【科普】中國鐵道部前進(jìn)型蒸汽機(jī)車的技術(shù)原型之一——蘇聯(lián)鐵道部LV型蒸汽機(jī)車

文章作者:西瓜昌真濕基(嗶哩嗶哩和百度昵稱:寧柳跨越)
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“圣達(dá)菲”者,蒸汽機(jī)車輪式也,其為一導(dǎo)輪軸兩導(dǎo)輪、五動(dòng)輪軸十動(dòng)輪,以及一從輪軸兩從輪而成。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部LV型蒸汽機(jī)車為2-10-2輪式。
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概述
LV型⑴蒸汽機(jī)車,工廠設(shè)計(jì)代號(hào)暨曾用車型代號(hào)為OR18型⑵,是烏克蘭伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠在L型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上研制并交付蘇聯(lián)鐵道部的一種干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車。

背景
1945年10月5日,俄羅斯聯(lián)邦科洛姆納工廠研制出一臺(tái)使用2-10-0“十足目”輪式的P-0001號(hào)機(jī)車。1947年,研制P型蒸汽機(jī)車的工程師列夫·謝爾蓋維奇·列別姜斯基、G·A·日林、V·K·奇斯托夫、德米特里·瓦西里耶維奇·李沃夫、V·D·烏特京和V. D. 德雅科夫獲得了斯大林獎(jiǎng)。同年1月14日起,新造的P型蒸汽機(jī)車開始批量生產(chǎn)改用L型車型代號(hào),以紀(jì)念列夫·謝爾蓋維奇·列別姜斯基為設(shè)計(jì)本型機(jī)車作出的貢獻(xiàn)。到1955年時(shí),科洛姆納、布良斯克和伏羅希洛夫格勒三家機(jī)車制造廠共制造了4199臺(tái)L型蒸汽機(jī)車。

然而,L型蒸汽機(jī)車在設(shè)計(jì)之初并未安裝給水加熱器,以至于無法繼續(xù)提高其熱效率。此外,L型蒸汽機(jī)車在煤水車朝前的情況下反向運(yùn)行時(shí),對(duì)軌道有一定影響。1948年,蘇聯(lián)鐵道部蒸汽機(jī)車經(jīng)濟(jì)總局提出了研制一種以L型蒸汽機(jī)車為基礎(chǔ)、動(dòng)輪黏著重量為91 t的2-10-2“圣達(dá)菲”輪式蒸汽機(jī)車的計(jì)劃。增加一對(duì)從輪不僅可以安裝給水加熱器,還可以安裝更強(qiáng)大的鍋爐。
研制與測試
1949年到1951年間,伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠對(duì)“圣達(dá)菲”輪式蒸汽機(jī)車進(jìn)行設(shè)計(jì),并于1952年初制造出OR18-01號(hào)機(jī)車。
盡管OR18-01號(hào)機(jī)車的主要尺寸——?dú)飧字睆胶蜎_程、動(dòng)輪直徑(1500 mm)和黏著重量(91 t)、過熱器以及鍋爐壓力(14 kgf/c㎡)與L型蒸汽機(jī)車相同,但由于鍋爐直徑的增加,OR18-01號(hào)機(jī)車在尺寸以及牽引力和熱工程特性均不同于L型蒸汽機(jī)車——火箱面積為6.46 ㎡,比L型蒸汽機(jī)車增加了 7.7%;全蒸發(fā)加熱面積增加到236.9 ㎡,即增加了6.6%;過熱器的加熱面積增加到136.5 ㎡。

OR18-01號(hào)機(jī)車不僅安裝了布良斯克機(jī)械制造廠研制的給水加熱器,并首次應(yīng)用了黏著重量增加器,該裝置通過將一部分重量從導(dǎo)輪和從輪轉(zhuǎn)移到動(dòng)輪上,使動(dòng)輪黏著重量從91 t增加到96 t。
在全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院謝爾賓卡環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地進(jìn)行的測試運(yùn)行表明,OR18-01號(hào)機(jī)車在鍋爐計(jì)算供汽率為70 kgf/(㎡·h)且速度為50-60 km/h的情況下,輸出了2420 hp的牽引功率,高于L型蒸汽機(jī)車在鍋爐計(jì)算供汽率為70 kgf/(㎡·h)時(shí)輸出的2125 hp牽引功率;而當(dāng)鍋爐計(jì)算供汽率為112.9 kgf/(㎡·h)、遮斷比為60.8 %,且速度為59.4 km/h的情況下,OR18-01號(hào)機(jī)車輸出了3590 hp的牽引功率,機(jī)車總效率達(dá)到9.27%!

工程師V·V·伊萬諾夫進(jìn)行的計(jì)算表明,替換L型蒸汽機(jī)車的OR18型蒸汽機(jī)車,其牽引力在持續(xù)速度為23 km/h時(shí)為21800 kgf,并提高13 %的貨運(yùn)列車牽引定數(shù),以及減少12-14 %的燃料消耗。
1953年,OR18-01號(hào)機(jī)車在莫斯科-庫爾斯克-頓巴斯鐵路局管內(nèi)的柳布林諾-蘇爾普霍夫區(qū)段和FD型蒸汽機(jī)車進(jìn)行了對(duì)比運(yùn)行測試。測試表明,OR18-01號(hào)機(jī)車牽引的貨運(yùn)列車重量比由FD型蒸汽機(jī)車牽引的貨運(yùn)列車增加了8.7 %(2750 t>2531 t),平均技術(shù)運(yùn)行速度提高了0.2 km/h(從41.5 km/h提高到41.7 km/h)。此外,OP18-01號(hào)機(jī)車比FD型蒸汽機(jī)車平均節(jié)省24.9 %的煤。

根據(jù)測試結(jié)果,伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠于1953年底到1954年初生產(chǎn)了三臺(tái)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的OR18型蒸汽機(jī)車。這些蒸汽機(jī)車被送往莫斯科-庫爾斯克-頓巴斯鐵路局和克拉斯諾亞爾斯克鐵路局運(yùn)行。1954年下半年,伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠又制造了6臺(tái)OR18型蒸汽機(jī)車。
與此同時(shí),OR18型蒸汽機(jī)車被賦予新的車型代號(hào)——LV型,大意是指伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠在L型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上加以新設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī)車。伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠在LV-0006號(hào)機(jī)車上首次加裝了早已應(yīng)用于P36型蒸汽機(jī)車的P58型煤水車,替換了原先應(yīng)用于L型蒸汽機(jī)車的P33型煤水車。

生產(chǎn)與改進(jìn)
1955年到1956年間,伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠共制造了410臺(tái)LV型蒸汽機(jī)車。這些量產(chǎn)版機(jī)車在主要尺寸上與LV18-01號(hào)機(jī)車并無不同,但是在司機(jī)室頂部尺寸、煙囪及車架等方面有所變化。

蘇聯(lián)鐵道部原計(jì)劃采購3000臺(tái)LV型蒸汽機(jī)車以取代FD型蒸汽機(jī)車,而伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠也在LV型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上研制大軸重版本——OR21型蒸汽機(jī)車。然而,1956年2月在莫斯科召開的蘇聯(lián)共*產(chǎn)*黨第二十次代表大會(huì)上提出鐵路牽引動(dòng)力開始向內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車過渡并停止制造蒸汽機(jī)車的決議。
在這樣的情況下,伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠于同年2月5日發(fā)布了第一組內(nèi)燃機(jī)車——TE3-2001號(hào)機(jī)車,并停止了對(duì)OR21型蒸汽機(jī)車的研發(fā)工作。同年年底,伏羅希洛夫格勒十月革*命工廠發(fā)布了最后制造的蒸汽機(jī)車——LV-0522號(hào)機(jī)車,這臺(tái)機(jī)車也因此成為蘇聯(lián)鐵道部最后訂購的干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車。

對(duì)中國的影響————和平型蒸汽機(jī)車→反帝型蒸汽機(jī)車→前進(jìn)型蒸汽機(jī)車
1954年11月起,中國鐵道部調(diào)集工程技術(shù)人員到大連機(jī)車車輛廠,在蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)下進(jìn)行大功率干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì),1955年初,大連機(jī)車車輛廠根據(jù)鐵道部制訂的《干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車設(shè)計(jì)技術(shù)條件》,研制一種參考FD型蒸汽機(jī)車和LV型蒸汽機(jī)車的新型干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車。1956年3月完成設(shè)計(jì)圖紙,同年9月HP-0001號(hào)機(jī)車試制成功。

HP型蒸汽機(jī)車自1956年問世后,在運(yùn)用中出現(xiàn)一些問題,沒有大批量生產(chǎn)。大同機(jī)車工廠從1962年開始對(duì)HP型蒸汽機(jī)車設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn),1964年9月試制完成首臺(tái)重大改進(jìn)的HP-101號(hào)機(jī)車。改進(jìn)后的新HP型蒸汽機(jī)車鍋爐增加了燃燒室,且中心高度降低80 mm,煙管長度縮短到5350 mm,煙箱通風(fēng)裝置作了較大改善,性能也有所提高。

經(jīng)過測試,當(dāng)計(jì)算供汽率為75 kgf/(㎡·h)、速度為70 km/h時(shí),新HP型蒸汽機(jī)車最大輪周功率可達(dá)2939.52 hp,機(jī)車總效率達(dá)8.42 %。HP型蒸汽機(jī)車在1966年時(shí)改稱為“反帝型”,于1971年最終定型為QJ型。至1988年12月21日大同機(jī)車工廠發(fā)布了最后制造的蒸汽機(jī)車——QJ-7207號(hào)機(jī)車時(shí),QJ型蒸汽機(jī)車前后共制造了4708臺(tái)。

運(yùn)用
LV型蒸汽機(jī)車首先投入運(yùn)用于馬格尼托戈?duì)査箍?卡爾塔雷-托波爾區(qū)段(由南烏拉爾鐵路局卡爾塔雷機(jī)務(wù)段擔(dān)當(dāng))、泰舍特-濟(jì)馬區(qū)段(由東西伯利亞鐵路局下烏金斯克機(jī)務(wù)段和濟(jì)馬機(jī)務(wù)段擔(dān)當(dāng))、克拉斯諾亞爾斯克-泰舍特區(qū)段和切爾諾列琴斯卡亞-克拉斯諾亞爾斯克區(qū)段(由克拉斯諾亞爾斯克鐵路局克拉斯諾亞爾斯克機(jī)務(wù)段和伊蘭斯卡機(jī)務(wù)段擔(dān)當(dāng))。由于投入運(yùn)用LV型蒸汽機(jī)車的運(yùn)行,這些區(qū)段的貨運(yùn)列車定數(shù)平均增加了25~30 %,煤炭消耗平均減少了12~14 %,同時(shí),運(yùn)行速度也有所提高。
盡管取得了如此好的成績,但上述機(jī)務(wù)段在運(yùn)用LV型蒸汽機(jī)車上仍存在一些困難——裝用六軸P58型煤水車的LV型蒸汽機(jī)車的長度達(dá)到28044 mm,而裝用四軸P33型煤水車的L型蒸汽機(jī)車的長度約為23745 mm!這就是為什么LV型蒸汽機(jī)車只能在直徑為30000 mm的機(jī)車轉(zhuǎn)盤上成功換向的原因。然而,當(dāng)時(shí)大多數(shù)機(jī)務(wù)段都沒有這么大的轉(zhuǎn)盤。

隨著西伯利亞鐵路于1959年開始電氣化改造,以及卡爾塔雷機(jī)務(wù)段于1960年開始配屬內(nèi)燃機(jī)車,原配屬于卡爾塔雷機(jī)務(wù)段的LV型蒸汽機(jī)車陸續(xù)轉(zhuǎn)配到哈薩克鐵路局(阿特巴薩爾機(jī)務(wù)段和庫什姆倫機(jī)務(wù)段)、北方鐵路局(索里維切戈茨斯克機(jī)務(wù)段、米昆機(jī)務(wù)段、索斯諾戈?duì)査箍藱C(jī)務(wù)段和沃熱佳機(jī)務(wù)段)、西西伯利亞鐵路局(泰加機(jī)務(wù)段和托普基機(jī)務(wù)段)以及南烏拉爾鐵路局(葉格爾希諾機(jī)務(wù)段和庫茲諾機(jī)務(wù)段)。
盡管LV型蒸汽機(jī)車主要用于牽引貨運(yùn)列車,但隨著旅客列車編組增加,Su型蒸汽機(jī)車的功率不敷使用,不少干線客運(yùn)列車也能看到LV型蒸汽機(jī)車的身影。
從20世紀(jì)60年代末開始,LV型蒸汽機(jī)車開始逐漸停用封存,當(dāng)機(jī)車鍋爐的整個(gè)檢查周期結(jié)束時(shí),它們被注銷。盡管如此,截至1976年1月1日,蘇聯(lián)鐵道部機(jī)車序列中仍然有521臺(tái)LV型蒸汽機(jī)車,遍布于北方鐵路局(168臺(tái)),哈薩克鐵路局(209臺(tái)),斯維爾德洛夫斯克鐵路局(35臺(tái)),南烏拉爾鐵路局(34臺(tái))和西西伯利亞鐵路局(75臺(tái))。

動(dòng)態(tài)展示
根據(jù)俄羅斯鐵路股份公司總裁弗拉基米爾·伊萬諾維奇·亞庫寧于2012年11月23日簽署的第2380R號(hào)《關(guān)于恢復(fù)和保持俄羅斯鐵路股份公司蒸汽機(jī)車運(yùn)用狀態(tài)命令》,LV-0123號(hào)、LV-0165號(hào)、LV-0182號(hào)、LV-0233號(hào)、LV-0283號(hào)、LV-0522號(hào)機(jī)車處于運(yùn)用狀態(tài)。

靜態(tài)展示
有19臺(tái)LV型蒸汽機(jī)車安放在博物館或以機(jī)車紀(jì)念碑的形式靜態(tài)展示,大部分均在俄羅斯聯(lián)邦境內(nèi)。
LV-0190號(hào)機(jī)車靜態(tài)展示于哈薩克斯坦共和國克孜勒奧爾達(dá)市克孜勒奧爾達(dá)機(jī)務(wù)段,LV-0202號(hào)機(jī)車靜態(tài)展示于白俄羅斯共和國布列斯特市布列斯特鐵路博物館⑶,LV-0407號(hào)機(jī)車靜態(tài)展示于烏克蘭頓涅茨克市頓涅茨克鐵路歷史與發(fā)展博物館⑷,LV-0487號(hào)機(jī)車靜態(tài)展示于烏茲別克斯坦共和國塔什干市塔什干鐵路博物館⑸,LV-0521號(hào)機(jī)車靜態(tài)展示于哈薩克斯坦共和國阿特巴薩爾市阿特巴薩爾電力機(jī)車維修廠。

后記
與L型蒸汽機(jī)車相比,LV型蒸汽機(jī)車不僅在鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)上有所提高,煤水車也由四軸P33型煤水車換成六軸P58型煤水車,以增強(qiáng)機(jī)車?yán)m(xù)航能力。然而和同時(shí)期的干線客運(yùn)P36型蒸汽機(jī)車一樣,隨著蘇聯(lián)鐵道部牽引動(dòng)力開始向內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車過渡,LV型蒸汽機(jī)車最終成為俄羅斯和蘇聯(lián)歷史上最后一款干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車。
盡管如此,大連機(jī)車車輛廠在LV型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上,推出了HP型蒸汽機(jī)車。當(dāng)大同機(jī)車工廠于1964年推出經(jīng)過重大改進(jìn)后的新HP型/QJ型蒸汽機(jī)車后,本型機(jī)車逐漸成為中國鐵道部干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車主力,真可謂是“墻內(nèi)開花墻外香”也!
技術(shù)數(shù)據(jù)表

注釋
⑴俄語:Л Ворошиловградский。
⑵俄語:Завод имени Октябрьской Революции, осевая нагрузка 18。
⑶LV-0202號(hào)機(jī)車退役前曾運(yùn)用于北方鐵路局索里維切戈茨斯克機(jī)務(wù)段,但無法考證此車何時(shí)出現(xiàn)在白俄羅斯境內(nèi)。
⑷LV-0407號(hào)機(jī)車退役前曾運(yùn)用于南烏拉爾鐵路局茲拉托烏斯特機(jī)務(wù)段。2012年5月,LV-0407號(hào)機(jī)車移交頓涅茨克鐵路歷史與發(fā)展博物館。
⑸LV-0487號(hào)機(jī)車退役前運(yùn)用情況不明。
參考
《Паровозы серии Л》,維塔利·亞歷山德羅維奇·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,306~308頁
《Паровозы типа 1-5-1 серии ЛВ》,維塔利·亞歷山德羅維奇·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,309~311頁
《Паровозы типа 1-5-1 серии ОР21》,維塔利·亞歷山德羅維奇·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,316頁
《前進(jìn)型蒸汽機(jī)車》,宋又杰等 著,《四十年中國鐵路機(jī)車大全》,5~6頁
《前進(jìn)型蒸汽機(jī)車》,吳心池等 著
《前進(jìn)型蒸汽機(jī)車》,中國鐵道部機(jī)務(wù)局 編,《中華人民共和國鐵路機(jī)車概要(1990年版)》,3~22頁
《Паровоз 1-5-1 серия ЛВ (ОР18) - ScaleTrainsClub - Модели железных дорог》:http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?style=7&f=42&t=2482
《ЛВ - грузовой паровоз》:https://pro-parovoz.ru/index.php/component/k2/923-lv-gruzovoj-parovoz
《LV — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=245
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