【電力機(jī)車科普】未能按計(jì)劃交付蘇聯(lián)鐵道部的“小約瑟夫”——A型電力機(jī)車

文章作者:西瓜昌真濕基(B站和百度昵稱:寧柳跨越)
提示
交—直流電傳動(dòng):指電力機(jī)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(jī)供給直流電。美國(guó)賓夕法尼亞鐵路GG1型電力機(jī)車為交—直流電傳動(dòng)形式。
直—直流電傳動(dòng):指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,向直流牽引電機(jī)供給直流電。本文提及的A型電力機(jī)車為直—直流電傳動(dòng)形式。
概述
A型電力機(jī)車⑴是蘇聯(lián)鐵道部在二戰(zhàn)結(jié)束后從美國(guó)通用電氣公司訂購(gòu)的20臺(tái)采用2-Do+Do-2軸式的電力機(jī)車。根據(jù)最初設(shè)計(jì),這些機(jī)車用于蘇聯(lián)鐵道部3000伏直流電氣化鐵路。但由于冷戰(zhàn)的因素,這20臺(tái)A型機(jī)車并未實(shí)際交付蘇聯(lián)鐵道部,而是分別被美國(guó)密爾沃基鐵路公司⑵(12臺(tái))、芝加哥南岸和南本德鐵路公司⑶(3臺(tái))和巴西保利斯塔鐵路公司⑷(5臺(tái))購(gòu)置。
在密爾沃基鐵路公司,12臺(tái)A型機(jī)車被昵稱為“小約瑟夫”⑸,后簡(jiǎn)稱為“小喬”⑹;在芝加哥南岸和南本德鐵路公司,3臺(tái)A型機(jī)車被昵稱為“800s”;在保利斯塔鐵路公司,5臺(tái)A型機(jī)車被昵稱為“俄羅斯人”⑺。

背景
1920年代末,蘇聯(lián)決定對(duì)外高加索鐵路在格魯吉亞境內(nèi)的澤斯塔波尼至哈舒里區(qū)段進(jìn)行電氣化改造,該區(qū)段為典型的山區(qū)鐵路,穿越線路最大坡度達(dá)到29‰、還有許多小半徑曲線的蘇拉姆山口。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)決定在此區(qū)段采用3000伏直流電的牽引供電制式,并與美國(guó)通用電氣公司簽訂了進(jìn)口八臺(tái)直流電力機(jī)車的合同。根據(jù)合同規(guī)定,通用電氣公司為蘇聯(lián)提供八臺(tái)小時(shí)功率為2040千瓦的電力機(jī)車,其中兩臺(tái)機(jī)車(01、03)裝用通用電氣原廠的牽引電動(dòng)機(jī),其余六臺(tái)機(jī)車(02、04~08)的牽引電動(dòng)機(jī)由通用電氣公司提供必要的設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件,在莫斯科的迪納摩工廠生產(chǎn)。這種電力機(jī)車被定型為S型,意為“蘇拉姆斯基”。

S型電力機(jī)車于1932年下半年陸續(xù)抵達(dá)外高加索鐵路的哈舒里機(jī)務(wù)段。1932年8月2日,外高加索鐵路進(jìn)行了蘇聯(lián)鐵路史上首次電力機(jī)車試運(yùn)行,S型電力機(jī)車牽引兩輛客車從哈舒里站運(yùn)行至萊希站然后折返,全程運(yùn)行時(shí)間為1小時(shí)10分鐘。1932年8月16日,外高加索鐵路澤斯塔波尼至哈舒里區(qū)段電氣化鐵路正式通車,S型電力機(jī)車開始投入運(yùn)用。

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,蘇聯(lián)繼續(xù)開展鐵路電氣化工作,主要工作是在南烏拉爾鐵路局管內(nèi)的科羅帕切沃-茲拉托烏斯特-車?yán)镅刨e斯克區(qū)間進(jìn)行電氣化改造。雖然蘇聯(lián)迪納摩工廠推出了小時(shí)功率為2400千瓦的VL22M型電力機(jī)車,但由于國(guó)內(nèi)工廠仍在恢復(fù),因此無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)開始大規(guī)模生產(chǎn)電力機(jī)車,蘇聯(lián)于1946年3月決定從通用電氣公司訂購(gòu)新型電力機(jī)車。

制造
在蘇聯(lián)專家的監(jiān)督下,通用電氣公司在賓夕法尼亞州伊利市的工廠進(jìn)行電力機(jī)車的生產(chǎn)。共建造了20臺(tái)電力機(jī)車,廠內(nèi)編號(hào)為29913-29932,蘇聯(lián)鐵道部將其編為為A型,編號(hào)為1591-1610(后改為2301-2320)。1948年9月7日,在蘇聯(lián)代表在場(chǎng)的情況下,1598號(hào)A型機(jī)車在該工廠的一條特制軌道上進(jìn)行試運(yùn)行。然而當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)和美國(guó)之間的關(guān)系已經(jīng)嚴(yán)重惡化。結(jié)果,在試運(yùn)行后不久,蘇聯(lián)專家回國(guó),同年10月,美國(guó)國(guó)務(wù)院禁止向蘇聯(lián)提供戰(zhàn)略物資。
實(shí)際上,早在1948年年初就已經(jīng)預(yù)見到禁止向蘇聯(lián)供應(yīng)電力機(jī)車的結(jié)果,但是通用電氣公司制造了所有20臺(tái)被臨時(shí)編為GE-750型的機(jī)車。最后6臺(tái)機(jī)車在取消訂單后,直接按1435毫米標(biāo)準(zhǔn)軌距制造,最后1臺(tái)機(jī)車(29932)與其他機(jī)車不同,所有8個(gè)動(dòng)輪軸都配備了滾動(dòng)軸承。
密爾沃基鐵路EF-4型和EP-4型
密爾沃基鐵路得知通用電氣公司正有尚未出售的GE-750型機(jī)車,便提出以100萬(wàn)美元的廢品價(jià)購(gòu)買所有這20臺(tái)A型機(jī)車及其備件,通用電氣公司同意出售。然而,密爾沃基鐵路的董事會(huì)并沒有支付款項(xiàng)。
1950年6月朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后,戰(zhàn)時(shí)需求讓密爾沃基鐵路對(duì)其電氣化鐵路上電力機(jī)車的需求提升;同時(shí)鐵路也受到煤炭短缺的困擾,需要將大部分內(nèi)燃機(jī)車調(diào)往管內(nèi)東部⑻。
因此,密爾沃基鐵路董事會(huì)向通用電氣公司重提A型機(jī)車時(shí),發(fā)現(xiàn)后者已經(jīng)銷售了8臺(tái)機(jī)車和所有備件——3臺(tái)機(jī)車出售至芝加哥南岸和南本德鐵路公司,5臺(tái)機(jī)車出售至巴西保利斯塔鐵路公司。
不過,密爾沃基鐵路仍然以100萬(wàn)美元的價(jià)格買下了剩下的12臺(tái)機(jī)車。密爾沃基鐵路將新機(jī)車定型為EF-4型,表明它們是該鐵路公司的第四款干線貨運(yùn)電力機(jī)車(E70號(hào)到E79號(hào));2臺(tái)機(jī)車改為干線客運(yùn)電力機(jī)車,定型為EP-4型(E20號(hào)到E21號(hào))。密爾沃基鐵路的一線工人們將EF-4型和EP-4型機(jī)車昵稱為“小約瑟夫”,最終縮短昵稱為“小喬”。

性能
正如最初測(cè)試的那樣,密爾沃基鐵路對(duì)這些機(jī)車并沒有留下深刻的印象,發(fā)現(xiàn)它們?nèi)菀装l(fā)生輪滑。 第一次世界大戰(zhàn)期間建造的通用電氣制老式變電站在列車重載下難以供應(yīng)兩臺(tái)以上的EF-4型機(jī)車,這意味著它們的真實(shí)能力無(wú)法展示。此外,各部件最初用俄語(yǔ)標(biāo)記。
經(jīng)過增加重量的修改,提高受電弓的最大高度并提供足夠的動(dòng)力,EF-4型機(jī)車表現(xiàn)出色,非??煽?。后來(lái)密爾沃基鐵路改造了一些變電站以提供高達(dá)3400伏的電壓,以利用這些機(jī)車的高功率。

現(xiàn)代化改造
用于干線客運(yùn)的E20號(hào)和E21號(hào)兩臺(tái)EP-4型機(jī)車在交付之前進(jìn)行了修改——在II端移除驅(qū)動(dòng)控制和窗戶,以允許將新改進(jìn)的主斷路器和蒸汽發(fā)生器移動(dòng)到更涼爽的環(huán)境中。司機(jī)室的損失在運(yùn)用上無(wú)關(guān)緊要,因?yàn)樵S多密爾沃基電力機(jī)車通常在亞韋力、迪爾洛奇或哈洛頓這些地方的線路運(yùn)行結(jié)束時(shí)換向,即使是機(jī)車擁有雙司機(jī)操作臺(tái),仍然只維持一端司機(jī)操作臺(tái)控制。最重要和最后的主要修改是為電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車提供重聯(lián)控制,該系統(tǒng)是鐵路內(nèi)部設(shè)計(jì)的。在20世紀(jì)60年代到70年代看到幾個(gè)電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車由一臺(tái)或兩臺(tái)“小約瑟夫”型機(jī)車重聯(lián)控制的情況并不罕見。
最容易區(qū)分EP-4型和EF-4型機(jī)車的外部差異是在E20號(hào)和E21號(hào)機(jī)車上的所有車軸上使用滾動(dòng)軸承。 EF-4型機(jī)車僅在機(jī)車兩端無(wú)動(dòng)力導(dǎo)從輪上配有滾動(dòng)軸承,但是當(dāng)動(dòng)輪軸上的原始滑動(dòng)軸承軸燒壞或損壞時(shí),它們會(huì)在車間單獨(dú)替換為滾動(dòng)軸承。
像幾乎所有機(jī)車一樣,“小約瑟夫”型機(jī)車偶爾會(huì)遇到事故。 其中之一,在1966年,由于使用了一對(duì)易安迪F系列內(nèi)燃機(jī)車⑼的不銹鋼側(cè)通風(fēng)格柵,E78號(hào)機(jī)車正在密爾沃基鐵路東部的機(jī)務(wù)段重建,與其他11臺(tái)機(jī)車略有不同。

運(yùn)用
“小約瑟夫”型機(jī)車被用于密爾沃基鐵路在蒙大拿州和愛達(dá)荷州的落基山分部的電氣化鐵路區(qū)間,取代了自20世紀(jì)20年代以來(lái)一直在那里運(yùn)營(yíng)的通用電氣制老式電力機(jī)車。 它們從未用在華盛頓州分部的電氣化鐵路區(qū)間,因?yàn)樵搮^(qū)間的變電站都沒有升級(jí)以容納它們。這些機(jī)車當(dāng)中,其中3臺(tái)機(jī)車已經(jīng)以標(biāo)準(zhǔn)軌距交付,而其余的機(jī)車則在密爾沃基鐵路的機(jī)務(wù)段內(nèi)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)軌距。
EF-4型機(jī)車的不錯(cuò)表現(xiàn),以至于密爾沃基鐵路管理層很快就希望將這兩臺(tái)EP-4型機(jī)車專門用于貨運(yùn)。這是在1956年完成的,當(dāng)時(shí)EP-4型機(jī)車被新改造的EP-2型機(jī)車⑽取代。在后者被證明不適合落基山線路之后,它和EP-4型機(jī)車被三個(gè)單元所取代,包括易安迪E系列內(nèi)燃機(jī)車⑾和/或FP7型內(nèi)燃機(jī)車⑿,它們推挽牽引“奧林匹亞海華沙”號(hào)旅客列車⒀直到1961年中止。
“小約瑟夫”型機(jī)車一直持續(xù)到1974年6月15日密爾沃基鐵路電氣化鐵路結(jié)束運(yùn)營(yíng)。當(dāng)時(shí),這些機(jī)車是密爾沃基鐵路僅存的干線電力機(jī)車。
E70號(hào)機(jī)車退役后在蒙大拿州迪爾洛奇鎮(zhèn)靜態(tài)展示。

芝加哥南岸和南本德鐵路801號(hào)到803號(hào)機(jī)車
芝加哥南岸和南本德鐵路(以下簡(jiǎn)稱“南岸鐵路”)雖然是伊利諾伊州芝加哥和印第安納州西北部之間的通勤鐵路,但在戰(zhàn)后產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)代,這家鐵路公司最初計(jì)劃設(shè)計(jì)和建造自己的電力機(jī)車。然而公司管理層很快注意到通用電氣公司正有尚未出售的GE-750型機(jī)車,并決定訂購(gòu)它們。

1949年5月10日,通用電氣公司向南岸鐵路交付工廠編號(hào)為29930-29932的電力機(jī)車,這些機(jī)車首先在位于密歇根市的車間接收。電力機(jī)車的主要現(xiàn)代化是改變其電路,以便在1500伏直流電氣化鐵路上運(yùn)行。為了節(jié)省功率,牽引電動(dòng)機(jī)在最大運(yùn)行位置時(shí)是完全并聯(lián)連接。
南岸鐵路昵稱這些機(jī)車為“800s”。其中2臺(tái)機(jī)車持續(xù)運(yùn)用到1983年,使其成為美國(guó)公共鐵路運(yùn)輸中常規(guī)干線貨運(yùn)服務(wù)的最后運(yùn)用的電力機(jī)車。今天,貨運(yùn)列車由電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車機(jī)車牽引。
803號(hào)機(jī)車目前在伊利諾伊鐵路博物館保存,并偶爾進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。而802號(hào)機(jī)車靜態(tài)展示于賓夕法尼亞州東北鎮(zhèn)湖灣鐵路歷史博物館,距離通用電氣公司伊利工廠僅16公里距離。

保利斯塔鐵路6§451號(hào)到6§455號(hào)機(jī)車
巴西保利斯塔鐵路購(gòu)置的5臺(tái)A型機(jī)車改為1600毫米軌距,并被編號(hào)為6§451號(hào)到6§455號(hào)。1971年保利斯塔鐵路被國(guó)營(yíng)聯(lián)邦保利斯塔鐵路⒁收購(gòu)后,這5臺(tái)被昵稱為“俄羅斯人”的A型機(jī)車被后者接收并繼續(xù)運(yùn)用。1998年聯(lián)邦保利斯塔鐵路并入巴西聯(lián)邦鐵路⒂后,這5臺(tái)機(jī)車?yán)^續(xù)運(yùn)用至1999年聯(lián)邦鐵路私有化改制完成,接觸網(wǎng)被撤除時(shí)退役。

6§451號(hào)、6§453號(hào)和6§454號(hào)機(jī)車退役后被拆解。6§452號(hào)機(jī)車退役后靜態(tài)展示于圣保羅州容迪亞伊市一家博物館,6§455號(hào)機(jī)車退役后靜態(tài)展示于圣保羅州巴烏魯市一家博物館。這兩臺(tái)A型機(jī)車目前的存留情況不明。

技術(shù)設(shè)計(jì)
A型電力機(jī)車為兩端雙司機(jī)室電力機(jī)車,長(zhǎng)度為27080毫米,寬度為3230毫米,高度為4930毫米,以車頂兩個(gè)受電弓為動(dòng)力來(lái)源,最高運(yùn)行速度為110千米/小時(shí)。
根據(jù)最初的技術(shù)設(shè)計(jì),A型機(jī)車適用于軌距為1520毫米的直流3000伏電氣化鐵路,總重量為273噸,其中動(dòng)輪總重為203噸。在小時(shí)模式下,當(dāng)速度為43.7千米/小時(shí)時(shí),功率為4177.63千瓦,牽引力為362.84千牛;在連續(xù)模式下,當(dāng)速度為44.4千米/小時(shí)時(shí),功率為4045.243千瓦,牽引力為336.36千牛。
而根據(jù)最終設(shè)計(jì),A型電力機(jī)車總重量修改為248噸,動(dòng)輪總重修改為176噸。八臺(tái)GE-750型牽引電動(dòng)機(jī)的每小時(shí)總功率為4320千瓦。在當(dāng)時(shí)它是世界上最強(qiáng)大的電力機(jī)車。
有趣的是,A型電力機(jī)車的2-Do+Do-2車軸排列,與蒸汽機(jī)車中的另一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)車——美國(guó)聯(lián)合太平洋鐵路“大男孩”型蒸汽機(jī)車接近。
簡(jiǎn)評(píng)
回顧世界貿(mào)易發(fā)展史,可以清醒看到:開放才能發(fā)展,合作方能共贏。貿(mào)易暢通帶來(lái)世界經(jīng)濟(jì)繁榮,那種不顧世界反對(duì)挑起貿(mào)易戰(zhàn)的做法,注定不得人心。
美國(guó)國(guó)務(wù)院阻止通用電氣公司向蘇聯(lián)鐵道部交付A型電力機(jī)車之舉,并沒有讓蘇聯(lián)電氣化鐵路發(fā)展就此停滯。俄羅斯聯(lián)邦諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠在批量生產(chǎn)VL22M型電力機(jī)車的同時(shí),也開始研制小時(shí)功率為4200千瓦的VL8型電力機(jī)車,并在1956年開始批量生產(chǎn)。作為戰(zhàn)后蘇聯(lián)新設(shè)計(jì)的第一代直—直流電傳動(dòng)電力機(jī)車,VL8型機(jī)車在很長(zhǎng)一段時(shí)間成為蘇聯(lián)直流電鐵路的干線主力機(jī)車之一。而格魯吉亞第比利斯電力機(jī)車廠在制造VL8型機(jī)車的過程中積累了機(jī)車設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn),為日后推出VL10型、VL11型、VL15型機(jī)車打下基礎(chǔ)。
“莫聽穿林打葉聲,何妨吟嘯且徐行?!?/p>
注釋
⑴俄語(yǔ):Электровоз А。
⑵英語(yǔ):Chicago, Milwaukee, St. Paul and Pacific Railroad,中文直譯為芝加哥密爾沃基圣保羅和太平洋鐵路;簡(jiǎn)稱為Milwaukee Road,中文直譯為密爾沃基鐵路。該鐵路公司是1847年到1986年間在美國(guó)中西部、西北部運(yùn)營(yíng)的一家一級(jí)鐵路公司。
⑶英語(yǔ):Chicago South Shore and South Bend Railroad,中文直譯為芝加哥南岸和南本德鐵路;簡(jiǎn)稱為South Shore Line,中文直譯為南灣鐵路。該鐵路公司是1925年起至今在美國(guó)印地安納州南本德和伊利諾伊州芝加哥之間運(yùn)營(yíng)的一家三級(jí)鐵路公司。
⑷葡萄牙語(yǔ):Companhia Paulista de Estradas de Ferro。保利斯塔鐵路公司是一家位于巴西圣保羅州的鐵路公司,其以高標(biāo)準(zhǔn)的客戶服務(wù)質(zhì)量而聞名。 準(zhǔn)時(shí)的關(guān)注是如此之大,人們說他們會(huì)在列車到達(dá)時(shí)打鐘。
⑸英語(yǔ):Little Jo(s)e(ph) Stalin。
⑹英語(yǔ):Little Joe。
⑺葡萄牙語(yǔ):Russa。
⑻當(dāng)時(shí)密爾沃基鐵路管內(nèi)東部的蒸汽機(jī)車仍然燃燒煤炭,而管內(nèi)西部的蒸汽機(jī)車則是燃油機(jī)車。
⑼英語(yǔ):EMD F-unit。F系列內(nèi)燃機(jī)車是易安迪在1939年到1960年期間制造的輸出功率為1400馬力內(nèi)燃機(jī)車的總稱。
⑽英語(yǔ):Milwaukee Road class EP-2。密爾沃基鐵路EP-2型電力機(jī)車是由通用電氣于1919年建造的5臺(tái)電力機(jī)車,它們因采用雙極牽引電動(dòng)機(jī)通常被稱為“雙極”。EP-2型機(jī)車輸出功率為3311千瓦,牽引力為516千牛。
⑾英語(yǔ):EMD E-unit。E系列內(nèi)燃機(jī)車是易安迪在1937年到1963年期間制造的輸出功率為1800馬力內(nèi)燃機(jī)車的總稱。
⑿英語(yǔ):EMD FP7。FP7型內(nèi)燃機(jī)車是美國(guó)通用汽車電氣動(dòng)力分部(GM-EMD)在1940年代末推出的一款干線客貨運(yùn)通用內(nèi)燃機(jī)車。FP7型型機(jī)車輸出功率為1500馬力,起動(dòng)牽引力為285千牛,持續(xù)牽引力為178千牛。
⒀英語(yǔ):Olympian Hiawatha。“奧林匹亞海華沙”號(hào)旅客列車是密爾沃基鐵路在伊利諾伊州芝加哥和西北太平洋地區(qū)之間曾經(jīng)運(yùn)營(yíng)的一趟品牌旅客列車。
⒁葡萄牙語(yǔ):Ferrovia Paulista, Sociedade An?nima,1971年10月到1998年5月間在巴西圣保羅州營(yíng)業(yè)的國(guó)營(yíng)鐵路公司。
⒂葡萄牙語(yǔ):Rede Ferroviária Federal, Sociedade An?nima,1957年到1999年間覆蓋巴西大部分地區(qū)鐵路線的國(guó)營(yíng)鐵路公司,總部位于里約熱內(nèi)盧市。
參考
《Milwaukee Road "Little Joes"》:https://www.american-rails.com/little-joes.html
