ВЛ23
Выпускаемые Новочеркасским электровозостроительным заводом шестиосные электровозы ВЛ22М, конструкция которых была разработана в начале 30-х годов специально для обслуживания поездов на тяжелом по профилю и плану горном участке Хашури — Зестафони Закавказской дороги, в середине 50-х годов, конечно, не могли удовлетворить возросшие требования к этому классу локомотивов. Тяговые электродвигатели ДПЭ-400 с часовой мощностью 400 кВт, имеющие характеристику, при которой происходит быстрое падение силы тяги с увеличением скорости движения, и конструкция тележек электровозов ВЛ22М не отвечали условиям эксплуатации на линиях с холмистым и равнинным профилями. При скорости выше 40 км/ч мощность электровоза ВЛ22М при движении на полном поле оказывалась ниже мощности, развиваемой паровозами Л и ФД. В результате при электрификации новых участков и замене этих паровозов электровозами ВЛ22М в ряде случаев средняя техническая скорость увеличивалась весьма незначительно. Поэтому в 1954 г. Новочеркасский электровозостроительный завод по техническому заданию Министерства путей сообщения под руководством главного конструктора завода Б. В. Суслова разработал эскизный проект нового шестиосного грузового электровоза со сцепным весом 138 т, на котором предусматривалось использовать тяговые электродвигатели НБ-406 часовой мощностью 525 кВт электровозов ВЛ8. Диаметр движущих колес (1 200 мм) и двусторонняя жесткая косозубая передача с передаточным числом 21:82=1:3, 905 приняты такими же, как и на электровозах серии ВЛ8. Колесно-моторный блок шестиосных электровозов и электровозов ВЛ8 был унифицирован.
На новом электровозе предусматривалось также использование мотор-вентиляторов электровозов серии ВЛ8, мотор-компрессоров электровоза серии ВЛ22М и основной электрической аппаратуры этих электровозов. Проект тележек был выполнен в двух вариантах: с брусковыми рамами по типу рам электровозов серии ВЛ22М и с литыми рамами по типу рам электровозов серии ВЛ8. Конструктивную скорость предполагалось установить в 90 км/ч. На первых опытных электровозах намечалось применить тележки с брусковыми рамами, на последующих — тележки с литыми рамами.
В январе-феврале 1956 г. Новочеркасский электровозостроительный завод построил два первых шестиосных электровоза с тяговыми электродвигателями НБ-406 — электровозы ВЛ23-001; и ВЛ23-002.
Обе тележки электровоза имеют брусковые рамы и только продольные балансиры. Шарниры рессорной системы выполнены в виде призм. В буксах установлены сферические двухрядные роликовые подшипники. Кузов опирается на каждую тележку через центральную опору, расположенную на среднем межрамном креплении, и дополнительную скользящую опору на шкворневом брусе тележки. Конструкция кузова выполнена с более полным использованием габарита подвижного состава; отсутствие площадок по концам кузова позволило увеличить помещение для электрического оборудования.
На электровозах ВЛ23-001 и ВЛ23-002 было сохранено такое же количество реостатных позиций на последовательном, последовательно-параллельном и параллельном соединениях тяговых электродвигателей и установлено оборудование для рекуперативного торможения по схеме со стабилизирующими сопротивлениями, как на электровозах ВЛ22М.
Электровоз ВЛ23-001 летом 1956 г. прошел прочностные испытания на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС. Испытания подтвердили, что тележки и, в частности, их брусковые рамы имеют достаточную прочность, а также показали, что электровоз имеет удовлетворительную вертикальную динамику и возможность повышения конструктивной скорости до 100 км/ч.
В апреле—июле 1958 г. прошел тяговые и тормозные испытания электровоз ВЛ23-002 на участке Кропачево — Златоуст — Челябинск и испытания по воздействию на путь на участке Бердяуш — Байкал Южно-Уральской дороги. Параллельно с электровозом ВЛ23-002 испытывался для сравнения электровоз ВЛ22М-474. Тяговые испытания показали преимущество нового электровоза по сравнению с электровозами ВЛ22М в части реализации повышенных скоростей движения при одинаковых весах поездов. В то же время была отмечена большая склонность электровоза ВЛ23-002 к боксованию при трогании и разгоне и более быстрое нарастание скорости вращения боксующей колесной пары по сравнению с электровозом серии ВЛ22М. Причинами этого были соответственно большие колебания силы тяги при пуске из-за недостаточного количества пусковых степеней и более мягкая тяговая характеристика.
Путевые испытания электровоза ВЛ23-002, хотя и дали в основном равноценные с электровозом ВЛ22М показатели по воздействию локомотива на путь, но в прямых участках пути при скорости выше 70 км/ч у нового электровоза наблюдались повышенные виляющие движения. Эти обстоятельства послужили причиной поднятия вопроса отдельными специалистами-путейцами о необходимости бегунковых колесных пар и применении тяговых электродвигателей с опорно-рамной подвеской на грузовых электровозах.
При часовом режиме работы тяговых электродвигателей электровоз ВЛ23 развивает силу тяги 26400 кГ и скорость 42, 6 км/ч, при длительном режиме соответственно 22600 кГ и скорость 44, 3 км/ч. При скорости 65—70 км/ч сила тяги в 3—3, 5 раза больше силы тяги электровоза ВЛ22М.
Электровоз ВЛ23-001 без песка весил 135, 2 т, электровоз ВЛ23-002— 136, 7 т, т. е. при весе песка около 2 т вес электровозов составлял 137-138 т.
В начале 1958 г. Новочеркасский электровозостроительный завод выпустил еще два электровоза ВЛ23 № 003 и 004 без рекуперативного торможения и с увеличенным количеством пусковых ступеней: безреостатными позициями были 23-я (на последовательном соединении), 38-я (на последовательно-параллельном) и 48-я (на параллельном); на каждой из безреостатных позиций сохранены четыре ступени ослабленного поля (75, 55, 43 и 36% от полного поля).
Схема силовой цепи тяговых электродвигателей у электровозов серии ВЛ23 без рекуперации выполнена по типу схемы электровозов ВЛ22М без электрического торможения, т. е. с перемежающим включением обмоток якорей и возбуждения (главных полюсов); на электровозах применена дифференциальная защита силовых цепей и установлены реле боксования. У новых электровозов были установлены еще по две дополнительных опоры, расположенных на буферных брусьях тележек. Через эти опоры от кузова на каждую тележку передавалась нагрузка около 2 т.
Электровоз ВЛ23-004 был подвергнут в мае — июле 1958 г. динамическим и путевым испытаниям на Закавказской дороге, которые проводились ЦНИИ МПС. Одновременно с этим электровозом испытывались электровозы ВЛ60-001 и ВЛ22м-1908. Испытания показали, что электровоз серии ВЛ23 может следовать по прямым участкам и кривым радиусом 600 м и более с конструктивной скоростью 100 км/ч, а также, что установленные на локомотиве амортизаторы системы инж. А. А. Шацилло не дали положительных результатов.
После прекращения в 1958 г. выпуска электровозов ВЛ22М Новочеркасский электровозостроительный завод начал строить электровозы ВЛ23 без рекуперативного торможения. На электровозе ВЛ23-210 и последующих устанавливались контроллеры машиниста, имеющие унифицированные с контроллерами электровозов серии ВЛ8 детали.
Начиная с электровоза ВЛ23-214 были несколько изменены силовые электрические схемы для обеспечения меньших толчков тока при переходах с 12-й на 13-ю и с 17-й на 18-ю позицию и улучшения обратных переходов с одного соединения тяговых электродвигателей на другое.
С электровоза № 475 увеличен объем песочных бункеров с 1 400 л (2 100 кг) до 1 960 л (2 940 кг).
В 1958 г. Новочеркасский электровозостроительный завод вновь вернулся к вопросу применения на электровозах ВЛ23 рекуперативного торможения и в сентябре этого года выпустил два электровоза ВЛ23-500 и ВЛ23-501.С рекуперацией. В отличие от электровозов ВЛ23-001 и ВЛ23-002 на новых локомотивах была несколько изменена схема силовых цепей: применена циклическая стабилизация при рекуперативном торможении с включением противокомпаундной обмотки возбуждения возбудителя в одну из цепей стабилизирующих сопротивлений и осуществлена возможность реостатного пуска электровоза при независимом возбуждении тяговых электродвигателей. Схема с циклической стабилизацией позволила уменьшить величины стабилизирующих сопротивлений, а следовательно, мощность мотор-генератора (возбудителя) с 80 до 32, 4 кВт и снизить его вес на 1 т. Изменилось и число контакторов группового переключателя с 18 до 13, число контакторов реверсора при этом увеличилось с 8 до 12, а тормозного переключателя с 3 до 12. На тяговом режиме обмотки возбуждения тяговых электродвигателей 1 и 2 оказались включенными между якорями этих электродвигателей, а обмотки возбуждения электродвигателей 5 и 6 между их якорями (якорь 5, обмотки возбуждения 5, обмотка возбуждения 6, якорь 6). Количество пусковых ступеней и ходовых позиций на электровозах ВЛ23-500 и ВЛ23-501 было принято таким же, как и на электровозах ВЛ23 без рекуперативного торможения.
Рекуперативное торможение, как и на электровозах ВЛ8, начинается при равном напряжении на зажимах тяговых двигателей и в контактной сети и включается при помощи реле рекуперации.
Электровозы ВЛ23, имея большую мощность и более высокую конструктивную скорость, представляли по существу усиленный тип электровозов ВЛ22М.
Намечаемое при проектировании электровоза существенное изменение конструкции тележек заводом осуществлено не было. В 1959 г. предполагалась замена тележек брускового типа на тележки сварной конструкции по типу тележек шестиосных электровозов переменного тока ВЛ60 (см. ниже), но в связи с намеченным прекращением строительства шестиосных грузовых электровозов постоянного тока никаких существенных изменений конструкции этих локомотивов не производилось. Электровозы серии ВЛ23 строились заводом до середины 1961 г.
Электровозы ВЛ23 поступили на многие электрифицированные на постоянном токе участки для обслуживания грузовых и частично пассажирских поездов. В частности, эти электровозы заменили электровозы ВЛ22М на Омской (ныне Западно-Сибирской) дороге и начали работать на Московской, Южной, Приднепровской и других дорогах.
