【科普】TEM18型內(nèi)燃機車的技術(shù)原型——TEM5型、TEM3型、TEM16型及TEM17型內(nèi)燃機車

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)
EN TRAIN
TOUS RESPONSABLES
——SNCF
乘坐火車出行
你我共同負(fù)責(zé)
——法國國家鐵路 宣
提示
直—直流電傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動一臺直流牽引發(fā)電機,輸出直流電并供給數(shù)臺并聯(lián)的直流牽引電動機。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部TEM5型、TEM3型、TEM16型及TEM17型內(nèi)燃機車為直—直流電傳動形式。
交—直流電傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機,經(jīng)硅整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電后,供給數(shù)臺并聯(lián)的直流牽引電動機。阿根廷CDD5A1型、CDD6A1型和CDD7A1型內(nèi)燃機車為交—直流電傳動形式。
交—直—交流電傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機,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)動每臺并聯(lián)的交流異步牽引電動機。越南鐵路總公司D20E型內(nèi)燃機車為交—直—交流電傳動形式。
液力傳動:指內(nèi)燃機車柴油機通過液力變矩器,用液力把柴油機的動力傳到車輪上。法國國家鐵路BB 61000型內(nèi)燃機車為液力傳動形式。
機械傳動:指內(nèi)燃機車像汽車的手動變速器一樣用變速箱和離合器,把柴油機的動力傳到車輪上;但機械結(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)提供相對平穩(wěn)的變速性能,所以機械傳動內(nèi)燃機車功率通常很低。法國國家鐵路Y 7400型內(nèi)燃機車為機械傳動形式。
俄羅斯聯(lián)邦布良斯克機械制造廠在本文中均簡稱“BMZ”⑴,科洛姆納工廠簡稱“KZ”⑵,烏克蘭盧甘斯克內(nèi)燃機車制造廠在本文提到的不同時間簡稱“VZOR”⑶。
本文屬于正經(jīng)科普文章,資料及圖片來源于相關(guān)技術(shù)資料,不作為商業(yè)使用,如有侵權(quán)請及時聯(lián)系刪除之。
請大家理性討論,不要在評論區(qū)干些不該干的事!如見有引戰(zhàn)性評論,將采取必要措施處置之!
由于筆者精力和能力限制,在整理資料時恐有錯漏,也請諸位讀者糾正指教,謝謝合作!
資料參考來源
《Тепловозы серии ТЭМ5》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог (1956-1975)》,第325頁~第327頁
《Тепловозы ТЭМ3》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы и моторвагонный подвизжной состав железных дорог Советского Союза (1976-1985)》,第155頁~第156頁
《TEM5 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=528
《TEM3 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=155
《TEM3M — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1392
《TEM16 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=974
《TEM17 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=201
概述
TEM5型、TEM3型、TEM16型及TEM17型內(nèi)燃機車,是BMZ于1969年到1992年試制的4款采用無導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架的調(diào)車內(nèi)燃機車。根據(jù)這些內(nèi)燃機車的經(jīng)驗教訓(xùn),BMZ于1992年推出TEM18型內(nèi)燃機車,成為TEM2型內(nèi)燃機車之后,又一款調(diào)車內(nèi)燃機車經(jīng)典之作。

研制背景
1960年,BMZ試制了首兩臺TEM2型內(nèi)燃機車,并在莫斯科鐵路局利霍博雷機務(wù)段投入運用考核。經(jīng)過長時間的試驗和改進后,BMZ于1967年開始批量生產(chǎn)TEM2型內(nèi)燃機車,并在1968年停產(chǎn)TEM1型內(nèi)燃機車。

在大批量生產(chǎn)TEM2型內(nèi)燃機車的同時,BMZ為了提高本型內(nèi)燃機車的燃油經(jīng)濟性及工作效率,開始在本型內(nèi)燃機車上測試其他型號的柴油機。事實上BMZ早在1966年,就制訂了在TEM2型內(nèi)燃機車測試輸出功率為1200 hp的6D70(8ChN24/27)型柴油機、1臺GP-319B型直流牽引發(fā)電機和6臺ED-107型直流牽引電動機的計劃。
TEM5型(ТЭМ5)
基于上述計劃,BMZ于1969年制造了第一臺TEM5型內(nèi)燃機車——TEM5-001號機車。TEM5-001號機車安裝了1臺KZ制3A-6D49型柴油機(8ChN26/26)、1臺GP-319B型直流牽引發(fā)電機,和6臺ED-107A型直流牽引電動機。
除了動力部分外,TEM5型內(nèi)燃機車還使用了與VZOR制TE109型、TE114型和2TE10V型內(nèi)燃機車相同的無導(dǎo)框式軸箱三軸轉(zhuǎn)向架,牽引齒輪傳動比取為15:68 = 1:4.53。與TEM2型內(nèi)燃機車相比,TEM5型內(nèi)燃機車的軸距已從12800 mm減小到12670 mm。

TEM5型內(nèi)燃機車能夠?qū)恳妱訖C使用二級磁場削弱,磁場削弱率分別為48%及25%,以擴大機車恒功速度范圍。與TEM1型和TEM2型內(nèi)燃機車不同的是,TEM5型內(nèi)燃機車可以實現(xiàn)牽引電動機3組并聯(lián)連接(每組2臺牽引電動機串聯(lián))。
1970年,TEM5-002號機車在全蘇鐵道運輸科學(xué)研究院謝爾賓卡環(huán)形鐵道試驗基地上進行了熱工牽引及動力學(xué)性能試驗。1974年4月至9月,TEM5-013號機車再次在環(huán)形鐵道試驗線上進行試驗。試驗結(jié)果顯示,TEM5型內(nèi)燃機車與TEM2型內(nèi)燃機車相比,其牽引性能和工作效率并沒有明顯優(yōu)勢,牽引發(fā)電機的工作效率比TEM2型內(nèi)燃機車低約2~3%,輔助功率消耗亦大于TEM2型內(nèi)燃機車,而且6D49型柴油機在怠速運轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性較差,提高轉(zhuǎn)速時排放黑煙量較大。這樣的對比結(jié)果,導(dǎo)致BMZ于1974年在制造完17臺TEM5型內(nèi)燃機車后停產(chǎn)之。

根據(jù)蘇聯(lián)鐵道部于1976年1月1日制作的統(tǒng)計,莫斯科鐵路局布良斯克Ⅰ號機務(wù)段配屬有TEM5-006號和TEM5-007號機車,布良斯克Ⅱ號機務(wù)段配屬有TEM5-010號和TEM5-012號機車,累計4臺機車;十月鐵路局霍夫里諾機務(wù)段配屬有TEM5-008號~TEM5-009號、TEM5-013號和TEM5-015號~TEM5-017號機車,計6臺機車;其余機車則交付路外企業(yè)。
TEM5M型(ТЭМ5М)
1973年制造出廠的TEM5-012號機車,其車體、轉(zhuǎn)向架以及牽引發(fā)電機,與TEM2型內(nèi)燃機車基本相同。這臺被定型為TEM5M型的TEM5-012號機車,于1986年改號為TEM5MK-001號,被路外企業(yè)用于牽引鋼軌打磨車。
TEM3型(ТЭМ3)
盡管TEM5型內(nèi)燃機車的測試結(jié)果并不理想,但BMZ并不想就此放棄,于1979年制造了第一臺TEM3型內(nèi)燃機車——TEM3-001號機車。TEM3型內(nèi)燃機車的主要特點為柴油發(fā)電機組、牽引電動機、輔助機械等設(shè)備,以及設(shè)計參數(shù)均與TEM2型內(nèi)燃機車完全相同;但走行部采用無導(dǎo)框式軸箱三軸轉(zhuǎn)向架,彈簧懸掛的靜態(tài)撓度為90 mm~100 mm。

1980年,TEM3-001號機車在謝爾賓卡環(huán)形鐵道進行了牽引及動力學(xué)性能試驗。試驗結(jié)果顯示,與采用導(dǎo)框式軸箱三軸轉(zhuǎn)向架的TEM2型內(nèi)燃機車相比,TEM3型機車的轉(zhuǎn)向架擁有更好的動力學(xué)特性。此后,BMZ開始小批量生產(chǎn)TEM3型機車。
到1986年停止生產(chǎn)時,BMZ制造了27臺TEM3型內(nèi)燃機車;其中,TEM3-019號、TEM3-020號、TEM3-021號和TEM3-026號機車沒有安裝加熱系統(tǒng)。而BMZ在TEM3-019號機車上,安裝了1臺功率增加至1350 hp的1-PD4型柴油機。

在運用初期,莫斯科鐵路局布良斯克Ⅱ號機務(wù)段配屬有TEM3-002號~TEM3-003號、TEM3-010號~TEM3-012號和TEM3-021號機車,計6臺機車;而巧合的是,十月鐵路局霍夫里諾機務(wù)段配屬的TEM3-008號~TEM3-009號、TEM3-013號和TEM3-016號~TEM3-017號機車,計5臺機車,其車號與該機務(wù)段配屬的TEM5型內(nèi)燃機車車號大致相同;其余機車則交付路外企業(yè)。
TEM3M型(ТЭМ3М)
1986年,BMZ試制了TEM3M-001號機車,并在同年舉辦的國際鐵路運輸展覽會——“鐵路運輸-86”上展出。這臺機車改用1臺KZ設(shè)計、奔薩柴油機廠制造的2-6D49型柴油機(但柴油發(fā)電機組的出廠名稱為17-PDG-2型),走行部仍為無導(dǎo)框式軸箱三軸轉(zhuǎn)向架。

TEM16型和TEM17型(ТЭМ16 и ТЭМ17)
1982年,VZOR應(yīng)蘇聯(lián)國防部要求,復(fù)產(chǎn)被非正式稱為“DM62”的M62型內(nèi)燃機車作為RT-23彈道導(dǎo)彈列車本務(wù)機車。從第一臺“DM62”——M62-1724號機車開始,M62型內(nèi)燃機車改為采用無導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架。而隨著最后1組交付蘇聯(lián)鐵道部的2M62型內(nèi)燃機車——2M62-1261號機車,以及最后1組交付蒙古人民共和國烏蘭巴托鐵路局的2M62M型內(nèi)燃機車——2M62M-066號機車皆于1987年制造出廠,VZOR從此不再制造采用這種導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架的內(nèi)燃機車。
VZOR將剩余未使用的導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架移交給BMZ,用于制造TEM15型、TEM2U型和TEM2UM型內(nèi)燃機車。但在移交這些導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架的同時,VZOR領(lǐng)導(dǎo)層建議BMZ領(lǐng)導(dǎo)層,要么掌握導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架制造技術(shù),要么直接制造無導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架。

BMZ決定直接制造無導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架,并于1992年試制了裝用無導(dǎo)框式軸箱轉(zhuǎn)向架的2臺TEM16型內(nèi)燃機車和1臺TEM17型內(nèi)燃機車。TEM16型內(nèi)燃機車采用輸出功率為1200 hp的6D49型柴油機,而TEM17型內(nèi)燃機車采用輸出功率為1350 hp的1-PD4型柴油機。
TEM16-001號機車于1992年制造出廠,交付給斯維爾德洛夫斯克鐵路局葉戈爾希諾機務(wù)段;TEM16-002號機車于1994年制造出廠,并交付路外企業(yè)。而TEM17-001號機車于1992年制造出廠,交付給十月鐵路局圣彼得堡-芬蘭機務(wù)段。

技術(shù)數(shù)據(jù)

注釋
⑴俄語:Брянский машиностроительный завод。
⑵俄語:Коломенский завод。
⑶俄語:Ворошиловградский завод имени Октябрьской Революции。
⑷俄語:Луганский тепловозостроительный завод;烏克蘭語:Луганський тепловозобуд?вний завод。