文章作者：西瓜昌真濕基（嗶哩嗶哩和百度昵稱：寧柳跨越）

提示

• 直—直流電傳動：指內(nèi)燃機車柴油機（或燃氣輪機車燃氣輪機）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。蘇聯(lián)鐵道部TE10型及M62型內(nèi)燃機車家族為直—直流電傳動形式。

• 交—直流電傳動：指內(nèi)燃機車柴油機（或燃氣輪機車燃氣輪機）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。本文提及的俄羅斯鐵路GT1h型燃氣輪機車為交—直流電傳動形式。

• 交—直—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。越南鐵路總公司D20E型內(nèi)燃機車為交—直—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。法國國家鐵路BB 61000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。法國國家鐵路Y 7400型內(nèi)燃機車為機械傳動形式。

• 雙模式動力機車：本文提及的“雙模式動力”，是指一種可以從電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流或柴油機獲得動力的機車。西門子Vectron DE型雙模式動力機車即為雙模式動力機車。

• 本文屬于正經(jīng)科普文章，資料及圖片來源于相關(guān)技術(shù)資料，不作為商業(yè)使用，如有侵權(quán)請及時聯(lián)系刪除之。

• 請大家理性討論，不要在評論區(qū)干些不該干的事！如見有引戰(zhàn)性評論，將采取必要措施處置之！

• 由于筆者精力和能力限制，在整理資料時恐有錯漏，也請諸位讀者糾正指教，謝謝合作！

概述

GT1型燃氣輪機車，后稱為GT1h型燃氣輪機車，是俄羅斯鐵路一種試驗性質(zhì)的燃氣輪機車。GT1型燃氣輪機車的燃氣輪機以液化天然氣為燃料，帶動交流牽引發(fā)電機，后者所產(chǎn)生的電流經(jīng)整流后，供給到直流牽引電動機。

技術(shù)溯源

關(guān)于蘇聯(lián)和俄羅斯的燃氣輪機車研制歷史，可以追溯到1955年。當是時也，科洛姆納工廠接到了設(shè)計和制造蘇聯(lián)第一臺燃氣輪機車的任務(wù)。經(jīng)過兩年時間的準備、選型和設(shè)計工作后，科洛姆納工廠于1957年制成了第一臺無廢氣熱量再交換的單軸式燃氣輪發(fā)動機。之后，在1957年到1958年間，又制成了兩臺試驗型燃氣輪發(fā)動機并進行了試驗。

在首席工程師列夫·謝爾蓋維奇·列別姜斯基和R·I·沙爾戈夫斯基的領(lǐng)導下，科洛姆納工廠于1959年制造蘇聯(lián)第一節(jié)燃氣輪機車——G1-01號機車。G1-01號機車原始設(shè)計為兩節(jié)重聯(lián)，兩節(jié)機車總功率為5147 kW（7000 hp）。機車采用單軸式燃氣輪發(fā)動機和電傳動裝置，因為燃氣輪發(fā)動機與柴油機類似，都不具備所需的牽引特性。

至1962年1月初，G1-01號機車已完成了5000 km的調(diào)整運行，然后在東南鐵路局的科切托夫卡機務(wù)段開始牽引2200～2800 t貨物列車的運行試驗。到1962 年年底, 該車牽引列車的走行里程超過20000 km，包括試驗在內(nèi)的總走行里程達到30000 km。試驗表明，燃氣輪機車的運行品質(zhì)良好，冬季和夏季的工作可靠 。

為了加快積累燃氣輪發(fā)動機在鐵路運輸中的經(jīng)驗，1963年，科洛姆納工廠在當時已批量生產(chǎn)的TEP60型內(nèi)燃機車的基礎(chǔ)上再制造兩臺干線客運GP1型燃氣輪機車。由于內(nèi)燃機車的軸距較短，所以要求將輔助機械的電驅(qū)動方式改為機械驅(qū)動式，由固定工作的輔助柴油機帶動工作。輔助柴油機的功率為294 kW（400 hp）。

1964年，GP1-001號和GP1-002號機車在與G1-01號機車一起經(jīng)過調(diào)整試驗后，交付莫斯科鐵路局的利戈夫機務(wù)段進行測試運行。試驗結(jié)果表明，這些機車及其燃氣輪發(fā)動機工作可靠，但其效率為15 %，牽引滿載列車時的運輸工作單位燃油消耗量比TE3型內(nèi)燃機車多1.3～1.4倍。

除了油耗高、外部噪音高⑴外，燃氣輪機車在運行時，尤其是在牽引郊區(qū)列車運行時的功率沒有得到充分利用。這些缺點導致科洛姆納工廠對燃氣輪機車的興趣下降，而這3臺燃氣輪機車最終在20世紀70年代初不得不遺憾退役。

研發(fā)背景

即使是在前述3臺燃氣輪機車停用30多年后，俄羅斯鐵路仍然有不少區(qū)段是電力機車與內(nèi)燃機車混合牽引列車。由于內(nèi)燃機車功率低于電力機車，所以由電力機車牽引的列車必須分解，再由內(nèi)燃機車分部分牽出。

此外，由于國際上油價的上漲、石油資源的缺乏以及環(huán)保問題，所以用其他燃料（其中包括天然氣）來取代柴油是一個極為現(xiàn)實的問題。因此，必須要有一種在經(jīng)濟性和可靠性參數(shù)方面優(yōu)于內(nèi)燃機車、并能在不進行分解的情況下從電力機車接過6000 t重的列車的自走機車。

VL15-008號機車→GT1-001號機車→GT1h-001號機車

全俄機車車輛設(shè)計工藝科學研究院對在VL10型、VL15型、VL60K型和VL80型電力機車各自車體內(nèi)布置燃氣輪機車設(shè)備的可能性作了研究后，選擇VL15型電力機車作為改造對象。

薩馬拉庫茲涅佐夫設(shè)計局與俄羅斯鐵路簽署關(guān)于研發(fā)燃氣輪機車的協(xié)議后，于2006年12月在NK-32型燃氣輪機的基礎(chǔ)上，研制出裝機功率為8300 kW、效率為30 %的NK-361型燃氣輪機。與NK-361型燃氣輪機配套的牽引和輔助發(fā)電機由雷西瓦ETM-Prevod工廠制造，軸轉(zhuǎn)速為6000 r/min。

2007年，原配屬于十月鐵路局沃爾霍夫機務(wù)段的VL15-008號機車被送往沃羅涅日內(nèi)燃機車修理廠，并在那里改裝NK-361型燃氣輪機，改造為GT1h-001號機車。

GT1h-001號機車由兩節(jié)機車組成，一節(jié)為控制車，另一節(jié)為輔助車，每節(jié)車上均有控制臺。

控制車上設(shè)有動力機組，包括燃氣輪發(fā)動機、牽引發(fā)電機、輔助發(fā)電機、天然氣準備系統(tǒng)、壓縮機組、牽引電氣設(shè)備和輔助電氣設(shè)備的通風系統(tǒng)以及電器室。

輔助車上設(shè)有保證燃氣輪機車能運行1000 km用的低溫液化天然氣罐 、輔助柴油-發(fā)電機組、螺旋式壓縮機、牽引電氣設(shè)備和輔助電器設(shè)備的通風系統(tǒng)以及電器室。輔助柴油-發(fā)電機組用于使燃氣輪機車各系統(tǒng)進入工作狀態(tài)以及在機務(wù)段或車站進行調(diào)車作業(yè)；還用來起動燃氣輪機。燃氣輪機起動后，這一輔助柴油-發(fā)電機組就被切斷。

2008年，GT1h-001號機車在古比雪夫鐵路局管內(nèi)基涅利-日古廖夫海區(qū)段牽引了一列3000 t的貨運列車，是為機車第一次牽引貨運列車。此后，GT1h-001號機車逐級進行更高噸數(shù)的測試。2011年9月7日，GT1-001號機車在全俄鐵道運輸科學研究院謝爾賓卡環(huán)形鐵道試驗基地牽引一列重達16000 t（170輛貨車）的貨運列車。

2012年，GT1-001號機車進行了現(xiàn)代化改造，原用于燃氣輪機調(diào)速的輔助柴油-發(fā)電機組被輔助電池取代。改造后的GT1-001號機車獲得了后綴“h”⑵。

GT1h-002號機車

2013年8月，柳季諾沃內(nèi)燃機車制造廠制造了GT1h-002號機車。GT1h-002號機車采用了應(yīng)用于TEM7A型內(nèi)燃機車的中間構(gòu)架式四軸轉(zhuǎn)向架，以及2ES6型電力機車的司機室；整備質(zhì)量為360 t，液化天然氣儲備為20000 L，啟動時的牽引力為980 kN，持續(xù)速度為33 km/h時的牽引力為775 kN。

GT1h-002號機車由兩節(jié)機車組成，一節(jié)為控制車，另一節(jié)為輔助車；每節(jié)車上均有控制臺，布置與GT1h-001號機車相同。但與GT1h-001號機車不同的是，GT1h-002號機車的低溫液化天然氣罐不被車體包住，這樣的設(shè)計好處在于當機車需要補充液化天然氣時，就用起重機將低溫液化天然氣罐從機車上取下，并將預(yù)先充滿液化天然氣的低溫液化天然氣罐裝滿液化氣后裝回機車，減少了機車的停機時間。

GT1h-002號機車的NK-361型燃氣輪機仍由薩馬拉庫茲涅佐夫設(shè)計局提供，牽引和輔助發(fā)電機仍由雷西瓦ETM-Prevod工廠提供，氣體整備系統(tǒng)由巴拉希哈Criomash-BZKM公司提供，低溫容器由下塔吉爾Uralkriomash公司提供。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

運用

兩組GT1h型燃氣輪機車目前均配屬在斯維爾德洛夫斯克鐵路局葉戈爾希諾機務(wù)段，并在葉戈爾希諾-謝羅夫區(qū)段運用。斯維爾德洛夫斯克鐵路局在葉戈爾希諾機務(wù)段布置了用于生產(chǎn)和輸送液化天然氣的綜合設(shè)施。

后記

作為實驗性質(zhì)的燃氣輪機車，GT1h型燃氣輪機車讓俄羅斯鐵路重新對燃氣輪機車產(chǎn)生一定的興趣。不過，俄羅斯鐵路也開始對天然氣內(nèi)燃機車產(chǎn)生一定的興趣，于是柳季諾沃內(nèi)燃機車制造廠的競爭對手——布良斯克機械制造廠也趁勢推出新產(chǎn)品——TEM19型內(nèi)燃機車。

參考

⑴由于隔墻有隔音作用，司機室噪音在正常范圍之內(nèi)。

⑵英語：Hybrid，大意為混合動力。

參考

• 《燃氣輪牽引的回顧和展望》，V·S·科斯索夫、E·I·涅斯捷羅夫 著，顧永麟 譯，《國外內(nèi)燃機車》2006年3月第3期，35~47頁

• 《俄羅斯鐵路的新一代機車動車》，V·A·佳帕諾維奇 等著，顧永麟 譯，《國外內(nèi)燃機車》2006年8月第6期，1~10頁

• 《Российский газотурбовоз перевез 16 тысяч тонн и установил мировой рекорд - РИА Новости, 08.09.2011》：https://ria.ru/20110908/432239296.html

• 《Gas fuelled turbine-electric locomotive prototype | News | Railway Gazette International》：https://www.railwaygazette.com/news/traction-rolling-stock/single-view/view/gas-fuelled-turbine-electric-locomotive-prototype.html

• 《Поддать газу: газотурбовоз | Журнал Популярная Механика》：https://www.popmech.ru/technologies/10861-poddat-gazu-gazoturbovoz/

• 《Магистральный газотурбовоз ГТ1h – Синара-Транспортные Машины》：https://sinaratm.ru/products/teplovozy/gt1h-gazoturbovoz/