【科普】【擴展】交付哈薩克斯坦等國的美國通用電氣公司TE33A型內(nèi)燃機車
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：指內(nèi)燃機車柴油機（或燃?xì)廨啓C車燃?xì)廨啓C）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。蘇聯(lián)鐵道部TE10型及M62型內(nèi)燃機車家族為直—直流電傳動形式。
交—直流電傳動：指內(nèi)燃機車柴油機（或活塞式天然氣發(fā)動機）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。俄羅斯鐵路TEM19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。本文提及的美國通用電氣公司TE33A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。
雙模式動力機車：本文提及的“雙模式動力”，是指一種可以從電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流或柴油機獲得動力的機車。西門子Vectron DE型雙模式動力機車即為雙模式動力機車。
美國通用電氣公司在本文內(nèi)均簡稱“GE”，烏克蘭盧甘斯克伏羅希洛夫格勒十月革*命內(nèi)燃機車制造廠簡稱“VZOR”。
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概述
TE33A型內(nèi)燃機車，俄語代號名為ТЭ33А，是GE Transportation于2009年推出的一種干線內(nèi)燃機車，交付于哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、烏克蘭等國的國家鐵路。
背景
1997年，哈薩克斯坦國家鐵路成立，接管了原蘇聯(lián)鐵道部在哈薩克斯坦境內(nèi)運營的原外阿拉爾鐵路、外里海鐵路及土西鐵路等鐵路線路。而在前一年，GE Transportation于1996年5月7日宣布承接哈薩克斯坦境內(nèi)西哈薩克斯坦鐵路局和阿拉木圖鐵路局的內(nèi)燃機車改造項目。
西哈薩克斯坦鐵路局首先將一節(jié)TE10型內(nèi)燃機車從哈薩克斯坦運到GE于美國賓夕法尼亞州伊利鎮(zhèn)開辦的工廠，并在這個工廠改裝GE的7FDL-12型柴油機、交流牽引發(fā)電機、固態(tài)整流裝置和新的牽引控制系統(tǒng)。另外的31節(jié)機車將由GE公司提供整套零部件，在哈薩克斯坦境內(nèi)完成改造工作。
在21世紀(jì)初，除了購置交—直—交電傳動電力機車外，哈薩克斯坦國家鐵路亦有購置交—直—交電傳動內(nèi)燃機車，旨在取代部分蘇聯(lián)時代制造的舊型機車，實現(xiàn)內(nèi)燃機車的更新?lián)Q代。
歷史
哈薩克斯坦國家鐵路在2006年與GE Transportation達(dá)成購置310臺內(nèi)燃機車的協(xié)議，此后哈薩克斯坦國家鐵路開始開發(fā)一種滿足鐵路貨物運輸?shù)募夹g(shù)特性，同時考慮到本地區(qū)的氣候特征、現(xiàn)代環(huán)境要求和衛(wèi)生規(guī)范的新型內(nèi)燃機車。
2009年，10臺被定型為TE33A的內(nèi)燃機車在GE伊利工廠制造完成。同年7月3日，哈薩克斯坦國家鐵路在阿斯塔納創(chuàng)立了哈薩克斯坦機車股份公司⑴，該公司此后開始制造TE33A型內(nèi)燃機車。
設(shè)計
TE33A型內(nèi)燃機車采用交—直—交流電傳動，額定功率為3356 KW，最高運行速度為120 km/h，可牽引6000 t重的列車。與直流牽引電動機相比，TE33A型內(nèi)燃機車的交流牽引電動機可使輸出功率增加約1.5倍。
柴油機
與分別安裝在2TE10M型內(nèi)燃機車和2TE116型內(nèi)燃機車上的10D100型柴油機和D49型柴油機相比，TE33A型內(nèi)燃機車的GEVO V12型柴油機采用了尺寸更大的活塞，并省去了4個氣缸和相應(yīng)的零件，每年可節(jié)省超過150000美元的維護(hù)、燃油和節(jié)油費用。而且TE33A型內(nèi)燃機車的檢修周期為92至120天，大大高于2TE10M和2TE116型內(nèi)燃機車的18天檢修周期。
GEVO V12型柴油機與7FDL-16型柴油機的另一個明顯區(qū)別是，采用了1臺帶雙風(fēng)扇混合冷卻系統(tǒng)的渦輪增壓器（代替原先的2臺），該系統(tǒng)能夠降低進(jìn)到柴油機內(nèi)的空氣溫度，使之接近于周圍環(huán)境溫度。冷卻系統(tǒng)為送入增壓器內(nèi)的廢氣裝配了附加的空-空冷卻回路。在該回路的作用下，更加強烈的氣流能夠增大功率、提高燃燒過程的效率，同時還能夠降低柴油機冷卻系統(tǒng)內(nèi)的水溫。GEVO V12型柴油機由于具有更低的工作溫度，因此延長了使用壽命。
電氣設(shè)備
風(fēng)機室內(nèi)裝有牽引機組，其包括發(fā)電機、輔助發(fā)電機、發(fā)電機冷卻風(fēng)扇和牽引逆變器。
輔助設(shè)備室內(nèi)安裝了牽引系統(tǒng)的主要部件———電力整流器和牽引變流器。該室內(nèi)還置有2塊計算機屏和計算機電源。另外有3塊交—直流配電盤和1塊交—交流配電盤用于輔助供電。此外，輔助設(shè)備室內(nèi)還裝有2臺冷卻風(fēng)扇、傳感器、接觸器、繼電器和用于顯示及排除高壓電流故障的安全保障系統(tǒng)。安裝在逆變器柜上的電阻制動裝置電阻器組件能夠保證對機車進(jìn)行電動制動。
為給帶鼠籠式轉(zhuǎn)子的異步牽引電動機供電，機車上采用了IGBT牽引逆變器。牽引發(fā)電機為四象限脈沖整流器供電，該整流器能夠根據(jù)恒定電流來保證電壓的恒定值。直流電路為6個高壓變流器（每個變流器配1臺牽引電動機）供電，它們能夠?qū)恳M(jìn)行單獨調(diào)節(jié)。各IGBT逆變器做成結(jié)構(gòu)相同的模塊。
轉(zhuǎn)向架
TE33A型內(nèi)燃機車采用三軸有導(dǎo)框式轉(zhuǎn)向架。導(dǎo)框是焊在構(gòu)架側(cè)梁上的一個鑄鋼件，軸箱上的導(dǎo)槽和構(gòu)架上的導(dǎo)框相配合組成導(dǎo)框定位。導(dǎo)框定位機構(gòu)相對簡單，軸箱在導(dǎo)框中可上、下移動，也可在規(guī)定的軸箱對構(gòu)架的橫動量范圍內(nèi)左、右移動。但是在實際運用當(dāng)中，有導(dǎo)框式轉(zhuǎn)向架有兩大缺點：
軸箱與構(gòu)架間的摩擦副；
當(dāng)機車過小曲線時軸箱與構(gòu)架間的剛性接觸將導(dǎo)致輪軸橫向動作用力偏大。
機車采用二系彈簧懸掛裝置：第一系使用彈簧和液壓減震器；第二系使用橡膠金屬元件和傾斜式液壓減震器。彈簧懸掛裝置能夠調(diào)節(jié)輪對重量分配，并能夠保證運行中車體和轉(zhuǎn)向架間的連接更穩(wěn)固。牽引力由中心銷來傳遞。
為使機車的輪周功率增大到500 kW，則不能采用輪箍式輪對。轉(zhuǎn)向架的設(shè)計可使機車在修理段時不需抬起車體即可將單個輪對推出（落輪）進(jìn)行旋輪。
技術(shù)數(shù)據(jù)表
運用
哈薩克斯坦國家鐵路
從2009年到2017年間，哈薩克斯坦國家鐵路配屬了至少289臺的TE33A型內(nèi)燃機車、至少11臺支持機車重聯(lián)的TE33AS型內(nèi)燃機車，并且配屬了至少8臺客運版本機車——TEP33A型。
蒙古國烏蘭巴托鐵路局
2009年，一臺由GE伊利工廠制造的、編號為MR-1001的TE33A型內(nèi)燃機車交付蒙古國烏蘭巴托鐵路局。
塔吉克斯坦鐵路
2011年11月，塔吉克斯坦鐵路訂購了6臺TE33A型內(nèi)燃機車，這些機車于2012年上半年交付完畢。這是哈薩克斯坦機車股份公司的第一單出口記錄。
吉爾吉斯斯坦鐵路
2012年7月3日，吉爾吉斯斯坦鐵路配屬了5臺TE33A型內(nèi)燃機車。
土庫曼斯坦鐵路
2014年，土庫曼斯坦購買了一臺TE33A-0280號機車，在新修建的哈薩克斯坦-土庫曼斯坦-伊朗鐵路開通儀式上使用。
烏克蘭鐵路
2013年5月，烏克蘭伊凡諾夫-蘭科夫斯克水泥公司⑵訂購了0249號TE33A-0249號機車，用于企業(yè)內(nèi)外的運輸。
2018年2月，烏克蘭鐵路與GE達(dá)成兩年內(nèi)購置30臺TE33AS型內(nèi)燃機車、并在接下來的十年內(nèi)于烏克蘭組裝多達(dá)195臺同型機車的協(xié)議。同年9月開始，30臺TE33AS型內(nèi)燃機車陸續(xù)從美國運抵烏克蘭境內(nèi)。
阿塞拜疆鐵路
2015年8月3日，阿塞拜疆鐵路配屬了TE33A-0287號機車，這是該國鐵路從哈薩克斯坦開發(fā)銀行附屬DBK租賃公司租賃的10臺TE33A型內(nèi)燃機車中的第一個。
摩爾多瓦鐵路
2018年11月，摩爾多瓦鐵路與GE達(dá)成在2020年內(nèi)購置12臺TE33A型內(nèi)燃機車的協(xié)議。這些機車的主要部件在美國制造，并在摩爾多瓦最終組裝。
后記
作為GE在當(dāng)代推出的一種交—直—交流電傳動內(nèi)燃機車，TE33A型內(nèi)燃機車由于具有很高的牽引性能，因此具有相當(dāng)高的工作效率，可以用單臺代替雙節(jié)重聯(lián)的2TE10M型內(nèi)燃機車來完成牽引重量相同的貨運列車任務(wù)。而TE33A型內(nèi)燃機車在哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、烏克蘭等國的投入運用，也讓GE成功打開了上述各國的內(nèi)燃機車市場。
注釋
⑴俄語：Локомотив курастыру зауыты；哈薩克語：Локомотив ??растыру зауыты。
⑵俄語：Ивано-Франковский цементно-шиферный комбинат；烏克蘭語：?вано-Франк?вськцемент。
參考鏈接
《GE公司承接哈薩克斯坦內(nèi)燃機車改造項目》，喬英忍 譯，《國外內(nèi)燃機車》1996年9月第9期，30頁
《GE內(nèi)燃機車復(fù)興KTZ車隊》，默里·休斯 著，鄒婷婷 譯，《國外鐵道車輛》2010年1月第1期，46頁
《哈薩克斯坦的鐵路牽引動力》，L·E·謝爾蓋耶娃 著，田睿 譯，《國外內(nèi)燃機車》2010年3月第3期，36~38頁
《哈薩克斯坦鐵路新型內(nèi)燃機車》，V·M·關(guān)舍夫 等著，田睿 譯，《國外內(nèi)燃機車》2013年2月第2期，10~12頁
《HXN5型機車軸箱定位方式對車輪磨耗性能的影響》，楊吉宗 等著，《鐵道機車與動車》2014年8月第8期，12~16頁
《ABOUT PRODUCT, АО "Локомотив курастыру зауыты"》：http://aolkz.kz/en/product
《TE33A — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=171
《TE33AS — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=1499
《TEP33A — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=1500
《Tajik Railways takes delivery of Evolution locomotives | News | Railway Gazette International》：https://www.railwaygazette.com/news/single-view/view/tajik-railways-takes-delivery-of-evolution-locomotives.html
《Kyrgyz Railways orders Evolution locomotives | News | Railway Gazette International》：https://www.railwaygazette.com/news/industry-technology/single-view/view/kyrgyz-railways-orders-evolution-locomotives.html
《First TE33A locomotive for Azerbaijan handed over | News | Railway Gazette International》：https://www.railwaygazette.com/news/traction-rolling-stock/single-view/view/first-te33a-locomotive-for-azerbaijan-handed-over.html
《GE and Ukrainian Railways sign US$1bn locomotive agreement | News | Railway Gazette International》：https://www.railwaygazette.com/news/traction-rolling-stock/single-view/view/ge-and-ukrainian-railways-sign-us1bn-locomotive-agreement.html
《Moldova taps GE for new power - Railway Age》：https://www.railwayage.com/mechanical/locomotives/moldova-taps-ge-for-new-power/
