【科普】集非對稱式司機室及牽引電動機車體懸掛于一身的英國國鐵91型電力機車

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:指電力機車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,向直流牽引電動機供給直流電。法國國家鐵路Z 100型電力軌道車為直—直流電傳動形式。
直—交流電傳動:指電力機車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,經(jīng)過逆變后,向交流牽引電動機供給交流電。法國國家鐵路Z 800型和Z 850型電力動車組列車為直—交流電傳動形式。
交—直流電傳動:指電力機車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,經(jīng)過變壓—整流后,向直流牽引電動機供給直流電。本文提及的英國鐵路91型電力機車和InterCity 225型電力動車組為交—直流電傳動形式。
交—交流電傳動:指電力機車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,無需經(jīng)過變壓—整流—逆變,直接變頻后向交流牽引電動機供給交流電。法國國家鐵路BB 13000型電力機車及BB 14000型電力機車為交—交流電傳動形式。
交—直—交流電傳動:指電力機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,向交流牽引電動機供給交流電。白俄羅斯鐵路BKG1型電力機車為交—直—交流電傳動形式。
多電流制電力機車:本文提及的“多電流制”,是指采用交—直—交流電以及直—交流電雙制式電傳動,但受流電壓為兩種或兩種以上的電力機車。南非國家交通運輸集團20E型、21E型和22E型電力機車即為多電流制電力機車。
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資料參考來源
《The design, manufacture and assembly of the British Rail Class 91, 25 kV 225km/h locomotive》,M L Broom和G W Smart 著,《Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers》1990年205期,141頁~149頁
《BRB90型和91型機車變壓器的設(shè)計、結(jié)構(gòu)和試驗情況介紹》,P.C.Bennett 著,徐瑛 譯,《機車電傳動》1991年06期,50頁~53頁
《Railways Act 1993》:http://www.legislation.gov.uk/ukpga/1993/43/contents
《British Diesels and Electrics: Class 91 Intercity 225》:https://topstastic.blogspot.com/2016/11/class-91.html
《White Lines | White Lines Grandmaster Flash and Melle Mel yo… | Flickr》:https://www.flickr.com/photos/sjpowermac/26965428877
《BBC NEWS | UK | Intercity 225: Fastest in the fleet》:http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/976815.stm
《Virgin proposes London-Liverpool open access service》:https://www.railmagazine.com/news/network/virgin-proposes-london-liverpool-open-access-service
《Cardiff – London open access plan | Rail Business UK | Railway Gazette International》:https://www.railwaygazette.com/news/single-view/view/cardiff-london-open-access-plan.html
《Europhoenix earmarks ‘91s’ for European freight use》:https://www.railmagazine.com/news/network/europhoenix-earmarks-91s-for-european-freight-use
概述
英國國鐵⑴91型電力機車是由英國鐵路工程有限公司于1988年到1991年間,在位于英格蘭西北部柴郡克魯鎮(zhèn)的克魯工廠制造的一種交流電力機車,重量為81.5 t,最高設(shè)計速度為225 km/h。它們受流自25 kV 50 Hz交流電,可產(chǎn)生4830 kW的功率。

設(shè)計
1臺91型電力機車通常與9節(jié)Mark 4型客車和1節(jié)類似于91型電力機車的DVT控制車⑵編組在一起,組合為InterCity 225城際列車,司機可以在任何一端控制機車。

91型電力機車不對稱的車體為其第一大亮點。考慮到91型電力機車可以作為普通機車運行,其Ⅰ端司機室為“尖端”式造型,Ⅱ端司機室為“鈍端”式造型。

機車牽引列車時,其Ⅰ端“尖端”式司機室通常朝前;當然,機車也可以在Ⅱ端“鈍端”式司機室朝前的情況下牽引列車,但此時的最高運行速度則限制在177 km/h。

為了滿足機車性能,G426型牽引電動機被安裝在車體上,并通過萬向軸驅(qū)動安裝在轉(zhuǎn)向架上的齒輪箱——這是91型電力機車的第二大亮點。這樣可以減少簧下質(zhì)量,從而減少對軌道作用力。

轉(zhuǎn)向架固定軸距為3350 mm。

英國國鐵時期
1985年,瑞典通用電氣公司、英國布拉什牽引公司和英國通用電氣公司為91型電力機車的設(shè)計和建造展開投標競爭,最后以英國通用電氣公司勝出。隨后,英國鐵路工程有限公司在1988年到1991年間,分兩批交付91型電力機車給英國國鐵,用于東海岸干線城際列車服務(wù)。
91 010號機車(現(xiàn)為91 110號機車)于198*9年9月17日在利特爾·伯瑟姆鎮(zhèn)以南的一次測試中創(chuàng)下英國機車速度記錄——260.2 km/h!雖然370型、373型和374型電力動車組已經(jīng)創(chuàng)下更快的速度記錄,但91 010號機車卻正式成為英國最快的機車。

此后不久,91 031號機車(現(xiàn)為91 131號機車),于1991年9月26日牽引5節(jié)Mark 4型客車和1節(jié)DVT控制車,在倫敦國王十字站到愛丁堡威瓦利站區(qū)段耗時3 h 29 min 30 s——這仍然是當前的最高記錄。這趟列車以181.1 km/h的平均速度運行于該區(qū)段,并在運行中幾次達到了全時速225 km/h。

分割民營化之后
英國國鐵分割民營化后,91型電力機車被Eversholt鐵路集團接收;而Sea Containers公司控股的運營商——大東北鐵路于1996年獲得東海岸干線城際列車服務(wù)特許經(jīng)營權(quán)后,向Eversholt集團出借91型電力機車。
2000年到2003年間,全數(shù)91型電力機車被送往位于英格蘭南約克郡唐卡斯特鎮(zhèn)的龐巴迪運輸公司唐卡斯特工廠進行現(xiàn)代化改造,這導致機車車號從91 0××重新編號為91 1××。在此期間,大東北鐵路租借90型電力機車,以填補空缺。值得注意的是,91 023號機車在遭遇了哈特菲爾德鐵路事故和大赫克鐵路事故后,于2001年經(jīng)過現(xiàn)代化改造后,改號為91 132號,而不是91 123號。
2006年Sea Containers出現(xiàn)財務(wù)危機后,國家快運公司于2007年獲得了東海岸干線城際列車服務(wù)的特許經(jīng)營權(quán),這些91型電力機車亦因此由國家快運公司運用。然而到2009年,由于燃料價格上漲和經(jīng)濟下滑,國家快運公司面臨越來越大的財務(wù)壓力,最終于當年7月宣布將不再為東海岸干線城際列車服務(wù)提供進一步的財務(wù)支持,因此失去了特許經(jīng)營權(quán)。結(jié)果,英國運輸部于2009年11月14日成立一家“不得已的運營商”⑶——東海岸鐵路公司,來接管特許經(jīng)營權(quán)。
2012年11月,91 114號機車增加了第二個受電弓——這個增加受電弓的項目由Eversholt集團、東海岸公司、西屋公司和布雷克內(nèi)爾·威利斯電氣設(shè)備公司共同創(chuàng)立。根據(jù)這份新設(shè)計,如果受電弓的自動落下裝置被激活或者是受電弓與接觸網(wǎng)分離,則列車可以繼續(xù)行駛,因此機車在受電弓或者是接觸網(wǎng)故障的情況下,系統(tǒng)可以提供冗余。后來,91 114號機車第二個受電弓被移除。

2014年1月,運輸部宣布第一集團、凱奧雷斯-歐洲之星聯(lián)合體和捷達集團-維珍鐵路聯(lián)合體為東海岸干線城際列車服務(wù)特許經(jīng)營權(quán)的入圍投標者。2014年11月,捷達集團-維珍鐵路聯(lián)合體獲得了為期8年的特許經(jīng)營權(quán),并以“維珍鐵路東海岸火車”之名,于2015年3月1日開始運營。
然而由于維珍鐵路連年虧損致使拖欠政府超過20億英磅的專營費,運輸大臣克里斯托弗·斯蒂芬·格雷林最終于2018年5月16日宣布捷達集團-維珍鐵路聯(lián)合體的特許經(jīng)營權(quán)于同年6月23日終止,而原由捷達集團-維珍鐵路聯(lián)合體獲得的特許經(jīng)營權(quán)于同年6月24日起則由運輸部組建的“不得已的運營商”——倫敦東北鐵路有限公司獲得,直至2025年。

轉(zhuǎn)售及封存
Europhoenix機車租賃公司于2019年9月從Eversholt集團購買了兩臺91型電力機車——91 117號和91 120號機車。它們在磅林機務(wù)段重新粉刷,然后轉(zhuǎn)移到英國鐵路租賃公司的萊斯特車廠。一說它們將在歐洲大陸用于干線貨運。
除了上開2臺機車外,Eversholt集團還封存了10臺91型電力機車——91 103號、91 104號、91 108號、91 112號、91 113號、91 122號、91 128號、91 129號、91 131號和91 132號機車。這10臺機車當中,有數(shù)臺機車充作其他同型機車的備件來源。
創(chuàng)下英國機車速度記錄的91 110號機車被鐵路遺產(chǎn)委員會提名,預(yù)計在退役后將成為約克郡大英鐵路博物館的“國家級藏品”。

后記
作為英國國鐵分割民營化之前最后列裝的電力機車車型之一,91型電力機車不僅僅將集非對稱司機室及牽引電動機車體懸掛等當時的新穎設(shè)計于一身,更是創(chuàng)下了英國鐵路史上機車速度的最高記錄;而與其他型號的電力機車一樣,91型電力機車也見證了國鐵分割民營化之后的各種運用方的更替,即使在30年后的當下,也亦如此。

注釋
⑴英語:British Rail。
⑵英語:Driving Van Trailer。
⑶英語:Operator of last resort。根據(jù)1993年英國議會制訂的《鐵路法》,原由英國國鐵負責的旅客運輸服務(wù)將以特許經(jīng)營權(quán)的形式賦予給私營企業(yè),但當私營企業(yè)無法繼續(xù)經(jīng)營或者是被政府收回特許經(jīng)營權(quán)時,政府將以控股公司的形式接管特許經(jīng)營權(quán)。
