【電力機車科普】IORE型電力機車的先輩——挪威國家鐵路El 15型電力機車

文章作者:西瓜昌真濕基(B站和百度昵稱:寧柳跨越)
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交—直流電傳動:指電力機車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,經(jīng)過變壓-整流后,向直流牽引電機供給直流電。挪威國家鐵路El 15型電力機車為交—直流電傳動形式。
直—直流電傳動:指電力機車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,向直流牽引電機供給直流電。蘇聯(lián)鐵道部VL10型、VL11型以及VL15型電力機車均為直—直流電傳動形式。
瑞典通用電氣公司在本文均簡稱“AESA”⑴;挪威國家鐵路簡稱“NSB”⑵;Luossaj?rvi-基律納礦業(yè)股份公司簡稱“LKAB”⑶。
本文屬于正經(jīng)科普文章,請大家不要在評論區(qū)干些不該干的事。
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概述
El 15型電力機車是1967年AESA為NSB設(shè)計、挪威Thune機械公司制造的6臺電力機車,投入至Malmbanan鐵路的挪威境內(nèi)區(qū)段⑷用于運輸鐵礦。
NSB El 15型
在挪威境內(nèi),Malmbanan鐵路的另一叫法是Ofotbanen鐵路。Ofotbanen鐵路在1923年電氣化改造完成后,NSB在該線路投入El 3型和El4型電力機車用于運輸鐵礦。但到20世紀60年代時,這些機車已經(jīng)廉頗老矣。

盡管NSB在瑞典國家鐵路Dm型電力機車的基礎(chǔ)上,于1954年到1957年間亦向AESA訂購8臺El 12型電力機車。但與瑞典國家鐵路不同的是,NSB以AESA制造的羅馬尼亞鐵路060 EA型電力機車⑸為基礎(chǔ),從ASEA購買技術(shù)更先進的6臺電力機車。
這6臺電力機車交付NSB后,NSB將其定型為El 15型,并賦予2191號~2196號。

MTAB→LKAB Malmtrafik 91號~96號
1996年,NSB將6臺El 15型電力機車讓渡給MTAB公司,這些機車被MTAB公司編為91號~96號機車。

1999年,MTAB公司成為LKAB全資附屬公司,改稱LKAB Malmtrafik AktieBolag。與此同時,為配合LKAB于2005年將鐵礦產(chǎn)量提升35%的計劃,以及取代Dm3型電力機車,MTAB公司于1998年9月15日與德國Adtranz公司簽立訂購9組18臺IORE型電力機車的合約,所有機車均于Adtranz瑞士工廠(原瑞士機車和機器制造廠機車部)生產(chǎn)散件,并于德國進行組裝。
首組IORE型電力機車機車——101號+102號機車于2000年8月運抵瑞典進行測試,并于翌年1月10日正式上線運用。及后,收購Adtranz公司的龐巴迪運輸亦于2002至2005年間交付其余8組機車。2010年到2014年間,MTAB鐵路分兩次共訂購8組機車。
隨著IORE型電力機車的陸續(xù)上線運用,2004年,LKAB Malmtrafik公司將91號~96號機車讓渡給瑞典私營鐵路——Hector Rail公司。

Hector Rail 161型
2004年,LKAB Malmtrafik公司將91號~96號機車讓渡給瑞典私營鐵路——Hector Rail公司。Hector Rail公司將這些機車定型為161型,編為101號~106號機車。在車型代號中,第一個數(shù)字“1”表示只支持15千伏16.7赫茲交流電,第二個數(shù)字“6”指機車是6軸。
機車在瑞典北博滕省呂勒奧市Notviken鎮(zhèn)檢查并重新刷漆。然而,105號機車保留舊淺藍色涂裝,102號機車作為備件車保留在Notviken鎮(zhèn)。Hector Rail公司運用這些機車于瑞典南部和挪威南部。2013年,103號機車封存于Notviken鎮(zhèn)。

技術(shù)設(shè)計
El 15型電力機車的長為19800毫米,寬為3170毫米,高為4500毫米,最高運行速度為120公里/小時,起動牽引力為420千牛。

電氣設(shè)備
El 15型電力機車受流電壓為15千伏16.7赫茲交流電,經(jīng)過主變壓器降低電壓并在整流裝置整流為直流電后,輸送給6臺ASEA制LJE108-1型直流牽引電動機。每臺牽引電動機采用軸懸式以及一、二位對置式安裝。單個牽引電動機的輸出功率為900千瓦,總輸出功率為5400千瓦。
El 15型電力機車安裝有重聯(lián)插座,兩臺機車可以重聯(lián)運行。 此外,機車配備了功率為590千瓦的列車取暖供電裝置。
轉(zhuǎn)向架
El 15型電力機車采用Co-Co軸式,每個車輪的軸重為22噸,整備重量為132噸;在Malmbanan鐵路運用期間的整備重量增到150噸。
車鉤
El 15型電力機車在運用初期采用螺旋車鉤。隨著Malmbanan鐵路于1969年開始使用SA-3型車鉤⑹,這些機車在后期運用中亦改裝SA-3型車鉤,但車鉤兩側(cè)的緩沖餅仍被保留,以便用于牽引仍采用螺旋車鉤的機車車輛。2004年,LKAB Malmtrafik公司將El 15型電力機車讓渡給Hector Rail公司后,這些機車重新采用螺旋車鉤。

SA-3型車鉤屬于非剛性自動車鉤,由鉤體、鉤鎖、鎖爪、鎖止、鎖提、鎖提軸、螺栓、螺母和墊圈等組成,其“三態(tài)”為準備連掛狀態(tài)、連掛互鎖狀態(tài)和解除連掛互鎖狀態(tài)。而與美國發(fā)明家伊利·漢密爾頓·詹內(nèi)⑺發(fā)明的詹氏車鉤相比,SA-3型車鉤具有以下特點:
連掛方便:當兩鉤在自由狀態(tài)時,一經(jīng)碰鉤即行連掛,在連掛前無須有關(guān)人員將一個車鉤打開至全開位。
連掛性能佳:SA-3型車鉤橫向最大掛鉤范圍達175毫米,約為中國國家標準GB4952一85《機車車輛自動車鉤連接輪廓》規(guī)定的橫向最大掛鉤范圍88毫米的2倍。
結(jié)構(gòu)強度、剛度大:SA-3型車鉤的鉤體為傳遞牽引、沖擊力的直接受力構(gòu)件,鉤體的強度和剛度即可視為車鉤的強度和剛度。而詹氏車鉤的牽引、沖擊力需經(jīng)鉤舌和鉤舌銷傳遞,因此,在強度和剛度上有明顯的薄弱環(huán)節(jié),而且多個受力 零件所積累的配合間隙較大,故磨耗亦較SA-3型車鉤嚴重。
特具“推送”位置,方便調(diào)車作業(yè):利用解鉤杠桿之鏈條作用,可使SA-3型車鉤單鉤始終處于解除連掛(開鎖)狀態(tài)。
由于SA-3型車鉤頭部連接輪廓與詹氏車鉤差異過大,無法與后者直接連掛,因此,蘇聯(lián)、中國、朝鮮等國在SA-3型車鉤的運用中,采用雙頭過渡車鉤以及車廂每端設(shè)置不同車鉤的方式,使SA-3型車鉤與詹氏車鉤實現(xiàn)間接連掛。
后記
這款設(shè)計于20世紀60年代的El 15型電力機車,雖然成功取代了古早的電力機車,然而隨著Malmbanan鐵路運量不斷上升,El 15型電力機車漸漸地難以應(yīng)對,而維護這些運用已有30多年的電力機車亦需要不少的投入。這不能說El 15型電力機車不是成功的電力機車,只是它們趕不上新的時代了。
注釋
⑴瑞典語:Allm?nna Svenska Elektriska Aktiebolaget。
⑵挪威語:Norges Statsbaner。1883年成立后到1996年期間曾是壟斷整個挪威鐵路運輸及基礎(chǔ)設(shè)施的管理機構(gòu)。
⑶瑞典語:Luossavaara-Kiirunavaara Aktiebolag。成立于1890年的瑞典國有礦業(yè)公司。
⑷瑞典語:Malmbanan。Malmbanan鐵路于1903年投入運營,連接著瑞典境內(nèi)的呂勒奧到挪威境內(nèi)的納爾維克的鐵礦運輸鐵路;而在瑞典境內(nèi)的Riksgr?nsen到挪威境內(nèi)的納爾維克區(qū)間的另一叫法是Ofotbanen。在歷史上Malmbanan鐵路分別由SJ以及NSB運營。但在1996年,SJ、NSB以及LKAB合資成立MTAB公司(Malmtrafik i Kiruna AktieBolag)。1999年起,MTAB公司成為LKAB全資附屬公司,改稱LKAB Malmtrafik AktieBolag。
⑸羅馬尼亞語:Clasa EA,制造過060 EA型機車的克拉約瓦電力機車設(shè)備股份公司內(nèi)部又稱為LE 5100型。060 EA型電力機車輸出功率為5100千瓦,按最高運行速度不同可分為060 EA型、060 EA1型和060 EA2型;1980年后改為40型、41型、42型。中國鐵道部在羅馬尼亞鐵路40型電力機車的基礎(chǔ)上,于1973年從克拉約瓦電力機車設(shè)備股份公司購買了2臺6G1型電力機車。
⑹俄語:Советская Автосцепка, 3-й вариант。SA-3型車鉤原型是美國發(fā)明家約翰·威爾森于1910年發(fā)明的威爾森車鉤。1932年,蘇聯(lián)在威爾森車鉤的基礎(chǔ)上,推出了SA-3型車鉤,并于1957年完全取代螺旋車鉤。
⑺英語:Eli Hamilton Janney(1831~1912),詹氏車鉤的發(fā)明者。詹氏車鉤和西屋空氣制動機通常被認為是美國南北內(nèi)戰(zhàn)結(jié)束至1900年之間美國鐵路中最重要的兩項安全發(fā)明。
參考
《NSB El 15 – Wikipedia》:https://de.wikipedia.org/wiki/NSB_El_15
《El 15 – Wikipedia》:https://no.wikipedia.org/wiki/El_15
《Norge -> Norge: Elektriske lokomotiver -> El 15 NSB / MTAS (HR 161) │ Jernbane.net》:https://jernbane.net/bo/subpage.php?s=3&t=28
《MDB ver.3》:https://forsk.njk.no/mdb/mdb.php?hid=95
《CA-3型自動車鉤簡介》,邵志方,《鐵道車輛》1994年第12期,11頁~13頁
《6G1型電力機車》,宋又杰,《四十年中國鐵路機車大全》,187頁~189頁
