【科普】來自雅羅斯拉夫爾的TEM31型內燃機車
文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）
LA NUIT
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——DICTON
在夜色里
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——諺語
提示
直—直流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺直流牽引發(fā)電機，輸出直流電并供給數臺并聯的直流牽引電動機。本文提及的俄羅斯鐵路TEM18DM型內燃機車為直—直流電傳動形式。
交—直流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機，經硅整流裝置轉換成直流電后，供給數臺并聯的直流牽引電動機。本文提及的俄羅斯鐵路TEM31型內燃機車為交—直流電傳動形式。
交—直—交流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機，向牽引包供給電能，由牽引包提供電流給逆變器，逆變器輸出電壓和頻率可變的交流電流，驅動每臺并聯的交流異步牽引電動機。本文提及的俄羅斯鐵路TEM31M型內燃機車為交—直—交流電傳動形式。
液力傳動：指內燃機車柴油機通過液力變矩器，用液力把柴油機的動力傳到車輪上。蘇聯鐵道部TG16型內燃機車和俄羅斯鐵道部TG21型內燃機車為液力傳動形式。
機械傳動：指內燃機車像汽車的手動變速器一樣用變速箱和離合器，把柴油機的動力傳到車輪上；但機械結構的離合器難以承受高功率，而且變速箱結構就必然十分復雜和龐大，以增加排檔數提供相對平穩(wěn)的變速性能，所以機械傳動內燃機車功率通常很低。法國國家鐵路Y 7400型內燃機車為機械傳動形式。
俄羅斯聯邦雅羅斯拉夫爾電力機車修理廠在本文均簡稱“YaERZ”⑴。
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參考
《Тепловоз-электростанция ТЭМ31, ТЭМ31М и ТЭМ31Г》，Ye.R.Abramov 著，《Локомотивы и МВПС с двигателями внутреннего сгорания отечественных железных дорог》，第329頁~第330頁
《ТЭМ31型內燃機車》，S.I.Kim、S.N.Zhuravlyaov 著，田睿 譯，《國外內燃機車》2012年第6期，第3頁~第6頁
《Тепловоз маневровый двухосный ТЭМ31 — ЯЭРЗ》：http://www.yaerz.ru/company/osvoenie-produktsii/225/
《Тепловозы с дистанционным управлением | Выпуск газеты Гудок от 2020.01.13 | 2 полоса : Техника》：https://www.gudok.ru/newspaper/?ID=1489807
《List of the vehicles — TEM31 — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=840
《[06-2013] Тепловоз ТЭМ31М запускается в серию - СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть》：http://scbist.com/xx2/27615-06-2013-teplovoz-tem31m-zapuskaetsya-v-seriyu.html
《ТЭМ31 - ScaleTrainsClub - Модели железных дорог》：http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=5095
《"Желдорреммаш" продемонстрировал новый маневровый локомотив ? Ресурс машиностроения. Машиностроение: новости машиностроения, статьи. Каталог: машиностроительный завод и предприятия.》：https://www.i-mash.ru/news/nov_predpr/54158-zheldorremmash-prodemonstriroval-novyjj.html
《?ЛокоТех? получил сертификат соответствия маневрового тепловоза ТЭМ31》：http://service.locotech.ru/press-center/news/3305/?sphrase_id=48038
《Добро пожаловать в гибридное будущее》：https://trainandbrain.ru/technologies/gibridnoyebudushchee
概述
TEM31型內燃機車是俄羅斯聯邦LocoTech公司控股的YaERZ于2009年推出的一款用于庫內調車作業(yè)的“小型牽引機車”。本型機車不僅可以替代古早的TGK2型和TGM23型內燃機車，而且還可以在任務不繁重的情況下替換功率比自身更強大的調車內燃機車。
2013年，YaERZ推出TEM31型機車的交流傳動改進型——TEM31M型機車，以及混合動力改進型——TEM31G型機車。
TEM31型（ТЭМ31）
2009年，YaERZ推出TEM31型機車的第1臺機車——TEM31-001號機車。這臺機車是單節(jié)2軸設計的內燃機車，塔式司機室位于機車中央。機車動力源為1組輸出功率為600 hp（440 kW）的AD-400-1R 型柴油發(fā)電機組。設計速度為80 km/h，起動時的牽引力為10500 kgf（102.97 kN），在速度為11 km/h時的持續(xù)牽引力為9500 kgf（93.16 kN）。
TEM31型機車的交—直流電傳動系統(tǒng)由同步發(fā)電機、非控制整流器、裝在IGBT晶體管上的雙通道電流調節(jié)器和2臺牽引電動機組成，有力保證了柴油機在中、低轉速區(qū)內的有效功率利用系數的提高。
后來，YaERZ又制造了2臺TEM31型機車——TEM31-002號和TEM31-003號機車。TEM31-001號機車配屬于北高加索鐵路局克拉斯諾達爾機務段；其余2臺TEM31型機車留在YaERZ，作自備機車運用。
改進：TEM31M型（ТЭМ31М）
2013年，YaERZ推出TEM31型機車的交流傳動改進型——TEM31M型機車，首臺機車為TEM31M-004號機車。
與TEM31型機車相比，TEM31M型機車的塔式司機室從機車中央移到邊緣，且換用功率為630 hp（470 kW）的美國康明斯公司制QSX15-P540T2型柴油機，以及三相異步牽引電動機。此外，TEM31M型機車還配備了根據初始參數進行自動速度控制的系統(tǒng)。
至2021年2月，YaERZ已累計制造了13臺TEM31M型機車。TEM31M-004號機車留在YaERZ，作自備機車運用；于2014年~2020年間制造的TEM31M-005號~TEM31M-010號機車交付十月、高爾基、伏爾加、東南以及北高加索鐵路局各機務段；2021年1月~2月間制造的TEM31M-011號~TEM31M-017號機車尚未交付。
改進：TEM31G型→TEM5H型（ТЭМ31Г→ТЭМ5Х）
基于TEM31M型機車而研制的混合動力內燃機車。2013年8月，YaERZ推出1臺TEM31G型機車——TEM31G-005號機車，并于同年9月在全俄鐵道運輸科學研究院謝爾賓卡環(huán)形鐵道試驗基地舉辦的“EXPO 1520”展覽會上展示。
YaERZ后來將TEM31G-005號機車改造為1臺未賦予車號的TEM5H型機車，并于同年8月在全俄鐵道運輸科學研究院謝爾賓卡環(huán)形鐵道試驗基地舉辦的“EXPO 1520”展覽會上展示。
TEM5H型機車配備了功率為268 hp（200 kW）的高速柴油機。由于快速充電的鋰離子電池在一定時刻的功率可以補充柴油機的功率，因此機車可以獲得具有更高環(huán)境友好度的必要牽引特性。
除了混合動力設計外，TEM5H型機車還采用模塊化設計，可以快速標稱變成電池電力機車或雙柴油發(fā)電機組內燃機車。模塊化設計不僅允許更改機車的配置，而且還可以根據需要迅速更改有故障的動力模塊。
TEM31G型以及TEM5H型機車的設計細節(jié)尚不得而知。
技術數據表
注釋
⑴俄語：Ярославский электровозоремонтный завод имени Борис Павлович Бещева。
完稿時間：2021年2月23日
發(fā)表時間：2021年2月24日
