【科普】中國窄軌鐵路C2型蒸汽機(jī)車的原型——蘇聯(lián)窄軌鐵路P24型蒸汽機(jī)車家族

本文作者:西瓜昌真濕基(嗶哩嗶哩和百度昵稱:寧柳跨越)
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“八輪”⑴者,蒸汽機(jī)車輪式也,其由四動輪軸八動輪而成。
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概述
P24型蒸汽機(jī)車是俄羅斯聯(lián)邦科洛姆納工廠于1941年研制的一種窄軌蒸汽機(jī)車。在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,蘇聯(lián)、芬蘭、波蘭、捷克斯洛伐克以及匈牙利五國的機(jī)車制造商在P24型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上,相繼推出了Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型蒸汽機(jī)車以及VP型蒸汽機(jī)車家族,成為戰(zhàn)后蘇聯(lián)窄軌鐵路主型蒸汽機(jī)車。
而中國在上述窄軌蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上,推出了C2型蒸汽機(jī)車,用于國內(nèi)的窄軌軌距工礦鐵路和森林鐵路。

背景——159型
1928年蘇聯(lián)決定將國內(nèi)窄軌鐵路的軌距統(tǒng)一為750 mm。然而,革命之前設(shè)計(jì)的窄軌蒸汽機(jī)車已經(jīng)過時。一個急切的問題是需要研制一種新型設(shè)計(jì)的窄軌蒸汽機(jī)車,以滿足工礦企業(yè)不斷增長的機(jī)車需求。
1930年,科洛姆納工廠研制出一種4 t軸重、且為半煤水車兼半水柜式設(shè)計(jì)的159型蒸汽機(jī)車。然而在隨后測試中,科洛姆納工廠發(fā)現(xiàn)了機(jī)車重大的設(shè)計(jì)缺陷——火箱面積太小,且爐內(nèi)必要的通風(fēng)不足,導(dǎo)致燃燒效率不足,最終造成過熱蒸汽溫度和輸出功率均不高——換言之即在起動時沒有足夠的蒸汽。

盡管如此,到1941年時,科洛姆納工廠、涅夫斯基工廠、波多利斯克機(jī)械制造廠以及諾沃切爾卡斯克蒸汽機(jī)車制造廠⑵共計(jì)制造了不少于990臺159型蒸汽機(jī)車。
P24型(П24)
1941年初,科洛姆納工廠完成了一種4 t軸重、且為煤水車式設(shè)計(jì)的新型蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì)。該型機(jī)車被定型為P24型,體現(xiàn)于鍋爐的火箱面積和過熱器加熱面積有所提高,幾乎完全克服了159型機(jī)車固有的缺點(diǎn)。

焊接的廣泛使用,以及放棄了額外的水箱,使得有可能將蒸汽機(jī)車的全部質(zhì)量控制在16 t以內(nèi),同時許多結(jié)構(gòu)部件得到了加強(qiáng)。而且在當(dāng)時蘇聯(lián)國內(nèi)窄軌蒸汽機(jī)車設(shè)計(jì)中,P24型機(jī)車的砂箱與汽包合在一起——如同F(xiàn)D型蒸汽機(jī)車一樣,這種有突破性的設(shè)計(jì)方案使避免撒砂管在冬季被凍住成為可能。

1941年,科洛姆納工廠制造了9臺P24蒸汽機(jī)車,它們的設(shè)計(jì)略有不同。工廠根據(jù)測試結(jié)果對機(jī)車的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的更改,消除測試期間發(fā)現(xiàn)的所有設(shè)計(jì)缺陷,并計(jì)劃開始批量生產(chǎn)。然而6月爆發(fā)的蘇德戰(zhàn)爭,導(dǎo)致計(jì)劃不得不中止。
Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型(Пт4, Кф4, Кч4, Кп4 и Кв4)
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,蘇聯(lián)除了采購Er型等型寬軌蒸汽機(jī)車外,對窄軌蒸汽機(jī)車的需求也顯著增加。根據(jù)蘇聯(lián)提供的P24型機(jī)車圖紙以及生產(chǎn)訂單,芬蘭、匈牙利、波蘭和捷克斯洛伐克四國的機(jī)車制造商開始制造窄軌蒸汽機(jī)車:
1946年到1952年間,芬蘭向蘇聯(lián)交付了564臺Pt4型機(jī)車以及20臺Kf4型機(jī)車。其中,Pt4型機(jī)車是以實(shí)物賠償?shù)男问浇桓短K聯(lián),而Kf4型機(jī)車則是正常交付。

Pt4型機(jī)車以及Kf4型機(jī)車的制造是在坦佩雷的三家制造商進(jìn)行的:Locomo公司生產(chǎn)機(jī)車鍋爐,Valmet公司負(fù)責(zé)制造煤水車和走行部,其余零件由Tampella公司生產(chǎn),組裝由Locomo公司和Tampella公司負(fù)責(zé)。

捷克斯洛伐克斯柯達(dá)公司比爾森工廠在1949年到1952年間,向蘇聯(lián)交付了420臺Kch4型機(jī)車⑶;另向捷克斯洛伐克國內(nèi)交付了4臺車號為197號~200號的Kch4型機(jī)車。

機(jī)車的煤水車由布爾諾“克萊門特·哥特瓦爾德”工廠制造,且在設(shè)計(jì)上沒有蒸汽制動器。

波蘭赫扎努夫Fablok公司在1950年到1959年間,向蘇聯(lián)交付了790臺Kp4型機(jī)車。有14臺Kp4型機(jī)車未通過蘇聯(lián)方面的驗(yàn)收,F(xiàn)ablok公司將這些機(jī)車轉(zhuǎn)交付波蘭國內(nèi)的窄軌鐵路使用。另外,F(xiàn)ablok公司制造了81臺軌距為762 mm的Kp4型蒸汽機(jī)車,交付中國。

Kp4型機(jī)車的鍋爐由波茲南策杰爾斯基工廠和Sosnowiec鍋爐工廠生產(chǎn)。煤水車則由弗羅茨瓦夫的Pafavag工廠制造,且在設(shè)計(jì)上也沒有蒸汽制動器。

1950年到1954年間,匈牙利布達(dá)佩斯馬瓦格機(jī)車廠向蘇聯(lián)交付了234臺Kv4型機(jī)車。1954年建造的另外6臺Kv4型機(jī)車則留在匈牙利,被定型為447型。據(jù)說蘇聯(lián)原計(jì)劃下達(dá)這份訂單給英國格拉斯哥北英機(jī)車公司,但由于冷戰(zhàn)的因素,該訂單被轉(zhuǎn)交給馬瓦格機(jī)車廠。

VP型家族(ВП)
除了前文四國的機(jī)車制造商根據(jù)P24型機(jī)車圖紙制造窄軌蒸汽機(jī)車外,位于俄羅斯聯(lián)邦沃特金斯克的沃特金斯克工廠亦根據(jù)P24型機(jī)車圖紙,于1947年開始制造窄軌蒸汽機(jī)車,定型為VP1型。

如果說,最初制造的VP1型機(jī)車與P24型、Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型等型機(jī)車相同的話,那么,后期制造的VP1型機(jī)車在設(shè)計(jì)上開始發(fā)生變化,以減少單個零部件的制造時間并提高其質(zhì)量——例如,汽包和砂箱被分開,并且與鍋爐之間的連接從鉚接改為焊接等。沃特金斯克工廠繼續(xù)以VP1的車型代號制造蒸汽機(jī)車,并沿用先前發(fā)行的機(jī)車車號。

1948年到1951年間,沃特金斯克工廠生產(chǎn)了VP2型蒸汽機(jī)車。VP2型蒸汽機(jī)車鍋爐在結(jié)構(gòu)上不同于VP1型蒸汽機(jī)車的鍋爐,而其余部分在設(shè)計(jì)上與VP1型和Pt4型機(jī)車類似。
VP3型蒸汽機(jī)車是由沃特金斯克工廠生產(chǎn)的11臺軌距為610 mm的蒸汽機(jī)車,并且?guī)в绣F形煙囪。

1955年后,沃特金斯克工廠開始制造VP4型蒸汽機(jī)車。與VP2型機(jī)車相比,VP4型機(jī)車的主要特點(diǎn)在于在煙箱上部安裝了組合式火花抑制器-蒸汽干燥器,代替了渦輪火花抑制器。
沃特金斯克工廠在1947年到1960年間,總共制造了大約2400臺VP1型、VP2型、VP3型和VP4型機(jī)車。

在中國
波蘭Fablok公司交付中國81臺軌距為762 mm的Kp4型蒸汽機(jī)車,其后二手的Kch型和Kv4型等型機(jī)車也最終轉(zhuǎn)賣給中國。1958年,中國石家莊動力機(jī)械廠、哈爾濱林業(yè)機(jī)械廠以及其他機(jī)車制造商在P24型、Kp4型等型機(jī)車的基礎(chǔ)上,開始制造C2型機(jī)車。至1988年最后1臺C2型機(jī)車在哈爾濱林業(yè)機(jī)械廠制造出廠為止,中國共制造了約1000臺C2型蒸汽機(jī)車。
設(shè)計(jì)
總體
P24型機(jī)車是一種采用“八輪”輪式、適用于750 mm和762 mm窄軌軌距的煤水車式蒸汽機(jī)車。機(jī)車的黏著重量為16 t,空重為92 t,整備時重量為102 t。走行部動輪直徑為600 mm,機(jī)車長為15380 mm,寬為2025 mm,高為2900 mm。
鍋爐
P24型機(jī)車鍋爐火箱面積為1.01 ㎡,壓力為13 kgf/cm2,總加熱面積為50.63 ㎡。氣缸為飽和式兩氣缸設(shè)計(jì)——每個氣缸的直徑為285 mm,最大行程為300 mm。機(jī)車最高運(yùn)行速度為35 km/h,輸出功率為3167 kgf。

煤水車
P24型機(jī)車采用3軸煤水車。其水箱容量為5.2 m3,燃料箱可裝2 t煤。煤水車的總長度為4436 mm,空重為4.8 t,整備時重量為12 t。
后記
雖然P24型蒸汽機(jī)車的研制工作因?yàn)樘K德戰(zhàn)爭的因素被迫中止,但戰(zhàn)后由P24型蒸汽機(jī)車衍生而來的Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型機(jī)車以及VP型機(jī)車家族,成為這一時期蘇聯(lián)窄軌鐵路主型也是最后運(yùn)用的蒸汽機(jī)車。它們不僅見證了蘇聯(lián)國民經(jīng)濟(jì)在戰(zhàn)后的恢復(fù)與發(fā)展,也見證了中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
謹(jǐn)以此文紀(jì)念紅軍誕生102周年!

注釋
⑴英語:Eight-coupled。
⑵即今諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車制造廠。
⑶工廠名稱為64Lo型。
參考
《Паровозы узкой колеи》:http://ikop.narod.ru/ngloc/ngse.html
《Технические характеристики паровозов узкой колеи》:http://ikop.narod.ru/ngloc/ngse2.html
《ДЖД - Паровоз 159》:http://www.dzd-ussr.ru/ps/159/index.html
《ДЖД - Паровозы проекта П-24》:http://www.dzd-ussr.ru/ps/p24/
《УЖД Северо-Запада Паровозы》:http://uzd.spb.ru/parovoz2.htm
《УЖД Северо-Запада Паровозы》:http://uzd.spb.ru/parovoz3.htm
《Kch4 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=439
《Kp4 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=458
《Kv4 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=482
《VP — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=760
《PT4 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1081
《談?wù)勀喜┟駠^里的蒸汽火車》:https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404345517491535681

