Электропоезд ЭР2

Электропоезд ЭР2-1290 «Карелия»

Электропоезд ЭР2 (электропоезд рижский, 2-й тип; заводское обозначение — 62-61) — серия электропоездов постоянного тока, выпускавшихся с июня 1962 года по август-сентябрь 1984 Рижским вагоностроительным заводом (латышск. Rīgas Vagonbūves Rūpnīca, RVR), который строил их совместно с Рижским электромашиностроительным (поставлял электрооборудование) и Калининским вагоностроительным (поставлял тележки, а также одно время и кузова вагонов) заводами. По конструкции ЭР2 является модернизированной версией электропоезда ЭР1, от которого отличается комбинированными выходами и более совершенным электрооборудованием. Со второй половины 1960-х на протяжении более 4 десятилетий выполняет основной объём пригородных пассажирских перевозок на железных дорогах Советского Союза и постсоветского пространства.

Предыдущие пригородные электропоезда Советского Союза

Впервые в Советском Союзе электропоезда начали эксплуатироваться 6 июля 1926 года на участке Баку — Сабунчи Бакинского железнодорожного узла. Каждая электросекция состояла из 1-го моторного и 1—2 прицепных вагонов. Каждый моторный вагон имел выходную мощность 300 кВт (4×75), напряжение в контактной сети равнялось 1200 В. В 1940-х гг. эти электровагоны были списаны.

Файл:EMU SR.jpg

Электросекция серии С^р

3 августа 1929 года было открыто движение пригородных электропоездов на участке Москва — Мытищи. На этом участке эксплуатировались электропоезда из электросекций серии С (Северные железные дороги). Каждая электросекция состояла из 1 моторного (выходная мощность 600 кВт, на последующих модификациях — 720 кВт) и 2 прицепных вагонов. Электропоезда эксплуатировались на участке с напряжением в контактной сети 1500 В. Первоначально электрооборудование для этих электропоездов изготавливала английская фирма Метрополитен Виккерс, но вскоре его начали выпускать и на заводе «Динамо». Механическая часть для этих электропоездов изготавливалась на Мытищинском вагоностроительном заводе. Со второй половины 1940-х электропоезда начал выпускать Рижский вагоностроительный завод, электрооборудование ему поставлял Рижский электромашиностроительный завод. Электросекции серии С выпускались до 1958 года самых разных модификаций, предназначенных для работы на разных напряжениях: С_в, С_д — на напряжение 1500 В; С^м, С^р — на два напряжения; С^м_в, РС (с рекуперативно-реостатным торможением), С^р₃, С^м₃ — на напряжение 3000 В. Основным недостатком всех разновидностей электросекций серии С являлась опорно-осевая подвеска тягового электродвигателя, что ограничивало повышение скоростей движения.

Электропоезда серии ЭР1

В 1954 году Рижский вагоностроительный завод выпустил опытные трёхвагонные электросекции, которые получили обозначение серии СН (Северная новая). Основным их отличием являлась опорно-рамная подвеска тягового электродвигателя, что позволило поднять конструкционную скорость до 130 км/ч (у электропоездов С — 85 км/ч). Часовая мощность тягового электродвигателя составляла 200 кВт. В середине 1950-х, в связи с ростом пригородных пассажирских перевозок и широкомасштабным внедрением электровозной и тепловозной тяги, электрическому моторвагонному подвижному составу требовалось значительное повышение среднетехнической скорости движения, что в свою очередь требовало высоких ускорений. Эксплуатировавшиеся в то время электропоезда, состоящие из трёхвагонных секций (соотношение между моторными и прицепными вагонами 1:2), не могли реализовать требуемых ускорений. Поэтому Рижский вагоностроительный и Рижский электромашиностроительный заводы, совместно с московским заводом «Динамо», используя отдельные элементы электросекций СН, разработали, а в 1957 году выпустили партию сразу из пяти электропоездов, которым присвоили обозначение серии ЭР1. Электропоезд состоял из пяти двухвагонных электросекций, но в отличие от предыдущих, каждая из этих электросекций не могла работать отдельно. Это упростило конструкцию, но было утрачено одно из основных преимуществ моторвагонной тяги — секционирование пригородных поездов. Электропоезда серии ЭР1 имели гораздо большую, по сравнению с предыдущими, конструкционную (130, против 85 км/ч, как у электросекций С) и среднетехническую (на участке в 5 км ЭР1 развивал скорость до 110 км/ч, С^р₃ — 85 км/ч) скорости движения. Также на электропоездах ЭР1 были установлены автоматически закрывающиеся и открывающиеся раздвижные двери (на С^р₃ их открывали вручную), кузова вагонов были легче на 10 %, а в рессорном подвешивании прицепных вагонов были применены пружинные рессоры вместо листовых. Эти электропоезда позволили уменьшить время хода на ряде участков Московского и Ленинградского железнодорожных узлов, но из-за конструкции выходов, которые были рассчитаны лишь на высокие платформы, не могли эксплуатироваться на железных дорогах с менее интенсивными пассажирскими перевозками, так как на последних применялись низкие платформы.

Проектирование и постройка электропоездов серии ЭР2

ЭР2-917 недалеко от станции Дагомыс

На многих грузонапряжённых линиях имелись низкие пассажирские платформы и для повышения технических скоростей на этих участках требовалась замена морально устаревших электропоездов из трёхвагонных секций на более совершенные и быстроходные. Тогда на Рижском вагоностроительном заводе (РВЗ) был создан проект модернизации электропоезда ЭР1. Согласно проекту вагоны нового электропоезда (ему было присвоено проектное обозначение серии ЭР2) оборудовались комбинированными выходами, то есть позволяющие осуществлять выход как на высокие, так и на низкие платформы. Для исключения ослабления конструкции, вызванного изменением конструкции рамы, у вагонов усиливались боковые стенки, концевые части рам, лобовые части (на головных вагонах), а также дверные проёмы. Для унификации с электропоездами переменного тока серии ЭР9 (их производство велось на РВЗ параллельно с ЭР2), было изменено тормозное оборудование моторных вагонов: вместо одного тормозного цилиндра устанавливалось 4 (по 2 на тележку). Помимо модернизации механической части, было применено и более совершенное электрооборудование. Так, вместо кислотных аккумуляторных батарей стали устанавливаться более безопасные щелочные, а у динамоторов была изменена конструкция катушек. Стоит отметить, что щелочные батареи уже устанавливались на электропоездах серии ЭР1 № 126—128 (были построены в 1960 году), а динамоторы изменённой конструкции на ЭР1 № 183 и 225—232, то есть уже были опробованы в эксплуатации. Номер чертежа главного вида нового электропоезда был 62-61, из-за этого новый электропоезд получил заводское обозначение 62-61. Аналогично его моторный вагон получил заводское обозначение 62-62, головной — 62-63 и промежуточный прицепной — 62-64.

ЭР2 № 1225, 1284 и 1291

В 1962 году Рижский и Калининский (КВЗ) вагоностроительные заводы выпустили последние электропоезда серии ЭР1 (№ 218—259) и в том же году выпустили сразу 48 электропоездов серии ЭР2 (№ 300—347). Как и при производстве ЭР1, Рижский вагоностроительный завод изготовлял кузова и тележки для моторных вагонов, Калининский вагоностроительный завод — для прицепных и головных, Рижский электромашиностроительный завод (РЭЗ) — электрооборудование и тяговые электродвигатели, а окончательные монтаж электрооборудования и сборка электропоездов производились на Рижском вагоностроительном заводе. В 1968 году КВЗ перестал выпускать кузова вагонов, а выпускал только тележки под прицепные вагоны.

Для возможности формирования из 10-вагонных электропоездов составов с меньшим числом вагонов, КВЗ в 1964—1970 гг. выпускал отдельные головные вагоны, номерной ряд которых начинался с № 801. В 1981 году РВЗ возобновил выпуск отдельных головных вагонов, номерной ряд которых начинался с № 8001. Помимо этого, в 1967—1968 гг. РВЗ выпустил 52 отдельных моторных вагона, которые получили номера в от 701 до 752. Для возможности увеличения количества вагонов в ранее выпущенных поездах серии ЭР2 РВЗ начал изготовлять отдельные промежуточные двухвагонные секции, которые получали номера от 2000 и выше, а с 1973 года и головные отдельные секции (№ 3000 и выше). Также есть данные о постройке в 1980 году 4 отдельных промежуточных прицепных вагонах, которые получили номера 9001—9004.

ЭР2-1348 — последний ЭР2

Номер каждого из вагонов, входящих в состав электропоезда, состоит из номера электропоезда и двух цифр, которые непосредственно относились к данному вагону. Моторные вагоны обозначались чётными цифрами (02, 04, 06 и так далее), головные — 01 и 09, прицепные — 03, 05, 07, 11. При выпуске вторых головных вагонов для 8-вагонных электропоездов, Калининский вагоностроительный завод присваивал им номер 07. В дальнейшем, когда головные вагоны начал выпускать Рижский вагоностроительный завод, вторые головные вагоны, независимо от числа вагонов в составе (4, 6, или 12), имели последние две цифры 09, при этом сцепленные с ними моторные вагоны имели последние две цифры 10. Несколько оригинально нумеровались отдельные головные вагоны, у которых нумерация поначалу велась как бы попарно: пара вагонов получала номера у которых первые три цифры были общие (№ 801, 802 и так далее), но к номеру одного из вагонов добавлялись цифры 01, а другого — 07. С № 811 каждый из вагонов получал уже свой собственный номер, поэтому необходимость в последних двух цифрах отпала, и на вагонах с № 813 их вообще перестали указывать. Номера отдельных моторных вагонов заканчивались на 00 (например, 70500).

В сентябре 1984 года Рижский вагоностроительный завод выпустил последний электропоезд ЭР2 № 1348. Всего было построено 850 поездов, из них 629 10-вагонных, 134 12-вагонных, 75 8-вагонных, 7 6-вагонных и 5 4-вагонных. Также было выпущено 58 отдельных головных и 173 отдельные промежуточные электросекции, 133 отдельных головных, 52 отдельных моторных и 4 отдельных прицепных электровагона. Таким образом, всего было построено 4511 электросекций и 189 отдельных электровагона. Вместо ЭР2 завод перешёл на выпуск электропоездов серии ЭР2Р, а позже — ЭР2Т, оборудованных рекуперативно-реостатным электрическим торможением.

Сведения о номерах электропоездов серии ЭР2, их составности, а также о постройке отдельных электровагонов и секций.
Год выпуска	Количество построенных электровагонов, шт	Номера выпущенных электропоездов	Количество вагонов в электропоездах	Номера отдельных электровагонов		Номера отдельных секций
				Головных прицепных	Промежуточных моторных	Головных	Средних
1962	482	300 —347	10	—	—	—	—
1963	799	348—427	10	—	—	—	—
1964	744	428—501	10	80101; 80107; 80201; 80207	—	—	—
1965	704	502—571	10	80301; 80307; 80401; 80407; 80501; 80507	—	—	—
1966	650	572—634	10	80601; 80607; 80701; 80707; 80801; 80807; 80901; 80907; 81001; 81007; 81101	—	—	—
1967	251	635	10	81201; 813—844	701—732	—	—
		636—658	8
1968	40	—	—	845—864	733 —752	—	—
1969	128	659 —674	8	865—872	—	—	—
1970	382	675—700; 900—902	8	873—884	—	—	—
		903—910; 913; 914	10
		911; 912; 915	4
		916—918	6
1971	344	919—950; 952	10	—	—	—	(67907 + 67908); (68007 + 68008); (69507 + 69508)
		951	8
1972	332	953—963; 966—971; 973—975; 977—981	10	—	—	—	2000—2028
		964; 965	8
		972; 976	4
1973	378	982—987; 992—1014	10	—	—	3000—3005	2029—2050
		988—991	8
1974	342	1015—1037; 1039—1041; 1043—1045	10	—	—	3006—3009	2051—2067
		1038; 1042	6
1975	376	1046—1079	10	—	—	3010—3015	2068—2078
1976	…	1080—1111	10	—	—	3016—3021	2079
1977	…	1112—1128; 1131; 1140—1145	10	—	—	3022—3029	2080—2085
		1129; 1130; 1132—1139	12
1978	…	1149—1155; 1159—1163; 1166; 1167; 1170; 1171; 1174—1179	10	—	—	3030	2086—2100
		1146—1148; 1156—1158; 1164; 1165; 1168; 1169; 1172; 1173	12
1979	…	1182; 1183; 1186; 1187; 1190; 1191	10	—	—	3032	2101—2108
		1180; 1181; 1184; 1185; 1188; 1189; 1192—1210	12
1980	…	1244; 1245	10	—	—	—	2109—2150
		1211—1243	12
1981	…	1250—1253; 1270—1272	10	8001—8009	—	3031; 3033; 3034	2151—2164
		1246—1249; 1254—1269	12
1982	…	1278—1280; 1283; 1284; 1287—1294; 1296—1300	10	8010—8038	—	—	2165—2167
		1273—1277; 1281; 1282; 1285; 1286; 1295	12
1983	…	1302; 1303; 1305—1307; 1309—1311; 1314; 1315; 1317—1319; 1325	10	8039; 8040	—	3035—3041	2168; 2169
		1301; 1304; 1308; 1312; 1313; 1316; 1320; 1322—1324	12
		1321	6
1984	…	1331; 1335; 1340—1342; 1346—1348	10	—	—	3042—3057	—
		1326—1330; 1332—1334; 1336—1339; 1343; 1344	12
		1345	6

Конструкция

По конструкции ЭР2 в основном повторяет ЭР1. Отличие поздних ЭР1 от ранних ЭР2 в основном в конструкции выходов, которые у ЭР1 позволяют осуществлять выход лишь на высокие платформы, а у ЭР2 — как на высокие, так и на низкие (хотя с начала 1970-х на многих электропоездах ЭР1 конструкция выходов была сделана как у ЭР2). Также, как уже было сказано выше, ЭР2 отличается некоторым улучшенным оборудованием (динамоторы, аккумуляторные батареи). В свою очередь на ЭР2 в тормозном оборудовании отсутствуют авторегуляторы (регулируют выходы штоков тормозных цилиндров), которые устанавливались на ЭР1.

Общие сведения

Электропоезд ЭР2 формируется из двухвагонных электросекций, каждая из которых состоит из моторного и прицепного (головной или промежуточный) вагонов. Каждая из электросекций не может работать отдельно от других (из-за отсутствия кабины машиниста с одного или обоих концов), но так как по ним ведётся учёт парка моторвагонных поездов, они получили обозначение учётных. Если в состав электросекции входит головной вагон, то она называется головной секцией, если нет, то промежуточной секцией. Минимальное число вагонов в эксплуатируемых электропоездах равно 4 (2 головные секции), максимальное — 12 (2 головные и 4 промежуточные секции). За основную поездную единицу электропоездов ЭР2 принят 10-вагонный электропоезд, состоящий из 2 головных, 5 моторных и 3 промежуточных вагонов. Эксплуатация поездов с числом вагонов больше 12 не рекомендуется, из-за повышенной нагрузки на находящиеся в головных вагонах генераторы тока управления. Электровагоны соединяются друг с другом с помощью автосцепки СА-3, которая допускает взаимное вертикальное перемещение вагонов по высоте над головками рельсов до 100 мм.

Основная схема формирования 10-вагонного электропоезда.

Для увеличения площади пассажирских салонов, всё основное электрооборудование расположено на крыше (например, токоприёмник), либо под вагоном (например, пусковые реостаты, компрессор). Подвагонная аппаратура (в основном переключатели и контакторы) размещена в специальных ящиках, которые закрываются съёмными крышками. По периметру крышек применено уплотнение, а сами крышки запираются специальными пружинными защёлками, что позволяет защитить находящееся в ящиках оборудование от пыли и снега. Также некоторая часть вспомогательной электроаппаратуры (в том числе и высоковольтной, например, счётчик электроэнергии) расположена в специальных шкафах, размещённых в тамбурах вагонов. Оборудование, предназначенное для управления электропоездом, сосредоточено в кабинах машиниста, расположенных в головных вагонах (см. ниже). В процессе выпуска электропоездов заводы вносили в их конструкцию ряд изменений (например, с № 1028 была изменена форма кабины машиниста, см. ниже), что нередко приводило к изменению расположения части оборудования. Помимо этого некоторое оборудование устанавливается при модернизации (например, система автоведения).

Основные параметры для 10-вагонного электропоезда ЭР2:

• длина по осям автосцепок — 201 810 мм;
• масса тары — 470—484 т;
• число сидячих мест — до 1050 (см. ниже);
• часовая мощность на валах ТЭД — 4000 кВт (для сравнения: 2ТЭ10 и 2ТЭ116 — 3600 кВт, ВЛ8 — 4200 кВт);
• касательная сила тяги на ободах движущих колёс — до 26 350 кгс;
• конструкционная скорость — 130 км/ч (по тяговым электродвигателям);
• ускорение при пуске — 0,6—0,7 м/с².

Внутренняя планировка

Бо́льшая площадь внутреннего пространства вагонов отведена под пассажирский салон. Основную площадь салона занимают диваны (сиденья), над которыми размещаются полки для багажа и вешалки для одежды. Диваны, как правило, 6-местные (по 3 места с каждой стороны), расположены в 2 ряда вдоль салона. Число сидячих мест в вагонах в процессе выпуска часто менялось, также часть диванов снимали при заводских ремонтах (для увеличения общей пассажировместимости вагона за счёт увеличения стоячих мест). В промежуточных вагонах число сидячих мест составляет от 107 до 110, в головных — от 77 до 88. В 10-вагонном составе общее число сидячих мест может составлять до 1050, а общая пассажировместимость (расчётная) — около 1,6 тыс. человек. Раздвижными двустворчатыми дверями салон отделён от тамбуров, расположенных по концам вагонов. Для входа пассажиров с платформы в вагон (или наоборот), по концам вагонов расположены двустворчатые двери с пневматическим приводом. Ниже на фото приведены варианты оформления салонов.

• 
• 
• 

Для поддержания микроклимата в пассажирских салонах электропоезд оборудован системами освещения, отопления и вентиляции. Освещение осуществляется за счёт светильников с лампами накаливания (при модернизации поездов часто устанавливают люминесцентные лампы), размещённых в специальных плафонах на потолке (20 в салонах промежуточных вагонов, 16 — в головных и по 2 в тамбурах). Лампы освещения получают питание от генератора управления (50 В) и поэтому при неисправности цепи преобразователя (поломка токоприёмника, перегорание главного предохранителя и т. д.) освещение отключается. Однако на этот случай предусмотрено дежурное освещение — маломощные лампы накаливания, установленные в некоторых плафонах рядом с лампами основного освещения и получающие питание от аккумуляторной батареи.

Вентиляция салона может быть как естественная (с помощью открывания форточек), так и принудительная, которая осуществляется с помощью двух сдвоенных центробежных вентиляторов. Эти вентиляторы установлены над тамбурами и нагнетают воздух в воздушный канал, проходящий по центру потолка, откуда уже через небольшие отверстия воздух поступает в салон. Забор воздуха в летнее время осуществляется извне, через специальные отверстия, после чего он пропускается через сеточные фильтры и лишь затем поступает в салон. В зимнее время забор воздуха осуществляется частично извне, частично из самого салона. Для отопления салона предназначены электрические печи, которые установлены под диванами (20 печей в промежуточных вагонах, 14 — в головных). Мощность каждой электропечи составляет 1 кВт, а рабочее напряжение — 750 В, поэтому они помещены в специальные заземлённые кожухи. Печи соединяют по 5 последовательно и подключают к напряжению 3000 В.

Механическое оборудование

Кузов

Файл:Karkas motor vagon ER.jpg

Основные размеры кузова промежуточных вагонов

Как и на ЭР1, кузова электровагонов электропоезда ЭР2 выполнены цельнометаллическими несущей конструкции (различные силы, которые действуют на кузов, воспринимают все его элементы — рама, крыша, боковые стенки). Каркас выполнен с применением гнутых профилей и представляет собой систему замкнутых колец, обтянутых стальной гофрированной обшивкой толщиной 1,5—2,5 мм. Для размещения автосцепок и их поглощающих аппаратов, по концам кузова размещены укороченные хребтовые балки. Благодаря применению алюминия в качестве материала для автоматических раздвижных дверей и каналов для проводов, масса вагонов ЭР2 получилась ненамного тяжелее, по сравнению с вагонами ЭР1 (например, промежуточный прицепной вагон электропоезда ЭР1 весил 35,4 т, ЭР2 — 38,3 т). Для входа и выхода пассажиров по концам вагонов расположены двустворчатые двери с автоматическим приводом. На торцевых стенках (кроме лобовой части головного вагона) расположены переходные площадки, которые служат для перехода из вагона в вагон. Также переходные площадки выполняют функцию поглощающих аппаратов, снижая тем самым продольные колебания, возникающие при движении поезда.

Тележки

Тележка моторного вагона с витыми пружинами в центральном подвешивании.
1 — букса; 2 — фрикционный гаситель колебаний; 3 — надрессорный брус; 4 — тяговый поводок; 5 — гидравлический гаситель колебаний; 6 — предохранительные тросы; 7 — тормозной цилиндр; 8 — тормозная колодка

Вагон электропоезда опирается на две двухосные тележки через их надрессорные брусья. Каждая из тележек имеет двойное рессорное подвешивание. Тележки, подкатываемые под моторные и прицепные вагоны, имеют ряд конструкционных отличий.

Тележка моторного вагона челюстная, что исключает продольные и поперечные перемещения колёсных пар относительно её рамы. Продольная балка рамы тележки в средней части имеет усиление в виде накладок. Это связано с тем, что в этом месте на продольные балки через надрессорный брус и двойные подвески передаётся вес кузова вагона. Поперечная балка имеет сложную форму, обусловленную тем, что к ней крепится тяговый электродвигатель (тяговые электродвигатели имеют опорно-рамное подвешивание, то есть полностью крепятся на раме тележки). Рама тележки опирается на буксы колёсных пар через так называемое буксовое рессорное подвешивание, выполненное из витых пружин. В свою очередь, на раму тележки через центральное рессорное подвешивание и двойные подвески опирается надрессорный брус, на который уже непосредственно передаётся вес вагона. В местах крепления маятниковых подвесок рама вагона имеет усиления в виде накладок. В рессорном подвешивании первых электропоездов были применены эллиптические листовые рессоры Галахова, но на ЭР2-501, 502, 503 и с № 514 (1965 г.) их сменили витые пружины, что увеличило общий прогиб рессорной системы тележек с 95 до 120 мм. Для гашения колебаний, возникающих при движении поезда по неровностям пути, в каждой ступени рессорного подвешивания установлены гасители колебаний: в буксовой ступени — фрикционные (2, см. фото), в центральной — гидравлические (5) (при применении листовых рессор гасители колебаний в центральной ступени подвешивания не устанавливались). Кузов вагона опирается на скользуны — накладки на боковых литых опорах надрессорного бруса. Скользуны выполнены из слоистого пластика и предназначены для уменьшения боковой качки вагона и виляния тележек, повышая тем самым плавность хода. Для передачи от тележки на вагон тяговых и тормозных усилий, в центре надрессорного бруса устанавливается шкворень — вертикальный металлический стержень, который служит для соединения кузова с тележкой, также через него передаётся часть веса кузова вагона.

Файл:Telega KVZ-CNII-E.jpg

Вагонная тележка типа КВЗ-ЦНИИ/Э.
1 — рама; 2 — тяговые поводки; 3 — надрессорный брус; 4 — пружина центрального подвешивания; 5 — колёсная пара; 6 — тормозная рычажная передача; 7 — скользуны; 8 — пятник; 9 — пружины буксового подвешивания; 10 — гидравлический гаситель колебаний

Тележки прицепных вагонов по конструкции аналогичны тележкам обычных пассажирских вагонов, но имеют укороченную раму. Они бесчелюстные (продольные перемещения колёсных пар относительно рамы ограничиваются самими пружинами), рессорное подвешивание на них более мягкое (бо́льший общий прогиб), шкворень состоит из трёх частей, а фрикционные гасители колебаний буксового подвешивания помещены внутри пружин (а не снаружи, как на моторных вагонах). Также на первой тележке головного вагона имеются кронштейны для установки приёмных катушек автоматической локомотивной сигнализации. На ранних ЭР2, как и на ЭР1, под прицепные вагоны подкатывались тележки типа КВЗ-5/Э (производства Калининского вагоностроительного завода), на ЭР2-375 и с № 544 — КВЗ-ЦНИИ/Э. Тележки типа КВЗ-ЦНИИ/Э имеют следующие отличия от тележек типа КВЗ-5/Э: рессорное подвешивание более мягкое, надрессорный брус (3) относительно рамы (1) фиксирован двумя поводками с резинометаллическими элементами (2), вес кузова вагона передаётся на надрессорный брус только через боковые скользуны (7) (на КВЗ-5/Э его вес передавался также и через центральную опору).

Тяговая передача

Моторные оси электропоезда ЭР2 имеют индивидуальный привод (каждую моторную ось приводит свой тяговый электродвигатель). Вращающий момент от тягового электродвигателя на колёсную пару передаётся через тяговый редуктор, представляющего собой прямозубую зубчатую передачу с передаточным числом 3,17 (73:23) и заключённую в стальной корпус. Большое зубчатое колесо (модуль передачи равен 10) закрепляется непосредственно на оси колёсной пары, а малое — на валу, который вращается в двух подшипниках качения (на ранних электропоездах ЭР2 они были шариковыми, с № 496 — роликовыми). Корпус редуктора рассчитан на опорно-осевое подвешивание, то есть с одной стороны он опирается на ось колёсной пары, а с другой — через специальную подвеску крепится к раме тележки. На ось колёсной пары он опирается через роликовый подшипник, который имеет уплотнение для предотвращения вытекания смазки. Подвеска тягового редуктора на раму тележки первоначально состояла из серповидной серьги с двумя резинометаллическими амортизаторами, но с мая 1969 года с ЭР2-659 Рижский вагоностроительный завод стал применять вертикально установленный стержень четырьмя такими амортизаторами (как на ЭР22). Так как при движении электропоезда из-за неровности пути относительное положение вала двигателя и вала малой шестерни редуктора постоянно меняется, то между ними установлена специальная муфта. На ранних электропоездах применялись кулачковые муфты, в дальнейшем же стали устанавливать упругие, выполненные в виде резино-кордовых оболочек. Первоначально такие муфты были применены в 1964 году в качестве эксперимента на ЭР2-486. В конце 1965 года было выпущено ещё 5 составов (№ 520—524) с такими муфтами, а с № 601 (1966 год) эти муфты начали применять на всех серийных электропоездах ЭР2.

Колёсные пары

Колёсные пары моторных вагонов выполнены бандажными. Диаметр поверхности катания нового бандажа составляет 1050 мм, а толщина — 75 мм. Бандаж запрессовывается на колёсный центр, который выполнен спицевым. В свою очередь, два колёсных центра напрессовываются на колёсную ось, причём один из колёсных центров имеет удлинённую ступицу, так как на неё болтами крепится большое зубчатое колесо тягового редуктора (см. выше). В отличие от колёсных пар моторных вагонов, колёсные пары прицепных вагонов имеют цельнокатаные колёса (бандаж и колёсный центр объединены в одну деталь) с диаметром поверхности катания 950 мм, ступичные части более коротки, а колёсные оси имеют меньшее сечение.

Электрооборудование

Электрическая схема ЭР2 устроена на основе схемы поздних ЭР1. На каждом моторном вагоне установлено по 4 тяговых электродвигателя (ТЭД), соединённых попарно последовательно. Регулирование напряжения на зажимах электродвигателей осуществляется с помощью пусковых реостатов, а также способами включения двигателей и изменением величины их магнитного поля. Для обеспечения защиты двигателей от перенапряжений и бросков тока, на электропоезде установлен ряд аппаратов защиты: быстродействующий выключатель, реле перегрузки, дифференциальное реле и так далее. Также на ранних электропоездах серии в цепи тяговых электродвигателей был установлен плавкий предохранитель, но с № 539, в связи с повышением надёжности аппаратов защиты, этот предохранитель перестали устанавливать.

Описание работы силовой схемы

Схема силовой цепи моторного вагона

Красным цветом на схеме выделено силовое электрооборудование, синим — аппараты защиты тяговых электродвигателей.
Т — токоприёмник; ФД, ФК — дроссель и конденсатор фильтра от радиопомех; ВР1, ВР2 — вилитовые разрядники; РВР1, РВР2 — регистраторы срабатывания вилитовых разрядников; ДР — дифференциальное реле; БВ — быстродействующий выключатель; ЛК1—2 — линейные контакторы; РП1, РП2 — реле перегрузки ТЭД (ТЭД); Я1—Я4 — якоря ТЭД; ОВ1—ОВ4 — обмотки возбуждения ТЭД; 1—12 — контакторы реостатного контроллера; В1—В8 — контакторы реверсора; Ш1, Ш2 — контакторы ослабления поля ТЭД; ИШ1, ИШ2 — индуктивные шунты; Р1—Р10 — пусковые реостаты; Р11—Р14 — реостаты ослабления магнитного поля ТЭД; РРБ1—РРБ4 — резисторы реле боксования; М — мостовой контактор; П1, П2 — контакторы параллельного соединения ТЭД; РБ1, РБ2 — реле боксования; РУ — реле ускорения; А — амперметр; СЧ — счётчик электроэнергии; ША, ШСЧ — измерительные шунты амперметра и электросчётчика; РН — реле напряжения

Таблица замыкания контакторов

Электропоезд имеет 18 пусковых позиций, из которых только 4 ходовых (на них допускается длительное движение электропоезда). Разгон осуществляется, в основном, с помощью реостатов, которые изначально вводятся в цепь ТЭД, после чего, по мере разгона электропоезда, постепенно выводятся из цепи с помощью закорачивания специальными контакторами. Эти контакторы (на схеме они обозначены № 1—12) объединены в один групповой переключатель, который называют силовым контро́ллером. Машинист управляет электропоездом с помощью контро́ллера машиниста. Система управления косвенная, то есть машинист лишь устанавливает рукоятку контроллера машиниста в определённое положение, а система управления автоматически доводит силовой контроллер до соответствующей позиции. При необходимости движения на малых скоростях (например, при манёврах), машинист устанавливает рукоятку контроллера в первое положение — «М» (маневровое). При этом в схеме замыкаются следующие контакторы: линейные (Л1-2), мостовой (М), 7 и 8 (см. табл). Собирается схема, при которой 4 тяговых электродвигателя каждого моторного вагона соединяются последовательно, а в цепь введены все пусковые реостаты (R_общ=17,66 Ом). При переводе ручки контроллера машиниста в следующее положение, на силовом контроллере осуществляется постепенный переход с позиции на позицию, в результате чего пусковые реостаты постепенно закорачиваются. Стоит отметить, что в отличие от электровозов, где набор пусковых позиций осуществляется под контролем машиниста, на электропоезде переход с одной промежуточной позиции на другую осуществляется автоматически под действием так называемого реле ускорения, которое регулирует величину ускорения электропоезда. Также схема управления предусматривает возможность и ручного перевода силового контроллера с позицию на позицию. На 9-й позиции силового контроллера в цепи остаётся только 4 последовательно соединённых электродвигателя, возбуждение каждого из которых (β) составляет 100 %. Эта же позиция соответствует 1-й ходовой позиции на контроллере машиниста. При дальнейшем наборе позиций происходит ослабление возбуждения двигателей, величина которого на 10-й позиции составляет уже 67 %, а на 11-й — 50 %. 11-я позиция силового контроллера соответствует 2-й ходовой позиции на контроллере машиниста.

Для дальнейшего увеличения скорости двигатели переводятся на параллельное соединение (2 параллельные цепи по 2 последовательно соединённых двигателя в каждой). Для этого на 12-й позиции силового контроллера замыкаются параллельные контакторы (П1—П2), после чего отключается мостовой контактор. После этого силовой контроллер переходит на 13-ю позицию, при этом почти одновременно включаются контакторы 1—2 силового контроллера и отключатся контакторы ослабления поля (Ш1-2). Собирается схема, состоящая из 2 параллельных цепей, в каждой из которых по 2 последовательно соединённых ТЭД с группой пусковых резисторов (сопротивление по 4,97 Ом). При дальнейшем наборе позиций, пусковые резисторы попарно закорачиваются и на 16-й позиции оказываются полностью выведены. Эта позиция соответствует 3-й ходовой позиции на контроллере машиниста. При переходе на 17-ю позицию происходит ослабление магнитного поля до 67, а на 18-й — до 50 %. 18-я позиция силового контроллера соответствует 4-й ходовой позиции на контроллере машиниста. Эта позиция является максимальной и на ней может быть достигнута наивысшая скорость. Для того, чтобы отключить тягу, машинист переводит ручку контроллера в положение «0». При этом размыкаются линейные контакторы, тем самым отключая от контактной сети тяговые электродвигатели; силовые контроллеры при этом переводятся в 1-ю позицию. Таким образом повторный пуск двигателей осуществляется при последовательном соединении с полностью введёнными пусковыми резисторами.

Тяговые электродвигатели

ЭР2-446 — первый ЭР2 с ТЭД УРТ-110А

Тяговые электродвигатели электропоездов ЭР2, как уже было сказано выше, имеют опорно-рамное подвешивание, что позволяет их защитить от ударов при прохождении по неровностям пути. На первых ЭР2 применялись такие же тяговые электродвигатели, как и на ЭР1 — ДК-106Б (ДК — завод «Динамо» им. Кирова, 106 — серия, Б — версия исполнения). Это электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением (обмотка якоря и обмотка возбуждения включаются последовательно) с 4 главными и 4 дополнительными полюсами (4-полюсный), обмотка якоря волновая. Рабочее напряжение двигателя составляет 1500 В, изоляция обмоток рассчитана на 3000 В. В отличие от электродвигателей электровозов, для этого электродвигателя номинальным режимом является работа при ослабленном магнитном поле, а полное возбуждение применяется лишь при разгоне. Охлаждение тягового электродвигателя осуществляется за счёт самовентиляции (вентилятор закреплён на валу электродвигателя). Забор воздуха при этом осуществляется через вентиляционные отверстия, которые расположены над автодверями.

В начале 1960-х в методиках расчётов электродвигателей произошли изменения, которые позволили упростить проектирование тяговых электродвигателей. В связи с этим, на Рижском электромашиностроительном заводе был создан новый тип тягового электродвигателя — УРТ-110А (унифицированный, рижский, тяговый), который имел характеристики близкие к характеристикам ДК-106. Тяговые электродвигатели УРТ-110А стали устанавливать с марта 1964 года на ЭР2 с № 446. В 1970 году завод перешёл на выпуск тяговых электродвигателей УРТ-110Б, которые отличались от УРТ-110А конструкцией коллектора. Электродвигатели нового типа стали устанавливать с января 1971 года на ЭР2 с № 919. Основные характеристики электродвигателей ДК-106 и УРТ-110 приведены в таблице (в числителе указаны значения при 100 % возбуждения, в знаменателе — при 50 %).

Наименование двигателя	Мощность, кВт		Ток, А		Частота вращения якоря, об/мин		Максимальная частота вращения, об/мин	Масса, кг
	Часовой режим	Продолжительный режим	Часовой режим	Продолжительный режим	Часовой режим	Продолжительный режим
ДК-106	187/200	145/160	136/146	105/115	830/1140	945/1320	2080	2200
УРТ-110	178/200	137/158	132/146	100/115	850/1145	952/1315	2080	2150

Высоковольтные аппараты

Для передачи электрической энергии от контактного провода к оборудованию электропоезда, на крышах моторных вагонов установлены токоприёмники пантографного типа. Токоприёмник имеет пневматический привод, поэтому при давлении воздуха в напорной магистрали ниже определённого уровня, он отрывается от контактного провода и под действием специальных пружин опускается. На крыше каждого моторного вагона установлено по одному токоприёмнику, так как в случае его повреждения, оставшиеся моторные вагоны в состоянии довести состав на депо. По этой же причине в силовой цепи моторных вагонов не предусмотрены отключатели групп неисправных тяговых электродвигателей, и при повреждении одного из электродвигателей отключается целиком моторный вагон (известны случаи, когда на линию выходили составы с одним неисправным моторным вагоном).

Аппараты защиты

Защита тяговых электродвигателей от токов короткого замыкания обеспечивается с помощью быстродействующего выключателя (БВ), который при величине тока двигателей свыше 575±25 А (предельный отключаемый ток 20 000 А), быстро размыкает (за 0,002 — 0,005 с) силовую цепь. Для предотвращения случаев, когда в цепи тяговых электродвигателей случается пробой на землю, но ток при этом меньше величины тока срабатывания БВ, защита обеспечивается с помощью дифференциального реле (ДР), которое сравнивает токи в начале и в конце силовой цепи и уже при небольшой разнице токов (от 40 А и выше) отключает БВ. Также для защиты тяговых электродвигателей в их цепь введены реле боксования (РБ), которое срабатывает, если угловая скорость одного из тяговых электродвигателей сильно отличается от остальных (боксование или заклинивание одной из колёсных пар моторного вагона, срыв муфты между ТЭД и редуктором) и реле перегрузки (РП), которое срабатывает при превышении тока в цепи тягового электродвигателя свыше 265 А. В случае срабатывания одного из этих двух реле, автоматически снижается интенсивность разгона электропоезда. В свою очередь на пульте машиниста размещены световые индикаторы, сигнализирующие о срабатывании этих реле (за исключением дифференциального реле, о срабатывании которого можно определить по некоторым особенностям срабатывания БВ), а о срабатывании реле боксования дополнительно предупреждает и электрический звонок.

Для защиты локомотивной бригады и работников депо от поражения электрическим током, на всех шкафах и ящиках с высоковольтным оборудованием установлены специальные электрические блокировки. Благодаря им если при поднятом токоприёмнике открыть один из этих шкафов или ящиков, токоприёмник автоматически опускается, тем самым отключая вагон от контактной сети. С ЭР2-544 была введено реле блокировки лестниц (РБЛ), которое при поднятом токоприёмнике блокирует выдвижные лестницы в убранном состоянии, тем самым предотвращая подъём на крышу. Для безопасности пассажиров все автодвери оборудованы специальными датчиками, благодаря которым машинист может определить все ли автодвери закрыты.

Из остальных аппаратов защиты можно упомянуть также реле напряжения (РН, срабатывает при падении напряжения в высоковольтной цепи электропоезда ниже 2400 В, о чём предупреждает машиниста), реле перегрузки динамотора и компрессора (РПДиК), реле перегрузки отопления (РПО) и автоматический выключатель управления (АВУ). Последний предназначен для того, чтобы при величине давления воздуха в тормозной магистрали ниже определённого уровня, отключалась цепь управления тяговыми электродвигателями, то есть благодаря АВУ электропоезд не сможет поехать с незаряженными тормозами.

Вспомогательные машины

Преобразователь ДК-604В

Под прицепными и головными вагонами электропоезда установлены преобразователи ДК-604В. Этот преобразователь сочетает в себе сразу две машины: динамотор и посаженный с ним на одну ось генератор тока управления. Динамотор представляет собой двухколлекторный делитель напряжения, то есть при напряжении в контактной сети 3000 В (питание на прицепной вагон поступает от моторного), динамотор позволяет получить 1500 В, которое необходимо для питания двигателя компрессора (см. ниже). Генератор является источником питания цепей управления, его номинальное напряжение составляет 50 В. Частота вращения вала преобразователя составляет 1000 об/мин, при этом мощность динамотора составляет 12 кВт (ток 5,3 А), а генератора — 10 кВт (ток 200 А). Общая масса преобразователя составляет 1200 кг. При неработающем генераторе, цепи управления получают питание от щелочной аккумуляторной батареи, которая находится на этом же вагоне. Также на каждом прицепном вагоне установлен мотор-компрессор, приводом которого является двигатель ДК-405В. Это электродвигатель постоянного тока мощностью 5 кВт Его рабочий ток равен 4,65 А, а напряжение — 1500 В.

Приводом вентиляторов салонов являются электродвигатели типа П-41, рабочее напряжение которых составляет 50 В. Номинальная частота вращения этих электродвигателей составляет около 1200 об/мин, а масса 78 кг. На электропоездах с изменённой формой кабины (с № 1028) такой же двигатель служит приводом вентилятора отопления кабины.

Пневматическое оборудование

Сжатый воздух используется на электропоездах ЭР2 во многих системах и механизмах. Прежде всего он используется в тормозном оборудовании, приводя в действие тормозные цилиндры и тем самым тормозя электропоезд. Помимо этого воздух открывает и закрывает автоматические раздвижные двери, приводит в действие различные электрические контакторы и аппараты (например, токоприёмник и силовой переключатель), а также звуковые сигналы (тифон и свисток). Сжатый воздух образуется в мотор-компрессорах, которые установлены по одному на прицепных (в том числе и головных) вагонах под кузовом. Далее сжатый воздух поступает в напорную магистраль, которая тянется вдоль всего состава. Для поддержания давления воздуха на нужном уровне, в каждом головном вагоне установлены регуляторы давления (АК-11Б), которые автоматически включают и выключают компрессоры. Давление воздуха в напорной магистрали ЭР2 составляет от 6,5 до 8,0—8,2 кгс/см². Помимо этого, на моторных вагонах установлены вспомогательные компрессора, которые предназначены для того, чтоб была возможность поднять токоприёмники при полностью разряженной напорной магистрали. На ранних электропоездах вспомогательные компрессора имели ручной привод, но со временем привод был сменён на механический — небольшой электродвигатель, получающий питание от аккумуляторной батареи.

На то, что воздух приводит в действие силовые контакторы (линейные, шунтовые) и переключатели (силовой контроллер, реверсор), есть несколько причин. Во-первых, сжатый воздух может обеспечить высокое сжатие подвижных частей контакторов, что достаточно важно при высоких токах (хотя аппараты защиты, как например БВ, имеют электромагнитный привод, который может обеспечить их быстродействие). Во-вторых, при этом снижается нагрузка на генераторы тока управления (особенно важно в тёмное время суток, когда включается освещение). Наконец, в-третьих, исключается вероятность того, что поезд поедет при отсутствии воздуха в напорной магистрали, то есть с выключенными тормозами и неуправляемыми автодверями.

Тормозное оборудование

Электропоезда ЭР2 оборудованы электропневматическими тормозами с двухсторонним нажатием тормозных колодок на колёса. На прицепных вагонах установлен один тормозной цилиндр диаметром 14", который через рычажную передачу приводит в действие все 16 тормозных колодок (по 2 на колесо). На моторных же вагонах установлено уже 4 тормозных цилиндра (диаметр 10"), которые размещены на тележках (по 2). Как уже упоминалось ранее, такая схема расположения тормозного оборудования применена для унификации с электропоездами переменного тока серии ЭР9. Также такая схема позволила упростить рычажную тормозную передачу. Питание тормозов осуществляется из тормозной магистрали, которая в свою очередь питается из напорной через воздухораспределители (по одному на прицепных и по 2 на моторных вагонах) и кран машиниста (установлен в кабине). Как и напорная, тормозная магистраль проходит через весь состав, рабочее давление воздуха в ней составляет 4,5—5,5 кгс/см². Для повышения безопасности пассажиров электропоезд оборудован стоп-кранами, которые установлены в пассажирских салонах, тамбурах и даже в кабинах машиниста.

Общий перечень изменений, вносимых в конструкцию электропоездов серии ЭР2 в процессе выпуска.

• В 1964 году изменились электрические схемы вагонов. Были заменены быстродействующий выключатель (БВП-5С на БВП-105А), электропневматические контакторы (ПК-350А-1 на ПК-350В), пусковые резисторы (КФ33У-4 на КФ-115А-1), индуктивные шунты (ИШ-2Д-5 на ИШ-104А-1) и реле ускорения (Р-40В-1 на Р-40В-1).
• На ЭР2-486 в качестве опыта между валами ТЭД и валами шестерён тягового редуктора вместо кулачковых муфт были поставлены упругие резино-кордовые. Позже подобные муфты были установлены и на № 520—524.

ЭР2-507

• С ЭР2-496 в узле малой шестерни тягового редуктора вместо сферического подшипника начали ставить цилиндрический.
• С ЭР2-507 обшивка лобовой части ниже подоконного пояса (под фарами) начала выполняться гладкой, вместо гофрированной (см. рис.).
• С ЭР2-536 вместо ненадёжных электромагнитных контакторов КМВ-101 стали применяться более надёжные — КМВ-104.
• С ЭР2-539 перестал использоваться главный предохранитель ЯП-22Е (см. ЭР1).
• С ЭР2-544 была введена блокировка лестниц выхода на крышу (РБЛ).
• С ЭР2-601 в тяговом приводе стали использоваться упругие резино-кордные муфты (как на ЭР2-486, 520—524).
• В 1965 году электродвигатель ДК-406А компрессора был заменён на ДК-409А, компрессор получил обозначение ЭК-7Б.
• С середины 1965 года, в связи с установкой более надёжных опорных изоляторов токоприёмников, перестала использоваться релейная система Н. А. Лапина (см. ЭР1-76).
• С августа 1968 года вместо токоприёмников П-1В или П1У на моторных вагонах стали ставить лёгкие токоприёмники типа ТЛ-13У или ТЛ-14М. Электродвигатель компрессора был заменён (ДК-409А на ДК-409В). В октябре того же года в схему было введено реле торможения, которое при срабатывании автостопа обеспечивало электропневматическое торможение и одновременно отключение линейных контакторов.
• С ЭР2-659 в узле подвески тягового редуктора вместо серповидной серьги с двумя резино-металлическими амортизаторами стал применяться вертикально установленный стержень с 4-мя такими амортизаторами (ранее было сделано на ЭР22).
• С мая 1970 года вместо аккумуляторных батарей 40КН-100 устанавливались аккумуляторные батареи 40НК-125.
• С ЭР2-973 стала использоваться сигнализация открытия автоматических раздвижных дверей.
• С сентября 1972 года на тяговых электродвигателях УРТ-110Б и делителе напряжения ДК-604В устанавливались щёткодержатели с регулируемым нажатием на щётку.
• С ЭР2-982 стала использоваться улучшенная пластиком внутренних помещений, улучшено уплотнение крышек и конструкция замков на подвагонных ящиках, стали применяться контроллеры машиниста КМР-2А-3.
• С ЭР2-985 заземляющее устройство стало монтироваться не на оси колёсной пары, а на её торце в буксовом узле.
• С ЭР2-1028 изменена форма кабины, кабина стала унифицирована с кабинами электропоездов серий ЭР9^п, ЭР22^м и ЭР22^в. Одновременно начали устанавливаться контроллеры 1.КУ.021 и краны машиниста № 395, а также электромагнитные контакторы КМВ-104-1, введён калориферный обогрев кабины.
• С ЭР2-1084 для развязки 15-го провода (+ АБ) с 16-м (+ генератора) стал устанавливается кремниевый диод, вместо применявшейся до этого системы из катушки и контактора.
• С ЭР2-1101 начали устанавливать полупроводниковый (тиристорный) регулятор напряжения БРЗГ-1БА-095 (вместо электромагнитного СРН-8А с блоком резисторов).
• С ЭР2-1112 изменено количество крышевых дуг, а расстояния между ними сделаны одинаковыми (использован опыт постройки и эксплуатации ЭР22^в), также изменена конструкция переходной площадки, в салонах начали устанавливаться алюминиевые оконные рамы и полумягкие диваны.
• С ЭР2-1228 надоконные пояса боковых стенок кузова и межоконные листы стали изготавливаться в виде одной длинномерной детали, а не по отдельности.
• С ЭР2-1340 на моторных вагонах отсутствует контактор МК2 (служит для подачи высокого напряжения на прицепной вагон), а силовая цепь вспомогательных машин была включена в цепь ТЭД после БВ (данное решение нельзя назвать прогрессивным, так как в случае срабатывания защиты ТЭД отключалась полностью вся секция, поэтому вскоре в депо местными силами переоборудовали составы под более ранние схемы).

Оборудование, устанавливаемое при модернизации

Кабина ЭР2 до № 1027. Установлены АЛСН, механический скоростемер, радиостанция, а также САВПЭ

Со второй половины 1990-х ЭР2 стали оборудоваться различными системами и устройствами. Прежде всего стоит отметить систему пожарной сигнализации (тип «ПРИЗ»). Эта система включает в себя 2 блока управления (по одному в каждой кабине), датчики дыма и огня, которые размещены по составу, а также специальные контро́ллерные блоки (по одному на вагон). В случае срабатывания одного из датчиков, в кабину машиниста поступает голосовой сигнал предупреждения о пожаре, при этом указывается номер вагона. Также голосовое предупреждение может быть передано по салону (если состав находится в депо), либо по радиосвязи (если состав находится в парке). Иногда система пожарной сигнализации дополняется системой пожаротушения, в состав которой входят углекислотные и (или) порошковые огнетушители.

Кабина ЭР2 с № 1028. Вместо АЛСН и скоростемера установлен КЛУБ. Также установлен РПДА

Также с конца 1990-х электропоезда начали оборудовать системой автоматизированного ведения электропоезда (САВПЭ). Эта система позволяет осуществлять автоматическое ведение электропоезда при минимальном участии машиниста. Также в зависимости от расписания, она позволяет осуществлять выбор рационального по расходу электроэнергии режим хода. Также она выдаёт различные речевые сообщения: служебные для машиниста и справочную (в основном объявляет остановки) для пассажиров. Из-за ряда ошибок программы системы САВПЭ (в основном из-за высокой погрешности в расстояниях) её редко используют по назначению, а в основном как подсказывающее устройство (см. ниже про эксперименты с ЭР2). Часто такая система дополняется РПДА — регистратор параметров движения поезда и автоведения. РПДА представляет собой систему регистрации, которая может записывать на электронный картридж следующую информацию:

• номер поезда и состава;
• параметры движения (время, скорость, пройденное расстояние);
• показания сигналов локомотивной сигнализации;
• ток каждого из моторных вагонов (моторные вагоны при этом оборудуются специальными датчиками тока);
• расход электроэнергии каждого из моторных вагонов;
• срабатывания БВ, электропневматического клапана (экстренное торможение), а также сколько раз и когда включалось отопление вагонов;
• включения системы автоведения.

Также электропоезда оборудуются устройствами, необходимыми для эксплуатации: скоростемер, автоматическая локомотивная сигнализация (в основном АЛСН) (с середины 2000-х их заменяют КЛУБом), а также устройствами радиосвязи.

Эксплуатация электропоездов ЭР2

Электропоезда ЭР1 поначалу направлялись на Московский (направления от Павелецкого, Киевского и Савёловского вокзалов) и Ленинградский (в основном направления от Финляндского вокзала) железнодорожные узлы. Туда же поначалу были направлены и первые ЭР2. Однако из-за того, что у ЭР2, в отличие от ЭР1, конструкция выходов позволяет осуществлять выход как на высокие, так и на низкие платформы, почти одновременно их стали отправлять и на ряд второстепенных направлений, где они в основном заменяли трёхвагонные электросекции серий С, тем самым значительно повысив среднетехнические скорости обращения пригородных поездов. К середине 1960-х ЭР2 уже работали на пригородных направлениях от Иркутска, Куйбышева (ныне Самара), Кургана, Омска, Новосибирска, Тулы, Челябинска, в Краснодарском и Ставропольском краях, Грузинской, Латвийской и Украинской советских республиках, курсировали вдоль Черноморского побережья в Абхазской, Аджарской и Крымской АССР. Когда начался выпуск электропоездов с изменённой формой кабины (с № 1028), то их, как более «современные», в основном стали направлять для работы в Москву и Ленинград, так как в 1980 году в Москве должны были состоятся Олимпийские игры. По данным на 1 января 1976 года на советских железных дорогах числилось 2929 учётных двухвагонных электросекций (учёт моторвагонных поездов ведётся по секциям, а не по составам или вагонам, см. выше), которые были распределены по следующим дорогам:

Электропоезд ЭР2-973. Станция Лигово.

• Азербайджанская железная дорога — 12 секций (в том числе 4 отдельные головные и 1 отдельная средняя секция);
• Восточно-Сибирская железная дорога — 15 секций;
• Горьковская железная дорога — 10 секций.
• Закавказская железная дорога — 144 секции (в том числе 4 отдельные головные секции);
• Западно-Сибирская железная дорога — 344 секции (в том числе 12 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);
• Куйбышевская железная дорога — 288 секций (в том числе 3 отдельные средние секции);
• Львовская железная дорога — 12 секций (в том числе 2 отдельные головные секции);
• Московская железная дорога — 803 секции (в том числе 4 отдельные головные, 51 отдельная средняя секция и 7 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);
• Октябрьская железная дорога — 610 секций (в том числе 8 отдельных средних секций и 2 пары вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);
• Прибалтийская железная дорога — 189 секций (в том числе 7 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);
• Приволжская железная дорога — 63 секции (в том числе 4 пары вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);
• Северо-Кавказская железная дорога — 32 секции;
• Среднеазиатская железная дорога — 23 секции (в том числе 2 отдельные средние секции и пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);
• Южная железная дорога — 257 секций;
• Южно-Уральская железная дорога — 127 секций (в том числе 3 отдельные средние секции и 6 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов);

Для сравнения, на то время на советских железных дорогах ещё числилось 613 трёхвагонных электросекций С^р₃, 1294 двухвагонные (учётные) секции серии ЭР1, 1728 учётных секций серии ЭР9 и 268 учётных секций серии ЭР22. Таким образом, в 1976 году на долю ЭР2 приходилось 2/5 от общего учётного парка советских электропоездов.

Следование в ЭР2 ранним утром (участок Шувалово — Удельная)

Однако уже в начале 1970-х началось исключение отдельных вагонов серии ЭР2 из инвентаря. В 1984 году на РВЗ начался выпуск электропоездов постоянного тока с электрическим торможением (ЭР2Р, а затем ЭР2Т, см. ниже). Эти электропоезда имели более мощные тяговые электродвигатели, а электрическое торможение позволяло уменьшить расход электроэнергии. Они стали заменять ЭР2 на многих скоростных магистралях (например, Москва — Ленинград). В 1993 году начали выпускать электропоезда Торжокский вагоностроительный (серия ЭТ2) и Демиховский машиностроительный (серии ЭД2, ЭД4) заводы. ЭР2 стали постепенно переводиться на второстепенные направления, либо передаваться на другие дороги (в основном заменяли электропоезда ЭР1), либо списываться. Так в феврале 2007 года был списан последний электропоезд с круглой формой кабины на Московской железной дороге — ЭР2-1017, а в 2009 году на Октябрьской железной дороге был списан ЭР2-1028 — первый ЭР2 с изменённой формой кабины. Отдельную роль в судьбе ЭР2 сыграла и электрификация железных дорог на переменном токе. Так из-за этого с середины 1990-х ЭР2 практически перестали работать на Восточно-Сибирской, Приволжской и Горьковской железных дорогах. Но несмотря на всё это, ЭР2 ещё продолжают активно эксплуатироваться. На многих заводах этим электропоездам проводят специальные капитальные ремонты, после которых продлевается срок их службы. Из-за этого продолжают эксплуатироваться электропоезда построенные ещё в 1962 году (например, ЭР2-304 и ЭР2-339). Также при этих ремонтах электропоездам часто меняют кабину и даже нередко присваивают новое обозначение (ЭС2, ЭМ4, см. ниже), то есть по документам поезд считается как новый. Такие электропоезда поступают на многие коммерческие маршруты, например, ЭМ4 «Спутник» эксплуатируется на скоростном направлении Москва—Мытищи.

На начало 2009 года на железных дорогах постсоветского пространства ещё числилось как минимум 2834 учётные электросекции ЭР2, которые были распределены по следующим дорогам:

Следование в ЭР2 по мосту через Вуоксу (на подъезде к платформе Лосево)

• Абхазская железная дорога — 2 секции (состав ЭР2-383)
• Азербайджанская железная дорога — 12 секций (в том числе 4 отдельные головные, 1 отдельная средняя секция и 2 пары вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Грузинская железная дорога — 130 секций (в том числе 3 отдельные головные и 3 отдельные средние секции)
• Донецкая железная дорога — 15 секций
• Западно-Сибирская железная дорога — 278 секций (в том числе 2 отдельные головные, 4 отдельные средние секции и 10 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Калининградская железная дорога — 30 секций (в том числе 4 отдельные средние секции)
• Куйбышевская железная дорога — 216 секций (в том числе 6 отдельных средних секций и 6 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Латвийская железная дорога — 37 секций (в том числе 2 отдельные головные, 10 отдельных средних секций и 7 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Львовская железная дорога — 76 секций (в том числе 6 отдельных головных и 1 отдельная средняя секция)
• Московская железная дорога — 1066 секций (в том числе 11 отдельных головных и 46 отдельных средних секций)
• Октябрьская железная дорога — 368 секций (в том числе 9 отдельных средних секций)
• Приднепровская железная дорога — 31 секция (в том числе 1 отдельная средняя секция и 2 пары вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Свердловская железная дорога — 147 секции (в том числе 2 отдельные головные, 2 отдельные средние секции и 2 пары вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Северная железная дорога — 16 секций (в том числе 2 отдельные средние секции)
• Северо-Кавказская железная дорога — 21 секция (в том числе 3 отдельные средние секции)
• Узбекская железная дорога — 11 секций (в том числе 3 отдельные средние секции)
• Эстонская железная дорога — 20 секций
• Юго-Восточная железная дорога — 24 секции (в том числе 1 отдельная средняя секция)
• Южная железная дорога — 134 секции (в том числе 5 отдельных головных, 2 отдельные средние секции и 2 пары вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)
• Южно-Кавказская железная дорога — 79 секций (в том числе 4 отдельные головные секции)
• Южно-Уральская железная дорога — 83 секции (в том числе 3 отдельные средние секции и 5 пар вагонов из отдельных головного и моторного вагонов)

Для сравнения, на тот момент времени на железных дорогах бывших советских республик ещё числилось (приблизительно): ЭР9 всех индексов (П, М, Е, Т) — 2290 секций, ЭР2Р и ЭР2Т — 1639 секций, ЭТ2 всех разновидностей — 628 секций, ЭД2Т — 51 секция, ЭД4 — 1237 секций, ЭД9 — 921 секция. Таким образом, можно увидеть, что в начале 2009 года на долю ЭР2 приходилось около трети общего учётного парка электропоездов железных дорог постсоветского пространства.

Также некоторые электропоезда ЭР2 установлены в качестве экспонатов железнодорожных музеев. Так в музее Латвийской железной дороги находится головная секция от ЭР2-397, в Новосибирском музее железнодорожной техники — головная секция от ЭР2-673, в музее Октябрьской железной дороги — головной вагон от ЭР2-963, а в Ташкентском железнодорожном музее — электропоезд с головными вагонами от ЭР2-1045 и ЭР2-1270.

Эксперименты с электропоездами ЭР2

Относительная простота конструкции ЭР2 и его массовость привели к тому, что на электропоездах этой серии проводилось довольно много экспериментов. Прежде всего они касались его системы пуска, которая была неэкономичной. Также разрабатывались различные системы автоматического ведения — «автомашинисты». В 1963 году с такой системой был выпущен электропоезд № 413, который получил обозначение серии ЭР2^А (проектное обозначение — ЭР3), с завода его направили в моторвагонное депо Москва-Октябрьская. Система имела много конструкционных ошибок и поэтому после нескольких лет опытной эксплуатации демонтировали, а электропоезд в 1979 году был передан в моторвагонное депо Ленинград-Финляндский, а затем в Ленинград-Балтийский. Следующим был электропоезд ЭР2-906, на котором в 1975 году была установлена система автоведения «Автомашинист АМ-ЦНИИ». Электропоезд поступил для опытной эксплуатации в моторвагонное депо Москва-Октябрьская, в ходе которой выявились конструкционные ошибки у этой системы, поэтому она вскоре была демонтирована, а электропоезд в 1980 году был передан в моторвагонное депо Ленинград-Московский, а затем в Ленинград-Балтийский. Стоит отметить, что аналогичная система ещё в 1974 году была установлена на электропоезде ЭР200-1, где применялась при движении со скоростью выше 50 км/ч. Однако и с этого электропоезда её вскоре демонтировали. Со второй половины 1990-х на многих ЭР2 российских железных дорог начали устанавливать системы автоведения типа САВПЭ-М, а затем САВПЭ-У. Однако из-за ряда технических ошибок (в основном связанных с торможением и выбором режимом хода) машинисты данную систему чаще используют как подсказывающее устройство (предупреждает об ограничениях скорости, указывает различные расстояния), а также для объявления остановок по салонам.

Также в качестве опыта на некоторых ЭР2 применялись различные конструкционные изменения, например, резино-кордовые муфты в тяговом приводе также поначалу устанавливались в качестве опыта. В 1966 году был выпущен электропоезд ЭР2^Б−596, который был оборудован бесконтактной системой управления электропневматическими клапанами силовых контроллеров. Помимо этого, на электропоезде было применено люминесцентное освещение пассажирских салонов, а также установлены электронные реле ускорения и боксования, которые более точные, чем электромагнитные (как на серийных ЭР2), что позволяло повысить защиту тяговых электродвигателей. Из-за сложности конструкции этих электронных устройств данный электропоезд так и остался опытным. Электропоезд поступил в депо Засулаукс (Прибалтийская железная дорога), а в 1972 году 6 из 10 его вагонов были отправлены в Ленинград для переделки в опытный контактно-аккумуляторный электропоезд ЭР2А6 (см. ниже).

Электропоезда ЭР2 с импульсным пуском

Как уже сказано выше, основной способ разгона электропоезда ЭР2 заключается в том, что в цепь тяговых электродвигателей вводятся пусковые реостаты, величина сопротивления которых по мере разгона уменьшается (за счёт постепенного закорачивания реостатов). Такой способ пуска относительно прост, но не экономичен, ведь в реостатах теряется значительное количество электроэнергии. С учётом характера работы пригородных электропоездов (частые остановки, примерно каждые 3—5 минут), это приобретало весьма актуальный характер. Между тем становились всё яснее перспективы применения на электропоездах статических преобразователей с импульсным регулированием напряжения и выполненных на полупроводниковых приборах. Статические преобразователи заменяют контакторно-резисторную систему пуска, что позволяет не только снизить потери электроэнергии, но и за счёт плавного регулирования напряжения на выводах ТЭД повысить величину пускового тока, что в свою очередь повышает пусковое ускорение (то есть электропоезд будет быстрей разгоняться). Применение полупроводниковых приборов вместо ламповых (игнитроны) позволяло повысить надёжность этих установок, что было особенно важно на электропоездах, основное электрооборудование которых рассредоточено вдоль всего состава.

Опытная секция серии ЭР2^и с импульсным межступенчатым регулированием напряжения

Так как в то время в Советском Союзе ещё отсутствовал опыт применения на электропоездах и электровозах мощных преобразователей на полупроводниковых приборах (были лишь преобразователи, выполненные на лампах), то было решено для начала опробовать систему с импульсным межступенчатым регулированием. При такой схеме регулирования пуск электродвигателей осуществляется за счёт пусковых реостатов, но они закорачиваются не с помощью контакторов реостатного контроллера, а с помощью управляемых полупроводниковых приборов (тиристоров). По такой схеме в депо Засулаукс (Прибалтийская железная дорога) в 1967 году был оборудован моторный электровагон серии ЭР2 № 44808. При этом на данном электровагоне импульсное межступенчатое регулирование было применено не только для регулирования пускового сопротивления, но и для ослабления возбуждения тяговых электродвигателей (чертёж электрических схем № ОТР-354-293 Рижского электромашиностроительного завода).

К данному моторному вагону был прицеплен головной № 837, после чего секции присвоили обозначение серии ЭР2^и (с импульсным регулированием). От серийных ЭР2 на опытной электросекции были сохранены пусковые резисторы, реостатный контроллер и ряд других электрических аппаратов. Испытательные поездки секции проводились на участке Вецаки — Саулкрасти Прибалтийской железной дороги, в ходе которых была подтверждена её работоспособность. В 1971 году данный принцип работы преобразователя был ещё раз опробован на одном из электропоездов серии ЭР22, а затем его стали использовать на скоростных электропоездах ЭР200 (строились с 1974 года). Саму опытную электросекцию ЭР2^и в 1972 году переоборудовали по схеме электропоездов серии ЭР2^т с широтно-частотными преобразователями (см. ниже). Последние после этого получили обозначение серии ЭР2^и.

Электропоезда серий ЭР2^т (ЭР2^и) с широтно-частотными преобразователями

Дальнейшим развитием схемы с импульсным регулированием являлась полная замена контакторно-реостатного пуска бесконтактным импульсным. По этой схеме пуск электропоезда осуществляется за счёт плавного регулирования напряжения на зажимах ТЭД. При этом отпадает необходимость в такой промежуточной схеме соединения двигателей, как последовательная (все 4 двигателя соединены последовательно в одну цепь), также при такой схеме было возможно применять рекуперативное торможение. В качестве основной системы преобразователе была выбрана широтно-частотная, которая объединяла в себе широтно-импульсную и частотно-импульсную (об опыте применения частотно-импульсных преобразователей на ЭР2 см. ниже) системы регулирования. По этой системе в начале пуска (~1 с) напряжение на выходе преобразователя повышалось за счёт повышения частоты импульсов от 150 до 400 Гц (частотно-импульсная схема регулирования), напряжение при этом возрастало до 600 В, после чего частота импульсов стабилизировалась на уровне 400 Гц. Дальнейшее повышение напряжения на выходе преобразователя осуществлялось за счёт повышения продолжительности импульсов (широтно-импульсная схема регулирования). Когда выходное напряжение преобразователя приближалось к напряжению контактной сети (~92 %), преобразователь закорачивался специальными контакторами ПК-306Т (те же использовались в линейных контакторах), после чего тяговые электродвигатели, которые постоянно были соединены последовательно-параллельно (2 параллельные цепи по 2 последовательно соединённых электродвигателя в каждой), оказывались непосредственно подключены к контактной сети. Из-за такой схемы пуска, преобразователь получил прозвище «пускач».

Стоит отметить, что в 1967—1970 гг. на Прибалтийской железной дороге уже проводились экспериментальные работы по применению импульсного регулирования напряжения на выводах тяговых электродвигателей. Но тогда это были контактно-аккумуляторные трёхвагонные электросекции С^р₃А6^м (созданы путём переделки электросекций С^р₃). Теперь же аналогичную систему предстояло внедрить на более мощных и скоростных электропоездах. В 1970 году в уже упоминаемом депо Засулаукс в 8-вагонном электропоезде с головными вагонами ЭР2 № 830 и 832 на двух моторных вагонах контакторно-реостатное оборудование было заменено импульсными полупроводниковыми преобразователями. После переоборудования электропоезд в начале поступил в опытную эксплуатацию, а с сентября того же года эксплуатировался уже наравне с другими электропоездами в общем графике и перевозил пассажиров. В 1971 году остальные 2 моторных вагона электропоезда были также переведены на импульсный пуск и электропоезду присвоили обозначение серии ЭР2^т. Для накопления опыта эксплуатации электропоездов с импульсным пуском, в депо по такой же схеме был переоборудован восьмивагонный ЭР2-639, но в отличие от электропоезда № 830(832) его преобразователи были включены между контактной сетью и тяговыми электродвигателями (на ЭР2^т−830(832) они были включены со стороны «земли»). Так как в 1972 году на опытной электросекции ЭР2^и система импульсного межступенчатого регулирования была заменена широтно-частотными преобразователями, как на ЭР2^т, электропоезда ЭР2^т получили обозначение серии как у опытной электросекции — ЭР2^и. В дальнейшем до 1974 года по схеме ЭР2^и−639 было переоборудовано ещё несколько 8-вагонных электропоездов (номера головных вагонов 300, 302, 697, 821, 831, 837, 838), которым присвоили обозначение серии ЭР2^и.

В 1973 году рижский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения, Прибалтийская железная дорога и Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта провели испытания по сравнению тягово-энергетических характеристик электропоездов серий ЭР2 и ЭР2^и. Результаты испытаний показали, что при значительном усложнении конструкции расход электроэнергии у электропоезда ЭР2^и на участке в 3 км при скоростях 56—68 км/ч лишь на 9,8—12,8 % ниже, чем у электропоезда ЭР2. В условиях реальной эксплуатации экономия в электроэнергии была ещё меньше.

Опытный электропоезд ЭР2^и−559 с частотно-импульсными преобразователями

Пока на Прибалтийской железной дороге велись работы по внедрению на электропоездах ЭР2 широтно-частотных преобразователей, в Московском энергетическом институте на кафедре «Электрический транспорт» были начаты работы по применению на этих же электропоездах частотно-импульсных преобразователей. Сотрудники этой кафедры разработали частотно-импульсную систему, которую планировалось установить на электропоезд ЭР2. Используя эту систему, в 1969 году проектно-конструкторским бюро локомотивного хозяйства Министерства путей сообщения был разработан проект, по которому в 1970 году на Московском локомотиворемонтном заводе были переоборудованы 6 (3 моторных, 2 головных и 1 промежуточный прицепной) из 10 вагонов электропоезда ЭР2-559, который получил новое обозначение серии ЭР2^и. Электропоезд был переведён в депо Москва-2 (ярославское направление) и уже 25 августа 1970 года совершил свою первую поездку по маршруту Москва — Александров — Москва.

В отличие от электропоездов с широтно-частотными преобразователями на ЭР2^и−559 тяговые электродвигатели были постоянно подключены к преобразователю. Из-за этого оказалось возможным поддерживать напряжение на зажимах ТЭД постоянным, вне зависимости от напряжения в контактной сети. Благодаря этому мощность ТЭД была увеличена за счёт увеличения их рабочего напряжения на 10 % (с 1500 до 1650 В). Регулирование напряжения на электродвигателях было совершенно плавным, а рекуперативное торможение можно было совершать практически до полной остановки электропоезда, причём без каких-либо дополнительных специальных устройств для возбуждения тяговых электродвигателей. В контроллере машиниста вместо группового переключателя было установлено обычное переменное сопротивление. Стоит отметить, что несмотря на столь впечатляющие характеристики, преобразователи выполненные по схеме Московского энергетического института получились весьма тяжёлыми. Их вес был выше, чем у широтно-частотных преобразователей электропоездов ЭР2^и Прибалтийской железной дороги. Для сравнения: моторный вагон с частотно импульсными преобразователями весил 58,1 т, а с широтно-частотными преобразователями — 54,8 т (моторный вагон обычных ЭР2 весит 54,6 т).

В период с 1971 по 1973 гг. электропоезд совершал периодические опытные поездки, в которых проверялась работа электрооборудования, в том числе и в режиме рекуперативного торможения. Однако вскоре МЭИ прекратил испытания электропоезда. Это связано с тем, что ЭР2^и−559 был лишь макетом, на котором проверялась работоспособность системы частотно-импульсного регулирования. В дальнейшем эта система должна была использоваться на электропоездах ЭР2^в, которые предназначались для работы на напряжении 6000 В (см. ниже). Электропоезд ЭР2^и−559 проработал на московском железнодорожном узле вплоть до 1999 года, пока не был исключён из инвентаря, а затем списан. Оставшиеся непеределанные электровагоны № 55905—55908 первоначально работали на Александровском участке Большого Московского железнодорожного кольца, а в 1978 году были переданы на Октябрьскую железную дорогу в моторвагонное депо Ленинград-Финляндский. Вагоны № 55905 и 55906 работали в составе электропоезда ЭР2-668, а 55907 и 55908 в составе ЭР2-649. В 2007 году оба эти электропоезда были исключены из инвентаря.

Электропоезда, созданные на базе ЭР2

Электропоезд ЭР1 имел относительно простую конструкцию и на её основе было создано несколько новых серий электропоездов — ЭР2, ЭР6, ЭР7. Аналогично произошло и с ЭР2 — его конструкция послужила основой для новых серий электропоездов. Также немало разновидностей электропоездов были созданы путём переделки серийных электропоездов ЭР2

Контактно-аккумуляторный электропоезд ЭР2А6

Данный электропоезд был смонтирован в 1972 году в Ленинграде на Октябрьском электровагоноремонтном заводе и предназначался для эксплуатации на неэлектрифицированных пригородных участках железных дорог. Электропоезд был создан путём переделки 6 из 10 вагонов электропоезда ЭР2^Б−596 (см. выше), при этом все высоковольтные вспомогательные машины (динамоторы, двигатели компрессоров) и аккумуляторные батареи цепей управления были перенесены на моторные вагоны. Освободившееся место под каждым прицепным вагоном заняла тяговая аккумуляторная батарея массой по 40 тонн и ёмкостью по 806,4 кА*ч (2016 элементов типа ТЖНТ-400). Пуск электропоезда осуществлялся с помощью тиристорных преобразователей, которые размещались в тамбурных шкафах моторных вагонов. Также эти преобразователи позволяли производить электрическое торможение (рекуперативное на электрифицированных участках, реостатное — на неэлектрифицированных) и заряд тяговых аккумуляторных батарей. В 1973 году электропоезд поступил для испытаний на Прибалтийскую железную дорогу. В 1975 году, из-за сложности конструкции, а также из-за появления на Рижском железнодорожном узле достаточного количества дизель-поездов, электропоезд ЭР2А6 был отстранён от работы. Несколько десятилетий он простоял «под забором», пока в 1992 году не был списан.

Электропоезда ЭР2^в на напряжение 6000 В

В 1959 году профессор В. Е. Розенфельд представил доклад на тему «Система электрической тяги на постоянном токе высокого напряжения (6 кВ) с преобразователем тока на электровозе». Согласно этому докладу, перевод линий постоянного тока с напряжения 3000 на 6000 В позволял уменьшить электрические потери в контактной подвеске, по сравнению с переводом линий на переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 25 000 В не требовал дорогостоящих работ по переводу линий связи и автоблокировки. Так как система электроснабжения на переменном токе ещё в то время была распространена мало (2 участка общей протяжённостью 412 км) и не получила ещё особого признания, то начало работ по внедрению системы постоянного тока напряжением 6кВ у многих встретило поддержку.

Для опытной проверки этой системы было начато переоборудование электровозов ВЛ22М и ВЛ8 для работы на напряжении 6000 В. Также аналогичные работы велись и с моторвагонными поездами, при этом был использован опыт применения частотно-импульсных преобразователей на электропоезде ЭР2^и−559 (см. выше). При переделках устройства контактно-реостатного управления заменялись на импульсно-тиристорные преобразователи, которые позволяли плавно регулировать напряжение, подводимое к тяговым электродвигателям, что позволяло улучшить тяговые свойства электроподвижного состава, а также осуществлять рекуперативное торможение во всех диапазонах скоростей. Всего электропоездов на напряжение 6000 В было 4: три 4-вагонных и один 8-вагонный.

ЭР2^в−556 (головные вагоны № 867 и 868) близ Финляндского вокзала в Санкт-Петербурге (2004 год)

Первый в мире электропоезд на напряжение 6000 В был сформирован в 1973 году на Московском локомотиворемонтном заводе, причём его первая секция (моторный вагон № 55606 и головной вагон № 867) была смонтирована в 1971 г., а вторая (моторный вагон № 55608 и головной вагон № 868) — в 1973 г. Частотно-импульсные преобразователи были расположены под моторными вагонами. Электропоезд получил первоначальное обозначение серии ЭР2И, а в августе 1974 года — ЭР2^в (высоковольтный). В июне 1974 года электропоезд ЭР2^в−556 поступил для испытаний на экспериментальное кольцо ВНИИЖТа. Из-за убеждения многих специалистов о недопустимости расположения под кузовами электровагонов аппаратов в баках с маслом, был создан проект с воздушным охлаждением преобразователей, которые располагались на крышах вагонов. Для освобождения дополнительной площади на крышах моторных вагонов, токоприёмники были перенесены на прицепные вагоны (на ЭР2^в−556 токоприёмники были установлены на моторных вагонах). По этому проекту в 1974—1975 гг. Московский локомотиворемонтный завод смонтировал остальные три электропоезда серии ЭР2^в. Первый из них состоял из вагонов № 881, 63104, 63106, 882; второй — № 879, 63108, 55304, 880; третий — № 57801, 57808, 63103, 57810, 63102, 63107, 63110, 57809.

В 1977—1978 гг. все четыре электропоезда были переведены на участок Гори — Цхинвали Закавказской железной дороги, электрифицированный на напряжение 6000 В (был переведён на это напряжение в 1969 году). На этом участке электропоезда ЭР2^в проработали совсем недолго, так как уже в 1979 году, было принято решение о прекращении работ по созданию электроподвижного состава, рассчитанного на работу при напряжении 6000 В. В результате в 1979—1980 гг. почти весь электроподвижной состав на напряжение 6000 В (5 электровозов и 3 электропоезда) были исключены из инвентарного парка МПС. Исключением стал электропоезд ЭР2^в−556 — в 1980 году он был передан в моторвагонное депо Ленинград-Финляндский, где с него демонтировали прежнюю систему и установили тиристорно-импульсные преобразователи, которые при рекуперативном торможении питали обмотки возбуждения тяговых электродвигателей. Электропоезд числился на балансе Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта и служил для различных практических испытаний, за что получил в депо прозвище «Наука». В 2008 году этот электропоезд был исключён из инвентарного парка депо.

Электропоезда ЭР12

Используя опыт эксплуатации в 1970—1973 гг. электропоездов ЭР2 оборудованных статическими преобразователями (см. выше), в сентябре 1976 года Рижский вагоностроительный завод изготовил 10-вагонный электропоезд ЭР12-6001 с тиристорно-импульсными преобразователями. На данном электропоезде механическая часть, тяговые электродвигатели (была лишь улучшена их изоляция, отчего двигатели получили наименование 1ДТ-006), вспомогательные машины и тормозное оборудование были такими же, как на ЭР2. Пуск электропоезда производился с помощью 2-фазных тиристорных преобразователей с широтно-импульсным регулированием. Эти преобразователи были изготовлены на Таллинском электротехническом заводе и размещались под моторными вагонами. Плавное регулирование напряжения на зажимах тяговых электродвигателей позволило поднять уставку пускового тока (с 190 до 220 А), а следовательно и увеличить ускорение поезда (с 0,57 до 0,71 м/с²). В 1981 году РВЗ изготовил ещё два поезда с преобразователями изменённой конструкциями: 6-вагонный ЭР12-6002 и 4-вагонный ЭР12-6003. Вместе с 8 вагонами ЭР12-6001 (секция с моторным вагоном 600108 была отставлена от работы из-за вышедшего из строя преобразователя), из них были сформированы три 6-вагонных электропоезда, которые поступили для эксплуатации на пригородные участки Таллина. В середине 1990-х электропоезда ЭР12 были переоборудованы в электропоезда ЭР2.

Электропоезда ЭР2Р

ЭР2Р-7079 на Балтийском вокзале

В период с 1964 по 1968 год Рижский вагоностроительный завод изготовил партию электропоездов серии ЭР22 с длиной кузова 24,5 м и с рекуперативно-реостатным торможением. Но из-за высоких осевых нагрузок и неудовлетворительной работы электрического торможения производство этих электропоездов было прекращено. В 1972 году завод выпустил 2 электропоезда модификации ЭР22^м, а в 1975 — 2 электропоезда ЭР22^в. Для массового производства последней модификации на заводе было спроектировано и построено электрическое оборудование, которое на заводе планировали выпускать серийно, а также специальные тележки для моторных вагонов. Однако на заводе так и не перешли на серийное производство кузовов длиной 24,5 м.

Тогда конструкторами было предложено использовать электрооборудование от ЭР22^в на поездах ЭР2 (длина кузовов 19,6 м). В 1979 году был построен электропоезд, который получил обозначение ЭР2Р-7001. Конструкция и размеры кузовов у ЭР2Р были такими же, как у ЭР2, но из-за увеличения веса поезда под вагоны были подкачены тележки типа ТУР-01, имеющие небольшие отличия от тележек электропоездов ЭР22^в (бо́льший прогиб рессорного подвешивания и бо́льший диаметр шеек вагонных осей). Под прицепные вагоны подкатывались аналогичные тележки, но без тяговых электродвигателей. В 1982 году РВЗ выпустил электропоезд ЭР2Р-7002, и первоначально выпускал электропоезда ЭР2Р небольшими партиями, а с 1984 года (с № 7007) перешёл на их серийное производство. Электропоезда ЭР2Р первоначально поступали в депо Железнодорожная Московской железной дороги, а после стали поступать и на остальные пригородные участки. Рижский вагоностроительный завод строил электропоезда ЭР2Р вплоть до 1987 года; последний электропоезд этой серии — ЭР2Р-7089 был изготовлен в сентябре этого года. Вместо них, в 1987 году РВЗ перешёл на производство электропоездов серии ЭР2Т.

Электропоезда ЭР2К, ЭР2М, ЭМ2, ЭМ4 и ЭС2

Электропоезд ЭМ2И-003 на перегоне Крёкшино — Толстопальцево

Электропоезд ЭМ4-001 «Спутник» на Ярославском вокзале

Несмотря на разные названия, и даже то, что часто сильно отличаются друг от друга внешне, эти электропоезда по сути являются одним и тем же — ЭР2, которые прошли капитальный ремонт с продлением срока службы (КРП), либо капитальный восстановительный ремонт (КВР). Этот вид ремонта проводят на различных локомотивостроительных и локомотиворемонтных предприятиях, а иногда и в локомотивных депо (например, депо Алтайская в Новоалтайске). В основном КРП и КВР производится на электропоездах ЭР2 с № 659 (то есть со стержневой подвеской тягового редуктора), однако в настоящее время его проводят и на более ранних составах (с серповидной подвеской редуктора), при этом под моторные вагоны подкатывают новые тележки. В ходе ремонта также модернизируется конструкция поезда: устанавливаются стеклопакеты (с металлическими, а позже с пластиковыми рамами), новые диваны, в освещении вместо ламп накаливания в последнее время стали устанавливать люминесцентные. Также иногда меняют и кабину управления. После этого поездам присваивают новое обозначение серии (чаще всего ЭР2К — ЭР2 после КРП).

Файл:ES2-005.jpg

ЭС2-005 (бывший ЭР2-468) на станции Сеятель Зап.-Сиб. ж. д.

Электропоезда ЭР2, прошедшие КРП на Московском ЛРЗ (ЗAO «Спецремонт», от ЭР2 при этом часто остаются только рама, тележки и торцевые стены) получают аббревиатуру ЭМ (электропоезд московский). Первоначально это были электропоезда ЭМ2, но в настоящее время завод выпускает электропоезда ЭМ4, также известные как «Спутник». Электропоезда «Спутник» эксплуатируются на ускоренных пригородных маршрутах Москва — Мытищи — Пушкино, Москва — Мытищи — Болшево (участок Москва — Мытищи открыт для движения «Спутников» в феврале 2004, Мытищи — Пушкино — в августе, а Мытищи — Болшево — в сентябре 2008) и Москва — Люберцы I — Раменское, который был открыт в 2005 году. Электропоезда, которые прошли КРП и КВР в уже упомянутом локомотивном депо Алтайская, получают обозначение серии ЭС2 (электропоезд сибирский). При этой модернизации у электропоездов нередко устанавливают новую кабину. Всего на начало 2009 года было собрано: 51 ЭМ2 (из них 16 — ЭМ2И), 19 ЭС2 и 15 ЭМ4 (все они учтены в данных о численности ЭР2 на 2009 год, см. выше). Весной 2008 года были построены два вагона повышенной комфортности для курсирования на линии Новосибирск-Главный — Черепаново.

Электромотрисы

Электромотриса ДЭР-002

Известны многочисленные случаи переделки моторных вагонов ЭР2 в электромотрисы для служебного пользования. В частности на Октябрьской железной дороге эксплуатируется электромотрисы ДЭР-001, ДЭР-002 и ДЭР-003. Данные мотрисы выполнены путём переделки моторных вагонов с установкой мотор-генераторов и мотор-компрессоров, кабин машиниста. Причём ДЭР-001 имеет одну секцию, ДЭР-003 две секции полученных из переделки вагона ЭР2 и ЭР9, а ДЭР-002 — три секции.

Транспортные происшествия, произошедшие с электропоездами ЭР2

В ночь с 5 на 6 декабря 1978 года, в 02:50, на станции Куровская взорвались 2 вагона с промышленными взрывчатыми веществами. При этом никто не погиб, но на станции было множество крупных разрушений, а в соседнем посёлке во многих домах вылетели стёкла. По стечению обстоятельств, на одном из соседних путей стоял совершенно новый электропоезд ЭР2-1169 (12 вагонов, был построен в октябре того же года), который и принял на себя основную энергию ударной волны. Из-за полученных повреждений, почти все вагоны электропоезда через месяц были списаны, в эксплуатации сохранились лишь вагоны № 116907 и 116909, а вагоны № 116905 и 116906 в качестве сараев были переданы на Коломенский завод.

ЭР2-485 с «неродным» головным вагоном (заметно по гладкой обшивке лобовой части)

• 17 июля 1992 года на переезде близ платформы Ириновка (Ленинградская область) произошло столкновение ЭР2-485 с грузовым автомобилем марки «ЗиЛ». Грузовик на большой скорости врезался в переднюю тележку головного вагона, в результате чего этот вагон сошёл с рельс и на скорости 40 км/ч левой стороной врезался в платформу (электропоезд подъезжал к платформе). В результате происшествия погиб помощник машиниста (данных о погибших пассажирах нет), вагоны № 48501, 48504 и 48507 были повреждены до степени исключения из инвентаря.
• В ночь с 22 на 23 декабря 1993 года в процессе маневровых работ в моторвагонном депо Раменское произошло столкновение электропоездов ЭР2-1164 и ЭР2-1181. В результате происшествия никто не погиб, вагон № 116401 был повреждён до степени исключения из инвентаря, а вагон № 118109 — в объёме текущего ремонта.
• 31 мая 1996 года 4 незакреплённые платформы с цементом, из-за уклона пути, выкатились со станции Литвиново (Кемеровская железная дорога) на перегон и на 3526 км врезались в переполненный ЭР2-663. Погибли 17 пассажиров, 44 (по другим данным более 100) были ранены, вагоны № 66305, 66308 и 66309 повреждены до степени исключения из инвентаря.
• 13 февраля 2001 года на участке Белоостров — Дибуны на железнодорожном переезде произошло столкновение ЭР2-1291 (в момент аварии его скорость составляла 80 км/ч) с автопоездом, в результате чего 2 вагона электропоезда сошли с рельс. Погиб 1 и получили ранения 10 человек, головной вагон № 129101 был повреждён до степени исключения из инвентаря.
• 11 ноября 2002 года в Санкт-Петербурге из-за неверно поставленной слесарем перемычки при поднятых токоприёмниках и запущенных вспомогательных машинах, неуправляемый (машинист в этот момент времени отлучился с состава) ЭР2-1280 на скорости около 41 км/ч выскочил на перрон Балтийского вокзала. В результате происшествия 4 человека погибли, 9 были ранены, а 2 вагона электропоезда (№ 128001 и 128002) были повреждены в объёме текущего ремонта.
• 25 октября 2006 года близ Сестрорецка был осуществлён умышленный поджог одного из вагонов электропоезда ЭР2-1315. В результате происшествия никто не погиб, вагоны № 131503 и 131508 были повреждены до степени исключения из инвентаря (в июне 2009 года ещё находились на территории моторвагонного депо Санкт-Петербург Финляндский).

Культурные аспекты

ЭР2 более четырёх десятилетий являлся самой распространённой электричкой на железных дорогах Советского Союза, а позже и в ряде стран постсоветского пространства (Россия, Армения, Грузия, Украина). В кинофильмах ЭР2 появляется уже через год после начала производства — в «Добро пожаловать, или Посторонним вход воспрещён». В этом фильме 1964 года в сцене на платформе (когда Иночкин представляет себе, как он приезжает домой) показывают подъезжающий электропоезд, в котором (по комбинированным выходам и характерным стенкам) можно опознать ЭР2. Примечательно, что когда Иночкин уходит с платформы, то показывают уже С^р₃.

Несколько более значимой у электропоезда была «роль» в оскароносном фильме «Москва слезам не верит» (1979), где в салоне ЭР2 знакомятся главные герои — Катерина и Георгий. Примечательно, что по отделке салона можно определить, что это электропоезд до № 982 (с ЭР2-982 для отделки салонов стали использовать пластик), хотя в то время, из-за предстоящих Олимпийских игр, на Московском железнодорожном узле происходила массовая замена электропоездов на ЭР2 с номерами от 1028 и выше (с изменённой формой кабины). Также ЭР2 появлялся в таких фильмах, как «Джентльмены удачи», «Место встречи изменить нельзя», «Покровские ворота», «Сёстры», «Странные взрослые» и другие.

Хотя песен, в тексте которых бы непосредственно упоминался ЭР2, нет, однако с учётом того, что с 1960-х на советских железных дорогах ЭР2 был основным пригородным электропоездом, то практически любую песню об электричке, написанную в этот период, можно отнести и к нему. Наиболее известной из таких песен является «Электричка» Алёны Апиной, которая также считается неофициальным хитом среди локомотивных бригад пригородных электропоездов. Примечательно, что известная песня «Последняя электричка» Давида Тухманова к ЭР2 мало относится, так как была написана в 1961 году, то есть за год до появления первых ЭР2.

Компьютерных игр, где бы изначально был ЭР2, относительно немного, например Half Life 2, да и то в них электропоезда выполняют лишь роль фона, либо статичных объектов. Однако любителями было создано и выложено в интернет немало моделей этого электропоезда в виде дополнений к таким железнодорожным симуляторам, как Microsoft Train Simulator и Trainz. В этих дополнениях представлены ЭР2 не только с разными формами кабины (до и после ЭР2-1028), но и с различными вариантами окраски кузова, а зачастую и с разными вариантами отделки кабины машиниста. Самым же популярным из электропоездов ЭР2 в интернете можно считать ЭР2-368, так как именно он был на довольно известном видео «Краш-тест электрички» (варианты: «испытание электрички», «краш-тест электропоезда» и т. д.). Однако, вопреки расхожему мнению, на видео изображён вовсе не краш-тест электропоезда, а первое испытание путевого энергопоглощающего упора (ПЭУ). Испытание проводилось 19 декабря 2002 года на Варшавском вокзале в Санкт-Петербурге. Для испытаний был сформирован состав из 7 вагонов от ЭР2-368 (вагоны № 02—04, 06, 08—10) и 5 от ЭР2-396 (вагоны 05—08, 10). Впереди электропоезда был прицеплен специальный пассажирский вагон усиленной конструкции, а толкал весь состав тепловоз ТЭП70-0220. Однако первое испытание закончилось неудачно: головной вагон № 36809 сложился пополам (в ту же ночь его на месте распилили на металлолом). Дальнейшие испытания были уже более успешны, после чего этот упор был принят к эксплуатации.

Примечания

Литература

• В. А. Раков. Локомотивы отечественных железных дорог 1956—1975. — Москва: Транспорт, 1999. — 444 с. — ISBN 5-277-02012-8^{о книге}
• В. А. Раков. Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976—1985. — Москва: Транспорт, 1990. — 238 с.^{о книге}
• Пегов Д. В. и другие. Электропоезда постоянного тока ЭР2. — Москва: Центр коммерческих разработок, 2006. — 144 с. — ISBN 5-902624-06-1^{о книге}
• Электропоезд ЭР2. — Москва: Транспорт, 1971.^{о книге}
• Электрические схемы и управление электропоездом ЭР2. — Москва: Транспорт, 1975.^{о книге}

Первоисточник этой статьи был признан «избранной статьёй» в русском разделе Википедии