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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• 直—直流電傳動：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，向直流牽引電動機(jī)供給直流電。法國國營鐵路BBB 6002號電力機(jī)車為直—直流電傳動形式。

• 直—交流電傳動：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過逆變后，向交流牽引電動機(jī)供給交流電。俄羅斯鐵路2ES10型電力機(jī)車為直—交流電傳動形式。

• 交—直流電傳動：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，向直流牽引電動機(jī)供給直流電。韓國鐵道公社8000型電力機(jī)車為交—直流電傳動形式。

• 交—直—交流電傳動：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—逆變后，向交流牽引電動機(jī)供給交流電。本文提及的白俄羅斯鐵路BKG1型電力機(jī)車為交—直—交流電傳動形式。

• 雙電流制電力機(jī)車：本文提及的“雙電流制”，是指采用交—直—交流電以及直—交流電雙制式電傳動的電力機(jī)車。俄羅斯鐵路EP20型電力機(jī)車即為雙電流制電力機(jī)車。

• 白俄羅斯鐵路在本文均簡稱“BCh”⑴，法國國營鐵路在本文均簡稱“SNCF”⑵；中國北車集團(tuán)大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司在本文均簡稱“同車”。

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概述

BKG1型電力機(jī)車⑶，是BCh的電力機(jī)車車型之一，由同車設(shè)計制造。BKG1型電力機(jī)車的技術(shù)原型為采用龐巴迪運(yùn)輸制牽引電傳動系統(tǒng)的神華集團(tuán)和諧2型電力機(jī)車。

背景

自2003年劉志軍出任中國鐵道部部長后，提出并實(shí)施鐵路“跨越式發(fā)展”，以盡快縮小在鐵路機(jī)車車輛裝備上與國際先進(jìn)水平的差距。2003年11月，中國鐵道部與中國南車、北車集團(tuán)及其重點(diǎn)企業(yè)共同制定了《加快鐵路機(jī)車車輛裝備現(xiàn)代化實(shí)施綱要》，并選擇了6家機(jī)車制造企業(yè)作為引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新依托的主體。

在此期間，同車于2003年被中國鐵道部列為鐵路裝備行業(yè)技術(shù)引進(jìn)重點(diǎn)扶持的六強(qiáng)企業(yè)之一，從2003年5月底開始，同車開始與在軌道交通領(lǐng)域著名的法國阿爾斯通公司進(jìn)行廣泛接觸和交流，在先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作生產(chǎn)等方面達(dá)成共識，形成了合作意向。

2005年2月25日，同車和阿爾斯通公司在北京與鐵道部正式簽定大功率交流傳動電力機(jī)車采購和技術(shù)引進(jìn)項目合同，合同總價值為72.5億元人民幣，其中中方為35億元人民幣，法方約為3.8億歐元。合同簽訂后，同車于2005年3月組成工藝代表團(tuán)，赴法國阿爾斯通公司進(jìn)行考察，并借鑒國外先進(jìn)的制造技術(shù)，制訂了技術(shù)改造方案。2005年5月至6月，阿爾斯通公司對同車進(jìn)行了兩次全面的工業(yè)化評估。2006年4月1日，中國北車集團(tuán)批復(fù)了同車的大功率機(jī)車技術(shù)改造可行性研究報告。2006年8月，在貝爾福工廠舉行的中法第三次聯(lián)合設(shè)計會議通過了機(jī)車所有設(shè)計圖樣和技術(shù)文件，完成了機(jī)車的全部設(shè)計工作，開始進(jìn)入試制階段。

2006年9月，首組和諧2型電力機(jī)車——HXD2-0001號機(jī)車在法國貝爾福工廠完成組裝，同年11月底完成機(jī)車?yán)性囼?yàn)；2006年12月18日，該組機(jī)車裝船離開法國；于2007年1月21日運(yùn)抵中國天津港。2007年2月起，HXD2-0001號機(jī)車在中國鐵道科學(xué)研究院北京環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地進(jìn)行了型式試驗(yàn)，此后又先后在大秦鐵路、北同蒲鐵路進(jìn)行了綜合性能試驗(yàn)和重載列車牽引試驗(yàn)。2007年5月18日，首臺中國國內(nèi)組裝的和諧2型機(jī)車在同車下線。至2008年12月，全部180組和諧2型機(jī)車交付完畢。

2011年初，盛光祖接替被免職的劉志軍出任中國鐵道部部長后，擬加快轉(zhuǎn)換鐵路經(jīng)營機(jī)制，開始將設(shè)備采購、招投標(biāo)的權(quán)力下放給了企業(yè)。隨著神華集團(tuán)與鐵道部之間的溝通獲得改善，2011年初，同車與神華集團(tuán)簽訂了《神朔鐵路設(shè)備和諧2型電力機(jī)車采購合同》。同車在和諧2型電力機(jī)車技術(shù)平臺的基礎(chǔ)上，為神華集團(tuán)研制了新型9600千瓦的雙節(jié)重聯(lián)八軸電力機(jī)車。新機(jī)車改為采用由江蘇常牽龐巴迪公司提供的龐巴迪牽引變流系統(tǒng)、“MITRAC”微機(jī)控制系統(tǒng)和DK-2型制動系統(tǒng)，而牽引功率略低于中國鐵道部使用的和諧2型電力機(jī)車。

歷史

同車于2010年3月與BCh簽訂了一份為BCh提供12組雙節(jié)重聯(lián)八軸大功率交流傳動電力機(jī)車、價值近7億元人民幣的合同。期間，中國進(jìn)出口銀行為白俄羅斯銀行提供貸款以支付機(jī)車采購費(fèi)用。

首批兩組BKG1型電力機(jī)車已于2011年12月與神華集團(tuán)采購的和諧2型電力機(jī)車一并下線，并于2012年4月底啟程付運(yùn)，同年5月初到達(dá)白俄羅斯。這兩組BKG1型電力機(jī)車隨即開始在白俄羅斯境內(nèi)按照NB ZhT CT04—1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容包括機(jī)車運(yùn)行安全性、機(jī)械安全性、電氣安全性、電磁兼容性、功能安全性、防爆安全性、消防安全性、健康防護(hù)、人機(jī)工程、生態(tài)安全性 10 大類85項，試驗(yàn)結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，獲得了由白俄羅斯交通大學(xué)認(rèn)證中心出具的認(rèn)證證書，標(biāo)志著機(jī)車可跨境進(jìn)入獨(dú)聯(lián)體其他國家執(zhí)行牽引任務(wù)。

2013年8月，全部12組BKG1型電力機(jī)車交付位于白俄羅斯西部布列斯特州巴拉諾維奇的BCh巴拉諾維奇機(jī)務(wù)段投入運(yùn)用。

技術(shù)設(shè)計

• 總體

BKG1型電力機(jī)車是雙節(jié)重聯(lián)的八軸大功率干線貨運(yùn)用電力機(jī)車，由兩節(jié)完全相同的單端司機(jī)室四軸機(jī)車通過內(nèi)重聯(lián)連掛成八軸機(jī)車，成為一完整系統(tǒng)。司機(jī)可在任何一端司機(jī)室對兩節(jié)機(jī)車進(jìn)行控制，兩節(jié)機(jī)車之間并設(shè)有中間走廊連通，車頂設(shè)有25千伏高壓連接線。機(jī)車車體采用框架式整體承載全鋼箱型殼體焊接結(jié)構(gòu)，車體側(cè)墻采用波紋鋼板，并設(shè)有維修門。

每節(jié)機(jī)車車頂設(shè)有一臺受電弓；其他車頂外置設(shè)備包括真空斷路器、接地開關(guān)、避雷器、高壓連接器等高壓設(shè)備。

• 司機(jī)室

司機(jī)室的結(jié)構(gòu)和設(shè)備布置滿足UIC651人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求——司機(jī)室采用框架式焊接鋼結(jié)構(gòu)，前窗采用一整體電熱玻璃，為司乘人員提供了良好的視角，并滿足機(jī)車在寒冷季節(jié)使用的需要。車內(nèi)設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)、兩側(cè)屏柜化布置。司機(jī)操作臺設(shè)有主臺和副臺，主臺在右、副臺在左，在主、副臺的位置各設(shè)有1把司機(jī)座椅，符合GOST12.2.056標(biāo)準(zhǔn)中的要求。

• 機(jī)械室

機(jī)械室中的設(shè)備組件均安裝在中央走廊的兩側(cè)，采用斜對稱均衡布置。側(cè)墻設(shè)有維修門，可使日常維修人員進(jìn)入中央走廊，并迅速拆除大部分設(shè)備。

• 通風(fēng)系統(tǒng)

BKG1型電力機(jī)車采用獨(dú)立通風(fēng)方式，分別為牽引電動機(jī)、油水復(fù)合冷卻器、空氣壓縮機(jī)、濾波柜、空調(diào)冷凝器等設(shè)備通風(fēng)冷卻或補(bǔ)風(fēng)。除壓縮機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)為車內(nèi)吸風(fēng)外，其余各部分均從側(cè)墻過濾窗或者車頂百葉窗吸入冷風(fēng)，經(jīng)過風(fēng)道向發(fā)熱部件冷卻后從車底排出，并維持機(jī)械間呈微正壓，改善機(jī)車防塵效果及防寒性能。

• 控制系統(tǒng)

BKG1型電力機(jī)車的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計原則，主要由司機(jī)操控設(shè)備、DCU驅(qū)動控制單元、VCU機(jī)車控制單元、BCU制動控制單元、DDU微機(jī)顯示屏、MIO數(shù)字輸入輸出模塊、AX模擬輸入輸出模塊、以太網(wǎng)交換機(jī)、TCN 網(wǎng)關(guān)、控制系統(tǒng)電源、軸溫監(jiān)測裝置、KLUB-U安全信號系統(tǒng)、PCB-1電臺通訊系統(tǒng)及TSKBM無人警惕系統(tǒng)組成。

• 牽引系統(tǒng)

BKG1型電力機(jī)車采用龐巴迪運(yùn)輸制牽引電傳動系統(tǒng)，主要由網(wǎng)側(cè)高壓電器、牽引變壓器、牽引變流器和牽引電機(jī)等組成。

單節(jié)機(jī)車采用4組牽引變流器裝置分置于2個牽引變流柜內(nèi)，分別對 4 臺牽引電機(jī)實(shí)現(xiàn)牽引和制動特性控制，即單軸獨(dú)立控制方式。每組牽引變流器中包括一臺四象限整流器、中間直流回路、一臺電壓型PWM三相逆變器，以及牽引變流器的驅(qū)動控制單元和冷卻系統(tǒng)等。

臥式牽引變壓器與牽引變流器共用強(qiáng)迫風(fēng)冷卻系統(tǒng)，其吊掛在車體底架下，由1個原邊繞組、4個牽引繞組、1個輔助繞組和2組二次諧波電抗器構(gòu)成，具有油溫、油流和壓力等保護(hù)功能。

龐巴迪運(yùn)輸制4FIA-7058-A型牽引電動機(jī)為三相四極鼠籠式異步電動機(jī)，采用抱軸式懸掛方式安裝在機(jī)車轉(zhuǎn)向架上。

• 輔助傳動裝置

BKG1型電力機(jī)車輔助變流系統(tǒng)的電源取自牽引變流系統(tǒng)中間直流回路，經(jīng)逆變轉(zhuǎn)為三相交流電源，再通過濾波柜內(nèi)的降壓變壓器和濾波電容輸出穩(wěn)定的三相交流電源。

單節(jié)機(jī)車有兩組輔助變流器，集成在兩組牽引變流柜內(nèi)，冷卻方式為水冷。一組輔助變流器輸出三相變頻變壓（VVVF）輔助電源，另一組輔助變流器輸出三相定頻定壓（CVCF）輔助電源，互為冗余，在正常情況下，能夠分別向輔助系統(tǒng)提供VVVF和CVCF電源。當(dāng)一組輔助變流器出現(xiàn)故障時，另一組輔助變流器承擔(dān)機(jī)車輔助系統(tǒng)的供電，此時輔助變流器工作在CVCF方式。

• 空氣管路及制動系統(tǒng)

BKG1型電力機(jī)車的空氣管路及制動系統(tǒng)分為風(fēng)源及干燥系統(tǒng)、克諾爾制動機(jī)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動裝置和輔助系統(tǒng)管路等。單節(jié)機(jī)車的風(fēng)源系統(tǒng)主要由1臺排氣量為2.4立方米/分鐘的螺桿式空氣壓縮機(jī)組、1臺雙塔式空氣干燥器、2個500升的總風(fēng)缸、1臺可在零下40攝氏度的溫度下直接起動的輔助空氣壓縮機(jī)、輔助干燥器、輔助風(fēng)缸、輔助壓力開關(guān)和輔助高壓安全閥等組成。

考慮到機(jī)車在白俄羅斯境內(nèi)運(yùn)用需要，BKG1型電力機(jī)車安裝了機(jī)車防寒自控溫電加熱裝置——輔助壓縮機(jī)、橡塑膠帶、保溫層、電伴熱線、玻璃纖維膠帶等部件加裝防寒管路，防護(hù)外層、保溫層、電伴熱線、防護(hù)內(nèi)層、接線端防護(hù)、連接線、尾端防護(hù)等部件采用電熱套。

• 轉(zhuǎn)向架

機(jī)車轉(zhuǎn)向架具有與SNCF之BB 27000型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架相同的一般結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)的“日”字型構(gòu)架，輪對軸箱采用拉桿定位。一系懸掛采用軸箱兩側(cè)螺旋彈簧配垂向油壓減震器；二系懸掛為高撓螺旋圓彈簧配垂向、橫向油壓減振器。牽引力和制動力通過中間低位推挽式斜拉桿牽引裝置傳遞至車體。牽引電動機(jī)采用滾動軸承抱軸式半懸掛、單邊剛性直齒傳動?；A(chǔ)制動裝置為單側(cè)雙閘瓦踏面制動單元，并帶有閘瓦間隙調(diào)節(jié)器；其中一組制動單元具有停放制動功能。

點(diǎn)評

作為一款出口向電力機(jī)車，BKG1型電力機(jī)車不僅讓同車成功打開了國外市場，同時也讓中國電力機(jī)車第一次出口歐洲市場。而對于BCh而言，BKG1型電力機(jī)車的引進(jìn)，也讓BCh在干線貨物運(yùn)輸上實(shí)現(xiàn)了牽引動力交流傳動化。BKG1型電力機(jī)車在實(shí)際運(yùn)用中的高可靠表現(xiàn)，也讓BCh于2013年與同車簽訂了一份為前者提供18臺BKG2型電力機(jī)車的合同。

注釋

⑴白俄羅斯語：Беларуская чыгунка，俄語：Белорусская железная дорога。

⑵法語：Société Nationale des Chemins de fer Fran?ais。

⑶白俄羅斯語：Беларуска-к?тайск? грузавы 1，俄語：Белорусско-китайский грузовой 1，機(jī)車車型代號在這兩種語言的簡稱統(tǒng)為БКГ1。在漢語中，BKG1型電力機(jī)車直譯為白中貨運(yùn)1型電力機(jī)車或中白貨運(yùn)1型電力機(jī)車。

參考

• 《中白貨運(yùn)1型交流傳動重載電力機(jī)車》，作者郭迎春，《鐵道機(jī)車與動車》2014年第5期

• 《中白貨運(yùn)1型電力機(jī)車空氣管路系統(tǒng)防寒技術(shù)》，作者劉治國和王樹海，《科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力》2015年第1期

• 《中白貨運(yùn)1型八軸9600kW貨運(yùn)電力機(jī)車_產(chǎn)品中心_產(chǎn)品介紹_出口系列_中車大同電力機(jī)車有限公司》：http://www.crrcgc.cc/dt/g8309/s19446/t266925.aspx

• 《List of the vehicles — BKG1 — TrainPix》：https://www.trainpix.org/list.php?mid=886