(4.7)--第三章-6 火车百年史——内燃机车(一).pdf
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1、铁道知识l 科普话廊火车百年史内燃机车(一)文图姜冬青国外内燃机车的早期发展1 9 世纪末德国著名工程师鲁道夫狄塞尔发明了柴油机。然而他在科学上的最大贡献是发明了以柴油为燃料的新型内燃机。这是19 世纪末最重要的机械发明之一。柴油压缩点火式发动机发明后,成为蒸汽机车的竞争对手。1 9 1 2 年,瑞士温特图尔市的絮尔泽工厂制造出了世界上第一台柴油机车。机车重8 5 吨,功率为8 8 2 千瓦(1 2 0 0 马力)。在此之前,柴油机轨道车已由“汽车之父”德国人戴姆勒研制成功。但将这一原理运用于牵引列车,却困难重重,关键问题是如何将动力传递给轮轴。因为和蒸汽机相比,柴油机的传动要猛烈得多。后来人
2、们将发动机和轮轴之间的机械传动改为电动传动,即由柴油机带动发电机向电动机供电。柴油机车不仅效率高,而且只需蒸汽机车2 0 的燃料费,还能制造数千瓦至数万千瓦大小不同的引擎。二苎煮兰翌墨i 黧机车。罢曼主兰蹇内燃机车。1 9 2 4 年,前苏联制成一台3 0 0 3这时,许多国家也开始探索试制二七机车厂制造的北京液力传动干线”“”+。“”。”“。客运机车电力传动内燃机车,并交付铁路使用。2 运行中的内燃机车同年,德国用柴油机和空气压缩机配3 2R A I L W A YK N O W L E D G E接,利用柴油机排气余热加热压缩空气代替蒸汽,将蒸汽机车改装成为空气传动内燃机车。1 9 2 5
3、 年,美国将一台2 2 0 千瓦电传动内燃机车投入运用,从事调车作业。3 0 年代,内燃机车进入试用阶段,直流电力传动液力变扭器等广泛采用,并开始在内燃机车上采用液力耦合器和液力变扭器等热力传动装置的元件,但内燃机车仍以调车机车为主。3 0 年代后期,出现了一些由功率为9 0 0 1 0 0 0 千瓦单节机车多节连挂的干线客运内燃机车。所以第二次世界大战(1 9 3 9 年9 月1 日一1 9 4 5 年9 月2 日)以后,使用柴油机车的国家日益增多,并逐步取代了蒸汽机车的地位。第二次世界大战结束后,世界上一些发达国家铁路开始大规模现代化,重点是发展内燃机车作为牵引动力,以替代蒸汽机车,对线路
4、和通信信号进行现代化改造,提高行车速度,加大列车重量。牵引动力的内燃化是铁路现代化的基础。铁路牵引动力的现代化将在行车制度、指挥系统、养路、施工、装卸等方面,带动铁路新技术的全面发展。美国铁路于1 9 4 5 年开始大规模现代化,大量采用内燃机车代替蒸汽机车,于1 9 6 2 年基本上完成了向新型牵引动力过渡的过程。前苏联从1 9 5 6 年开始,大量采用内燃机车代替蒸汽机车,于1 9 7 0 年基本上完成了这个过程。印度铁路的牵引动力现代化用了3 0 多年(1 9 6 2 年一1 9 9 5 年,1 9 7 1 年停止生产蒸汽机车)基本完成这个过程。宣布停止使万方数据科普话廊J 铁道知识用蒸
5、汽机车的国家有:加拿大1 9 6 1年,美国、英国1 9 6 8 年,法国、日本1 9 7 5 年,苏联1 9 7 6 年,联邦德国1 9 7 7 年,印度1 9 9 7 年。中国对内燃机车的引进与研制中国从1 9 2 5 年开始引进内燃机车,到现在已经9 0 年了。1 9 2 5 年春,上海上南汽车股份有限公司购进并运用2 辆1 0 0 0 毫米窄轨铁道汽油机车。同年秋,上川交通股份有限公司在上海使用黑油机车、油电机车等,用于近郊运输,这是中国最早使用的小型内燃机车。1 9 3 6 年,北宁路在北京至通县段曾试用了汽油机车。1 9 2 9 年,东北的满铁购进电传动内燃机车和电传动内燃机动车,
6、在满铁投入运用。这是中国最早使用的大型内燃机车。1 9 3 3 年,大连厂试制出7 3 5 千瓦(1 0 0 马力)(L M 3 P)3 及1 1 0 2 5千瓦(1 5 0 马力)(L M 3 P)5 两种内燃机动车。1 9 3 4 年,大连厂试制成功了电传动内燃机动车(H-M)。该车速度高,性能优越,动车的两端均可驾驶,1 台头车可牵引三节拖车。由于不需要加煤和上水,日行可达4 8 0 公里,在南满铁路沈阳至大石桥1 8 0 公里每日可以往返三次。其内燃机额定功率3 6 7 5 0 千瓦(5 0 0 马力),额定转速9 0 0 转,分,持续功率3 3 8 千瓦(4 6 0马力),持续转速8
7、 3 0 转,分。该车的内燃机等部件以及机车的电器等部件分别由瑞士和日本制造进口的。这种动车,采用重油作燃油,燃料费用只需最小蒸汽机车的1 4,但是动车的造R A I L W A YK N O W L E D G E3 3万方数据铁道知识I 科普话廊价非常昂贵,是1 1 0 2 5 千瓦(1 5 0 马力)内燃机车的1 7 倍。1 9 3 4 年共制造6 台,投入南满铁路运用。1 9 3 5 年,大连厂试制成功2 辆内燃机动车,即(G M 3 P)4 和(G M 3 P)6。(G M 3 P)4 装7 3 5 千瓦(1 0 0 马力),(G M 3 P)6 装1 1 0 2 5 千瓦(1 5
8、0 马力)内燃机,动力传动方式采用液力耦合器与换流器配合,控制方式采用电磁方式。(G M 3 P)6 主要是单车运行,必要时可以挂2-3 辆客车。这2 种动车曾做短、中、长途试运行,性能优良。此后,大连厂试制的(G M 3 P)7 型内燃机动车,与(G M 3 P)6 型内燃机动车相同,也有控制装置。车体外侧长1 8 8 4 5 毫米,车体外侧宽2 9 6 0 毫米,车最高处3 6 8 4 毫米。车轮直径8 4 0 毫米,空车重3 4 5 吨,定额9 2 人。采用的内燃机为8 缸4冲程直列式,气缸直径1 3 5 毫米,冲程1 7 0 毫米,最大功率1 2 8 6 2 千瓦(17 5 马力),转
9、速17 5 0 转分;标定功率1 10 2 5 千瓦(15 0 马力),转速15 0 0 转分,重1 4 0 0 公斤。该型车可连接2-3 辆客车运行,还可牵引拖车,以牵引两辆客车为主。据1 9 4 3 年末统计,东北满铁运用的内燃机车有4 台标准轨内燃机车,都属于满铁,主要用于调车、小运转和建设铁路,完全是试验性的;1 8 5 台窄轨内燃机车和动车,主要运行在转移铁路和森林铁路上。这些机车与动车除少数是东北生产外,大部分是从国外进口的。新中国成立时,当时国内拥有4 6台内燃机车。1 9 5 6 年我国从匈牙利进口了少量D V M-2 K 电传动内燃机车,功率4 4 1 千瓦(6 0 0 马力
10、),直流电传动。5 0 年代末又从苏联进口了少量型电传动内燃机车,功率7 3 5 千瓦(1 0 0 0 马力),直流电力传动。这两种机车当时在东北及其附近做调车和小运转。主要是试验性的。按照中苏两国签订的关于协助中国开发内燃机车的协议,第一机械工业部工业局下属的大连厂、四方厂、机车车辆研究所、铁道部铁科院,以及有关大学选派了一些工程技术人员赴苏联考察、学习内燃机车。1 9 5 7 年,第一机械工业部机车车辆研究所从齐齐哈尔车辆厂调拨进了一台2 0 世纪3 0 年代德国制造的5 1 4 5 0 千瓦(7 0 0 马力)2 0 0 1 型号内燃机车。3 4R A I L W A YK N O W
11、L E D G E万方数据建设型电传动调车内燃机车1 9 5 8 年,北京长辛店机车车辆工厂(即北京二七机车工厂,简称二七厂)仿匈牙利N D l 型机车,试制出新中国第一台内燃机车建设型0 0 1 号直流电传动调车内燃机车,并在线路上作了试运行。该机车共试制了2 台。采用的柴油机装车功率4 4 1 千瓦,是仿N D l 机车的16 J V l 7 0 2 4 0 型柴油机。建设型1 号机车的问世,结束了中国不能制造内燃机车的历史。以N D l 型内燃机车为基础试制的2 台内燃机车、车体外形为流线型,传动方案有两种:一种是柴油机采用国产红旗3 0 0 型,由两台并联为2 x 2 0 0 千瓦,通
12、过一组齿轮箱驱动直流发电机,其他电机、电器、走行部及辅助系统部件完全按N D l 型机车仿制,重新设计车内布置,称为并联式;一种是除车体、车架外,完全按N D l 型仿制,包括自制柴油机一台组成一台机车。1 9 6 0 年,又从匈牙利购进2 列(共8 辆,编组为M+2 T+M,又称内燃摩托车组)N C 3 型内燃动车组。1 9 6 2 年,北京内燃机务段配属N D l 型内燃机车7 台,前苏联制造的N D Q 型内燃机车1 台。巨龙型电传动内燃机车1 9 5 6 年和1 9 5 7 年期问,大连厂成立了内燃机车设计小组,于1 9 5 8 年6 月完成了巨龙型内燃机车的全部设计工作。同年9 月底
13、,试制出2 台巨龙型干线客货运内燃机车。该机车是仿前苏联直流电传动干线内燃机车设计制造的,装配的柴油机是从前苏联进口的装车功率为1 4 7 1 千瓦的中速柴油机,采用直流电力传动,2 台机车可以重联。巨龙型机车虽然是仿照前苏联机车设计的,但是做了不少改进设计或改变设计。随后,这2 台巨龙型内燃机车进行了许多试验、试运和改进。科普话廊I 铁道知识先行型电传动内燃机车1 9 5 8 年7 月起,戚墅堰厂、上海交通大学、上海电机厂、无锡柴油机厂和华通开关厂开始联合设计双节重联2 9 4 0 千瓦(4 0 0 0 马力)先行型干线客货通用电传动内燃机车。同年8 月1 5日完成设计,1 2 月3 0 日
14、试制出1 节机车。先行型机车的设计试制还得到了上海电器器材厂等1 0 多个单位的帮助。先行型机车单节功率1 4 7 1 千瓦(2 0 0 0马力),轴式C O-C O,采用直流电传,轴重2 0 吨。机车装有两套独立的7 3 5千瓦(1 0 0 0 马力)柴油棚_ 发电机组,分别向前后转向架3 台固定并联的牵引电动机供电。前后两套主电路不并联,但可同时控制与调节。为了与主发电机构造相匹配,柴油机与发电女d L 2 _ 间以同心两级圆柱齿轮变速箱连接,从柴油机标定转速1 5 0 0 转分降速至主发电机的额定转速1 0 0 0 转,分。该变速箱中有两组人字齿轮,其特点为功率输入与1 D F 7 型调
15、车机车2 东风5 型电传动调车内燃机车1 9 7 7 年唐山机车车辆厂制造的第一台东风5 型0 0 0 7 号内燃机车输出在同一中心线上,便于柴油机与主发电机的布置。卫星液力传动内燃机车1 9 5 8 年7 月1 8 日,四方厂完成4 4 1 千瓦(6 0 0 马力)东风型液力传动内燃动车的设计。在此基础上,进行了双节重联的2 9 4 0 千瓦(4 0 0 0 马力)卫星(N Y l)型干线客运液力传动内燃机车的设计。于1 0 月前完成图纸设计后,立即投入了试制,并对S F 3 0 1 0 型液力传动装置等部件进行大量试验与改进,1 9 5 9 年4 月1 0 日,制成了第一节卫星型机车。1
16、9 6 1 年,对卫星型机车做了重大改进。到19 6 5 年共试制了4 台机车(4 2 0 1-4 2 0 2 号)。为以后东方红1 型机车的定型和批量生产打下了基础。卫星(N Y l)型液力传动内燃机车单节功率为1 4 7 1 千瓦(2 0 0 0马力),柴油机采用仿西德1 2 缸1 2 v 1 7 5 z 型,高速。机车转向架首次采用了无心盘的牵引拉杆装置。液力传R A I L W A YK N O W L E D G E3 5万方数据铁道知识I 科普话廊动装置参考西德经验,采用了V o i t h 液力传动装置的多循环圆结构型式。此外,1 9 5 8 年,戚墅堰厂设计试制出7 3 5 千
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