【科普】雙柴油發(fā)電機(jī)組——俄羅斯鐵路TEM14M型和TEM14M型內(nèi)燃機(jī)車

文章作者:FOREVER CHANGZHENSKY(ACFUN、BILIBILI、百度、頭條、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)
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捷克摩拉維亞·科爾本-丹歷機(jī)械工業(yè)集團(tuán)在本文均簡稱“ChKD”⑴,俄羅斯聯(lián)邦柳季諾沃內(nèi)燃機(jī)車制造廠簡稱“LTZ”⑵,布良斯克機(jī)械制造廠簡稱“BMZ”⑶,科洛姆納工廠簡稱“KZ”⑷,烏拉爾柴油機(jī)廠簡稱“UDMZ”⑸,匈牙利皇家鋼鐵機(jī)械廠簡稱“MáVAG”⑹。
引子
在前面的文章中,我們知道LTZ推出的TEM7型內(nèi)燃機(jī)車,采用1臺2-2D49型柴油機(jī)。2-2D49型柴油機(jī)是一款由KZ研制的四沖程、12氣缸、二級增壓帶中間冷卻的V型中速柴油機(jī),在蘇聯(lián)國家標(biāo)準(zhǔn)中被定型為12ChN26/26型。氣缸直徑為260 mm,活塞行程為260 mm,額定轉(zhuǎn)速為1000 r/min時的額定功率為2000 hp(1470 kW)。

不過,LTZ在TEM7A型內(nèi)燃機(jī)車的基礎(chǔ)上,于2011年推出采用雙柴油發(fā)電機(jī)組的TEM14型內(nèi)燃機(jī)車。

研制背景
全俄機(jī)車車輛設(shè)計工藝科學(xué)研究院的工作人員在分析TEM7A型內(nèi)燃機(jī)車工況的基礎(chǔ)上,得出了在機(jī)車上應(yīng)用兩臺相同功率等級的動力裝置所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果顯示:與TEM7A型內(nèi)燃機(jī)車相比,改造后的機(jī)車每年可節(jié)約燃油25.5 t(5.4%)。在對雙機(jī)組內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行了試驗后發(fā)現(xiàn),在運(yùn)行工況下,實際的燃油節(jié)約量可達(dá)15%~20%。
俄羅斯鐵路股份公司高級副總裁V.A.Gapanovich在2009年10月9日的第VG-402/4會議紀(jì)要中,采納了雙柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算結(jié)果。2011年4月22日,簽訂了為完成科學(xué)研究和設(shè)計試制工作而制定的第11411.0816900.05.066國家合同———《雙機(jī)組調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車的研制及試驗樣車的生產(chǎn)》。
DG-882L型柴油發(fā)電機(jī)組(ДГ-882Л)
每臺TEM14型機(jī)車裝有2組DG-882L型柴油發(fā)電機(jī)組,總功率為1764 kW。每組DG-882L型柴油發(fā)電機(jī)組都是1個單獨的機(jī)組,也就是說,都具有獨立的柴油機(jī)載體冷卻系統(tǒng)和獨立的牽引電動機(jī)及整流裝置冷卻系統(tǒng),能夠發(fā)出機(jī)車運(yùn)行所需的所有類型的電壓。
每組DG-882L型柴油發(fā)電機(jī)組由1臺8DM-21L型柴油機(jī)和1臺A724U2型牽引裝置組成。8DM-21L2型柴油機(jī)是一款由UDMZ研制的四沖程、8氣缸、渦輪增壓的V型中速柴油機(jī),在蘇聯(lián)國家標(biāo)準(zhǔn)中被定型為8ChN21/21型。氣缸直徑為210 mm,活塞行程為210 mm,額定功率為882 kW。

A724U2型牽引裝置由三相同步牽引發(fā)電機(jī)和輔助直流發(fā)電機(jī)組成。牽引發(fā)電機(jī)功率為880 kW,線電壓為400/210 V,電壓頻率為100 Hz(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1500 r/min)。牽引發(fā)電機(jī)通過整流單元,為牽引電動機(jī)以及用于冷卻柴油機(jī)和牽引電動機(jī)的電動風(fēng)機(jī)供電。
調(diào)車機(jī)車可以只依靠1組柴油發(fā)電機(jī)組,也可以很快地同時依靠2組柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行。此外,當(dāng)2組柴油發(fā)電機(jī)組同時工作時,如果其中1組所產(chǎn)生的牽引力已足夠,則另1組可轉(zhuǎn)換到空轉(zhuǎn)工況。
TEM14型(ТЭМ14;TEM14-0001號~TEM14-0169號)
依據(jù)會議紀(jì)要和合同文件,LTZ于2011年7月制造出第一臺雙機(jī)組調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車——TEM14-0001號機(jī)車。2013年起,LTZ正式量產(chǎn)TEM14型機(jī)車。截至2022年1月,LTZ共計制造了將近170臺的TEM14型機(jī)車,交付俄羅斯鐵路以及俄羅斯聯(lián)邦境內(nèi)外的各路外工礦企業(yè)。

LTZ還在TEM14型機(jī)車的基礎(chǔ)上,制造了1節(jié)制動單元——MT-01號制動單元,交付全俄機(jī)車車輛設(shè)計工藝科學(xué)研究院,用于測試鐵路機(jī)車的牽引性能。

TEM14M型(ТЭМ14М;TEM14M-0001號~TEM14-0002號)
2019年7月,LTZ制造出TEM14型機(jī)車的第一臺改進(jìn)型機(jī)車——TEM14-0001號機(jī)車。這臺機(jī)車裝有2組由UDMZ研制的DG-900T型柴油發(fā)電機(jī)組(含6DM-185MT型柴油機(jī)),總功率為1860 kW(2530 hp)。2021年初,TEM14-0001號機(jī)車被列寧格勒州烏斯季-盧加港買下,在港內(nèi)進(jìn)行重載調(diào)車作業(yè)。

2021年12月,TEM14-0002號機(jī)車制造出廠,交付哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)瓦尼諾“Daltransugol”煤炭散貨碼頭。
LTZ乃至sinara集團(tuán)宣稱,與TEM7A型機(jī)車相比,TEM14M型機(jī)車的油耗降低了20%,使用壽命為40年。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

注釋
⑴捷克語:?eskomoravská-Kolben-Daněk。
⑵俄語:Людиновский Тепловозостроительный Завод。
⑶俄語:Брянский машиностроительный завод。
⑷俄語:Коломенский завод。
⑸俄語:Уральский дизель-моторный завод。
⑹匈牙利語:Magyar Királyi államvasutak Gépgyára。
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參考文獻(xiàn)
《ТЭМ14型調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車》,A.N.Tarasov 著,田睿 譯,《國外內(nèi)燃機(jī)車》2013年02期,第4頁~第5頁、第9頁
參考鏈接
http://www.kolomnadiesel.com/catalog/detail.php?ID=1086
http://www.propulsionplant.ru/dvigateli/dizelnye-dvigateli/proizvodstvennoe-obedinenie-turbomotornyi-zavod/dizeli-tipa-chn2121-dm-21.html
https://sinaratm.ru/products/manyevrennye/tem14/
https://product-stm.ru/tem14m
https://sinaratm.ru/products/engines/dizel-generatory-dg-880l-dg-882l-dg-1400l/
https://sinaratm.ru/products/engines/dizelnye-dvigateli-6dm-21l-6chn-21-21-8dm-21l-8chn-21-21/
https://sinaratm.ru/media/news/stm-postavyat-teplovozy-tem14m-v-porty-vanino-i-novorossiysk/
https://www.sinara-group.com/media/news/tem14m-ustanovil-rekord-manevrovoy-raboty-po-gruzopodemnosti-10-tys-tonn/
https://trainpix.org/list.php?mid=264
https://trainpix.org/list.php?mid=2208
https://www.gudok.ru/news/?ID=1548882
https://www.gudok.ru/news/?ID=1554183
完稿時間:2022年1月26日
A0級發(fā)表時間:2022年1月26日
