【科普】“中蘇兩開花”——來自黑尼格斯多夫的“大鱷魚”EL1型和EL21型工礦電力機(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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德國(guó)電氣公司在本文中均簡(jiǎn)稱“AEG”⑴,德意志民主共和國(guó)黑尼格斯多夫“Hans Beimler”電力機(jī)車制造廠簡(jiǎn)稱“LEW”⑵。
概述
EL1型電力機(jī)車是LEW于1951年推出的一款直流工礦電力機(jī)車。本型機(jī)車適用于1.5 kV直流電氣化區(qū)段鐵路,并可以用車頂受電弓或者是側(cè)邊受電弓受流。此后LEW在EL1型機(jī)車基礎(chǔ)上,于1981年推出改進(jìn)型EL21型電力機(jī)車。

根據(jù)我目前掌握的圖文資料,以俄羅斯聯(lián)邦利佩茨克州新利佩茨克鋼鐵公司、烏茲別克塔什干州阿爾馬雷克采礦-冶金聯(lián)合體為代表的蘇聯(lián)工礦鐵路,運(yùn)用有EL1型和EL21型電力機(jī)車。另外,以遼寧省鞍山鋼鐵集團(tuán)有限公司、本溪鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司為代表的中國(guó)工礦鐵路,則運(yùn)用有EL1型電力機(jī)車,但具體情況并不為我掌握。因而,本文將主要介紹蘇聯(lián)境內(nèi)運(yùn)用的這2款“大鱷魚”。

EL1型(ЕЛ1;EL1-501號(hào)~EL1-1064號(hào)?)
1951年~1952年間,LEW推出了3款用于露天礦運(yùn)輸?shù)墓さV電力機(jī)車:
使用1435 mm標(biāo)準(zhǔn)軌距(或1520 mm寬軌軌距)、Bo-Bo-Bo軸式的EL1型;
使用1435 mm標(biāo)準(zhǔn)軌距、Bo-Bo軸式的EL2型;
使用900 mm(或1000 mm)窄軌軌距、Bo-Bo軸式的EL3型。
3款機(jī)車都基于從20世紀(jì)20年代后期開始的AEG設(shè)計(jì)(在第二次世界大戰(zhàn)期間進(jìn)一步發(fā)展),并具有許多共同特征。
1957年,第一批原型電力機(jī)車——EL1-501號(hào)和EL1-502號(hào)機(jī)車制造出廠,全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院在俄羅斯聯(lián)邦車?yán)镅刨e斯克州科爾基諾露天煤礦對(duì)這2組機(jī)車進(jìn)行了測(cè)試。

LEW在1957年~1971年間批量制造EL1型電力機(jī)車。在制造過程中,LEW對(duì)EL1型機(jī)車的設(shè)計(jì)進(jìn)行了諸如以2個(gè)大型電空壓縮機(jī)取代3個(gè)小型電空壓縮機(jī)、總風(fēng)缸安裝位置從外罩下方調(diào)整到車體頂部在內(nèi)的細(xì)節(jié)改進(jìn)。

按Vitaliy Aleksandrovich Rakov著《Локомотивы отечественных железных дорог 1956-1975》一書說法,LEW向蘇聯(lián)工礦鐵路交付564組EL1型電力機(jī)車(EL1-501號(hào)~EL1-1064號(hào))。而按照Toms Altbergs在《Локотранс》2005年12期發(fā)表的《Электровозы завода LEW》一文說法,LEW向蘇聯(lián)工礦鐵路交付542組EL1型電力機(jī)車,其中516組機(jī)車的號(hào)段為EL1-501號(hào)~EL1-932號(hào)、EL1-985號(hào)~EL1-1068號(hào),但有26組機(jī)車的具體車號(hào)不明。

EL21型(ЕЛ21;EL21-001號(hào)~EL21-265號(hào))
1981年~1987年間,LEW向蘇聯(lián)工礦鐵路交付265組EL21型機(jī)車。EL21型機(jī)車裝有GBM-350/1500型牽引電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)型——6臺(tái)GBM-350/1500XC型牽引電動(dòng)機(jī)。

車體設(shè)計(jì)
為了放置大型啟動(dòng)-制動(dòng)電阻,EL1型和EL21型機(jī)車采用2個(gè)半凸形、帶有支撐車架的全金屬罩式車體,兩端為外罩,中間為司機(jī)室和電氣室。每端轉(zhuǎn)向架支撐著每個(gè)車體,而車體之間則用中間轉(zhuǎn)向架連接起來。

轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)向架側(cè)壁采用鋼板制造;側(cè)壁和橫桿通過焊接相互連接。每個(gè)轉(zhuǎn)向架之間由短桿連接,用于傳遞水平縱向力。
EL1型和EL21型機(jī)車轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置由螺旋彈簧、鋼板彈簧等部件組成,軸箱采用滑動(dòng)軸承。每端轉(zhuǎn)向架輪對(duì)之間通過鋼板彈簧相互平衡;但中間轉(zhuǎn)向架輪對(duì)之間不使用鋼板彈簧相互平衡。
每個(gè)轉(zhuǎn)向架配備2個(gè)直徑為304.8 mm的制動(dòng)缸,和1個(gè)483型空氣分配閥。每個(gè)輪對(duì)設(shè)有2個(gè)容積為0.04 m3的砂箱,為2個(gè)運(yùn)動(dòng)方向提供沙子。
司機(jī)室設(shè)計(jì)
EL1型和EL21型機(jī)車司機(jī)控制器由換向手柄和調(diào)速手輪組成:
換向手柄:設(shè)有“前進(jìn)”位、“零”位、“后退”位。
調(diào)速手輪:在EL1型機(jī)車上設(shè)有34個(gè)牽引級(jí)位,由19個(gè)串聯(lián)位(1位~18位用于變阻,19位為運(yùn)行位)和15個(gè)并聯(lián)位(20位~33位用于變阻、34位為運(yùn)行位)組成;另有22個(gè)電阻制動(dòng)級(jí)位(1位~22位)。而在EL21型機(jī)車司機(jī)控制器調(diào)速手柄中,則設(shè)有34個(gè)牽引級(jí)位,由20個(gè)串聯(lián)位(1位~19位用于變阻,20位為運(yùn)行位)和14個(gè)并聯(lián)位(21位~33位用于變阻、34位為運(yùn)行位)組成;另有22個(gè)電阻制動(dòng)級(jí)位(1位~22位)。
當(dāng)所有6臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)為串聯(lián)連接,并且司機(jī)控制器調(diào)速手柄在第20位串聯(lián)運(yùn)行位時(shí),EL21型機(jī)車可以低速運(yùn)行。

機(jī)車制動(dòng)由394型制動(dòng)大閘或254型制動(dòng)小閘控制。
牽引電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)
EL1型機(jī)車裝有6臺(tái)帶補(bǔ)償繞組的GBM-350/1500型牽引電動(dòng)機(jī);而EL21型機(jī)車裝有GBM-350/1500型牽引電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)型——6臺(tái)GBM-350/1500XC型牽引電動(dòng)機(jī)。GBM-350/1500型牽引電動(dòng)機(jī)采用軸懸式半懸掛安裝,從電動(dòng)機(jī)到輪對(duì)的單側(cè)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為12:67=1:5.58。

在額定電壓為1500 V時(shí),每臺(tái)GBM-350/1500型牽引電動(dòng)機(jī)小時(shí)輸出功率為350 kW,電流為250 A,旋轉(zhuǎn)速度為820 r/min;而在持續(xù)模式時(shí)的輸出功率為290 kW,電流為205 A,旋轉(zhuǎn)速度為880 r/min。
每個(gè)轉(zhuǎn)向架的牽引電動(dòng)機(jī)可以串聯(lián)或并聯(lián)。機(jī)車安裝使用了單獨(dú)的DLS-350型電空接觸器,其作用是用來接通或分?jǐn)嗯c牽引電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組并聯(lián)的磁場(chǎng)削弱電阻電路。牽引電機(jī)的電源電路由高速開關(guān)“Gearapid”保護(hù)。
輔助設(shè)備
最初制造出廠的EL1型機(jī)車上,安裝了3臺(tái)電空壓縮機(jī),每臺(tái)電空壓縮機(jī)由6NM-2323型電動(dòng)機(jī)(電壓為1500 V、功率為15 kW、電流為14 A、轉(zhuǎn)速為1850 r/min)和VV 224型空氣壓縮機(jī) (壓縮空氣產(chǎn)生量為110 m3/h,壓力為10 kgf/cm2 )。1959年起制造出廠的EL1型機(jī)車,則安裝了2臺(tái)壓縮空氣產(chǎn)生量為150 m3/h、壓力為10 kgf/cm2的電空壓縮機(jī)。
EL1型機(jī)車配備了6臺(tái)用于冷卻牽引電動(dòng)機(jī)和啟動(dòng)-制動(dòng)電阻的電機(jī)風(fēng)扇、2臺(tái)將1500 V直流電降壓為48 V直流電的發(fā)電機(jī),以及1個(gè)內(nèi)含40個(gè)電池、總?cè)萘繛?50 A·h的9166.4型堿性蓄電池。
EL21型機(jī)車安裝了2臺(tái)壓縮空氣產(chǎn)生量為150 m3/h、壓力為9 kgf/cm2的電空壓縮機(jī),由功率為21 kW的電動(dòng)機(jī)(電壓為1500 V、電流為20 A、轉(zhuǎn)速為1000 r/min)驅(qū)動(dòng)。
技術(shù)數(shù)據(jù)表

俄語小知識(shí)
Электротолкатель:電力推進(jìn)補(bǔ)機(jī)
擴(kuò)展閱讀:什么是LEW?
LEW,前身是AEG于1910年在柏林西北的黑尼格斯多夫設(shè)立的“AEG, Abteilung Flugzeugbau”飛機(jī)制造廠。1931年,AEG接收了柏林Borsig-Werke公司的鐵路機(jī)車制造業(yè)務(wù),并將整個(gè)機(jī)車制造轉(zhuǎn)移到黑尼格斯多夫工廠。
第二次世界大戰(zhàn)期間,AEG黑尼格斯多夫工廠的80%被摧毀。1945年5月德國(guó)無條件投降后,由于黑尼格斯多夫被劃在蘇聯(lián)占領(lǐng)區(qū)境內(nèi),AEG黑尼格斯多夫工廠因而被駐德蘇聯(lián)軍事管理委員會(huì)征用并宣布為“公共財(cái)產(chǎn)”。工廠的所有功能性機(jī)床和生產(chǎn)設(shè)備都被拆除作為賠償,并運(yùn)往蘇聯(lián)。 然后,工廠工人們用辛苦找到的替換設(shè)備對(duì)蒸汽機(jī)車進(jìn)行維修。
1949年10月10日,被后世稱為“東德”的德意志民主共和國(guó)宣告成立。駐德蘇聯(lián)軍事管理委員會(huì)解散,最高權(quán)力被移交給德意志民主共和國(guó)政府。原AEG黑尼格斯多夫工廠一并被歸還給德意志民主共和國(guó),并更名為L(zhǎng)EW;同年~1951年間交付蘇聯(lián)的126臺(tái)IVKP1型電力機(jī)車,標(biāo)志著LEW恢復(fù)鐵路機(jī)車制造。

1949年~1990年間,LEW除了向德國(guó)國(guó)營(yíng)鐵路交付211型、242型、251型、250型、243型和252型電力機(jī)車外,還交付100型、105型/106型內(nèi)燃機(jī)車。此外,LEW于1954年~1958年間向波蘭國(guó)家鐵路交付EU 04型和EU 20型電力機(jī)車。
除了制造干線電力機(jī)車和干線內(nèi)燃機(jī)車外,LEW還制造了各種工礦鐵路機(jī)車車輛和各種出口鐵路機(jī)車車輛,以及向柏林地鐵和柏林城市快鐵交付電力動(dòng)車組。
1990年10月3日,德國(guó)統(tǒng)一,AEG接收LEW,并更名為“AEG Eisenbahnfahrzeug Hennigsdorf GmbH”。1996年,德國(guó)-瑞士跨國(guó)鐵路車輛制造商Adtranz從AEG買下原LEW。2001年,加拿大鐵路車輛制造商Bombardier Transportation收購(gòu)Adtranz,總部遷至柏林。原LEW一并成為Bombardier Transportation在中歐和東歐地區(qū)的生產(chǎn)基地和行政總部。
法國(guó)Alstom公司于2020年2月17日宣布收購(gòu)Bombardier Transport的100%股權(quán),并于同年7月獲得歐盟委員會(huì)的批準(zhǔn)。在投資55億歐元后,Alstom于2021年1月29日宣布完成收購(gòu)Bombardier Transport,后者就此成為Alstom的全資子公司,而Alstom就此成為僅次于中國(guó)中車的全球第二大軌道交通設(shè)備制造商和解決方案供應(yīng)商。Alstom曾嘗試將法國(guó)下萊茵省賴什索芬工廠和德國(guó)勃蘭登堡州黑尼格斯多夫工廠出售,但未能成功。
一臺(tái)曾經(jīng)服役于德國(guó)薩克森-安哈爾特州比特費(fèi)爾德褐煤開采聯(lián)合體的EL2-4-1124-100-B3號(hào)機(jī)車,在經(jīng)過修復(fù)后,于2007年12月5日起至今,靜態(tài)展示于原LEW廠區(qū)。

注釋
⑴德語:Allgemeine Elektricit?ts-Gesellschaft。
⑵德語:Volkseigene Betrieb?Lokomotivbau Elektrotechnische Werke ?Hans Beimler“ Hennigsdorf。
文章聲明
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參考文獻(xiàn)
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《Электровозы завода LEW》,Toms Altbergs 著,《Локотранс》2005年12期,第28頁(yè)~第32頁(yè)
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參考鏈接
https://trainpix.org/list.php?mid=255
https://trainpix.org/list.php?mid=256
https://trainpix.org/list.php?mid=398
https://www.yaplakal.com/forum2/topic324289.html
http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=3601
http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?f=47&t=15637
https://www.parovoz.com/newgallery/pg_view.php?ID=616406
http://www.locomotives.com.pl/Electric%20Locomotives/EL2.htm
https://karow900.startbilder.de/bild/Museumsloks~E-Loks~Diverse/95050/als-industriedenkmal-auf-dem-werksgelaende-des.html
https://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/zughersteller-alstom-und-bombardier-machen-der-eu-zugestaendnisse-werk-hennigsdorf-Betroffen/25989620.html
完稿時(shí)間:2022年2月25日
A0級(jí)發(fā)表時(shí)間:2022年2月25日

