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【科普】苏联铁道部TEM2型开云体育 开云平台内燃机车及波兰国家铁路SM48型内燃机车考证

发布时间:2023-09-25 10:25:22 人气:

  Kaiyun App下载 全站Kaiyun App下载 全站直—直流电传动:指内燃机车柴油机通过联轴器直接驱动一台直流牵引发电机,输出直流电并供给数台并联的直流牵引电动机。本文提及的苏联铁道部TEM2型内燃机车为直—直流电传动形式。

  交—直流电传动:指内燃机车柴油机通过联轴器直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,经硅整流装置转换成直流电后,供给数台并联的直流牵引电动机。开云 开云体育法国国营铁路BB 67300型和BB 67400型内燃机车为交—直流电传动形式。

  交—交流电传动:指内燃机车柴油机通过联轴器直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,向牵引包供给电能,由牵引包提供电流给逆变器,逆变器输出电压和频率可变的交流电流,驱动每台并联的交流异步牵引电动机。法国国营铁路BB 60000型内燃机车为交—交流电传动形式。

  俄罗斯布良斯克机械制造厂在本文均简称“BMZ”⑴,沙德林汽车动力厂简称“ShAAZ”,乌克兰卢甘斯克伏罗希洛夫格勒内燃机车厂简称“VZOR”⑵;苏联铁道部简称“MPS”⑶,俄罗斯铁路简称“RZhD”,波兰国家铁路简称“PKP”。

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  TEM2型内燃机车⑷是MPS的调车内燃机车车型之一,也是苏联国内产量最大的铁路机车车型之一,由BMZ设计制造,于1960年至2000年间累计生产了超过8984台,至今仍然是RZhD的主力调车机车。TEM2型内燃机车是在TEM1型内燃机车基础上改进而成的调车机车,换装了更大功率的柴油机,功率为883千瓦。

  苏联卫国战争结束后,哈尔科夫运输机械制造厂通过参考从美国引进的Da型内燃机车,于1947年成功研制了TE1型内燃机车,成为苏联铁路史上第一种投入大批量生产的内燃机车。1947年,TE1型内燃机车在莫斯科的柳布利诺编组站进行调车作业试验,以验证TE1型机车替换EU型蒸汽机车担当调车机车的可行性。试验结果显示了内燃机车的巨大优势,其调车作业效率比蒸汽机车提高百分之20~40,而燃料及维护费用下降了百分之50~70。

  其后,塔什干铁路运输工程学院使用一台TE1型机车继续进行对调车内燃机车的研究,研究结论和之前还是相同,作业效率比蒸汽机车提高了百分之50,并能节省五分之四的燃料费用,每小时的运行成本减少百分之35~40;该研究还认为,由于TE1型内燃机车并非专门按调车机车的需要而设计,因此内燃机车作为调车机车方面尚有更大的潜力。

  1958年,BMZ在TE1型、TE3型内燃机车的基础上,研制了TEM1型内燃机车。TEM1型内燃机车沿用了与TE1型内燃机车相同的车体结构、牵引发电机和其他辅助设备,并采用了经过改进的2D50型柴油机,而走行部结构包括转向架及牵引电动机均与TE3型内燃机车相同。因此,TEM1型机车实际上是TE1型、TE3型机车的混合体,机车绝大部分零部件均能够通用,不仅有利于减少设计工序和快速投入生产,亦使机务部门的维护工作更为方便。

  1959年,在BMZ总设计师P·I·阿洛诺夫的监督下,机车设计局局长V·A·道尔戈夫开发研制新一代功率更大的调车内燃机车项目。为此,奔萨柴油机制造厂在2D50型柴油机的基础上研制了PD1型四冲程柴油机,而哈尔科夫电机制造厂亦研制了配套的GP-300型直流牵引发电机。

  1960年,BMZ试制了首两台TEM2型内燃机车,并在莫斯科铁路局利霍博雷机务段投入运用考核。1961年,TEM2-0002号机车在全苏铁道运输科学研究院谢尔宾卡环形铁道试验线上进行了热工及牵引性能试验。由于TEM2型内燃机车仍属于苏联铁路第一代直流电传动内燃机车,并没有柴油机—发电机组恒功率励磁调节装置,因而试验结果显示机车的恒功调速范围较狭窄,无法充分利用柴油机的输出功率,若不采用磁场削弱则机车最高恒功速度只能达到37公里/小时。

  经过长时间的试验和改进后,BMZ于1967年开始批量生产TEM2型内燃机车,并在1968年停产TEM1型内燃机车。

  经过长时间的试验和改进后,BMZ于1967年开始批量生产TEM2型内燃机车,并在1968年停产TEM1型内燃机车。1969年至1979年间,VZOR亦按照相同的图纸批量生产TEM2型内燃机车。

  由于TEM2型内燃机车的运用可靠性理想,从1970年起被列为苏联国家优质产品。从1960年至1975年,BMZ共生产了2160台TEM2型机车,全部交付MPS;VZOR共生产了1000台,其中578台交付MPS,其余均交付路外厂矿企业使用。自1982年以来,TEM2-7244号机车及之后新造机车的车体与TEM2U型内燃机车车体类似。到1984年时,两家工厂制造7870台TEM2型内燃机车⑸。

  TEM2A型内燃机车支持在1520毫米宽轨轨距和1435毫米标准轨距之间互换转向架,且支持调整车钩高度上至1054毫米下至880毫米。至少制造了397台TEM2A型内燃机车⑸,涵盖于TEM2型和TEM2U型内燃机车当中。

  1974年,BMZ试制了首台TEM2M-001号机车,并于1984年开始小批量生产,该型机车采用了科洛姆纳工厂研制的2-6D49型柴油机。BMZ共生产了287台TEM2M型内燃机车,全部交付工厂企业使用。

  1987年,BMZ开始制造TEM15型内燃机车。TEM15型机车是TEM2M型机车的进一步发展,采用了科洛姆纳工厂研制的6D49型柴油机。尽管TEM15型机车最初是为古巴铁路制造,定型为TEM15K型,但大部分TEM15型机车还是由苏联工业铁路运用。1995年停产时,BMZ生产了194台TEM15型机车。

  PKP在1976年到1988年间进口130台TEM2A型内燃机车,主要用于与苏联接壤的东部铁路口岸,该型机车在PKP系统内被定型为SM48型内燃机车。

  此外,波兰从1974年到20世纪80年代末期间,购置300台TEM2A型内燃机车,运用于波兰工业铁路。

  1978年,BMZ试制了首台TEM2U型内燃机车——TEM2U-001号机车,并于1984年从TEM2U-8001号机车开始批量生产。TEM2U型内燃机车采用了经过改良的车体及司机室外观,并对柴油发电机组、悬挂系统、冷却水系统进行了改进,机车整备重量略为提高到123.6吨。

  1976年,BMZ在TEM2-1983号机车的其中一个转向架上,进行了安装电磁轨制动装置的试验,利用电磁铁及钢轨之间产生的电磁吸力来提高轮轨粘着利用系数。根据MPS的要求,BMZ于1978年试制了TEM2US-001号机车,该型机车的两台转向架上均装有电磁轨制动装置,并在全苏铁道运输科学研究院的环形铁道试验线进行了试验。

  1985年,BMZ试制了两台加装了电阻制动装置的TEM2t型内燃机车,并在布良斯克机务段投入运用考核。

  1988年,BMZ开始生产装用1PD-4A型柴油发电机组的TEM2UM型内燃机车,柴油机装车功率由1200马力提高到1400马力。首五台机车并设有电阻制动装置,称为TEM2UMT型机车。1988年至2000年间,共生产了1084台TEM2UM型机车。

  TEM2TK型内燃机车是适用于热带地区的TEM2型内燃机车。古巴铁路从BMZ购置了一批TEM2TK型内燃机车运用。

  波兰Newag公司在2010年到2016年间将SM48型内燃机车和TEM2A型内燃机车于小波兰省新松奇工厂进行现代化改造。按Newag公司改造方案,改造后的标准轨距机车定型为15D型,宽轨轨距机车定型为16D型。

  改造措施包括:完全重建机车罩式车体和司机室,新发电机组由美国卡特比勒公司制3512C型柴油机、主发电机和辅助发电机组成。机车采用微处理器控制系统、防滑系统、螺杆空气压缩机和交—直流电传动。在现代化改造过程中,额定功率从882千瓦增加到1550千瓦,因此,15D型、16D型机车也可以用作干线机车。由于使用了更新的和较小的部件,因此大大降低了罩体的高度,提高了行车时的视野。机车安装了功率为4.3千瓦的KL20E型机车空调、GPS和NES微处理器控制系统。

  16D-001号机车的试运行在PKP冶金宽轨铁路进行。测试成功后,冶金宽轨铁路于2011年12月19日与Newag签订了购买5台16D型机车的合同。到2013年10月时,冶金宽轨铁路存有7台16D型机车。

  2012年,Newag对Kolprem公司自备的2台TEM2A型机车——TEM2A-058号和TEM2A-060号机车进行了现代化改造。2台机车在现代化改造后,分别编为16D/A-008号和16D/A-009号机车,后分别编为16D-008号和009号机车。同年9月,16D-009号机车在柏林的InnoTrans展览会上展出。后来,这两台内燃机车均被送往Sławków的矿石重装站,在那里进行调车工作。

  2013年5月6日,Newag与PKP Cargo签署了将30台SM48型机车现代化改造为ST48型(15D型)的协议。前2台机车已于同年9月交付,其中一部在格但斯克的Trako展览会上展出。2015年9月,ST48型内燃机车被批准在立陶宛标准轨距铁路上运行。2016年2月,最后一批订购的机车交付。2018年4月,PKP Cargo与Newag签订了合同,对另外60台SM48型机车进行现代化改造,其中15台改造为16D型机车,以便于在1520毫米宽轨轨距铁路线月,Orlen集团与Newag签署了一项为Orlen KolTrans改造两台15D型机车合同。机车于2018年1月交付Orlen集团。

  TEM2UGMK型内燃机车是TEM2型内燃机车的深度现代化的结果,由ShAAZ进行现代化改造。在现代化改造过程中,位于底架上的所有部件(包括司机室和罩体)都将被更换为新部件。转向架的设计没有改变,只进行了维修。基于TEM2UGMK型机车的设计,TEM18型、TEM15型和其他调车内燃机车可以进行类似的现代化改造。

  TEM2UGMK型内燃机车采用交—直流电传动,直流牵引电动机通过整流器装置从交流牵引发电机接收电力。其改造措施包括:完全重建机车罩式车体和司机室,新发电机组由美国康明斯公司制QST30-L2型柴油机、Woodward-MEGA制ITAG-900/175型发电机组组成。

  Woodward-MEGA制造的ITAG-900/175型发电机组由位于一个壳体中的牵引发电机、辅助发电机、集成的整流器装置和带有独立驱动器的单元冷却风扇组成。牵引发电机和辅助发电机是具有独立励磁的三相同步无刷电机。牵引发电机的功率为900千瓦,整流装置端子的电压为650/340伏,电流为1385/2647安。辅助发电机的功率在700转/分钟的转子速度下为60千伏安,在1200转/分钟的转子速度下为175千伏安。整流器设备包括一个整流桥系统,该整流桥的端子连接到外部接线盒。整流器设备还包括用于测量每组牵引电动机电流的分流器,以及内置的开关过电压保护。该装置的转子轴基于两个滚动轴承,其使用寿命至少为3万小时。重量为5800千克。

  在车体结构上,TEM2型机车和TEM1型机车并没有较大的改变,较明显的差异在于司机室采用了垂直的侧墙,不再采用TEM1型机车司机室侧墙上部向上倾斜的设计,以方便司机瞭望。机车采用底架承载结构罩式车体,车体各项载荷全部由底架承担,底架和车体重量通过旁承由两台三轴转向架支承,牵引力和制动力通过心盘传递。开云 开云体育车体采用外走廊式罩式结构,司机室位于车体中部。

  TEM2型机车装用一台PD1型柴油机,是在2D50型柴油机的基础上,通过强化涡轮增压器及中冷器,从而提高了输出功率。该型柴油机为六气缸、四冲程、带废气涡轮增压的直列式柴油机,气缸采用直列式布置,气缸直径为318毫米,活塞行程为330毫米,额定转速略为提高到每分钟750转,额定功率从1000马力提高到1200马力,单位燃料消耗量为178~179克/有效马力·小时。柴油机重量为16600公斤。

  TEM2型内燃机车采用直—直流电传动,传动系统主要由牵引发电机和牵引电动机组成。柴油机输出轴直接传递功率给直流牵引发电机,然后供给两台转向架上的六台直流牵引电动机。机车采用一台GP-300型牵引发电机,设有八个主极和八个换向极,当发电机以额定转速每分钟750转工作时,额定功率达到780千瓦,发电机总重5100公斤。

  首三台机车(0001~0003)采用EDT-340V型四极串励脉流牵引电动机,持续功率为108千瓦,额定电压为220伏,额定电流为590安培,额定转速为每分钟260转,牵引齿轮传动比为15:68。0004~0015号机车采用ED-104B型牵引电动机,持续功率为113千瓦,额定电压为208伏,额定电流为625安培,牵引齿轮传动比为17:75;同时,改为采用具有八个运行级位的司机控制器。从1967年生产的0016号机车起,改为采用ED-107型牵引电动机,持续功率为112千瓦,额定电压为215伏,额定电流为605安培。

  不同于TEM1型机车对牵引电动机采用串—并联换接进行调压,TEM2型内燃机车采用了与TE3型内燃机车相同的调压方式,每两台牵引电机串联连接,三组牵引电机并联连接。为了扩大机车的恒功率调速范围,TEM2型机车能够对牵引电机实施二级磁场削弱,削弱率分别为48%及25%。而机车的励磁机、辅助发电机、空气压缩机、燃油箱等设备均与TEM1型机车相同。

  从0004号机车起,改为采用ED-104B型牵引电动机和具有八个运行级位的司机控制器;

  从0016号机车起,改为采用ED-107型牵引电动机及具有均衡梁的转向架;

  从0017号机车起,在机车主电路引入了特殊的总线,用于连接电气线路的测试,并更换了断路器等电路保护装置;

  从0250号机车起,将高压电器柜直接焊接到车体底架上,取代以往的螺栓连接;

  由于TEM2型内燃机车的运用可靠性理想,从1970年起被列为苏联国家优质产品。而在1960年到2000年间超过8984台的数量,使得TEM2型内燃机车与ChME3型内燃机车共同占了俄罗斯调车内燃机车车队的九成以上。而波兰和俄罗斯分别对SM48型内燃机车和TEM2型内燃机车进行现代化改造,亦显示出TEM2型内燃机车在当代仍具有改造价值。

  ⑸根据韦亚切斯拉夫·索克洛夫《Маневровые тепловозы》一表记载称,1960年到1984年间共计制造6219台TEM2型内燃机车。





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