Возникновение

С 1962 г. Рижский и Калининский вагоностроительные заводы вместо электропоездов ЭР1 начали выпускать электропоезда ЭР2, вагоны которых имеют подножки и приспособлены для выхода как на высокие, так и на низкие платформы (специальные фартуки для выхода на высокие платформы устанавливаются в депо). Наличие подножек вызвало переделку рамы кузова. Одновременно, по сравнению с вагонами электропоездов ЭР1, были усилены лобовые части, боковые стенки, рамы концов вагонов и дверные проёмы. Проект изменений вагонов выполнен конструкторами Рижского вагоностроительного завода.

Новшества отдельных экземпляров

Один из электропоездов ЭР2а-413 в 1963 году был выпущен с «автомашинистом» и поступил для эксплуатации на участок Москва — Клин Октябрьской дороги для опытной проверки.

В 1964 году один из электропоездов был выпущен с резиновыми муфтами, заменяющими кулачковые муфты между валом тягового электродвигателя и редуктором. В конце 1965 года было выпущено ещё пять электропоездов с такими муфтами.

На моторных вагонах электропоездов ЭР2, выпущенных после марта 1964 года, установлены четырёхполюсные тяговые электродвигатели УРТ-110А (унифицированные, рижские, тяговые). Главные полюсы размещены по вертикальной и горизонтальным осям, добавочные — под углом 45° к ним. Якорь выполнен с волновой обмоткой, изоляция обмоток полюсов и якоря класса В. Вентилятор электродвигателя сварной конструкции приварен к заднему обмоткодержателю. Максимальная частота вращения якоря 2080 об/мин. Масса тягового электродвигателя — 2150 кг.

Технические характеристики

Моторные вагоны ЭР1 и ЭР2 при передаточном числе редуктора 1 : 3,17, диаметре колёс 1 050 мм и напряжении на зажимах тяговых электродвигателей 1 500 В имеют следующие тяговые данные:

- Скорость км/ч Сила тяги, кГ
Часовой режим усиленное поле
нормальное поле 51,8
71,2 5270
4040
Длительный режим усиленное поле
нормальное поле 59,0
82,4 3530
2790

Конструкционная скорость электропоездов 130 км/ч. Ускорение поездов до скорости 60 км/ч составляет 0,6-0,7 м/с?. При движении по перегону длиной 2,5 км электропоезд ЭР2 по результатам испытаний развивает максимальную скорость до 95 км/ч, а на перегоне длиной 5 км — 110 км/ч. Минимальный радиус проходимых кривых — 100 м при скорости 5 км/ч. Моторный вагон электропоезда ЭР2 имеет вес 54,6 тс, головной 40,0 тс, прицепной промежуточный — 38,3 тс. Длина вагонов по осям автосцепки 20100 мм.

Вагоны

Большинство электропоездов выпускалось в десятивагонном исполнении (пять учётных секций), часть в восьмивагонном (четыре учётных секции), а также в виде отдельных секций (моторный и прицепной или моторный и головной вагоны) или вагонов. Вообще все построенные РВЗ после 1957 г. электропоезда могут эксплуатироваться в составах с любым чётным количеством вагонов, но не менее четырёх, поскольку каждый состав состоит из двухвагонных (1 прицепной/головной и 1 моторный вагон) секций. Максимально возможная составность ЭР2 — 12 вагонов, её дальнейшему увеличению препятствовала слабость изоляции.

Вагоны электропоезда ЭР2 имеют нумерацию, состоящую из последовательно написанных номера электропоезда и двузначного номера вагона. Моторные вагоны имеют номера 02, 04, 06, 08, 10 и 12, головные — 01 и 09 (07 — только на восьмивагонных поездах, выпускавшихся совместно Рижским и Калининским вагоностроительными заводами до конца 1969 года), промежуточные прицепные 03, 05, 07 и 11. Полный номер первого головного вагона электропоезда № 955 будет ЭР2-95501. Моторные вагоны имеют 110 мест для сидения, промежуточные прицепные — 108, головные — 88.

Кузов

Конструкция кузова цельнонесущая, сварная, выполнена в основном из гнутых и штампованных профилей. Хребтовые балки для автосцепки короткие, помещены они только между штампованным буферным брусом и шкворневыми балками. В работе на изгиб, растяжение и сжатие участвуют все основные элементы кузова, в том числе металлическая крыша, нижняя рама и боковые стенки. Длина кузова составляет 19600 мм, ширина 3480 мм. Вагоны имеют автосцепки СА-3.

Двери для входа пассажиров с высоких и низких платформ двустворчатые, раздвижные с электропневматическим управлением. При выходе на высокие платформы имеющиеся подножки закрываются фартуками. Вентиляция вагонов принудительная с подачей в холодное время года подогретого воздуха; отопление электрическое — печами и калориферами.

Тележки и подвеска

Моторные и прицепные вагоны имеют по две двухосные тележки с двойным рессорным подвешиванием: кузов опирается на снабжённый резиновой втулкой надрессорный брус через боковые скользуны, а шкворень служит только для передачи, горизонтальных сил. Надрессорный брус в свою очередь опирается на четыре двойные цилиндрические пружины (по две с каждой стороны тележки), установленные на поддонах, подвешенных шарнирно к рамам тележки. Надрессорный брус относительно рамы тележки фиксирован двумя поводками с резинометаллическими элементами. Рамы тележек через цилиндрические пружины опираются на балансиры, подвешенные к нижней части корпусов роликовых букс. Статический прогиб рессорного подвешивания моторного вагона 105 мм. Такие тележки применялись с поезда № 514 (1965 г.). Рамы тележек штамповано-сварной конструкции имеют в плане Н-образную форму. Они состоят из двух продольных, двух поперечных и четырёх литых концевых балочек. Рамы тележек соединены с надрессорным брусом гидравлическими амортизаторами, гасящими колебания надрессорной части вагона.

Колёсные пары моторного вагона выполнены со спицевыми центрами и бандажами; диаметр новых бандажей 1050 мм. Один из центров колёсной пары имеет тарельчатый фланец, к которому болтами крепится зубчатое колесо. На шейку колёсной пары диаметром 130 мм посажены два цилиндрических роликовых подшипника. На колёсную пару через два роликовых цилиндрических подшипника с внутренним диаметром 200 мм опирается корпус редуктора, в котором на двух сферических подшипниках может вращаться шестерня, сцеплённая с зубчатым колесом. С другой стороны корпус редуктора с помощью резьбового стержня связан с рамой тележки.

Передаточное отношение редуктора 23:73=1:3,17, модуль передачи 10. С шестернёй через упругую муфту (резино-кордовую оболочку), компенсирующую перемещение колёсной пары относительно рамы тележки, соединён вал якоря тягового электродвигателя, установленного на раме тележки. Колёсная база тележки моторного вагона 2600 мм, расстояние между осями шкворней 13300 мм. Тележки прицепных вагонов имеют такую же схему рессорного подвешивания, как и моторные вагоны; диаметр колёс прицепных вагонов 950 мм, колёса цельнокатаные. Колёсная база тележки 2400 мм. Торможение вагонов двустороннее с помощью колодок — по две колодки на каждое колесо. На тележках моторного вагона установлено по два тормозных цилиндра диаметром 10".

Электрооборудование

На моторных вагонах электропоездов ЭР2 установлено по одному токоприёмнику, так как в случае неисправности его оставшиеся четыре действующих моторных вагона позволят довести поезд до конечного пункта. По этим же соображениям в силовой цепи моторных вагонов не предусмотрены отключатели групп неисправных тяговых электродвигателей, и при повреждении одного из электродвигателей отключается целиком моторный вагон.

Защита от токов короткого замыкания выполнена с помощью быстродействующего выключателя ВВП-105 с диафрагменным приводом, который отключает цепь тяговых электродвигателей, когда ток превышает 600 А, или под действием дифференциального реле, когда в случае перебросов или пробоев на землю ток в цепи тяговых электродвигателей не достигает 600 А. Реле перегрузки не действует на выключающие аппараты, а ликвидирует перегрузку в пусковом режиме снижением уставки реле ускорения путём ввода в цепь её катушки добавочного резистора.

Силовой контроллер КСП-1А с электропневматическим приводом системы проф. Л. Н. Решетова имеет 12 контакторных элементов; общее количество позиций контроллера 18, из них 1-я соответствует маневровому режиму, 2-8-я-реостатному пуску при последовательном соединении всех четырёх тяговых электродвигателей, 9-я-последовательному соединению электродвигателей с выведенными из цепи пусковыми резисторами, 10-я-промежуточной ступени ослабления возбуждения (67 %), 11-я-второй ступени ослабления возбуждения (50 %) 12-я- параллельному соединению тяговых электродвигателей с возбуждением 50 % и включенными реостатами, 13-15-я-реостатному пуску при параллельном соединении электродвигателей и 100 % возбуждения, 16-я-параллельному соединению (две параллельно включенные группы по два последовательно включённых электродвигателя) при 100 % возбуждания, 17-я-промежуточной ступени возбуждения (67 %) и 18-я-50 % возбуждения электродвигателей при их параллельном соединении.

Контроллеры машиниста, встроенные в пульты управления, имеют по две рукоятки: реверсивную и главную. Реверсивные имеют три положения: вперёд, 0, назад, главная рукоятка-восемь положений: нулевое, маневровое, 1-е ходовое (соответствующее 9-й позиции силового контроллера-КСП), 2-е ходовое (соответствующее 11-й позиции КСП), положения 2А и ЗА для ручного пуска, 3-е ходовое (соответствующее 16-й позиции КСП) и 4-е ходовое (соответствующее 18-й позиции силового контроллера).

Переход с последовательного на параллельное соединение тяговых электродвигателей осуществляется по методу моста. Сопротивления индуктивных шунтов подобраны так, что при режиме 50 % возбуждения, то есть на ходовых ступенях ослабления возбуждения, добавочные фехралевые резисторы полностью выключаются. В качестве линейных и мостового контакторов на моторных вагонах электропоездов ЭР2 установлены электровозные контакторы ПК-305 конструкции Новочеркасского электровозостроительного завода.

Чтобы разгрузить источники питания головного вагона и снизить падение напряжения в поездных проводах, часть вспомогательных контакторов и удерживающие катушки быстродействующих выключателей питаются от источников тока своей секции (от соседнего прицепного вагона).

При ручном пуске силовой контроллер находится под контролем реле ускорения. При автоматическом пуске поворот вала силового контроллера на следующую позицию происходит при уменьшении тока тягового электродвигателя до 170—180 А; возможен пуск при меньших токах перехода на следующие позиции — 125 А, для чего машинист должен нажать кнопку «Пониженное ускорение». При боксованин одной из колёсных пар реле боксования воздействует на реле ускорения и ток отпадания его снижается до 70 А.

На прицепных и головных вагонах электропоездов установлены агрегаты ДК-604В, состоящие из двухколлекторного делителя напряжения (динамотора) и генератора тока управления. При напряжении 3000 В делитель напряжения имеет номинальную мощность 12 кВт (ток 5,3 А, частота вращения якоря 1000 об/мин), генератор — мощность 10 кВт (напряжение 50 В, ток 200 А). Вес агрегата 1200 кг. На этих же вагонах размещены мотор-компрессоры, состоящие из компрессора ЭК-7А (подача 0,62 м3/мин воздуха) и электродвигателя ДК-409В мощностью 5 кВт (напряжение 1500 В, ток 4,4 А). Аккумуляторные батареи 40КН-100 также находятся на головных и прицепных вагонах.