中國鐵路重載貨運(yùn)先行者——SS7B型電力機(jī)車
韶山7B型電力機(jī)車(SS7B),是中國鐵路使用的重載貨運(yùn)電力機(jī)車車型之一,屬于25噸軸重實(shí)驗(yàn)性機(jī)車車型,由大同機(jī)車廠于1997年研制成功,僅試制兩臺(tái),并未投入批量生產(chǎn)。
1990年代初,隨著中國鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,貨物列車的重量也不斷提高,中華人民共和國鐵道部于1993年對(duì)《鐵路主要技術(shù)政策》進(jìn)行了修訂,要求“繁忙干線上旅客列車的最高時(shí)速140公里,貨物列車最高時(shí)速90公里”,“貨運(yùn)電力、內(nèi)燃機(jī)車的最大車軸軸重增加到25噸”,1995年12月又發(fā)布了《鐵路科技發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年長期規(guī)劃綱要》,要求在2000年前在京滬、京廣、京哈、隴海等主要鐵路干線率先開行5000噸級(jí)重載貨物列車,以提高貨運(yùn)列車牽引重量和速度。為發(fā)展重載貨運(yùn)干線機(jī)車,鐵道部于1996年正式立項(xiàng)對(duì)25噸軸重的貨運(yùn)電力/內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行研究和試制。
按照鐵道部的要求,中國鐵路機(jī)車車輛工業(yè)總公司旗下的多家機(jī)車制造廠于第九個(gè)五年計(jì)劃(1996年—2000年)期間,成功研制了一系列25噸軸重的貨運(yùn)機(jī)車,包括戚墅堰機(jī)車車輛廠的東風(fēng)8B型內(nèi)燃機(jī)車、北京二七機(jī)車廠的東風(fēng)7E型內(nèi)燃機(jī)車(DF7E【調(diào)車兼小運(yùn)轉(zhuǎn)用內(nèi)燃機(jī)車】)、株洲電力機(jī)車廠的韶山4C型電力機(jī)車(SS4C)、以及大同機(jī)車廠的韶山7B型電力機(jī)車(SS7B)。
根據(jù)鐵道部下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書,大同機(jī)車廠于1996年完成機(jī)車技術(shù)設(shè)計(jì);1997年12月試制了兩臺(tái)韶山7B型機(jī)車。1998年3月,兩臺(tái)機(jī)車配屬昆明鐵路局昆明機(jī)務(wù)段,開始在南昆鐵路進(jìn)行10萬公里運(yùn)用考核試驗(yàn),擔(dān)當(dāng)南昆鐵路昆明至威舍段的貨物列車牽引任務(wù)。完成運(yùn)行考核后,韶山7B型電力機(jī)車于1999年6月先后赴鐵道部科學(xué)研究院北京環(huán)形鐵道、北同蒲鐵路大同至太原段,由鐵道部機(jī)車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心負(fù)責(zé)進(jìn)行機(jī)車型式試驗(yàn)和動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)。完成所有試驗(yàn)項(xiàng)目后,兩臺(tái)韶山7B型電力機(jī)車配屬昆明鐵路局昆明機(jī)務(wù)段投入南昆鐵路運(yùn)用;至2003年,機(jī)車返回大同廠進(jìn)行大修之后改配屬柳州鐵路局(今中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司)南寧機(jī)務(wù)段。2002年1月,韶山7B型電力機(jī)車通過部級(jí)科技成果鑒定。
但受當(dāng)時(shí)鐵路技術(shù)政策影響,且受制于當(dāng)時(shí)的線路條件,25噸軸重電力/內(nèi)燃機(jī)車未能獲得進(jìn)一步推廣使用。在我國自主研制的首批四種25噸軸重電力/內(nèi)燃機(jī)車之中,除戚墅堰機(jī)車廠研制的東風(fēng)8B型內(nèi)燃機(jī)車成功投產(chǎn)外,包括韶山7B型電力機(jī)車在內(nèi)的其余三種車型,在各試制兩臺(tái)后均未能投入批量生產(chǎn)。
韶山7B型電力機(jī)車是六軸干線重載貨運(yùn)電力機(jī)車。車體結(jié)構(gòu)與韶山7型機(jī)車大致相同,采用了框架式整體承載結(jié)構(gòu),總體布置沿用為雙側(cè)走廊、兩端司機(jī)室;主要電器設(shè)備以機(jī)車最重設(shè)備主變壓器為中央,其他設(shè)備分平面斜對(duì)稱布置為主,有利于重量平衡;車頂兩端司機(jī)室之后各裝一臺(tái)TSG3型單臂式受電弓;車頂中部裝一臺(tái)主斷路器。為了使機(jī)車達(dá)合同規(guī)定的軸重25噸、總重150噸,機(jī)車上設(shè)置了十塊總重約12噸的配重壓鐵,其中可以卸除的六塊壓鐵總重11噸。機(jī)車可根據(jù)需要取消壓鐵,改成軸重23噸、總重139噸機(jī)車。
車內(nèi)電氣設(shè)備借鑒了進(jìn)口法制8K型機(jī)車的布置方式,實(shí)現(xiàn)屏柜化、單元化。由于韶山7B型電力機(jī)車采用Bo-Bo-Bo軸式轉(zhuǎn)向架,使主變壓器只能安裝在車體內(nèi),為了進(jìn)一步減少所占空間,因此將平波電抗器、功率因數(shù)補(bǔ)償電抗器、高壓電流互感器等全部裝在變壓器內(nèi),共用冷卻油箱,組成為組合式變壓器,并臥放在車體中部。通風(fēng)系統(tǒng)采用車體通風(fēng)方式,側(cè)墻豎式百葉窗是車內(nèi)設(shè)備通風(fēng)冷卻的進(jìn)風(fēng)窗口,經(jīng)過通風(fēng)支路向牽引電動(dòng)機(jī)、整流裝置、變壓器、制動(dòng)電阻等設(shè)備冷卻。
韶山7B型電力機(jī)車是交—直流電傳動(dòng)的單相工頻交流電力機(jī)車,機(jī)車主電路與韶山7型機(jī)車大致相同,采用晶閘管兩段串聯(lián)相控整流橋調(diào)壓方式,由一段半控整流橋和一段全控整流橋組成,牽引時(shí)實(shí)現(xiàn)相控?zé)o級(jí)調(diào)速特性控制,而使用再生制動(dòng)時(shí)全控?fù)鬃優(yōu)槟孀冄b置,半控橋作為勵(lì)磁電源裝置。為簡(jiǎn)化電路,中間轉(zhuǎn)向架上的兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)分屬前后兩組,機(jī)車牽引時(shí)向兩組各三臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)并聯(lián)供電,有利于充分發(fā)揮粘著、防止發(fā)生空轉(zhuǎn);此外,每調(diào)壓整流電路還有一段勵(lì)磁半控橋給三臺(tái)串聯(lián)的電機(jī)他勵(lì)繞組供電。由于采用了復(fù)勵(lì)牽引電機(jī),因此只要平滑減少他勵(lì)電流,就能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)磁場(chǎng)削弱,并實(shí)現(xiàn)機(jī)車恒功速度范圍達(dá)到44~80公里/小時(shí)。
機(jī)車主電路并帶有功率因數(shù)補(bǔ)償裝置,兼作三次諧波濾波器,機(jī)車在50~100%功率范圍內(nèi)功率因數(shù)均可大于0.9。機(jī)車設(shè)有再生制動(dòng),輪周制動(dòng)功率4000千瓦。由于韶山7B型電力機(jī)車為貨運(yùn)機(jī)車,因此將列車供電裝置取消,但仍保留主變壓器內(nèi)的供電繞組,以便恢復(fù)為23噸軸重機(jī)車時(shí)使用。而高壓、低壓電氣柜也改善了電路布線,令制造、檢修更方便。
機(jī)車走行部為三臺(tái)兩軸轉(zhuǎn)向架,與韶山7型機(jī)車基本相同。機(jī)車軸式Bo-Bo-Bo,機(jī)車固定軸距較短,曲線通過性能好。三臺(tái)轉(zhuǎn)向架各自獨(dú)立,中間轉(zhuǎn)向架與兩端轉(zhuǎn)向架的區(qū)別在于增加了橫向位移的橫動(dòng)裝置。機(jī)車采用Z型低牽引拉桿牽引裝置,車體上有六個(gè)牽引拉桿座,通過六根牽引拉桿分別與三臺(tái)轉(zhuǎn)向架呈“Z”形聯(lián)接,兩端轉(zhuǎn)向架牽引點(diǎn)交于軌面以下10毫米,并能夠靈活調(diào)節(jié)。一系懸掛采用軸箱螺旋彈簧和橡膠墊加油壓減震器的獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu);二系懸掛采用螺旋彈簧系統(tǒng)、橡膠元件和油壓減震器的組合,中間轉(zhuǎn)向架并設(shè)有滾子軸承。而基礎(chǔ)制動(dòng)裝置改為單側(cè)制動(dòng)獨(dú)立單元制動(dòng)器,停車制動(dòng)改為手制動(dòng)裝置。每臺(tái)轉(zhuǎn)向架裝有兩臺(tái)由永濟(jì)電機(jī)制造的ZD111型復(fù)勵(lì)脈流牽引電動(dòng)機(jī),為六極、中電壓、帶有補(bǔ)償繞組、全H級(jí)絕緣、全疊片機(jī)座的脈流電動(dòng)機(jī),持續(xù)功率800千瓦。牽引電機(jī)采用滾動(dòng)軸承抱軸懸掛結(jié)構(gòu)、單邊直齒傳動(dòng)。
2005年3月17日凌晨2時(shí)30分,配屬柳州鐵路局(今中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司)南寧機(jī)務(wù)段的韶山7B型0001號(hào)機(jī)車牽引45224次貨物列車(編組57輛,總重4471噸)經(jīng)由南昆鐵路運(yùn)行,當(dāng)列車運(yùn)行至南昆鐵路汪甸至田丁間K255+200M處時(shí),因當(dāng)日連續(xù)強(qiáng)降雨導(dǎo)致線路左側(cè)山體突然滑坡,機(jī)車乘務(wù)員停車不及,導(dǎo)致機(jī)車及機(jī)后第15、16位車輛脫軌,機(jī)后第1~14位車輛顛覆,中斷正線行車28小時(shí);SS7B-0001號(hào)機(jī)車報(bào)廢,貨車報(bào)廢13輛、大破3輛、小破1輛;直接經(jīng)濟(jì)損失約480萬元人民幣。構(gòu)成貨物列車脫軌顛覆重大事故。
截止至2020年1月,僅存的韶山7B型0002號(hào)車因車況原因,連同部分車況較差的韶山7A型電力機(jī)車一同停用并報(bào)廢。報(bào)廢后的韶山7B型0002號(hào)電力機(jī)車被堆放于南寧機(jī)務(wù)段南寧南機(jī)務(wù)折返段內(nèi)封存,等待拆解。



