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(dòng)：指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)直流牽引發(fā)電機(jī)，輸出直流電并供給數(shù)臺(tái)并聯(lián)的直流牽引電動(dòng)機(jī)。蘇聯(lián)鐵道部TE10型及M62型內(nèi)燃機(jī)車家族為直—直流電傳動(dòng)形式。

• 交—直流電傳動(dòng)：指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相交流同步牽引發(fā)電機(jī)，經(jīng)硅整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電后，供給數(shù)臺(tái)并聯(lián)的直流牽引電動(dòng)機(jī)。本文提及的俄羅斯鐵路2TE116U型內(nèi)燃機(jī)車為交—直流電傳動(dòng)形式。

• 交—直—交流電傳動(dòng)：指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相交流同步牽引發(fā)電機(jī)，經(jīng)硅整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電后，再由逆變器輸出電壓和頻率可變的交流電流，驅(qū)動(dòng)每臺(tái)并聯(lián)的交流異步牽引電動(dòng)機(jī)。俄羅斯鐵路2TE25A型內(nèi)燃機(jī)車為交—直—交流電傳動(dòng)形式。

• 交—交流電傳動(dòng)：指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相交流同步牽引發(fā)電機(jī)，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(dòng)每臺(tái)并聯(lián)的交流異步牽引電動(dòng)機(jī)。法國(guó)國(guó)家鐵路BB 60000型內(nèi)燃機(jī)車為交—交流電傳動(dòng)形式。

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

• 液力傳動(dòng)：指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過液力變矩器，用液力把柴油機(jī)的動(dòng)力傳到車輪上。蘇聯(lián)鐵道部TG16型內(nèi)燃機(jī)車和俄羅斯鐵道部TG21型內(nèi)燃機(jī)車為液力傳動(dòng)形式。

• 機(jī)械傳動(dòng)：指內(nèi)燃機(jī)車像汽車的手動(dòng)變速器一樣用變速箱和離合器，把柴油機(jī)的動(dòng)力傳到車輪上；但機(jī)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(duì)平穩(wěn)的變速性能，所以機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車功率通常很低。法國(guó)國(guó)家鐵路Y 7400型內(nèi)燃機(jī)車為機(jī)械傳動(dòng)形式。

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概述

Vectron DM型雙模式動(dòng)力機(jī)車是西門子在Vectron電力機(jī)車及內(nèi)燃機(jī)車家族的基礎(chǔ)上，于2018年推出的一款“黑科技”機(jī)車。這款機(jī)車將受電弓以及柴油機(jī)集合于一體，既可以在電氣化鐵路運(yùn)行，也可以在非電氣化鐵路或者由于事故和其它因素導(dǎo)致接觸網(wǎng)無(wú)電的鐵路運(yùn)行。

背景

作為EuroSprinter電力機(jī)車家族的繼承者，西門子交通集團(tuán)在沒有客戶訂單的情況下，于2010年6月29日在韋格貝格-維登拉特試驗(yàn)中心發(fā)布了全新的Vectron電力機(jī)車家族——

• Vectron MS

• Vectron AC 大功率

• Vectron AC 中功率

• Vectron DC

西門子于2010年InnoTrans柏林軌道交通技術(shù)展正式推出名為Vectron DE的內(nèi)燃機(jī)車版本。

至2020年1月時(shí)，西門子公司宣稱交付了608臺(tái)Vectron MS型電力機(jī)車、306臺(tái)Vectron AC型電力機(jī)車、70臺(tái)Vectron DC型電力機(jī)車、6臺(tái)Vectron DE型內(nèi)燃機(jī)車，總共990臺(tái)。

研制與交付

從上文Vectron電力機(jī)車及內(nèi)燃機(jī)車家族的交付情況可知，制造出廠的機(jī)車大部分是電力機(jī)車，而Vectron DE型內(nèi)燃機(jī)車卻只有6臺(tái)。

“只要有可用的接觸網(wǎng)，就應(yīng)使用電力機(jī)車。使用電力機(jī)車比使用內(nèi)燃機(jī)車更具成本效益和環(huán)境友好性。 但是由于德國(guó)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)擁有許多非電氣化區(qū)段線路，因此許多內(nèi)燃機(jī)車?yán)^續(xù)在電氣化區(qū)段線路運(yùn)行，這幾乎沒有經(jīng)濟(jì)效益或生態(tài)意義?！?/p>

——西門子公司

2018年3月，西門子又面向德國(guó)市場(chǎng)推出了一款名為Smartron的不可選裝模塊、但更便宜的電力機(jī)車家族⑴；而Vectron電力機(jī)車及內(nèi)燃機(jī)車家族的雙模式版本——Vectron DM型機(jī)車也在同時(shí)推出。首臺(tái)Vectron DM型機(jī)車——248 001號(hào)機(jī)車⑵于2019年的柏林軌道交通技術(shù)展向公眾展出。Vectron DM型機(jī)車也因此取代了因需求不足而停產(chǎn)的Vectron DE型機(jī)車。

2019年5月，248 001號(hào)機(jī)車前往捷克境內(nèi)的Velim環(huán)形鐵道測(cè)試基地進(jìn)行測(cè)試；7月又在德國(guó)境內(nèi)的Wegberg-Wildenrath進(jìn)行測(cè)試；11月，德國(guó)私營(yíng)鐵路Railsystems RP GmbH公司訂購(gòu)了2臺(tái)Vectron DM型機(jī)車，因此成為本型機(jī)車的第一筆訂單。

技術(shù)設(shè)計(jì)

與早前推出的同家族其他產(chǎn)品一樣，Vectron DM型機(jī)車采用一貫的模塊化結(jié)構(gòu)，由基礎(chǔ)包和加裝包組成，具有較高的經(jīng)濟(jì)性、可使用性、可靠性和較高的牽引性能。

Vectron DM型機(jī)車適用于非電氣化區(qū)段以及15kV 16.7Hz交流電氣化區(qū)段線路，擁有電力和內(nèi)燃兩種工況：

• 在電力工況下，機(jī)車通過頂部的受電弓從接觸網(wǎng)受流，送至車底的主變壓器進(jìn)行變壓，之后送至帶IGBT功率半導(dǎo)體的變流器，變流器向4臺(tái)三相交流異步牽引電動(dòng)機(jī)供給變流后的交流電流。

• 在內(nèi)燃工況下，機(jī)車車內(nèi)的MTU公司制16V 4000 R84型柴油機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相交流同步牽引發(fā)電機(jī)，牽引發(fā)電機(jī)輸送電流至變流器，后者再向4臺(tái)三相交流異步牽引電動(dòng)機(jī)供給變流后的交流電流。

西門子基于80%的電力和20%的柴油運(yùn)行動(dòng)力配置，并假設(shè)年平均行駛里程15萬(wàn) km，單車運(yùn)行時(shí)間4000 h的初步模擬預(yù)測(cè)，Vectron DM型機(jī)車每年節(jié)省950 t的二氧化碳排放，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車相比，這相當(dāng)于減少了53%的能源消耗成本和維護(hù)成本。

后記

依筆者淺見，西門子推出的將電力機(jī)車與內(nèi)燃機(jī)車合二為一的“黑科技”Vectron DM型機(jī)車，屬于真正的雙模式機(jī)車。它不僅可以在電氣化鐵路以電力機(jī)車的形式運(yùn)行，也可以在非電氣化鐵路或者是接觸網(wǎng)斷電的情況下以內(nèi)燃機(jī)車的形式運(yùn)行，可謂是有備無(wú)患。

注釋

⑴后開始向保加利亞等國(guó)用戶交付Smartron型電力機(jī)車，但這種出口版本的Smartron型機(jī)車的受流電壓改為25kV 50Hz交流電。

⑵按德國(guó)聯(lián)邦鐵路以及后繼者德國(guó)鐵路股份公司的機(jī)車車輛分類，248型車型代號(hào)屬于內(nèi)燃機(jī)車車型代號(hào)，而Vectron DE型機(jī)車則被定型為247型。

參考

• 《西門子公司推出新一代Vectron平臺(tái)機(jī)車》，韓才元 譯，《國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車》2012年第4期

• 《Vectron——用于歐洲鐵路的新一代機(jī)車》，克里斯蒂安·托馬、沃爾特·哈默 著，金程 譯，《國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車》2013年第3期

• 《Vectron AC, DC and MS | Vectron | Siemens》：https://new.siemens.com/global/en/products/mobility/rail-solutions/rolling-stock/locomotives/vectron/ac-dc-ms.html

• 《Diesel Electric | Vectron | Siemens》：https://new.siemens.com/global/en/products/mobility/rail-solutions/rolling-stock/locomotives/vectron/diesel-electric.html

• 《Vectron Dual Mode | Vectron | Siemens》：https://new.siemens.com/global/en/products/mobility/rail-solutions/rolling-stock/locomotives/vectron/dual-mode.html

• 《Siemens Mobility pr?sentiert neue Lokomotive Vectron Dual Mode | Press | Company | Siemens》：https://press.siemens.com/global/de/pressemitteilung/siemens-mobility-praesentiert-neue-lokomotive-vectron-dual-mode

• 《Vectron – das Fahrzeugkonzept | Press | Company | Siemens》：https://press.siemens.com/global/de/feature/vectron-das-fahrzeugkonzept

• 《Erste Bestellung für Vectron Dual Mode | Press | Company | Siemens》：https://press.siemens.com/global/de/pressemitteilung/erste-bestellung-fuer-vectron-dual-mode

• 《Smartron | Locomotives | Siemens》：https://new.siemens.com/global/en/products/mobility/rail-solutions/rolling-stock/locomotives/smartron.html

• 《[DE] The Vectron Dual Mode goes to the Czech Republic for tests [updated] — Railcolor News》：https://railcolornews.com/2019/05/03/de-the-vectron-dual-mode-goes-to-the-czech-republic-for-tests/

• 《Electro-diesel Vectron takes shape | News | Railway Gazette International》：https://www.railwaygazette.com/traction-and-rolling-stock/electro-diesel-vectron-takes-shape/47395.article

• 《[BG] PIMK Rail: Vectron 192 962 enters regular service — Railcolor News》：https://railcolornews.com/2016/08/19/bg-pimk-rail-vectron-192-962-enters-regular-service/

• 《[BG] The Smartron arrives in Bulgaria — Railcolor News》：https://railcolornews.com/2019/07/09/bg-the-smartron-arrives-in-bulgaria/

• 《[DE] Smartron 192 007 is for Spitzke Logistik — Railcolor News》：https://railcolornews.com/2019/07/11/de-smartron-192-007-is-for-spitzke-logistik/

• 《LOK Report - Siemens: Smartron-Lokomotive ab sofort auch für Bulgarien und Rum?nien bestellbar》：https://www.lok-report.de/news/deutschland/industrie/item/13025-siemens-smartron-lokomotive-ab-sofort-auch-fuer-bulgarien-und-rumaenien-bestellbar.html