【鐵道科普】來自頓河畔的“西伯利亞狼”——芬蘭鐵路Sr1型電力機(jī)車

本文作者:西瓜昌真濕基(B站和百度昵稱:寧柳跨越)
概述
Sr1型電力機(jī)車,廠家代號ES40或者是VL40,是由蘇聯(lián)俄羅斯聯(lián)邦諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠為芬蘭鐵路設(shè)計(jì)制造的干線客運(yùn)電力機(jī)車。該款機(jī)車為單節(jié)四軸電力機(jī)車,適用于供電制式為25千伏50赫茲交流電的電氣化鐵路。在芬蘭,Sr1型機(jī)車被昵稱為“西伯利亞狼”⑴或者是“卷心菜籠”⑵、“俄羅斯制電力機(jī)車”⑶。

生產(chǎn)歷史
1970年秋,芬蘭鐵路計(jì)劃對里希邁基–坦佩雷–塞伊奈約基區(qū)間鐵路進(jìn)行電氣化改造,并為此向蘇聯(lián)俄羅斯聯(lián)邦諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠簽訂27臺Sr1型電力機(jī)車的合同。其中,芬蘭Str?mberg公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和制造機(jī)車動(dòng)力控制和電氣控制設(shè)備等,其他芬蘭分包商是Oy Koneisto Ab和Oy Kontram Ab兩家公司;空氣壓縮機(jī)由德國公司提供,機(jī)車其他技術(shù)主要來自諾廠。

1971年,諾廠制造出Sr1-3000號機(jī)車,并在廠內(nèi)環(huán)形鐵路上進(jìn)行測試,以及在低于零下60攝氏度的溫度下測試其抗凍性。此后諾廠于1973年到1985年間分批向芬蘭鐵路交付車號范圍為3001到3110的110臺Sr1型機(jī)車;其中前六臺機(jī)車(3001到3006號機(jī)車)進(jìn)行測試到1974年秋。

芬蘭鐵路原本打算放棄曾在198-9年里希邁基火車事故中受損的Sr1-3003號機(jī)車。但后來決定翻新機(jī)車,因此向諾廠訂購了兩臺Sr1型機(jī)車的配件。許溫凱機(jī)車廠利用機(jī)車配件修復(fù)Sr1-3003號機(jī)車,保留了舊號碼并重新投入運(yùn)用。

1993年,許溫凱機(jī)車廠利用剩余未使用的Sr1型機(jī)車配件,組裝了一臺Sr1型機(jī)車,這臺機(jī)車被編為Sr1-3111號機(jī)車。而當(dāng)初諾廠用于測試的Sr1-3000號機(jī)車,則于1994年被芬蘭鐵路購買,并在許溫凱機(jī)車廠翻新完畢,編為Sr1-3112號機(jī)車。

運(yùn)用情況
Sr1型機(jī)車于1973年秋季投入于赫爾辛基到里希邁基區(qū)間線路的客運(yùn)列車交路。在1974年,它們的運(yùn)用范圍隨著電氣化改造的進(jìn)展,擴(kuò)展到托伊雅拉,并于1975年擴(kuò)展到塞伊奈約基。1977年當(dāng)里希邁基到科沃拉區(qū)間線路電氣化改造完成時(shí),Sr1型機(jī)車被轉(zhuǎn)移到芬蘭東部運(yùn)用。從那時(shí)起,除了霍帕拉提到萬坦科斯基區(qū)間線路及其延伸岔線外,幾乎所有電氣化鐵路都有Sr1型機(jī)車運(yùn)用。這些機(jī)車廣泛用于客運(yùn)和貨運(yùn),也暫時(shí)用于調(diào)車工作。

自20世紀(jì)90年代以來,芬蘭鐵路從瑞士機(jī)車和機(jī)器制造廠訂購Sr2型機(jī)車⑷,Sr1型機(jī)車漸漸退居二線。2013年12月,芬蘭鐵路宣布從德國西門子公司訂購80臺Sr3型電力機(jī)車⑸,以取代Sr1型。新機(jī)車于2017年至2026年間陸續(xù)交付,Sr1型機(jī)車陸續(xù)退役。
從1973年到2019年1月至今,有16臺Sr1型機(jī)車在各類行車事故中受損,其中Sr1-3048號、Sr1-3089號以及Sr1-3101號機(jī)車報(bào)廢除籍。

技術(shù)設(shè)計(jì)
在技術(shù)數(shù)據(jù)上,Sr1型電力機(jī)車采用Bo-Bo軸式,最高時(shí)速為140公里/小時(shí),整備重量為84噸,全長為18960毫米,寬為3100毫米,高度為4600毫米,輪徑為1250毫米,最高輸出功率為3280千瓦。
所有的Sr1型機(jī)車都配備了重聯(lián)裝置,并在20世紀(jì)80年代到90年代間安裝了SA-3型自動(dòng)車鉤以允許牽引來自蘇聯(lián)的列車。機(jī)車有兩個(gè)受電弓,每端一個(gè),在運(yùn)行時(shí)通常升非操作端受電弓。

機(jī)車中心位于5770千伏安的主變壓器上。變壓器一次繞組接收25千伏交流電;而二次繞組向兩個(gè)整流器輸送降壓后的交流電。而每個(gè)整流器向兩個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)提供整流后的直流電。此外,從二次繞組還可獲得用于加熱列車的800千伏安和1500伏的電壓。由于采用晶閘管控制,機(jī)車的功率控制是無級的。
在單臺機(jī)車運(yùn)行時(shí),最大允許牽引重量為1300噸的列車;而在兩臺機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行時(shí),最大允許牽引2700噸的列車。機(jī)車的設(shè)計(jì)速度可達(dá)160公里/小時(shí)——這是在20世紀(jì)80年代,諾廠在改動(dòng)3040號機(jī)車和3041號機(jī)車的齒輪傳動(dòng)裝置的情況下經(jīng)過測試得出的結(jié)論;而在最后制造的3098號到3110號機(jī)車,因?yàn)椴捎昧诵略O(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向架,最高運(yùn)行速度已經(jīng)提高到160公里/小時(shí)。但自2003年以來,這些機(jī)車的速度降至140公里/小時(shí)。速度下降的原因是由于較高的速度導(dǎo)致的牽引力削弱。而直到2006年,Sr1-3107號機(jī)車的最高運(yùn)行速度依然標(biāo)記為160公里/小時(shí)。

現(xiàn)代化改造
機(jī)車司機(jī)室非常堅(jiān)固,盡管一些控制裝置的位置有點(diǎn)不盡如人意,以至于司機(jī)總是不得不從他的座位上起來使用這些裝置。此外,座椅不舒服、駕駛室噪音很大、加熱裝置無法調(diào)節(jié)駕駛室溫度等問題亦被詬病。因此,司機(jī)室工作條件很快就改變了,并且一些符合人體工程學(xué)的控制裝置放置在更好的地方。所有機(jī)車的現(xiàn)代化改造是在1998年至2003年之間,并且每臺機(jī)車配備了雙頭燈和司機(jī)室空調(diào)。

技術(shù)方面也有很多變化。第一個(gè)重大變化是半導(dǎo)體的現(xiàn)代化,其數(shù)量減少到原來的四分之一。對于最新的機(jī)車,諾廠安裝的壓縮空氣干燥器已經(jīng)安裝在所有機(jī)車上。最初,機(jī)車配備了蘇制的40千瓦風(fēng)扇電機(jī),它總是以全功率運(yùn)行,但后來被Str?mberg公司的25千瓦雙速風(fēng)扇電機(jī)取代,并在牽引電動(dòng)機(jī)上增加了過熱保護(hù)裝置,將牽引電動(dòng)機(jī)電流限制在最大電流的約60%。然而,這也導(dǎo)致牽引力限制在約60%。
后記
作為芬蘭鐵路第一款電力機(jī)車,Sr1型機(jī)車見證了芬蘭電氣化鐵路的發(fā)展,同時(shí)在某種程度上,也見證了芬蘭在美蘇冷戰(zhàn)中的中立。

注釋
⑴芬蘭語:Siperian susi。
⑵芬蘭語:Kaalih?kki。
⑶芬蘭語:S?hk?ryss?。
⑷Sr2型電力機(jī)車是瑞士機(jī)車和機(jī)器制造廠、ABB集團(tuán)、Adtranz公司以及龐巴迪公司先后為芬蘭鐵路設(shè)計(jì)制造的干線客運(yùn)電力機(jī)車。本型機(jī)車是以瑞士聯(lián)邦鐵路Re460型電力機(jī)車為基礎(chǔ)設(shè)計(jì);但與后者不同的是,Sr2型機(jī)車適用于供電制式為25千伏50赫茲交流電的電氣化鐵路,最高運(yùn)行速度為210公里/小時(shí),最大輸出功率為6000千瓦,牽引力為280千牛。在引入Sr3型機(jī)車之前,Sr2型機(jī)車是芬蘭鐵路機(jī)車車輛中唯一支持推挽式的電力機(jī)車。

⑸Sr3型電力機(jī)車是西門子公司為芬蘭鐵路設(shè)計(jì)制造的干線客運(yùn)電力機(jī)車。本型機(jī)車是以西門子Vectron系列電力機(jī)車為基礎(chǔ)設(shè)計(jì),最高運(yùn)行速度為200公里/小時(shí),最大輸出功率為6,400千瓦,牽引力在啟動(dòng)時(shí)為350千牛。

參考
《Sr1 – Wikipedia》:https://fi.wikipedia.org/wiki/Sr1
