс;
• минимальный радиус проходимых кривых — 150 м.

Схема формирование поезда — ГМ+Пт3+П(Пт25)+М+ПБ+ПББ+М+П(Пт25)+Пт3+ГМ

Конструкция

Схема формирования поезда

Файл:Sapsan komponovka.JPG
Верхний — односистемный поезд серии ЭВС1 на постоянном токе напряжением 3 кВ (версия B1)
Нижний — двухсистемный поезд серии ЭВС2 на постоянном токе напряжением 3 кВ и на переменном токе напряжением 25 кВ частотой 50 Гц (версия B2)

• ГБт — Головной вагон, бизнес-класс, моторный, 52 места.
• ДТ — Дроссельный, туристический класс, прицепной, 66 мест.
• Т — Туристический класс, прицепной, 66 мест.
• ТТр — Туристический класс, с трансформатором для переменного тока, прицепной, 66 мест.
• Тт — Туристический класс, моторный, 66 мест,
• Та — Туристический класс, аккумуляторный, тормозные резисторы на крыше, прицепной, 64 места.
• ТаБ — Туристический класс, аккумуляторный, тормозные резисторы на крыше, с бистро (ресторан), прицепной, 48 мест.

Механическое оборудование

Кузов вагона — цельнонесущий сварной, изготавливается из длинномерных экструдированных алюминиевых профилей. Конструкция кузова — облегчённая. Основу кузова составляет рама, к которой крепятся все прочие узлы электропоезда. Для возможности сцепления с другим подвижным составом на концах головных вагонов поездов первой партии (№ 01…08) установлена автосцепка СА-3. У поездов второй партии (начиная с № 09) по концам головных вагонов устанавливается автосцепка Шарфенберга, предусматривающая возможность соединения двух составов в один поезд; для возможности сцепления с другим подвижным составом предусмотрен переходник. При нормальной эксплуатации, автосцепка закрыта аэродинамическим обтекателем. Головной вагон оборудован системой энергопоглощения, способной поглощать при соударении энергию в 2,4 МДж. Наружные двери одностворчатые, прислонно-сдвижные, приспособлены для выхода на платформы высотой 1300 мм, привод дверей — электрический. Ширина дверей составляет 900 мм, высота — 2050 мм. Межвагонные переходы герметизированные, охватывают сцепку, кабели и рукава межвагонных соединений^[5].

Тележки электропоезда имеют рессорное подвешивание. Первичное рессорное подвешивание реализуется одноповодковыми буксами, гидравлическими гасителями вертикальных колебаний и цилиндрическими винтовыми пружинами. Вторичное рессорное подвешивание реализуется при помощи пневмобаллонов, гидравлических гасителей вертикальных, поперечных колебаний и виляния. Колёсная база тележек — 2600 мм. На каждой движущей колёсной паре расположено по два тормозных диска, на необмоторенных осях — три тормозных диска. Номинальный диаметр колёс — 920 мм, изношенных — до 840 мм^[5].

• Электропоезд 1й партии с открытым носовым обтекателем в депо

• Сцепление двух электропоездов 2й партии с автосцепками Шарфенберга

• Тележка электропоезда

Силовое оборудование

Силовое оборудование электропоезда спроектировано для возможности работы от переменного тока 25 кВ/50 Гц и от постоянного тока 3 кВ и состоит из двух систем: переменного и постоянного. Обе системы электрически независимы друг от друга. Система переменного тока включает в себя два связанных через крышевую проводку токоприёмника, и защищается от перепадов тока главным выключателем. В нормальном режиме движение осуществляется с одним поднятым токоприёмником. Система постоянного тока включает в себя четыре парно размещённых токоприёмника, при этом каждая пара питает только свою часть поезда. В нормальном режиме движение осуществляется с двумя поднятыми токоприёмниками^[6].

Токоприёмники — асимметричные типа SSS400+ (для работы от переменного тока) и SSS87 (для работы от постоянного тока). Конструкция токоприёмников обеспечивает их эксплуатацию на скоростях до 400 км/ч. Производителем токоприёмников является фирма Siemens/Schunk^[7].

Главный выключатель для работы в системе переменного тока — типа MACS (максимальная отключающая способность 18 кА). Для работы в системе постоянного тока используется главный выключатель UR 26. Производителем выключателей является фирма Secheron^[7].

• Токоприёмник SSS400+ переменного тока и главный выключатель (внизу справа)

• Токоприёмник SSS87 постоянного тока

Тяговое оборудование

Тяговое оборудование распределено по всем 10 вагонам поезда и представляет собой две автономно функционирующие тяговые установки, каждая из которых содержит 2 тяговых блока. В каждый блок входят: тяговый преобразователь, блок управления приводом, 4 параллельно подключённых тяговых двигателя, блок тормозных резисторов. В случае выхода из строя одного из тяговых блоков он отключается, не влияя на работу остальной системы, позволяя продолжать движение на мощности в 75 % от номинальной. Равномерное распределение тяговых блоков по подвагонному пространству обеспечивает равномерное распределение весовых нагрузок по электропоезду и оптимальное использование коэффициента сцепления^[8].

При работе в сети переменного тока электропоезд использует два главных трансформатора, устанавливаемых в подкузовном пространстве вагона. Расчётная мощность трансформатора составляет 5460 кВт, что обеспечивает эксплуатацию поезда с максимальной скоростью 300 км/ч^[7].

В подвагонных пространствах моторных вагонов устанавливается по четыре тяговых преобразователя^[9].

Тяговый электродвигатель — четырёхполюсный трёхфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором, типа 1TB2019 (длительная мощность 500 кВт, максимальная мощность 513 кВт, максимальная частота вращения 6000 об/мин, масса — ок. 800 кг). В каждом моторном вагоне размещено 4 ТЭД^[10].

Пневматическое оборудование

Тормоза — пневматические фрикционные дисковые. Воздушные компрессоры расположены в промежуточных моторных вагонах и обеспечивают воздухом также системы пневмоподвешивания тележек, управления дверьми, климата, токоприёмники, тифон, стеклоочиститель. При использовании только пневматических тормозов на полностью загруженном поезде, коэффициент сцепления колеса и рельса составляет 0,13, тормозной путь при этом доходит до 2430 м (при скорости начала торможения 250 км/ч) и 1000 м (при торможении со скорости 160 км/ч). При дополнительном использовании электродинамического торможения, коэффициент сцепления колеса и рельса может составлять 0,15^[6].

Эксплуатация

Построенные электропоезда поступили с завода в моторвагонное депо Металлострой Октябрьской железной дороги (акт приёмки от 2.12.2009). 17 декабря 2009 года электропоезд ЭВС2-04 совершил первый коммерческий рейс. 18 декабря 2009 года началась регулярная коммерческая эксплуатация электропоездов на маршруте Москва — Санкт-Петербург (поезда 151/152, 155/156, 165/166). 5 апреля 2010 года количество рейсов было увеличено до пяти (добавлены поезда 159/160, 161/162). 30 июля 2010 года началась коммерческая эксплуатация электропоездов на маршрутах Москва — Нижний Новгород (173/174) и Санкт-Петербург — Москва — Нижний Новгород (173/174 и 175/176, сняты с 31 октября 2011). В дальнейшем, количество рейсов между Москвой — Санкт-Петербургом было увеличено до семи, обращаются также дополнительные поезда. 1 июня 2014 года, в связи с внесением изменений систему нумерации, все скоростные поезда получили 700-ю нумерацию: поезда на линии Санкт-Петербург — Москва получили номера в диапазоне 751/752 — 775/776^[11]. С 1 июня 2015 года электропоезда ЭВС2, совершив последние рейсы по маршруту Москва — Нижний Новгород, были сняты с эксплуатации на данном маршруте и переведены на линию Москва — Санкт-Петербург; вместо них стали эксплуатироваться поезда Talgo 250 с локомотивной тягой.

Конструкционная скорость поезда составляет 250 км/ч, эксплуатационная скорость ограничена 230 км/ч. Большую часть пути Москва — Санкт-Петербург поезд следует с максимальной скоростью 200 км/ч; на участке Окуловка — Мстинский мост — до 250 км/ч. На маршруте Москва — Нижний Новгород в период эксплуатации скорость поезда составляла не более 140 км/ч, на участке Петушки — Вязники — до 160 км/ч.

Маркировка

Электропоезда постоянного тока получили обозначение ЭВС1, а двухсистемный вариант — ЭВС2. Составы серии ЭВС2 имеют номера 01 — 04, электропоезда серии ЭВС1 имеют порядковые номера 05 — 11, нумерация сплошная. Нумерация вагонов осуществляется по схеме:

XXXYZZ

где XXX — код дороги приписки, Y — номер вагона (0-9, 0 кодирует 10-й вагон), ZZ — номер электропоезда. Например, код 001001 будет иметь 10-й вагон электропоезда ЭВС2-01.

Примечания