Тяговый агрегат ОПЭ1

ОПЭ1 – Однофазный Промышленный Электровоз с 1-м моторным думпкаром. Выпускался в 1969-2002 годах на Днепропетровском электровозостроительном заводе и Новочеркасском электровозостроительном заводе. Построено 417 электровозов.

История ОПЭ1 началась задолго до его серийного выпуска. В 1957 году на Коркинском угольном карьере (Челябинская область) был собран первый в Советском Союзе тяговый агрегат. Его основу составил немецкий электровоз IV-КП, сцепленный с переделанным думпкаром ВС-50, который оснастили тяговыми электродвигателями. Этот эксперимент доказал, что увеличение сцепного веса вдвое позволяет значительно повысить вес вывозимых составов. Однако стало очевидно, что зарубежные аналоги не в полной мере соответствуют суровым условиям советских карьеров.

Вдохновлённые успехом, советские инженеры приступили к разработке собственного проекта. В создании ОПЭ1 участвовали 3 ключевых института: Всесоюзный электротехнический институт (ВЭлНИИ), Днепровский электровозостроительный завод (ДЭВЗ) и Днепродзержинский вагоностроительный завод (ДВЗ). Первоначально предполагалось, что агрегат будет состоять из односекционного электротепловоза и 2 моторных думпкаров, аналогично немецким прототипам. Однако опыт эксплуатации зарубежных машин выявил слабые места: дизельный двигатель мощностью 750 л.с. оказался недостаточно надёжным для работы на неэлектрифицированных участках. Решение нашлось в разделении локомотива на две самостоятельные секции – электровозную и тепловозную, что позволило оптимизировать распределение веса и повысить манёвренность.

ОПЭ1 – это уникальный симбиоз трёх функциональных элементов, каждый из которых играет свою роль в обеспечении тяги и манёвренности:

1. Электровозная секция – оснащена токоприёмником для питания от контактной сети переменного тока напряжением 10 кВ. Секция оборудована кабиной машиниста, тяговыми электродвигателями и системой управления.
2. Тепловозная секция – автономный источник энергии, оснащённый дизель-генераторной установкой и ТЭД. Она позволяет агрегату работать на неэлектрифицированных путях и также имеет кабину машиниста.
3. Моторный думпкар (или бустерная секция) – дополнительная тяговая единица, оснащённая собственными электродвигателями. В зависимости от модификации, агрегат может комплектоваться 1-2 думпкарами, что значительно увеличивает его тяговые возможности. В поздних версиях ОПЭ1 вместо думпкара устанавливалась бустерная секция, представляющая собой раму с балластом и тяговыми электродвигателями, но без грузовой платформы.

Общая масса агрегата в базовой комплектации составляла 360 тонн, а осевая нагрузка достигала 30 тонн на ось – рекордное значение для советских локомотивов того времени. Такая конструкция позволяла уверенно работать на путях с уклонами до 60 ‰, что было критически важно для карьерных железных дорог.

Первый серийный ОПЭ1-001 сошёл с конвейера Новочеркасского электровозостроительного завода (НЭВЗ) в 1969 году. Уже через год завод выпустил ОПЭ1-002 – модификацию без моторного думпкара. Одним из самых интересных экспериментов стал ОПЭ1-006, в котором вместо стандартного четырёхосного думпкара использовался шестиосный вариант. Этот думпкар опирался на 2 трёхосные тележки, где тяговые электродвигатели устанавливались только на крайних колёсных парах, а средние выполняли роль поддерживающих. Длина кузова достигала 19,6 метра, но, несмотря на инновационность, эта конструкция не прижилась и была списана после нескольких лет эксплуатации. В 1988 году НЭВЗ выпустил ОПЭ1-400 – первый с бустерной секцией вместо думпкара.

Для движения тягового агрегата используются тяговые электродвигатели НБ-412П, разработанные на базе двигателей НБ-412М, которые устанавливались на электровозах ВЛ60. Каждый двигатель развивает мощность 644 кВт в 15-минутном режиме, что позволяет агрегату уверенно тронуть с места составы массой до нескольких тысяч тонн при сложном профиле пути.

ОПЭ1 нашёл широкое применение на железных дорогах горнодобывающих предприятий Советского Союза и постсоветского пространства. Наибольшее распространение он получил на карьерах Юго-Восточной, Западно-Сибирской и Красноярской ж/д России, а также на Экибастузских угольных разрезах в Казахстане. Эти агрегаты работали в самых суровых условиях: при температурах от -50 °C до +40 °C, на высоте до 1200 метров над уровнем моря и при влажности воздуха до 90 %.

Однако эксплуатация выявила и ряд недостатков. Вагонная форма кузова, унаследованная от первых прототипов, оказалась неудобной для работы в карьерных условиях. Машинистам приходилось часто переходить между кабинами при смене направления движения, а обзор из кабины был ограничен, особенно при работе с думпкарами. Эти проблемы были учтены при разработке следующей серии НП1, с капотной формой кузова и центральной кабиной.

Производство ОПЭ1 продолжалось до 2002 года. За это время Новочеркасский завод выпустил 417 двухсекционных электротепловозов, 52 моторных думпкара (включая экспериментальный шестиосный) и 32 бустерные секции. Многие агрегаты прошли капитальный ремонт и модернизацию, в ходе которой часть из них лишилась дизельных секций, а их маски кабина оснащались камерами для визуального контроля.

Особенности:

• Первый серийный тяговый агрегат в СССР выпускаемый отечественным заводом
• Предназначен для эксплуатация на предприятиях горной промышленности от тепловозной тяги или сети переменного тока 10 кВ через верхний или боковой токоприёмник
• Способен работать на участках с уклоном до 60 ‰, но из-за сильной осевой нагрузки (30 тс) не способен эксплуатироваться на линиях общего пользования

Модификации:

• ОПЭ1М-300 – Модернизированный с удалённым дизельным двигателем из локомотива и добавленным моторным думпкаром

Технические характеристики:

Э – электровоз, Д – думпкар

• Высота – 5100 мм
• Длина – 2 × 20 100 мм (Э) и 15 830 мм (Д)
• Ширина – 3250 мм
• Колея – 1520, 1524 мм
• Конструкционная скорость – 65 км/ч
• Минимальный радиус прохождения кривых - 80 м
• Мощность двигателя (14Д40) – 2000 л.с.
• Мощность ТЭД (часовая) – 3 × 4×550 кВт (6600 кВт)
• Сила тяги (часовая) – 1177 кН
• Тип ТЭД – коллекторные, НБ-412П
• Осевая формула – 3×(2₀-2₀)
• Род тока – переменный (10 кВ)
• Осевая нагрузка – 30 т
• Служебная масса – 3×120 т (360 т)
• Тип – грузовой

Эксплуатация:

• Казахстан: Казахские ж/д
• Россия: Западно-Cибирская ж/д, Октябрьская ж/д, Северо-Кавказская ж/д, Юго-Восточная ж/д

Предшественники:

• Тяговые агрегаты ПЭ2, ЭЛ10 и IV-КП
• Кузов электровоза ВЛ80Р
• Двигатель 14Д40 позаимствован у тепловозов М62

Последователи:

• Стали выпускаться новые тяговые агрегаты НП1 и ОПЭ2

Похожие серии: