【科普】【擴展】“多截棍破鼻子”——2TE10L型、TEP10L型及2TE10V型內(nèi)燃機車

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)
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直—直流電傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動一臺直流牽引發(fā)電機,輸出直流電并供給數(shù)臺并聯(lián)的直流牽引電動機。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部2TE10L型及2TE10V型內(nèi)燃機車為直—直流電傳動形式。
交—直流電傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機,經(jīng)硅整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電后,供給數(shù)臺并聯(lián)的直流牽引電動機。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部TE109型和2TE116型內(nèi)燃機車為交—直流電傳動形式。
交—交流電傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)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(qū)動每臺并聯(lián)的交流異步牽引電動機。法國國營鐵路BB 60000型內(nèi)燃機車為交—交流電傳動形式。
液力傳動:指內(nèi)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(lián)鐵道部TG16型內(nèi)燃機車和俄羅斯鐵道部TG21型內(nèi)燃機車為液力傳動形式。
機械傳動:指內(nèi)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(jié)構(gòu)的離合器難以承受高功率,而且變速箱結(jié)構(gòu)就必然十分復(fù)雜和龐大,以增加排檔數(shù)提供相對平穩(wěn)的變速性能,所以機械傳動內(nèi)燃機車功率通常很低。法國國營鐵路Y 7400型內(nèi)燃機車為機械傳動形式。
烏克蘭哈爾科夫馬雷舍夫工廠在本文中簡稱“KhZTM”⑴;盧甘斯克內(nèi)燃機車制造廠在本文提到的不同時間簡稱“VZOR”⑵及“LTZ”⑶。
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參考文獻
《2ТЭ10Л型內(nèi)燃機車》,155頁~158頁,《國外內(nèi)燃機車概況》,中國鐵道部鐵路工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)燃機車技術(shù)情報交流網(wǎng)編,人民鐵道出版社,1979年
《Тепловозы серии 2ТЭ10Л》,V·A·拉科夫著《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》150~154頁,以及《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》62~66頁
《Тепловозы серии ТЭП10Л》,V·A·拉科夫著《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》154~155頁
《Тепловозы серии 2ТЭ10?!?,V·A·拉科夫著《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》155~156頁,以及《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》66~68頁
《List of the vehicles — 2TE10L, 2TE10V — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=156
《List of the vehicles — ТEP10L — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=53
概述
一提到“多截棍破鼻子”,很多人應(yīng)該會聯(lián)想到這樣一種畫面:綠色的涂裝,反向傾斜的擋風(fēng)玻璃,棱角分明的車體??梢哉f,“多截棍破鼻子”不光代表著一個時代,也是蘇聯(lián)鐵路發(fā)展的一個見證。說到“多截棍破鼻子”,還得從LTZ根據(jù)TE10型和2TE10型內(nèi)燃機車技術(shù)圖紙和資料基礎(chǔ)上,加以改進而成的2TE10L型內(nèi)燃機車開始說起。

本文亦是《【內(nèi)燃機車科普】時不時噴黑煙的TE10型內(nèi)燃機車系列》一文的擴展閱讀:

2TE10L型(2ТЭ10Л)
1961年10月,LTZ根據(jù)KhZTM提供的TE10型和2TE10型內(nèi)燃機車技術(shù)圖紙和資料,試制了兩組2TE10L型內(nèi)燃機車——2TE10L-001號和2TE10L-002號機車。車型代號中的“L”即代表盧甘斯克。

與2TE10型機車的整體承載式車體相比,為了減少生產(chǎn)整體承載式車體的技術(shù)困難,LTZ重新設(shè)計2TE10L型機車車體為車架承載式車體,其結(jié)構(gòu)與LTZ稍早試制的TE3L型內(nèi)燃機車車體類似。
2TE10L型內(nèi)燃機車的生產(chǎn)一直持續(xù)到1977年,共計生產(chǎn)了3509組2TE10V型機車。根據(jù)蘇聯(lián)鐵道部機車管理司的說法,最后一組2TE10L型內(nèi)燃機車是1977年制造出廠的2TE10L-3663號機車。

TEP10L型(ТЭП10Л)

1961年10月,LTZ開始批量生產(chǎn)2TE10L型內(nèi)燃機車后,蘇聯(lián)鐵道部下令LTZ對新型內(nèi)燃機車進行改進。1964年,首批20組機車制造出廠,被定型為TEP10L型,并送往敖德薩-基希訥烏鐵路局科托夫斯克機務(wù)段。到1967年停產(chǎn)時,盧廠制造了218臺TEP10L型機車。
根據(jù)蘇聯(lián)鐵道部于1976年1月1日的統(tǒng)計,217臺TEP10L型機車仍在運行,分布于以下鐵路局:哈薩克斯坦鐵路局93臺;敖德薩-基希訥烏鐵路局53臺;莫斯科鐵路局46臺;北方鐵路局25臺。在20世紀80年代至90年代,所有TEP10L型機車都被除籍并拆解回爐。

2TE10V型和3TE10V型(2ТЭ10В и 3ТЭ10В)
1969年12月2日,蘇聯(lián)元帥克利緬特·葉夫列莫維奇·伏羅希洛夫去世。次年,盧甘斯克第二次更名為伏羅希洛夫格勒⑷。受此影響,LTZ亦更名為VZOR。當是時也,VZOR相繼試制出TE109型和2TE116型內(nèi)燃機車。1972年,VZOR開始小批量生產(chǎn)2TE116型內(nèi)燃機車。至1975年底,蘇聯(lián)鐵道部已經(jīng)有194組2TE116型機車,其中165組配屬于斯維爾德洛夫斯克鐵路局。


然而,由于2TE116型機車在還沒有經(jīng)過全面試驗及運用考核的情況下就投入批量生產(chǎn)及使用,導(dǎo)致機車的缺陷在運用過程初期中逐漸暴露出來,為機務(wù)部門帶來了不少麻煩。為了保持2TE10L型機車的生產(chǎn)并降低2TE116型機車的制造成本,決定最大限度地統(tǒng)一這兩種機車的部件。

VZOR在改進2TE116型機車的同時,開始在2TE10L型機車測試焊接結(jié)構(gòu)車體和無導(dǎo)框式三軸轉(zhuǎn)向架——2TE10L-2049號、2TE10L-2277號和2TE10L-2877號機車配備了擋風(fēng)玻璃反向傾斜的司機室;而2TE10L-2877號機車則安裝無導(dǎo)框式三軸轉(zhuǎn)向架。

1974年12月,VZOR在2TE10L型機車的基礎(chǔ)上,研制了2TE10V型機車,一年后開始批量生產(chǎn),第一組2TE10V型機車是2TE10V-2918號機車。車型代號中的“V”即代表伏羅希洛夫格勒。2TE10V型機車的動力裝置和傳動裝置和2TE10L型機車相同,但改為采用了與2TE116型機車統(tǒng)一的車體結(jié)構(gòu)、司機室和轉(zhuǎn)向架。

1977年4月22日,即弗拉基米爾·伊里奇·列寧的生日,VZOR莊嚴地將其制造的第25000臺內(nèi)燃機車——2TE10V-3664號機車交付北方鐵路局。同時,2TE10V型機車被授予蘇聯(lián)國家質(zhì)量標志,并被蘇聯(lián)鐵道部指定為標準型貨運內(nèi)燃機車。到1981年最后一組機車——2TE10V-5090號機車制造出廠時,盧廠共計生產(chǎn)了1582組2TE10V型機車。

在2TE10V型機車的基礎(chǔ)上,VZOR于1978年試制了一組三節(jié)重聯(lián)的3TE10V型機車,原計劃用于貨物運輸繁忙的鐵路區(qū)段。該型機車由三節(jié)六軸機車聯(lián)掛而成,中間一節(jié)機車不設(shè)司機室。

產(chǎn)量

2TE10L型內(nèi)燃機車技術(shù)特點
總體布置
2TE10L型內(nèi)燃機車是直流電力傳動的干線貨運內(nèi)燃機車,采用單司機室的車架承載式結(jié)構(gòu)棚式車體,可以單節(jié)運行亦可兩節(jié)聯(lián)掛。當AB兩節(jié)機車重聯(lián)使用時,可由任一一節(jié)機車的司機室操縱全組機車。
機車車體底架由兩根45號工字鋼和兩個16號鋼板組成,兩端設(shè)有車鉤緩沖器和SA-3型自動車鉤。機車車體由司機室、動力室、冷卻室三部分組成,三個部分之間采用螺栓連接。司機室前端設(shè)有大型前窗,為乘務(wù)員提供了廣闊的瞭望視野;司機室內(nèi)機車運行方向的右側(cè)設(shè)有KB-1509型司機控制器,左側(cè)設(shè)有副司機座席及工具箱;司機室后部為高壓電氣間,設(shè)有主電路和輔助電路的各種電器設(shè)備。
位于車體中部的動力室內(nèi)安裝了一套柴油發(fā)電機組,動力室后部設(shè)有機油系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)的部件,包括機油濾清器、機油熱交換器、燃油輸送泵及燃油粗濾器等;動力室的車體側(cè)墻上裝有空氣濾清器;動力室設(shè)有可拆式車頂頂蓋,以便檢修和吊裝柴油機。冷卻室內(nèi)設(shè)有兩套獨立的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),分別用于冷卻來自柴油機和機油熱交換器中的循環(huán)水;冷卻室頂部裝有一個采用液壓傳動的冷卻風(fēng)扇,其轉(zhuǎn)速由風(fēng)扇液壓傳動裝置控制。車體下方除了有兩臺轉(zhuǎn)向架之外,之間還吊掛著一個可載6300 kg柴油的大燃油箱。

柴油機
每節(jié)2TE10L型內(nèi)燃機車裝用一臺10D100型柴油機。這是一款二沖程、10汽缸、直立式、無增壓、對置活塞、直接噴射的中速柴油機,每個汽缸中有兩個上下對置的活塞,上下兩根曲軸通過垂直傳動裝置連接在一起,并由下曲軸通過半剛性聯(lián)軸節(jié)輸出功率;該型柴油機采用鋼板焊成的箱形結(jié)構(gòu)機體、合金鑄鐵濕式汽缸套、球墨鑄鐵曲軸、鑄鐵油冷活塞、鍛鋼連桿及凸輪軸。汽缸直徑為207 mm,活塞行程為2×254 mm,額定轉(zhuǎn)速為850 r/min,持續(xù)功率為3000 hp(2206 kW),單位燃油消耗率為160±5 g/(kW·h),柴油機凈重為29680 kg。
傳動系統(tǒng)
2TE10L型內(nèi)燃機車的傳動系統(tǒng)使用直—直流電傳動裝置,柴油機通過半剛性聯(lián)軸器驅(qū)動一臺直流牽引發(fā)電機,并將發(fā)出的直流電供給六臺直流牽引電動機。機車裝用一臺獨立勵磁的GP-311B型十極直流牽引發(fā)電機,額定功率為2000 kW,最大電壓為700 V,額定電流為4320 A,額定轉(zhuǎn)速為850 r/min,冷卻方式為強迫通風(fēng)。
2TE10L型內(nèi)燃機車上還裝有一臺A-706B型雙機組,是由一臺V-600型勵磁機和一臺VGT-275/120型輔助發(fā)電機組成,勵磁機用來供給牽引發(fā)電機勵磁電流,并使牽引發(fā)電機具有恒功率勵磁特性,而輔助發(fā)電機則用來供給控制電路、照明電源、蓄電池充電、勵磁機勵磁等用電。
初期制造的2TE10L型內(nèi)燃機車先后裝用過ED-104A型及ED-107A型四極直流牽引電動機。ED-107A型牽引電動機額定功率為305 kW,持續(xù)電壓為463 V,額定電流為720 A,額定轉(zhuǎn)速為515 r/min,最高轉(zhuǎn)速為2290 r/min。為了擴大機車的的恒功率調(diào)速范圍,還可以對牽引電動機進行二級磁場削弱,2TE10L型機車的磁場削弱率為60%和36%。
1974年起制造的2TE10L型內(nèi)燃機車裝用ED-118A型四極直流牽引電動機。ED-118A型牽引電動機特點是改善電樞繞組絕緣性能,以及主極和輔助極采用整體式線圈。ED-118A型牽引電動機額定功率為305 kW,持續(xù)電壓為463 V,額定電流為720 A,額定轉(zhuǎn)速為580 r/min,最高轉(zhuǎn)速為2290 r/min。
轉(zhuǎn)向架
每節(jié)2TE10L型內(nèi)燃機車的軸式為Co-Co,機車走行部為兩臺導(dǎo)框式三軸轉(zhuǎn)向架;除了后轉(zhuǎn)向架的后端梁上裝有一個排障器外,前后兩臺轉(zhuǎn)向架的其他結(jié)構(gòu)均完全相同。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用“目”字形的鑄鋼件及鋼板混合焊接結(jié)構(gòu)。車軸軸承采用四列向心滾柱軸承,車軸軸箱采用導(dǎo)框式定位結(jié)構(gòu)。一系懸掛裝置由螺旋彈簧、鋼板彈簧、均衡梁、橡膠墊等部件組成。牽引力和制動力則通過心盤傳遞給車體,作為轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)中心的心盤不參與承重。
牽引電動機采用滑動抱軸承半懸掛驅(qū)動方式,牽引電動機的一側(cè)懸掛在轉(zhuǎn)向架橫梁托架上,而另一側(cè)通過抱軸瓦懸掛在車軸上;牽引電動機輸出的扭矩通過一級減速齒輪傳遞給輪對,貨運機車的牽引齒輪傳動比為15:68;客運機車的牽引齒輪傳動比為20:63。
2TE10V型內(nèi)燃機車技術(shù)特點
總體布置
2TE10V型機車車體底架由兩根45號工字鋼和兩個16號鋼板組成,兩端設(shè)有車鉤緩沖器和SA-3型自動車鉤。機車車體由司機室、動力室、冷卻室三部分組成,三個部分之間采用焊接連接,主要特點為延長了底架長度及改變了轉(zhuǎn)向架旁承的結(jié)構(gòu)和位置。
司機室前端設(shè)有反向傾斜的大型前窗,在為乘務(wù)員提供了廣闊的瞭望視野的同時也保證了碰撞時候的安全;司機室內(nèi)機車運行方向的右側(cè)設(shè)有KB-1552型司機控制器,左側(cè)設(shè)有副司機座席及工具箱;司機室后部為高壓電氣間,設(shè)有主電路和輔助電路的各種電器設(shè)備。
位于車體中部的動力室內(nèi)安裝了一套柴油發(fā)電機組,動力室后部設(shè)有機油系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)的部件,包括機油濾清器、機油熱交換器、燃油輸送泵及燃油粗濾器等;動力室的車體側(cè)墻上裝有空氣濾清器;動力室設(shè)有可拆式車頂頂蓋,以便檢修和吊裝柴油機。冷卻室內(nèi)設(shè)有兩套獨立的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),分別用于冷卻來自柴油機和機油熱交換器中的循環(huán)水;冷卻室頂部裝有一個采用液壓傳動的冷卻風(fēng)扇,其轉(zhuǎn)速由風(fēng)扇液壓傳動裝置控制。車體下方除了有兩臺轉(zhuǎn)向架之外,之間還吊掛著一個可載6300 kg柴油的大燃油箱。

傳動系統(tǒng)
2TE10V型機車裝用ED-118B型四極直流牽引電動機。與ED-118A型牽引電動機相比,ED-118B型牽引電動機特點是改善軸向軸承的設(shè)計。ED-118B型牽引電動機額定功率為305 kW,持續(xù)電壓為463 V,額定電流為720 A,額定轉(zhuǎn)速為580 r/min,最高轉(zhuǎn)速為2290 r/min。
轉(zhuǎn)向架
2TE10V型機車走行部采用新一代的無導(dǎo)框式三軸轉(zhuǎn)向架,“目”字形構(gòu)架由箱形截面的縱梁和橫梁焊接而成,滾柱軸承軸箱采用拉桿式定位結(jié)構(gòu),并設(shè)有獨立的一系螺旋彈簧懸掛裝置,車體重量通過四點旁承由兩臺轉(zhuǎn)向架支承,牽引力和制動力通過心盤傳遞。
牽引電動機采用滑動抱軸承半懸掛驅(qū)動方式,牽引電動機的一側(cè)懸掛在轉(zhuǎn)向架橫梁托架上,而另一側(cè)通過抱軸瓦懸掛在車軸上;牽引電動機輸出的扭矩通過一級減速齒輪傳遞給輪對,牽引齒輪傳動比為17:75。為了擴大機車的的恒功率調(diào)速范圍,還可以對牽引電動機進行二級磁場削弱,2TE10V型機車的磁場削弱率為63%和39%。
技術(shù)數(shù)據(jù)

后記
如今在蘇維埃故地,大多數(shù)2TE10L型機車和2TE10V型機車已經(jīng)退役,少數(shù)仍在運用中的兩型機車主要集中在摩爾多瓦、塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦等國的國家鐵路,以及國家鐵路之外的企業(yè)鐵路。雖然屬于2TE10L型機車和2TE10V型機車的時代已經(jīng)過去,但無可質(zhì)疑的是,它們的登場不僅取代了TE3型內(nèi)燃機車,其技術(shù)的高可靠性,也讓LTZ/VZOR在此基礎(chǔ)上相繼推出3/2TE10M型、4/2TE10S型、2/3TE10U型機車,使得“多截棍破鼻子”家族得以延續(xù)。
新年快樂! Happy New Year! С новым годом! Bonne année!?

注釋
⑴俄語:Харьковский завод транспортного машиностроения имени В. А. Малышева;烏克蘭語:Завод ?мен? В. О. Малишева。
⑵俄語:Луганский тепловозостроительный завод,簡稱為Лугансктепловоз;烏克蘭語:Луганський тепловозобуд?вний завод。
⑶俄語:Ворошиловградский завод имени Октябрьской Революции。
⑷1935年11月5日至1958年3月4日期間,盧甘斯克更名為伏羅希洛夫格勒。1958年3月5日,根據(jù)時任蘇聯(lián)最高蘇維埃主席團主席克利緬特·葉夫列莫維奇·伏羅希洛夫發(fā)布的禁止為健在者命名地名的命令,伏羅希洛夫格勒恢復(fù)舊地名為盧甘斯克。1990年,伏羅希洛夫格勒再次恢復(fù)舊地名為盧甘斯克至今。
