2ЭС4К и 3ЭС4К «Дончак»: грузовая тяга на постоянном токе

У «Дончака» две версии с разной длиной состава локомотива: двухсекционный 2ЭС4К и трёхсекционный 3ЭС4К. Обе рассчитаны на грузовую работу под контактной сетью постоянного тока напряжением 3 кВ. Третья секция добавляет тяговые оси и мощность, но не меняет род тока и принцип тяговых двигателей.

Зачем понадобился «Дончак»

Новочеркасский электровозостроительный завод создавал 2ЭС4К как магистральный грузовой электровоз для линий колеи 1520 мм с электрификацией 3 кВ постоянного тока. В сообщении о его испытаниях изготовитель указывал мощность на валах тяговых двигателей в часовом режиме не менее 6200 кВт и максимальную эксплуатационную скорость 120 км/ч. Это данные конкретного режима: их нельзя напрямую сопоставлять с мощностью другого электровоза в продолжительном режиме.

Позже на базе 2ЭС4К появился 3ЭС4К с промежуточной бустерной секцией. По сообщению ТМХ о сертификации 2014 года, добавленная секция увеличивает мощность примерно в полтора раза и позволяет вести составы массой порядка 6000 т. Масса поезда на практике всё равно зависит от профиля, графика, сцепления и местных норм.

Две секции и три: что меняется

2ЭС4К — двухсекционный восьмиосный электровоз. 3ЭС4К — трёхсекционный двенадцатиосный: между двумя кабинами расположена бустерная секция. В паспорте 3ЭС4К указаны не менее 9300 кВт в продолжительном режиме на валах тяговых двигателей, не менее 586 кН продолжительной силы тяги и конструкционная скорость не менее 120 км/ч. Это паспортные параметры локомотива, а не обещание одинаковой скорости с любым поездом на любом подъёме.

Та же документация отмечает моторно-осевые подшипники качения и сквозной проход между тремя секциями. Первый пункт связан с обслуживанием узла привода, второй — с доступом бригады к оборудованию. Данные об устройстве 3ЭС4К нельзя автоматически переносить на любой 2ЭС4К без уточнения его исполнения.

Коллекторная тяга и цифровое управление

Обе версии относятся к семейству с коллекторными тяговыми двигателями. Производитель прямо называет 3ЭС4К развитием 2ЭС4К с таким приводом. В паспорте трёхсекционного локомотива указана микропроцессорная система управления МСУД-001. Электронное управление отвечает за контроль и команды, но само по себе не превращает коллекторный двигатель в асинхронный. Поэтому делить локомотивы только на «старые аналоговые» и «новые цифровые» здесь неверно.

Где уместен и с чем сравнивать

Серия предназначена для тяжёлой грузовой работы на участках постоянного тока; изготовитель отдельно упоминает сложный рельеф и климат. Факт эксплуатации нельзя подменять догадкой о сегодняшнем депо: для конкретной машины и даты нужны актуальные сведения оператора. В качестве подтверждённого примера поставок ТМХ сообщал о передаче восьми 2ЭС4К группе «Трансойл» в 2018 году.

При сравнении с другими грузовыми электровозами сначала проверяют род тока и напряжение сети, затем число секций и осей, массу поезда и профиль участка. Только после этого можно ставить рядом силу тяги и мощность в одном и том же режиме. Например, 6200 кВт часового режима 2ЭС4К из раннего сообщения завода и 9300 кВт продолжительного режима 3ЭС4К из паспорта не образуют корректной пары для прямого деления. У электровоза переменного тока 2ЭС5К есть унифицированные с «Дончаком» механические узлы, о чём говорит ТМХ, но он рассчитан на другую систему электроснабжения.

Что запомнить

«Дончак» — семейство грузовых электровозов постоянного тока 3 кВ с коллекторными двигателями. 2ЭС4К имеет две секции, 3ЭС4К — три и дополнительную бустерную секцию. Паспортные числа имеют смысл только вместе с указанным режимом и условиями работы.

На обложке: 3ЭС4К-022 на станции Белореченская, июль 2023 года. Фото Alandislands / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0; файл использован без изменений.

Как выглядит двухсекционный 2ЭС4К

2ЭС4К под контактной сетью. Фото Vladimir Murovets / Wikimedia Commons, CC0; использована уменьшенная копия без кадрирования.

Источники

• ТМХ: испытания 2ЭС4К, параметры часового режима.

• ТМХ: сертификация 3ЭС4К и различия версий.

• Паспорт 3ЭС4К: данные продолжительного режима.

• ТМХ: поставка 2ЭС4К «Трансойлу».

Для обсуждения: на каких участках постоянного тока прибавка бустерной секции важнее, чем универсальность двухсекционной машины?