Автор Тема: Ремонт и модернизация электровозов ЧС4 производства PIKO (4121)  (Прочитано 6011 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн VeschiiOleg

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 533
  • Репутация: +17/-0
В последнее время появилось много тем о моделях старого Пико: восстановление, тюнинг  и т.д., некоторые аспекты уже освещались в разных темах, но, чтобы информация находилась в одном месте, по крайней мере в рамках одной модели, хочу оформить их в виде одной темы-статьи.
Речь пойдет о нюансах ремонта и модернизации довольно известной модели старого Пико - электровоза ЧС4 (и его прототипа S699, они идентичны за исключением корпуса). Данная статья является систематизацией наработок по опыту испытаний примерно десятка экземпляров этой модели разных годов выпуска.

Основными недостатками данной модели являются неудовлетворительные тяговые характеристики и плохое крепление двигателя. Неудовлетворительность заключается в неспособности затаскивать состав даже в незначительный подъем. Некоторые экземпляры локомотивов даже без вагонов с трудом заезжают в подъем.  Плохое крепление двигателя приводит к самопроизвольному смещению его во время работы вверх и, как следствие, частичной или полной потере связи с редуктором. 

Для наглядности и удобства, начну с выкладывания скана паспорта-инструкции, многие ищут:







Итак начнем. ;)
Для того чтобы понять причины плохой тяги обратимся к кинематической схеме тележек. Они представляют собой трехосную конструкцию с шестереночным приводом на две оси и обрезиненной кол. парой, ближней к центру локомотива.  Почему именно к ближней? По замыслу разработчиков крайние оси тележки сделаны подпружиненными, центральная ось - опорная, на неё опирается рама с кузовом.  Шестеренки привода колес размещены таким образом, что при передаче вращающего момента на колеса, на крайнюю пару воздействует результирующий вектор силы, прижимающий всю ось этой пары к рельсу (или отжимающий от него, в зависимости от направления движения).  Упрощенно это выглядит так:



Т.е при движении вперед тележка работает на "самозаклинивание".  Т.е электровоз при движении вперед отталкивается одним обрезиненным колесом второй по ходу движения тележки. Вторая обрезиненная пара прижимается вверх и, по сути, не работает. Движение осуществляется всего одним обрезиненным колесом. (Про отталкивание остальными металлическими колесами мы поговорим позднее, это все работает, но при весе локомотива в 110г - стальные колеса малоэффективны). При движении в обратную сторону перекос тележек меняется и тяговое усилие начинает обеспечивать крайняя ось другой тележки. Очень сильно утрировано, но на локомотиве это выглядит так:



Однако из-за погрешностей в литье, больших люфтов, неровностей пути, и (возможно даже) неудачно выбранного угла размещения шестеренок разработчиками, работы на самозаклинивание почти не происходит. А в силу задубевания резины через некоторое время становится вовсе неэффективным. Это все приводит к тому что обрезиненное колесо бускует почти так же как и необрезиненное.
Поэтому первый шаг в модернизации этого локомотива - перенос обрезиненной оси в центр тележки, (поменять местами пары), см. рис ниже:



При этом обрезиненные кол. пары будут нагружены всегда, причем обе сразу. В движении будут активно участвовать уже два колеса.  Теперь о резине. Штатная плохая даже новая, а после нескольких лет она превращается в "глинозем". Я пробовал различные виды радиотехнич. кембриков (очень хороший результат, не путать с термоусадкой!!!), штатные шины из современного Пиковского ЗИПа, полиэтиленовые, (продаются в магазинах, результат заметно хуже). Но лучше всего для изготовления шин лучше всего подходит советская ниппельная резинка. Она имеет внешний диаметр 2мм, очень мягкая, хорошо тянется, долговечна и обладает сумасшедшими сцепными свойствами (высокий коэфф. трения). Перед надеванием нарезается бритвой на колечки примерно по 2мм. В натянутом на 6мм колесо состоянии она уменьшается в толщине и ширине и хорошо укладывается в проточку колеса. Еще лучше сделать две обрезиненные кол.пары на каждой тележке, для этого во второй паре желательно сделать кольцевую проточку под шину. Но можно и без проточки, с учетом того что это не опорная ось. На моих локомотивах обрезинены 4 колеса (по 2 на каждой тележке). Шины стоят по диагонали.  Это лучше для гашения резонансов в кинематике при движении и лучшего токосъема на стрелках. Отмечу, что для уверенного токосъема вполне достаточно остальных 8 колес, по этому поводу даже можно не заморачиваться. У меня есть электровозы с обрезиненными 6-ю колесами и они отлично проходят стрелки и пересечения.

Далее речь пойдет об утяжелении локомотива. Это также очень важно. Но это будет завтра. :)

Оффлайн Knallfrosch

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6228
  • Репутация: +270/-46
  • САМОЗВАНЕЦ
    • NSCALECLUB.RU
Вот это серьезный подход к делу! Хоть и не моя тема ковырять старое Пико ( мне кажется, такие вещи интереснее в первозданном виде), но читать очень интересно!

Оффлайн Вовчик188

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 323
  • Репутация: +27/-1
  • Откуда: Санкт-Петербург
  • Имя: Владимир
Спасибо! Очень познавательно! Жду продолжения)
С ув. Владимир.

Оффлайн Shalun

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2361
  • Репутация: +94/-6
  • ХАМ и СКЛОЧНИК, ЧУЖДЫЙ ЭЛЕМЕНТ
  • Откуда: Зеленоград и 101й км
  • Имя: Петр
КМК тюнинг пиковских моделей, как то очень смахивает на тюнинг "жигулей", т.е. и то и другое из разряда творческого мазохизма! Для себя пришёл к замене ходовок на ЧС4 на катовские от РА1 или РВ1 ! Переделка не очень сложная ( где то есть тема на форуме) по ходовым качествам - ураган! А что ещё нужно покатушечнику?!
Петр
РЖД/СЖД
только аналог
Осторожно! Кусаюсь!

Оффлайн VSergN

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3162
  • Репутация: +140/-6
  • = JNR, DRG =
  • Откуда: Москва
  • Имя: Сергей
Спойлер: Про тюнинг "жигулей" (кликните для показа/скрытия)

Оффлайн Shalun

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2361
  • Репутация: +94/-6
  • ХАМ и СКЛОЧНИК, ЧУЖДЫЙ ЭЛЕМЕНТ
  • Откуда: Зеленоград и 101й км
  • Имя: Петр
Спойлер: Про тюнинг "жигулей" (кликните для показа/скрытия)
Спойлер (кликните для показа/скрытия)
Петр
РЖД/СЖД
только аналог
Осторожно! Кусаюсь!

Оффлайн VSergN

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3162
  • Репутация: +140/-6
  • = JNR, DRG =
  • Откуда: Москва
  • Имя: Сергей
Спойлер (кликните для показа/скрытия)
« Последнее редактирование: 13 Января 2017, 01:22:01 от VSergN »

Оффлайн КБВ

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3560
  • Репутация: +121/-0
  • Скайп: Мой статус
  • Откуда: г. Северск
  • Имя: Борис
Опять спор ни о чём, тема называется: " Ремонт и модернизация электровозов ЧС4 производства PIKO (4121)" именно - РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ, чем собственно автор и занимается. Как мне кажется слово тюнинг в данной ситуации абсолютно лишние. Но так можно и тему зафлудить.

Оффлайн Shalun

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2361
  • Репутация: +94/-6
  • ХАМ и СКЛОЧНИК, ЧУЖДЫЙ ЭЛЕМЕНТ
  • Откуда: Зеленоград и 101й км
  • Имя: Петр
Опять спор ни о чём, тема называется: " Ремонт и модернизация электровозов ЧС4 производства PIKO (4121)" именно - РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ, чем собственно автор и занимается. Как мне кажется слово тюнинг в данной ситуации абсолютно лишние. Но так можно и тему зафлудить.
Боря! Да как не называй процесс ковыряния пиковской ходовки, все равно полноценно ходовой модели из неё не получится! Для пакатушек пиковская ходовка не подойдёт никогда, несмотря ни на какие ремонты и модернизации! :-\
Петр
РЖД/СЖД
только аналог
Осторожно! Кусаюсь!

Оффлайн VeschiiOleg

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 533
  • Репутация: +17/-0
все равно полноценно ходовой модели из неё не получится!
Я не совсем понимаю,  что называется "полноценная ходовка", но забегая вперед скажу, что испытания показали просто зверскую тягу.  Да, аутентичности с оригиналом, конечно, тут не получить, это менять конструкцию надо, но соревноваться с КАТО по покатушкам - вполне.
Кстати, по поводу Жигулей... Я сам езжу именно на них...  :D Есть такие интересные Жигули... Нива называется... модернизированная. Модель 214-М. Не променяю ни на что. Ездит туда - куда хочу. Комфорта немного (хотя тоже уже есть),  но по факту делает почти то же, что и УА3-469... ;)




Оффлайн VeschiiOleg

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 533
  • Репутация: +17/-0
Продолжим!  ;)

Утяжеление. Здесь на форуме есть очень интересная тема от уважаемого emd

http://forum.nscaleclub.ru/index.php?topic=1726.30

в которой применен инженерный подход к испытаниям различных моделей локомотивов. Там был экспериментально получен коэффициент трения для локомотивов с металлическими колесами (без резины). С помощью формул были получены теоретические зависимости силы тяги от веса локомотива и уклона. Все это оформлено в виде графиков и гистограмм. Обратить внимание следует на вот этот график,  я его тут приведу:

http://forum.nscaleclub.ru/index.php?topic=1726.30



Из него видно, что локомотив весом 120г на нулевом уклоне способен трогаться с составом, скажем, в 2,6кг, при уклоне 6% способен затащить только вес равный собственному, (120г), а при 11% уклоне способен трогаться только самому, без вагонов.
Следует правда отметить, что не учитывалось трение в кол.парах локомотива и вагонов, трение в кривых, на стрелках и т.др. неровностях. В реальности это не совсем так. Например, есть вагоны для которых для начала движения достаточно дунуть в торцевую стенку, а есть такие которые при подталкивании пальцем сопротивляются. В моем случае (отеч. ПС) - это пиковские Аммендорфы. Они не очень легкие и катаются тоже не легко... Все это несложно лечится, (но сейчас не об этом), но в стоке они обладают значительным сопротивлением, причем с существенным разбросом от экземпляра к экземпляру. Популярный пиковский радиус 193мм тоже представляет собой некоторое препятствие движению. Все это приводит к тому, что график, приведенный в теме весьма условный, однако ориентироваться на него вполне можно, в особенности для сравнения одной модели с другой в одной и той же системе координат.
Теперь обратимся к другому графику от emd



Здесь видно, что увеличение веса локомотива всего на 25г (со 100 до 120г) дает увеличение тяги на нулевом уклоне, что позволяет увеличить вес состава почти на полкилограмма.
Вес локомотива ЧС4 по паспорту 110г, реально меньше, но внутренний объем корпуса позволяет его существенно утяжелить. Этот этап обозначен цифрой 2. Смотрим на картинку:



Красным цветом показан объем, который почему-то недоиспользован производителем. Реально до крыши там примерно 2мм свободного места выше грузов и до двигателя тоже есть место. На работе имелось большое кол-во различного крепежа и мет. деталей, поэтому я использовал две достаточно тяжелые стальные пластины. Под "трубы" для световодов прожектора сделал вырезы и обточил во всех сторон строго под корпус. Вес увеличился до 125г. Пластмассовые штыри, торчащие из корпуса откусил, чтобы не упиралист в пластины, оставив только один над двигателем, чтобы корпус штатно садился вниз до конца. Фотографии реального локомотива будут тоже, немного позже.

Однако для имеющих возможности отливать из свинца лучше сделать новые грузы, повторив заводскую форму с учетом увеличения их на 2 мм, заподлицо с трубой. Свинец потом обрабатывается легко. При этом реально получить вес в 135-140г (у меня есть и такого веса экземпляры)
Стоящие в локомотивах конденсаторы КД-6 и К10-7  советские(!), я заменил на малогабаритные К10-17а и разместил их прямо над валом двигателя, чтобы они не мешали.

Следующий щаг - закрепление двигателя. В отличие от пиковских моделей V180/118 двигатель тут практически ничем не фиксируется. Сверху в него упирается штырь из корпуса, а сам корпус крепится к раме-основанию на двух защелках. Из-за невысокого кач-ва отлива корпуса практически все защелки свою функцию не выполняют и при возникновении сопротивления движению двигатель смещается вверх (отталкиваясь обоими червяками от шестеренок как на брусьях))) приподнимая корпус. В результате этого теряется (частично или полностью) связь червяков с шестеренками, сопровождаемый визгом, дерганием, подклиниванием и т.д - имеем повышенный износ. Для исключения этого двигатель надо закрепить. Схематически что надо сделать показано на рисунке выше под цифрой 3, вариантов реализации много. Самый распространенный - прозрачный скотч - за нижнюю токоведущую бортовую шину через верх двигателя. Современные скотчи типа 3М позволяют крепить вообще просто к бортам (выше юбки, чтобы при надевании корпуса было не видно скотча). Можно крепить двигатель установив в нишу двигателя 4 прокладки из тонкого пластика с двух сторон двигателя (так я делаю на 118ых). В общем тут вариантов много, главное чтобы при надавливании пальцем на червяк с одной стороны - второй червяк не поднимался и наоборот. Такое крепление можно считать завершенным. Для получения оптимального зазора между червяком и шестерней я бы рекомендовал 1 слой изоленты на двигатель при штатной желтой прокладке или 2 слоя без неё. И только после этого жестко крепить к основанию. Это нюанс, но для хорошего, тихого и легкого хода важен! Звук при движении должен быть ровным - если есть паразитные резонансы в виде писка, визга и посторонних звуков, надо поменять тележки местами. Тележки должны вращаться свободно, но без избыточного люфта.

По поводу двигателя. Как я уже писал в другой теме Пиковские двигатели очень мощные. В этих локомотивах применялись два типа 2023 и 2024 - 9000об/мин и 7000об/мин (второй более древний). Напряжение 12в на самом деле не максимальное, а рабочее, для которого производитель заявляет крутящий момент и кол-во оборотов. На этом напряжении двигатель может долговременно работать. Обмотка намотана довольно толстым проводом, поэтому ток может быть достаточно большим (сотни мА). На 18В (это напряжение ХХ ГДРовского БП F2) двигатель ведет себя вполне хорошо, нагрев умеренный, кратковременное выкручивание регулятора штатного БП в максимум к сгоранию не приводит, но рисковать не следует. Мин. рабочее напряжение зависит от состояния коллектора и щеток. Как правило у необслуженного или хорошо "укатанного" локомотива это 6-7В и выше. В настоящее время я проанализировал работу более 20 таких двигателей (они стоят во всех моделях старого Пико) - основная проблема плохой работы: загрязнение, окисление и выработка коллектора. И если загрязнение устраняется изопропаноловым "Контактом ИПА", то окисление и выработка - только шкуркой. Выработка выглядит как кольцевые проточки на коллекторе, в результате чего щетка касается не всей площади, а только гребней. После шлифовки пластин мощность двигателя возрастает, а напряжение трогания падает. Таким образом удалось восстановить несколько почти вусмерть убитых движков. Главное, чтобы была цела обмотка якоря (проверяется омметром)

Также очень важна правильная смазка - я использую радиотехническое приборное масло. Оно достаточно жидкое,  но и в то же время имеет вязкость, что позволяет (в отличие от веретенки) хорошо держаться в узлах. Смазывать надо два опорных подшипника двигателя, червяки и оси всех шестеренок. Оси кол. пар (как рекомендует производитель) я не смазываю вообще, но это на усмотрение пользователя. Вязку. смазку типа Литола категорически применять нельзя -она загустевает и создает значит. трение, но самое опасное - разъедает капролоновые шестерни. Примерно половина локомотивов, попавших мне, страдало этим недугом... Почему то смазывали именно такой смазкой: желто-зеленой вазелиновой субстанцией))). Если найду, выложу фото, вот что превращается шестерня после этой смазки, где-то на другом компе я сохранил...
В результате обслуживания двигателей все мои локи трогаются с 2,5-4В при двухполупериодном выпрямлении.  А при 16В их модельная скорость (без состава) составляет выше 200км/ч. Т.е обеспечивается хороший запас по энергетике.

Далее речь пойдет о превращении ходовки ЧС4 в полноприводную - задействование двух крайних осей в тележках. Это опционально, так как опыт показывает, обрезинивание и утяжеление намного эффективнее, чем полноприводность с металлическими кол.парами, но если выжимать из модели все, то можно и сделать. Фотографии и видео тоже будут. ;)

 

   



Оффлайн Kr

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 232
  • Репутация: +15/-0
  • Откуда: Москва
  • Имя: Андрей
А можно спросить ?
1. На сколько по времени хватает нипельных резинок на колесах ?
Если катать конечно.
( у меня в столе лежала нипельная резинка, года за три превратилась в кашу)
2. Как сильно эти резинки пачкают рельсы ?
3. И ваши слова о токосьеме относятся только к аналогу.
И на моторах с большим током потребления.  ( типа старого пико)
У вас это идет по умолчанию.
Цифра более требовательна к контактам.

Оффлайн Shalun

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2361
  • Репутация: +94/-6
  • ХАМ и СКЛОЧНИК, ЧУЖДЫЙ ЭЛЕМЕНТ
  • Откуда: Зеленоград и 101й км
  • Имя: Петр
все равно полноценно ходовой модели из неё не получится!
Я не совсем понимаю,  что называется "полноценная ходовка", но забегая вперед скажу, что испытания показали просто зверскую тягу.  Да, аутентичности с оригиналом, конечно, тут не получить, это менять конструкцию надо, но соревноваться с КАТО по покатушкам - вполне.
Кстати, по поводу Жигулей... Я сам езжу именно на них...  :D Есть такие интересные Жигули... Нива называется... модернизированная. Модель 214-М. Не променяю ни на что. Ездит туда - куда хочу. Комфорта немного (хотя тоже уже есть),  но по факту делает почти то же, что и УА3-469... ;)




Ну Вам , наверняка, удалось "уговорить" пиковский движок не рычать и трогаться плавно с 3-4 V ? Про скорость не буду....Тогда согласен , Като нервно курит в сторонке! :-*  А слабо на следующую встречу протащить  лучший свой ЧС? Устроим кастинг или конкурс  на овальчике?
Петр
РЖД/СЖД
только аналог
Осторожно! Кусаюсь!

Оффлайн VeschiiOleg

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 533
  • Репутация: +17/-0
1. На сколько по времени хватает нипельных резинок на колесах ?
Если катать конечно.
( у меня в столе лежала нипельная резинка, года за три превратилась в кашу)
2. Как сильно эти резинки пачкают рельсы ?
3. И ваши слова о токосьеме относятся только к аналогу.
И на моторах с большим током потребления.  ( типа старого пико)
У вас это идет по умолчанию.
Цифра более требовательна к контактам.
1. Хороший вопрос. Качество резины действительно разным бывает, занимаясь более 20лет кассетными деками (ремонт и тюнинг) я этот момент достаточно глубоко изучил...:)))) Хорошая резина служит десятилетиями не превращаясь в кашу.
У меня действительно есть ниппельная резинка от велосипеда "Школьник" 70х гг выпуска - она не в каше, но потрескалась сильно, её ставить нельзя, а вот новая, купленная пару лет назад в магазине "рыболов-спортсмен" думаю прослужит долго... Но конечный вывод может только время показать. По крайней мере здесь это - расходник, меняется за 5 минут. 15см трубки хватит более чем на десять локомотивов, стоит копейки в коиплекте 4 трубки.  Катаю/контролирую состояние резины на колесах, пока "полет нормальный". В любом случае это пока лучшее из того, что удалось попробовать. Есть тонкие медицинские резиновые трубки с толщиной стенки 0,5мм, но они дефицитны, пока не достал, чтобы из них нарезать и попробовать...
2. Тоже нужна статистика, но если резина не сыпется, то загрязнений особо быть не должно. Радиотехнический кембрик не сыпется абсолютно, он сам загрязняется от рельсов :D, и у него хуже "цеплячесть".
3. У меня рельсы П-образные (ПИКО). "Пятно контакта" при соприкосновении с колесом у них больше, чем у современных профильных, причем местами контакт бывает и от боковой пов-ти через реборду. Токи протекающие через контакт - сотни мА. Поэтому тут вопрос с токосъемом не так критичен.

Оффлайн Kr

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 232
  • Репутация: +15/-0
  • Откуда: Москва
  • Имя: Андрей
Ну Вам , наверняка, удалось "уговорить" пиковский движок не рычать и трогаться плавно с 3-4 V ? Про скорость не буду....Тогда согласен , Като нервно курит в сторонке! :-*  А слабо на следующую встречу протащить  лучший свой ЧС? Устроим кастинг или конкурс  на овальчике?
[/quote]

Петь, но только в цифре !?!
Слабо ?

... и добавил:
Качество резины .......
Что такое кассетные и катушечные магнитофоны я тоже немного знаю.
В данный момент есть пара кассетников от Uher и от Akai.
Так же есть и катушечники тех же фирм.
Про советские я скромно промолчу.

А по теме:
Сейчас качество резины настолько разное.
Одна , как и у вас потрескалась. Другая стала кашей.
А некоторые по 40 лет как новые.
Но как ни странно все резинки мажут рельсы.
Одни больше другие меньше.
Но для аналога это менее заметно.
Попробуйте погонять часа три четыре.
Следы резины будут сто процентно.

По тему улучшения пикошного ЧС.
У Петра хороший пример замена на като. Но а как быть тем у кого нет като ?
Так что мое мнение такое:
1. Замена мотора. ( пикошные моторы это уже не есть хорошие моторы)
2. Замена всех самих колес. ( мне нравятся от грахам фариш)
3. Увеличение веса.
4. Полный привод
Ну и я люблю цифру.
И не люблю резинки
По этому часть магнитофонов прямоприводные.
Пассик на счетчик ленты не всчет.