鑑於這幾篇文章使用了幾個容易讓人混淆的名詞,特別註釋一下(其實我自己寫著也是懵)

交/直流傳動

:指機車採用

交/直流

牽引電機

傳動

交/直流牽引

:指機車採用

交/直流

(接觸網)

牽引

供電

交流電機因其在功率、能效、維護等方面突出的優勢,已經成為當今世界鐵路機車的主要發展方向。蘇聯早在60年代就開始對交流傳動技術進行探索,到解體時,已經積累了一定經驗,並研發了VL80A(ВЛ80А)、VL86F(ВЛ86Ф)等幾型交流傳動電力機車,遺憾的是由於政策、經濟、技術等種種因素,這些機車最終無一投入量產。另一方面,眾所周知,由於歷史原因,俄鐵同時採用交流25千伏和直流3千伏兩套牽引供電系統,因此在兩種牽引供電區段的分界車站必須設定交/直流切換裝置,所有行經的列車都需要停車換掛(蒸汽、內燃、燃氣輪機車除外)並切換供電制式,耗費站停時間,嚴重製約了鐵路發展,尤其是旅客列車效率的提高。蘇聯從60年代起也曾研發過VL82(ВЛ82)、VL82M(ВЛ82М)等幾型雙制式牽引電力機車,但由於當時對這類機車的需求並不太迫切,所以只進行了小批次製造,並未形成氣候。

進入21世紀,德、法、日、美等鐵路工業強國已經熟練掌握了交流傳動機車的製造,我國則大量吸收世界先進技術,研發了HX(和諧)系列大功率交流傳動機車,毛子也積極與西方大佬開展合作,鑑於俄鐵希望提高旅客列車的執行效率,基於其本國路情,決定研發一型可同時運用於交/直流兩種牽引供電區段的雙制式大功率交流傳動客運電力機車。

EP20“奧林匹斯”(ЭП20《ОЛИМП》)型:

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型雙層列車執行在莫斯科州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

停靠在莫斯科喀山站的EP20

——發展:

90年代後期,新切爾卡斯克電力機車製造工廠(簡稱“切廠”)開始製造EP1(ЭП1)型客運電力機車,不久後便與當時的德國-瑞士跨國企業ADTRANZ(後併入龐巴迪運輸)合作,研製了俄羅斯首款交流傳動客運電力機車EP10(ЭП10),並且該型機車是按照雙牽引供電制式設計的,可以跨交/直流牽引區段運用。不過後來因為俄羅斯原鐵道部政策的轉變,以及EP10本身存在的一些缺陷,最終導致該型機車斷斷續續地製造了12臺後便宣告停產。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引烏克蘭鐵路“首都特快”號國際列車(莫斯科至基輔)執行在莫斯科市的EP10

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型列車執行在阿迪格共和國的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

停靠在奧廖爾站的EP20

轉眼已是2008年,在很多發達國家的鐵路上,交流傳動機車早已成為日常,我國也開始大規模製造HX系列機車,毛子亦準備重整旗鼓,接著搞交流傳動機車,不過復產應用GTO閘流體等過時技術的EP10顯然會被吐槽,因此必須研發出更加現代化的全新型號,於是切廠找到了法蘭西夥伴——阿爾斯通,並組建了合資企業鐵路運輸技術公司,與全俄電力機車研究設計院(簡稱“全俄電研院”)共同負責新型機車的研發。俄鐵要求新型機車與EP10一樣,能夠同時在交/直流兩種牽引供電區段執行,並且所有指標均能夠達到歐洲現行標準。考慮到機車還將用於牽引十月鐵路(莫斯科至聖彼得堡)上的高速列車,故設計有標準型(160千米/時)和高速型(200千米/時)兩種齒輪箱。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引“雨燕(СТРИЖ)”列車執行在下諾夫哥羅德州的EP20,該型列車採用了西班牙TALGO的鉸接轉向架技術

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型雙層列車執行在楚瓦什共和國的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

停靠在莫斯科基輔站的EP20

新型電力機車的方案最終於2010年確定,並定型為EP20(ЭП20,Э-電力,П-客運,20-20型)。同年5月,俄鐵與製造商簽署了一份價值約10億歐元的合同,計劃購買200臺該型電力機車,並設想在索契冬奧會期間運用該型機車牽引莫斯科至阿德列爾(索契)的旅客列車,而且全程無需換掛,這可是俄鐵歷史性的變革,為了迎接即將舉辦的奧運會,EP20的官方綽號被定為“奧林匹斯”。2011年4月,首臺機車EP20-001下線,機車裝配了最高速度160千米/時的標準型齒輪箱,在工廠除錯完畢後,先後在全俄鐵科院、莫斯科局、北高加索局以及白俄羅斯鐵路進行測試,不過測試過程並不一帆風順,2012年5月,由於制動電路故障,在北高加索局管內發生脫線事故,後來機車得到修復,繼續測試。2012年年初,002號機車出廠,這臺機車裝配了高速型齒輪箱,執行速度可達200千米/時,在十月局進行高速測試時,達到了230千米/時的最高速度。001和002兩臺機車透過全部認證後,於2012年9月取得製造許可,開始批次製造。然而從2014年起,由於俄盧布危機導致製造成本抬升,機車產量出現大幅下滑,截至2020年元旦,至少製造了72臺機車。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

EP20-001採用了原廠的藍橙配色塗裝,設計靈感源於火焰和山巒,以示迎接索契冬奧會,從002號車開始採用俄鐵標準塗裝

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引“雨燕”列車執行在(白俄羅斯)明斯克州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

在新切爾卡斯克環鐵進行工廠測試的EP20

——設計:

EP20“奧林匹斯”是俄羅斯目前最為現代化的客運電力機車,也是俄羅斯新一代電力機車的代表型號,由運輸機械控股集團(切廠和全俄電研院的母公司)聯合法國阿爾斯通以及其他一些製造商共同研發。機車融入了許多俄羅斯高科技發展成果,包括牽引電機、微機控制系統、制動裝置、控制電路、全套輔機、司機室、滅火系統,而牽引變流器、牽引控制系統等部分由法國方面負責設計,為了應對俄羅斯嚴苛的氣候,機車的設計更加複雜,也花費了較長的時間。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

踏雪執行在聖彼得堡市的EP20,前期製造的機車裝用烏克蘭第聶伯羅提供的司機室

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在卡盧加州的EP20,從2016年起,新造機車改用俄製司機室,因此機車前臉造型有所變動

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

2019年起,新造的機車開始裝配與切廠傳統車型統一的帶有加強筋的拼接式側壁,這一舉動引起許多毛子車迷吐槽,右上圖為俄羅斯車迷以最新的EP20為基礎PS惡搞的下一代電力機車“EP62”的“想象圖”,以諷刺切廠恢復加強筋的這種返祖行為

由於裝用了強大的交流非同步牽引電機,機車功率與裝用直流電機的雙機八軸ChS7(ЧС7)和ChS8(ЧС8)相當。設計用於軌距1520毫米,牽引供電制式為25千伏工頻單相交流電,或者3千伏直流電的電氣化鐵路區段牽引旅客列車。機車允許在-50至40攝氏度的環境下執行。由於同時相容兩種牽引供電制式,運用該型機車可以明顯提高旅客列車的執行效率,並且大幅延長機車交路,還能減少機車配屬型別和數量,節約運營成本。電力機車設計有標準型和高速型兩種齒輪箱,最大執行速度分別為160千米/時和200千米/時,在平直區段,標準型EP20可以牽引24輛客車達速執行,高速型則可以牽引17輛客車達速執行。EP20整備重量129噸,軸重21。5噸,最大功率7200千瓦,軸功率1200千瓦,啟動牽引力450千牛(高速型350千牛),持續牽引力325千牛(高速型250千牛),構造速度160千米/時(高速型200千米/時),持續速度78千米/時(高速型100千米/時),再生制動功率6000千瓦,電阻制動功率在交流牽引區段為3200千瓦,直流牽引區段為4500千瓦。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

停靠在羅斯托夫站的EP20,可以看出車頂裝設的四架受電弓

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在莫斯科州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型列車執行在羅斯托夫州的EP20

機車為車體承載結構,車體、轉向架均按照200千米/時的構造速度進行設計,並採用了先進的吸能裝置,能在發生碰撞時最大限度地確保司機的安全。司機室為安裝在車體上的獨立結構,外殼由複合材料製成,符合現代的安全、衛生和人機工程學標準,早期的司機室由烏克蘭提供,從2016年開始,由於烏克蘭政治危機和進口成本等因素,改用俄製司機室,從2019年起,車體改用和切廠傳統車型一致的,帶有加強筋的拼接側壁。機械間設有中央走廊,主要裝置均為獨立通風。機車軸式為B0-B0-B0,裝有三臺焊接式二軸轉向架,軸箱採用單拉桿和梯形槽進行定位,兩端轉向架用高圓彈簧和油壓減振器與車體相連,中間轉向架則吸收了EP1系列機車的經驗,裝設了四根彈性擺動壓縮套杆,以便在曲線執行時能夠相對車體產生較大的位移,三臺轉向架均裝有斜向中央牽引杆。機車採用走行壽命超過100萬千米的整體式車輪,並設有踏面清掃、輪緣潤滑等裝置,基礎制動為帶自動停放制動功能的獨立單元式輪盤制動,這在俄羅斯還算是個稀罕玩意。既然是高速機車,牽引電機顯然採用全懸掛(架懸)安裝,透過3級牽引(空心軸)裝置向輪對傳動。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

EP20的總體裝置佈置

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

後期裝用的俄羅斯國產司機室,下方的吸能裝置清晰可見

機車車頂裝有兩對(四架)受電弓,分別用於交/直流牽引供電區段。牽引逆變器的核心採用IGBT電晶體模組,為ДТА-1200А 型交流非同步牽引電機提供可調壓調頻的電源,並在再生制動或者電阻制動時實施反向逆變,六臺牽引電機的功率控制均相互獨立。輔助逆變器有容量調節功能,以確保輔助裝置平穩執行,通風機的轉速可以根據執行工況進行平滑調節,空壓機為先進的無油活塞式壓縮機。機車還設有列車供電裝置。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

EP20做工精良的司機室

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

EP20的司機側操縱檯,側窗處依然保留了調車控制器的設計

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

EP20的機械間,採用中央走廊佈置

機車使用了當前最先進的全新微機系統進行控制、管理、診斷,調速控制更加靈活,改善了電子防止空轉/滑行效能,能夠實現列車自動駕駛。另一大亮點是設定了列車通訊匯流排,可以與特維爾車輛製造工廠(簡稱“特廠”)製造的新型客車進行聯網,實現全列車執行資料的綜合分析和診斷,並配有相容GPS/格洛納斯雙系統的衛星定位裝置。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型列車執行在克拉斯諾達爾邊疆區的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在弗拉基米爾州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型雙層列車執行在沃羅涅日州的EP20

——運用:

2012年年底,EP20“奧林匹斯”機車隆重交付俄鐵,首臺交付的EP20-002號機車由此開始在十月鐵路上擔當“涅瓦特快”號列車(莫斯科至聖彼得堡)的牽引任務。由於莫斯科、聖彼得堡這兩大樞紐及其周邊鐵路的電氣化年代較早,全部採用直流牽引供電,但其通往的許多方向在後期電氣化時都採用了交流牽引供電,因此存在著許多交/直流區段分界車站,而且這些區段都非常繁忙,是俄鐵最為需要雙制式牽引電力機車的地區,所以全部EP20都交付給了莫斯科局,並從2013年開始集中配屬莫斯科梁贊編組機務段,但集中配屬該段並不意味著機車的運用範圍僅限於莫斯科和梁贊區間;2016年,全部機車又轉配至奧熱列利耶機務段;2018年年底,全部機車再次轉配回莫斯科梁贊編組機務段。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引列車駛過奧卡河的EP20,莫斯科州

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

停靠在索契站的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型雙層列車執行在羅斯托夫州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在斯維爾德洛夫斯克州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在利佩茨克州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

2018年秋季,圖阿普謝河爆發山洪,鐵路搶通後執行的EP20,克拉斯諾達爾邊疆區

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在羅斯托夫州的EP20,背景即為2018年俄羅斯世界盃主場館之一的羅斯托夫足球場

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

執行在斯塔夫羅波爾邊疆區的EP20

可能是受到了法蘭西夥伴的加持,“奧林匹斯”機車的質量比切廠原有的車型似乎要好一些,在運用中的表現總體令人滿意。由於不受牽引供電制式的限制,隨著機車逐漸增多,EP20已經形成了以莫斯科和聖彼得堡兩大樞紐為中心的龐大機車交路網——東至烏拉爾山脈東麓亞歐分界線上的葉卡捷琳堡,西至白俄羅斯的首都明斯克以及緊鄰波蘭的佈列斯特,南至黑海之濱的療養勝地索契和冬奧之城阿德列爾,北至北極圈內的最大城市摩爾曼斯克,還可抵達芬蘭境內邊境車站瓦伊尼卡拉。除了上文提到的“涅瓦特快”號,還有許多歷史悠久的著名列車也由EP20機車擔當牽引任務,諸如“白俄羅斯”號(莫斯科至明斯克)、“列夫•托爾斯泰”號(莫斯科經聖彼得堡至赫爾辛基)、“琥珀”號(莫斯科經明斯克至加里寧格勒)、“紅箭”號(莫斯科至聖彼得堡)、“伏爾加”號(聖彼得堡經莫斯科至下諾夫哥羅德)等等,不光是老牌經典列車,代表著當今俄鐵機輛模式最高水平的“雨燕”號鉸接列車,以及特廠製造的最新型單層和雙層客車大都也由EP20機車負責牽引。

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引白俄羅斯鐵路“白俄羅斯”號國際列車執行在(白俄羅斯)明斯克州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型歐洲限界“列夫·托爾斯泰”號國際列車(莫斯科至赫爾辛基)執行在聖彼得堡市的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

在(芬蘭)瓦伊尼卡拉站內單機轉線的EP20,左側是芬蘭鐵路在70至90年代從蘇聯/俄羅斯引進的Sr1型電力機車,切廠製造的祖孫兩代機車在此相遇

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引“涅瓦特快”號列車執行在列寧格勒州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引“紅箭”號列車執行在莫斯科州的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引新型雙層列車執行在克拉斯諾達爾邊疆區黑海之濱的EP20

21世紀的俄羅斯鐵路機車 之 客運電力機車(交流傳動篇)

牽引“雨燕”列車執行在莫斯科市的EP20

EP20“奧林匹斯”機車從立項伊始,就被俄羅斯寄予厚望,它標誌著俄鐵的客運機車正式翻開了交流傳動的新篇章,不僅是技術標杆,而且還是顏值擔當,可惜因為這些年來的國際制裁,“心有餘而錢不足”成為了俄鐵的常態,所以俄鐵只能無奈地放緩採購交流傳動機車的步伐,繼徐採購比較落後但是更為便宜的直流傳動機車。回顧EP20的研製歷程:2011年首臺機車出廠、2012年便開始量產,但是到如今僅僅70餘臺的產量顯然不是一張令人滿意的答卷。相比之下,我國與之類似級別的HXD1D、HXD3D型機車均從2013年才開始量產,可是至今已如下餃子般地製造了逾千臺,2019年,中國的普速鐵路上,嶄(醜)新(爆)的“復興號”動集列車也陸續上線,中俄兩國在鐵路方面本已拉開的差距將變得更加懸殊,實在令人唏噓不已。

圖片除已註明之外均源自網路,如有侵權,誠表歉意!請聯絡我刪除。

請勿將本文章用於商業或學術用途,謝謝!