Вагоны метрополитена 81-717/714

Вагоны метрополитена типа 81-717/714 были созданы на базе вагонов типа Еж3. Эти вагоны также известны как «номерны́е», потому что они первые в СССР не имели буквенного наименования модели, а только цифровое заводское обозначение.

Опытный поезд был изготовлен на заводе «Метровагонмаш» в 1976 году. Серийное производство вагонов велось на «Метровагонмаше» в 1977—1988 годах, на заводе «Вагонмаш» — в 1980—1988 годах.

История создания

Моторные вагоны Е и даже их последние разновидности не позволяли поднять провозную способность линий с большим пассажиропотоком, так как скорость движения ограничивалась мощностью тяговых электродвигателей и относительно медленными переключениями при контакторной системе регулирования напряжения и тока.

Повышению вместимости вагонов мешало наличие кабин машиниста во всех вагонах. Создание для линий с большими объёмами перевозок моторных электровагонов с более высокими техническими параметрами было решено осуществить двумя путями:

изготовить электровагоны с максимальным использованием элементов конструкции электровагонов Еж3, но с более мощными тяговыми электродвигателями, без кабин в промежуточных вагонах и усиленной механической частью;
построить новые более легкие электровагоны повышенной вместимости, рассчитанные на заметное увеличение скорости движения.

В результате работ по этим направлениям были созданы электровагоны, получившие заводское обозначение 81-717 и 81-714 и опытные электровагоны типа И. Вагоны 81-717 и 81-714 не получили буквенного обозначения серии, за ними сохранились только заводские обозначения, называемые зачастую не серией или типом, как это было ранее принято на метрополитенах, а моделью.

В первой половине 1976 года Мытищинский машиностроительный завод выпустил шесть опытных вагонов: три головных (заводское обозначение 81-717) № 5846, 5854, 5855 и три бескабинных промежуточных (заводское обозначение 81-714, дальнейшая разработка проекта вагонов Еж2) № 5837, 5867, 5868. В конце 1977 года на этом же заводе была изготовлена установочная партия вагонов 81-717 (№ 9050, 9051) и 81-714 (№ 9350-9355), а с середины 1978 года организован их серийный выпуск.

По чертежам Мытищинского завода с соответствующей переработкой их применительно к своей технологии производства и с целью использования элементов модернизированного кузова вагонов Ем508Т, Ем501, [[Вагон типа Ем501/Ема502/Емх503|Ема5012] выпуска 1976 года, начиная с 1980 года (с января вагоны 81-714 с № 7202; с августа вагоны 81-717 с № 8400), серийное производство новых вагонов освоил Ленинградский вагоностроительный завод им. И. Е. Егорова.

В связи с постоянно возрастающими потребностями в вагонах метрополитена и, следовательно, увеличением их выпуска, тележки для вагонов 81-714 и 81-717 соответственно с середины 1980 и 1985 годов начал выпускать Калининский вагоностроительный завод.

Конструкция

Габаритные размеры кузова, опоры на тележку, внутренняя отделка, аккумуляторные батареи, пневматическое оборудование и мотор-компрессоры вагонов 81-717/714 практически такие же, как на последних разновидностях вагонов типа Е. Так как вагоны 81-717 рассчитаны на постановку только по концам поезда, то в кабинах машиниста отсутствует торцевая дверь для перехода в соседний вагон; для лучшего обзора вместо неё установлено большое ветровое стекло, с обеих сторон которого имеются два окна меньших размеров. Рабочее место машиниста, пульт и органы управления поездом перенесены с правой стороны в середину кабины машиниста и размещены перед большим ветровым стеклом. Лобовые части промежуточных вагонов 81-714, как и на вагонах Е, имеют двери для прохода между вагонами; в передней части этих вагонов в подоконном поясе и над лобовыми окнами размешены отсеки с аппаратурой и приборами для маневровых передвижений. Переносной пульт управления с вмонтированным в него контроллером машиниста КВ-65А электрически подсоединяется к цепям управления вагоном через специальный штепсельный разъем, установленный также в одном из этих отсеков.

Устанавливаемая на вагонах 81-717/714 автосцепка, в отличие от вагонов типа Е и их разновидностей, соединена с кузовом с помощью шаровой связи вместо валиков; количество контактов для соединения проводов между вагонами увеличено с 32 до 72, что позволило ликвидировать дополнительный разъем автоведения, применяемый на всех вагонах Ем. На вагонах 81-717 с № 9050 и 81-714 с № 9350, как и на вагонах типа Е, автосцепка имеет поглощающий аппарат с пружинами вместо резинометаллических элементов, ранее применённых на опытных вагонах.

На вагонах 81-717/714 отсутствует ручной тормоз; вместо него используется пневматический стояночный тормоз, имеющий два дополнительных цилиндра на тележку, сблокированных с основными тормозными цилиндрами. При наполнении из напорной магистрали дополнительного цилиндра сжатым воздухом тормоз отпускает, при отсутствии воздуха — затормаживает вагон (при отсутствии сжатого воздуха стояночный тормоз может быть отпущен вручную на каждом дополнительном цилиндре в отдельности). На случай непредвиденного выпуска воздуха из цилиндров стояночного тормоза предусмотрены его пневматические защёлки.

На электровагонах 81-717 и 81-714 установлены более мощные, чем на электровагонах Еж3, четыре тяговых электродвигателя ДК-117Д с петлевой обмоткой якоря, рассчитанной на большие токи.

Тележки вагонов 81-717/714 по сравнению с тележками вагонов Е и их разновидностями претерпели изменения, связанные, в основном, с установкой более мощных тяговых электродвигателей:

применена безмоментная система подвески их к раме тележки, при которой остов тягового электродвигателя с помощью кронштейнов подвешивается к одной из поперечных балок рамы и через реактивную тягу с резинометаллическими элементами соединяется с поперечной балкой подвески другого электродвигателя данной тележки;
диаметры осей колесных пар увеличены со 155 до 165 мм в подступичной и со 145 до 150 мм в средней частях.

Начиная с 1977 года на вагонах 81-717 и 81-714 устанавливают рычажно-тормозную передачу с регулировочными винтами, расположенными с наружной стороны тележки. Ранее такая конструкция применялась на вагонах типа Е, Ем, Ема, Емх.

Силовая электрическая схема вагонов 81-717/714 предусмотривает переходный переключатель ПКГ-761А, состоящий из двух самостоятельных двухпозиционных переключателей с электропневматическим приводом. Один служит для переключения тяговых электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение, другой — для перевода схемы с тягового на тормозной режим.

Отказ от переключателя ЭКГ-18 с одним четырехпозиционным электромоторным приводом и введение в схему управления устройства, позволяющего реостатному контроллеру возвращаться на 1-ю позицию по кратчайшему пути, позволило сократить время перевода схемы на работу в тормозном режиме, что особенно важно при работе системы АРС.

Опытные головные вагоны 81-717 оборудованы системой КСАУДП, а на вагонах с № 9050 возможна установка устройств системы автоматического управления поездами КСАУП-М, состоящей из КСАУП и функционирующей совместно с ней системы АЛС-АРС, применяемой в КСАУДП.

Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей на тяговом режиме при последовательном их соединении на вагонах 81-717/714 достигает 28 % на 1-й позиции реостатного контроллера; после вывода пуско-тормозных резисторов на последовательно-параллельном соединении возбуждение может изменяться со 100 до 28 % по ступеням: 70, 50 и 37 %.

Контроллер машиниста КВ-67А вагонов 81-717 для возможности вращения рукоятки его главного вала в вертикальной плоскости без применения сложного, как на вагонах Еж3, промежуточного привода расположен в горизонтальной плоскости; рукоятка контроллера в виде рычага выведена под пульт управления.

Контроллер машиниста КВ-67А не имеет вала разъединителя цепей управления (РЦУ), а в этих цепях отсутствуют плавкие предохранители. На вагонах 81-717 и 81-714 их роль выполняют автоматические выключатели АК-63-1М. На вагонах 81-717, выпускавшихся, начиная с 1977 года, при постановке рукоятки главного вала контроллера машиниста в положение «Ход-2» происходит полный вывод пусковых резисторов сначала на последовательном, а затем на последовательно-параллельном соединении тяговых электродвигателей при их возбуждении 100 %. Положение «Ход-3» служит для ступенчатого ослабления возбуждения тяговых электродвигателей при их последовательно-параллельном соединении со 100 до 28 %.

Процесс реостатного электрического торможения на вагонах 81-717/714 по сравнению с вагонами типа Еж3/Ем508Т имеет следующие отличия:

минимальное возбуждение тяговых электродвигателей 28 %;
при тиристорно-импульсном регулировании возбуждения в положении «Тормоз-1» рукоятки главного вала контроллера машиниста установка тока якорей тяговых электродвигателей 160—180 А, в положениях «Тормоз-1А» и «Тормоз-2» в порожнем режиме под контролем авторежимного устройства до 250—260 А, в гружёном — 350—370 А.

На вагонах применены тиристорные регуляторы РТ-300/300А-1 с блоками управления БУ-13А1.

На вагонах 81-717 с № 9050 и 81-714 с № 9350 Мытищинского завода и всех вагонах Ленинградского завода (до соответственно № 8617 и 7753) установлен блок питания собственных нужд БПСН-5У2, состоящий из двух статических преобразователей тока.

Один — первичный, мощностью 5 кВт, — предназначен для преобразования напряжения 750 В на контактном рельсе в напряжение 75 В постоянного тока (50±5 А) для питания цепей управления поездом и подзарядки аккумуляторных батарей. Он состоит из высоковольтной части, служащей для получения переменного тока частотой 400 Гц и образованной шестью тиристорами Т-160-10, включенными последовательно по три в два плеча, понижающего трансформатора и низковольтной части, выпрямляющей переменный ток с помощью двух тиристоров В-250.

Другой преобразователь — вторичный, мощностью 2 кВт, — служит для получения переменного тока частотой 400 Гц, напряжением 220 В для питания люминесцентного освещения пассажирского салона путем преобразования постоянного тока от низковольтной части первичного преобразователя с помощью повышающего трансформатора и двух тиристоров ТЧ-125.

Кроме преобразователей, блок БПСН-5У2 имеет дроссели и элементы, коммутирующие тиристоры, а также цепи управления ими.

На опытных вагонах 81-717/714 был установлен блок питания собственных нужд БПСН-4, имеющий мощность первичного преобразователя 4 кВт и созданный на базе отдельно расположенных преобразователей — первичного СПМ № 1 и вторичного СПМ № 2, установленных на опытных вагонах типа И выпуска 1973 года.

Как и вагоны Ем501/Ема502, все вагоны 81-717 и 81-714 имеют активную дверную сигнализацию. На вагонах 81-717 дополнительно установлена педаль безопасности НВ-701 для возможности управления поездом одним машинистом. На части вагонов 81-717 (№ 9092-9163, 9169), выпущенных Мытищинским заводом в 1979—1980 годах, пульты управления и схема привязки поездных и вагонных проводов управления выполнены применительно к системе автоведения КСАУДП. Все вагоны 81-717 оборудованы радиоусилителями У-100.

Модификации

Экспортные

Вагоны типа 81-717.1/714.1

После испытаний в 1976—1977 годах опытных вагонов типов 81-717 и 81-714 было решено наладить их серийное производство. Новыми вагонами заинтересовалось руководство Пражского метрополитена, открытие новой линии которого было запланировано на 1978 год. Поэтому в 1977 году на Мытищинском заводе были разработаны и пошли в серийное производство модели новых вагонов метро для Праги, получившие обозначения 81-717.1 (головные) и 81-714.1 (промежуточные). К середине 1978 года был выполнен заказ на изготовление 68 вагонов 81-717.1/714.1 и только с июня этого года ММЗ приступил к выпуску метровагонов 81-717 и 81-714 для Москвы. Позже последовали новые поставки метровагонов в Чехословакию, всего в Мытищах было выпущено 204 вагона типа 81-717.1 и 303 вагона типа 81-714.1.

В 1996 году Пражский метрополитен начал комплексную модернизацию вагонов 81-717.1/717.1 с заменой оборудования, улучшением экстерьера и интерьера, а также сменой бортовых номеров. Модернизированные вагоны получают обозначение 81-71М.

По состоянию на начало 2005 года в Праге списаны электровагоны типов 81-717.1/714.1 № 2102, 2107, 2133, 2325, 2490. Головной вагон № 2129 отдан фирме Skoda Plzen для испытаний, на базе метровагона № 2148 фирмой Siemens создан экспериментальный вагон метро на IGBT-транзисторах. Первым вагоном нового музейного состава стал электровагон типа 81-714.1 № 2213.

Вагоны типа 81-717.2/714.2

Представляют собой модификацию базовой модели 81-717/714 для Венгрии.

Вагоны типа 81-717.3/714.3

Открытие первой линии метро в Варшаве было запланировано на 1990 год, однако впоследствии сроки открытия были перенесены. Именно поэтому варшавский метрополитен, введённый в строй только в апреле 1995 года, получил свои первые вагоны метро задолго до официального пуска первого поезда. В 1989—1990 годах в столицу Польши поступило 10 вагонов 81-717.3/714.3 производства Мытищинского машиностроительного завода.

Вагоны типа 81-717.4/714.4

Первая очередь метрополитена столицы Болгарии, Софии, строилась около 20 лет. Также как и в случае с Варшавой, электровагоны типов 81-717.4/714.4, предназначенные для софийского метрополитена, были изготовлены на Мытищинском машиностроительном заводе задолго до открытия «подземки», а именно — в 1990 году. Всего для Софии на ММЗ было выпущено 24 головных и 24 промежуточных вагона с бортовыми номерами 1001—1024 и 5001-5024 соответственно. Работать на линии они начали только в январе 1998 года.

Для городов бывшего СССР

Вагоны типа 81-717.5/714.5

В 1987 году в целях дальнейшего повышения надёжности моторвагонного подвижного состава на Московском метрополитене проводились эксплуатационные испытания вагонов, оборудованных блоками питания собственных нужд с частотой напряжения 150 Гц и электроконтактными коробками межвагонного соединения, выполненными на базе штепсельных разъёмов 7Р-52. Такие усовершенствования дали хороший эффект, и все вагоны 81-717 Мытищинского завода, начиная с № 0154, стали выпускаться в этой комплектации, получив, как и опытный вагон № 0129, обозначение 81-717.5. Соответственно, модифицированные вагоны 81-714 получили обозначение 81-714.5. На вагонах 81-717.5 и 81-714.5 устанавливались тележки повышенной надёжности, пожаробезопасное электрооборудование, была внедрена система сигнализации и пожаротушения.

Вагоны типа 81-717.5М/714.5М и 81-717.5Б/714.5Б

Основная статья: Вагоны типа 81-717.5М/714.5М.

Вагоны типа 81-717.6К/714.6К и 81-717.6/714.6

С июня 2007 года ведутся работы над модернизацией существующих «номерных» до модификации 81-717.6К/714.6К. В конце 2007 года первые три вагона, переделанные из 81-717.5/714.5, отправленных на капитальный ремонт, поступили в электродепо «Сокол» для проведения испытаний. В конце 2008 года комиссия утвердила результаты испытаний. С 2009 года начнётся серийное производство новых вагонов 81-717.6/714.6 (без литеры «К» в обозначении) и модернизация старых вагонов.

Эксплуатация

Первые поезда, составленные из электровагонов 81-717 и 81-714, поступиили на Московском метрополитене на Кольцевую линию. Затем такие поезда начали работать на Киевском, Ленинградском и ряде других метрополитенов.

В процессе выпуска вагонов 81-717/81-714 в их конструкцию вносились отдельные изменения, направленные на повышение их надежности в эксплуатации, облегчение технологии изготовления.

По аналогии с вагонами Ленинградского завода на вагонах Мытищинского завода 81-717 с № 9050 и 81-714 № 5867, 5868, 9350 и всех последующих внедрены: параллельное расположение концевых хребтовых балок на раме кузова, сварные соединения в элементах гнезд автосцепок и крепления их к кузову; на вагонах 81-717 с № 9052 и 81-714 с № 9356 штампованный профиль бокового пояса рамы кузова заменен на прокатный с сохранением овальных отверстий по его длине; на вагонах 81-717 с № 0044 и 81-714 с № 9883 на боковой наружной обшивке кузова выше подоконного пояса применены три гофра вместо двух; на вагонах 81-717 с № 0057 и 81-714 с № 9917 штампованный профиль поперечных балок заменен прокатным.

Партия вагонов 81-717 № 0057-0083, 81-714 № 9917-9969 была выпущена с уменьшенной толщиной горизонтальных и вертикальных листов шкворневой балки соответственно с 10 до 8 мм и с 8 до 6 мм. На вагонах Мытищинского завода 81-717 с № 9089 вместо радиостанции ЖР-ЗМ установлена радиостанция 42РТМ-А2-4М; на вагонах 81-717 с № 9107 и 81-714 с № 9468 применена электрическая схема с одинаковым включением якорей и их обмоток возбуждения в обеих группах тяговых электродвигателей, как это было сделано на вагонах Ема502 с № 7169 и электровозах ВЛ82 с № 003; на вагонах 81-717 № 9274, 9275, 9278, 81-714 № 9676, 9684, 9688 деревянный ящик для аккумуляторных батарей заменен на металлический. При этом все вагоны 81-717, 81-714 Ленинградского завода выпускались только с приведенными выше изменениями.

В 1981 г. вместо пуско-тормозных резисторов КФ-47А-9 на вагонах 81-717 с № 9229 и 81-714 с № 9579 Мытищинского завода, 81-717 № 8447 и 81-714 с № 7401 Ленинградского завода были внедрены резисторы КФ-47А-11 с двойным экраном, понижающим нагрев подвагонного оборудования.

В 1980 г. для вагонов метрополитена была выпущена опытная партия бандажных цельнометаллических колес, а в периоды 1980—1981, 1981—1983 гг.- безбандажных цельнокатаных колес соответственно с большей и меньшей толщиной обода, последние из которых начиная с 1984 г. при изготовлении новых вагонов полностью заменили менее надежные в эксплуатации подрезиненные колеса. В отличие от колесных пар с подрезиненными колесами в новых колесных парах редуктор устанавливается на предварительно напрессованную на ось втулку, а не на удлиненную ступицу колеса.

В 1982 г. Мытищинский завод изготовил ряд опытных вагонов 81-717 № 9266, 9268 и 81-714 № 9640, 9643, 9648-9650 с быстродействующей защитой электрической схемы тяговых электродвигателей, а также с применением в надбуксовом рессорном подвешивании металлических поводков с переменным сечением и гидроамортизаторов МАЗ-500, установленных между буксой и рамой тележки. В том же году поводки и гидроамортизаторы стали устанавливаться на все серийно выпускаемые вагоны. Быстродействующая защита совместно с дифференциальной была внедрена только с середины 1984 г.

В связи с этим несколько изменилось расположение подвагонного электрического оборудования, повысилась надежность цепей управления поездом. При переключении силовой схемы с работы в тяговом режиме на выбег для смягчения толчка начали применять неодновременное отключение тяговых электродвигателей с помощью линейных контакторов, расположенных в ящике ЛК-761Б.

С начала 1984 г. все вагоны Мытищинского завода 81-717 с № 9321 и 81-714 с № 9766, Ленинградского завода 81-717 г № 8585 и 81-714 с № 7673 оборудуются тепловой защитой мотор-компрессора. Внедрение дополнительных электрических аппаратов и применение в цепях автоматического регулирования скорости стабилизирующего двенадцативольтового устройства позволили вагоны 81-717 с № 9290 Мытищинского завода и с № 8511 Ленинградского завода выпускать без аккумуляторных батарей ПНКН-55.

С применением новых фар усиленного освещения пути ФГ-146 вместо ФГ-16 на головных вагонах с № 9283 Мытищинского завода и с № 8618 Ленинградского завода подверглись изменению лобовые части кузова.

На вагонах 81-717 № 9280, 9282, 0001-0004, 0006 и 81-714 № 9689 9694-9697, 9823, 9824, 9827 и всех последующих Мытищинского завода, а также 81-717 с № 8617, 81-714 с № 7753 Ленинградского завода установлен модернизированный блок собственных нужд БПСН-5У2М, имеющий по сравнению с ранее выпускавшимся блоком БПСН-5У2 пониженный шум от статических преобразователей.

У модернизированного блока изменена конструкция понижающего и повышающего трансформаторов, первичный преобразователь работает с частотой 150 Гц вместо 400 Гц, уменьшено с трех до двух количество тиристоров Т-160-10 в каждом плече его высоковольтной части, в низковольтной части тиристоры В-250 заменены на Т-160-10; вторичный преобразователь имеет конденсаторы с большей коммутирующей способностью.

В 1985 г. были изготовлены опытные тяговые электродвигатели ДК-117МД, у которых в отличие от электродвигателей ДК-117Д бандажное крепление обмоток якоря заменено клиновым, увеличен диаметр якоря с 306 до 310 мм, применена изоляция с большей диэлектрической прочностью, уменьшены потери в якоре. При напряжении 375 В электродвигатели ДК-117МД имеют следующие параметры:

В период 1982—1984 гг. Мытищинский машиностроительный завод выпустил ряд вагонов с опытными узлами, проходивших эксплуатационные испытания на линиях Московского метрополитена: 81-714 № 9677, 9679, 9744, 9822 со шпинтонной связью буксы с рамой тележки (металлический стержень жестко закреплен в раме тележки и с помощью резинометаллических элементов соединен с буксой колесной пары) и № 9800 с резинометаллическими рессорами надбуксового рессорного подвешивания типа «Мега».

Литература

В. А. Раков «Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976—1985».