终点站 中国 K型电力机车
前言
在法国铁路历史资料中心的茫茫书刊中,有幸翻阅到了这篇文章,其详细地从出口国的角度介绍了8K型电力机车的方方面面,现翻译整理分享给大家。让我们从另一个视角回到那个令人怀念的80年代。
占了一整个杂志封面的8K 001A号正文
终点站:中国,8K型电力机车准备出发
在贝尔福的阿尔斯通工厂中,中国铁路向五十赫兹集团订购的150组重连机车中的第一组刚刚正式向公众展出。这实在是件令人愉快的事情,这笔订单再次验证了中国对我国铁路技术的高度信任。
贝尔福的阿尔斯通工厂里就像是刚过完节了一样:7月9日,中国铁路订购的150组”8K“机车中的第一组正式在测试轨道上向公众展示。从1985年3月27日签字笔离开合同的纸面到机车下线,仅仅经过了16个月。这证明了由法国的阿尔斯通和MTE,德国的AEG与西门子,瑞士的BBC还有比利时的ACEC组成的欧洲五十赫兹集团的优秀合作效率。这可是一笔25亿法郎的订单!机车预计于1986年10月到1987年11月之间运送到中国,平均算下来,一天要完成一台半机车的工作。
在几百米的试运行之前,一个庞大的中国代表团特别前往贝尔福,其中一些人甚至是从中国赶来,他们剪断了驾驶室门口的彩带,标志着第一台机车的落成。他们中的代表人物,中国驻巴黎大使曹克强先生亲自出席活动。欧洲方面,法国的有关部委,法国铁路代表以及欧洲的一些合作厂家代表一同出席,见证这次重要的交付仪式。
8K 001号机车在贝尔福
一段自信的历史
总而言之,这一切都要从1984年7月15日,由中国铁道部副部长李克非率领的中国考察团抵达法国,开始就采购重连机车项目进行考察时说起。1985年3月27日,经过了近9个月连续不停的谈判后,在国务院副总理李鹏的见证下,中国机械进出口有限公司副总经理顾永江先生和阿尔斯通公司总裁Desgeorges先生签订了世界电力机车领域中最重要的合同。
“新合同的签订之所以是一个标志性事件,是因为它有着如下几个原因,”阿尔斯通总裁Jean-Pierre Desgeorges说,“首先这象征着法国铁路工业与中国铁路之间近30年的长期友谊。事实上,从1958年开始,阿尔斯通和MTE公司就已经在与中国方面签订的三个合同框架内,为中国铁路提供了75台电力机车和40台电传动内燃机车。”
“尽管这份合同面对着很多国际竞争的压力,但得益于中法双方多年来在铁路技术方面建立的相互了解、信任和友爱的合作氛围,150台重连机车的订单还是顺利签署了。不过,成功签署合同只是一方面,我们应该从另一个角度看待这件事:中国铁路总是以对技术转让的态度来选择合作伙伴,这样一来可以加速中国铁路的现代化进程,他们十分看重这个。”
中国代表团与贝尔福工厂内的8K型机车
由此,在签订供货合同的同时也附加上了一份技术转让合同:在五十赫兹集团的工程师协助下,中国工厂将制造两台类似的机车。这样一来,中国的工程师和工人就会熟悉欧洲机车的制造方法,并为今后主机厂使用中国制造的部件来生产机车而做好准备。现在,五十赫兹集团的工厂已经做好准备来培训数百名中国工程人员。
在厂内交谈的中法双方技术人员
据阿尔斯通总裁介绍,这种密切合作可能会进行到第二阶段,欧洲直接协助进行中国工厂的现代化以提高其产能。
“我确信,在不久的将来,中法两国在交通领域的合作将迎来新的机遇,正如中国铁道部部长丁关根所言,交通运输领域是中国经济发展计划中极为重要的部分。阿尔斯通和五十赫兹集团的合作伙伴在此领域拥有世界上最优秀的技术。我也相信在未来的日子里,中国与我们公司的合作关系会进一步加深。”
贝尔福工厂内的8K型机车
BB 15000和TGV的混合体?
从技术角度来看,中国的8K型电力机车十分接近于BB 15000型电力机车和TGV。它们继承了BB 15000的两个串联整流桥,这两个整流桥给每个转向架的两台独立电动机供电;同时,机车也保留了使用再生制动的可能性。与TGV的相似之处是,机车顶上的高压引通线将两台机车的高压部分连接在了一起。
值得一提的是,每台8K型机车都由两台背靠背的单司机室Bo-Bo机车组成,但它们也可分开单独运转。8根车轴和6400kW的总功率与它们未来的使用条件相对应:在山区蜿蜒的线路上牵引重载货运列车,尤其是煤炭。
因此,机车要增加粘着性能以提升牵引力,车轴最细微的异常蠕滑都会被高度精密的防滑传感器检测到,该系统能够协调每个牵引电机,通过检测轮周速度差异进行电机减载来校正牵引力,使机车拥有最好的粘着性。此外,车体和转向架之间通过低位牵引杆链接,最大化消除了单轴牵引力变化时的轴重转移,进一步提高了粘著利用率。这些措施保证了机车在高牵引力工况下,也就是启动时,也不会打滑。
从下图可以看出,机车可以在启动时提供628千牛的牵引力,(34.8%粘着),机车在牵引4000吨货车行驶在千分之九的坡道上时依然能提供471千牛的牵引力并且保持速度在48公里/小时。另外,由于8K型机车计划在山区线路行驶,因此它配备了再生制动系统以将电能返回给接触网。
除了这些技术特点外,因为机车要在变电站相距较远的供电困难区段运行,所以8K型机车还配备了功率因数提高装置来补偿供电臂末端的压降。
机车内部也根据要求进行了改进,变压器的上方安装了开关柜,将高压布线减少到最低程度,低压线路则沿车顶内壁敷设。互相远离的高低压部分和重新安排的车内布置提升了元器件在日常维护中的可访问性。
车体方面,每节机车的框架由两根在两端相连的纵向主梁组成,中间有支撑。三角形的侧墙结构与框架形成一个整体。根据计算结果,此结构可以承受25千牛的力。整个结构由半不锈钢铜制成,驾驶室装有空调。
每台转向架有两个电动机,安装在焊接的碳钢制H型框架上,在减小轴距的同时也简化了电动机的更换。两台电机悬挂在转向架的两端,通过旋转联轴节驱动车轴。为了保证载荷的均匀分布和良好的稳定性,一系悬挂采用轴箱螺旋弹簧与弹性连杆的灵活结构。
一组内的两台机车由车顶的高压引通线连接高压部分,每台机车装备了:
- 一台5126 kVA的主变压器,包括两个平滑扼流圈和八个谐波滤波器。
- 一个装有整流器和附属设备的中央单元,包含28个容量为2200V 1500A的晶闸管和8个容量为2200V 2500A的二极管。
牵引电机与之前出口中国的6Y2型机车相似,为TAO 649D型六极串励脉流电动机。
在阿尔斯通工厂的测试轨道上完成实验后,第一辆8K机车应该很快就会在贝尔福和米卢斯之间的线路上进行模拟未来使用环境的路试。这些美丽的机车到达它们远方的新家之前,这是个让它们给我们带来更多惊喜的好机会。
8K型机车整体结构图
8K的转向架在Creusot工厂制造
今日的Creusot车间依然是一片忙碌的景象:为格勒诺布尔有轨电车和阿尔及利亚客车准备的转向架正以良好的速率出厂。每台8K型机车的双节重联车体也将稳稳地置于这个工厂制造的四个转向架上。
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1,在另一个车间完成焊接结构和喷漆之后,转向架框架在这台带移动龙门的数控铣床上进行加工。
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2,从一个工位到另一个工位,框架像穿衣服一样依次装上一次悬挂、闸瓦、制动系统管路和二次悬挂等部件。
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3,在一段平行轨道上,走行部分正在进行组装,包括符合中国标准的车轮、轴承、齿轮箱和电机总成。电动机来自于不同的厂家(阿尔斯通、AEG、西门子)。
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4,前一个步骤的传动部分通过轨道运送,在这里与转向架框架组装起来。由此,转向架完成了基础制作工序,马上可以开始测试了。
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5,转向架在这个工位上加装最后的一些设备(特别是连杆),现在可以进行车轮旋转和制动测试。同时,千斤顶也将模拟车体施加的压力。
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6,装配完成,准备出厂。
欧洲制造的机车
1985年3月27日,中国机械进出口公司向欧洲五十赫兹集团下达了150台重联机车8K型的订单,或者说是300台单司机室Bo-Bo机车。如下图所示,订单由法国阿尔斯通和MTE领导,德国西门子和AEG,瑞士BBC和SLM(准成员)还有比利时ACEC分担。
注1:半导体,晶闸管和二极管元件由勒芒的CDSW提供,控制系统和辅助变流器由BBC提供。
注释:2组机车,也就是4台,其零件将运送至中国并在本地组装。
(全文完,感谢阅读)
参考资料
本文翻译自《铁道生活》(La vie du rail)杂志1986年7月第2054期。原文作者为Philippe Hérissé,铁路工程师、《铁道生活》主编。
在马赛港装船的8K型电力机车
不靠谱科普系列K型电力机车
6K型电力机车是中华人民共和国铁道部于1980年代为满足陇海铁路郑州至宝鸡段电气化铁路需要、通过国际招标方式向日本川崎重工业、三菱电机订购的电力机车车型,共计85台,全部配属郑州铁路局洛阳机务段使用。6K型电力机车为六轴相控交—直流传动电力机车,采用Bo-Bo-Bo轴式、三段不等分半控桥调压电路、复励牵引电动机、微机控制系统。
中文名:6K型电力机车
外文名:6K type electric locomotive
类型:电力机车
生产国:日本
生产厂商:川崎重工三菱电机
发展历史背景
1970年代,随着中日关系正常化,为了加强中日之间经济交流与合作,时任日本首相大平正芳于1979年12月访华期间,正式提出对华提供日元贷款,支持中国现代化,从此开启了对华政府开发援助的大门。从1980年开始,中华人民共和国铁道部开始利用日元贷款,大规模投资铁路建设、设备改造,以扩大铁路运输能力。1984年10月26日,中日两国政府在东京签订第二批日元贷款第一年度(1984年)贷款协议,贷款金额为1578亿日元,其中的铁路项目包括陇海铁路郑州至宝鸡段的复线电气化工程,是中国第七个五年计划期间重点铁路技术改造项目之一。根据贷款需要,中国政府聘请日本国际协力事业团(JICA)对陇海铁路郑宝段复线及电气化项目进行调查,并由日方最终完成分析报告;设备采购要根据日本海外经济协力基金(OECF)贷款项下的采购指南及贷款协议有关规定进行,在绝大多数情况下要求采用国际竞争性招标方式。引进为采购用于陇海铁路郑宝段电气化铁路的电力机车,中国铁道部于1986年展开了电力机车的国际招标项目,成为继8K型电力机车之后第二种按照中国铁道部招标书要求、通过国际招标引进的中国铁路机车;对于机车选型,主要考虑是要满足近期铁路货运的牵引要求、质量上可靠耐用,并对国产电力机车有借鉴作用。铁道部通过中国机械进出口总公司向世界著名的机车制造公司发出招标书,参加招标的公司包括瑞典、日本、瑞士等国家的机车制造商。经过谈判和评标后,中国正式向日本三菱电机和川崎重工业订购85台6K型电力机车,交易总额达240亿日元。在机车型号中,“6”代表六轴,“K”代表可控硅整流。
6K型电力机车由川崎重工业、三菱电机联合设计制造,三菱电机伊丹制作所提供电气部件,川崎重工业兵库工厂提供机械部分并进行总组装,此外住友金属工业也负责提供车轴,川崎重工业内部代号为K6,意为川崎重工业公司第六款出口机车。机车设计图纸经中方审定后,由中方派出人员赴工厂执行监造工作,对机车部件的加工工艺、生产流程、整机组装等进行质量管理。6K型电力机车为六轴相控交流电力机车,为适应陇海铁路郑宝段部分区段小半径曲线多、坡度大的运行条件,6K型机车选用了Bo-Bo-Bo的机车轴式,有别于中国国产电力机车传统的Co-Co轴式。6K型机车基本继承了日本电力机车的传统设计和技术,其中电气部分参考了日本国铁的ED75型500番台、ED77型电力机车的多段桥相控整流电路;机车车体和转向架等机械部分参考了EF66型、EF81型电力机车的设计。
6K原型车(图片源自百度)
运用
首台6K型机车于1987年7月底运抵中国,并于同年11月至1988年3月期间对机车进行整车性能的型式试验,这项试验由日方委托铁道部科学研究院,在北京环形铁道进行。经验收试验后,发现6K型机车有五项部件未能符合合同规定的质量要求,经交涉后日方承认责任并负担赔偿,总赔偿额超过41亿日元;其中最显著的问题为牵引电动机故障,首批6K型电力机车投入运行不久,就出现许多牵引电机环火、换向器异常等故障,严重影响了机车的正常运行,最终三菱电机承认了电机结构上存在的缺陷,同意赔偿并更换了所有机车的牵引电机。
6K-001号车(图片源自百度)
80台6K型电力机车于1987年至1988年间分批运抵中国,全部配属郑州铁路局洛阳机务段,担负陇海铁路郑州(郑州北)—洛阳—三门峡西区段的客货列车牵引任务,成为此后20年间该区段的主力电力机车车型之一。至2000年代末,6K型机车不但用于担当陇海铁路郑州北至新丰镇段的货运列车交路,同时还负责华山至洛阳段客运列车交路和洛阳至嘉峰段客运列车交路。2009年12月底,焦柳铁路洛阳至张家界区段电气化改造工程全线完工,洛阳机务段从2010年3月起使用6K型、韶山6型电力机车担当牵引洛阳北(关林)至襄樊北间的货物列车,大部分6K型机车从陇海铁路调至焦柳铁路使用。
2013年下半年,由于机车经过长时间运用而老化严重,洛阳机务段开始批量报废6K型电力机车。2014年3月21日,随着嘉峰至洛阳的6918/6919次旅客列车到达洛阳站,亦标志着6K型电力机车完成最后一次牵引任务。6K型电力机车在中国铁路服役的27年间,平均每台机车走行396万余公里。6K型电力机车停运报废后,焦柳线货物列车均改由韶山4型电力机车担当,嘉峰至洛阳的普通旅客列车亦改由HXD3型电力机车牵引。
影响
在1980年代中国从国外引进的8K、6K、8G型三种电力机车车型之中,6K型机车是技术较先进的车型之一;根据中国要求,三种机车均采用Bo二轴转向架为基础、单轴功率800千瓦、最高速度100公里/小时、以发挥牵引力为主的交—直流电传动电力机车。6K型电力机车的Bo-Bo-Bo轴式转向架、C级绝缘复励牵引电动机、多处理器微机控制系统等先进技术对当时中国国产电力机车而言均为国内首见。这些先进技术的引进和国产化,对后来中国国产电力机车发展造成重要影响。
1992年,通过消化吸收6K、8K型电力机车技术,大同机车厂与株洲电力机车研究所成功试制了韶山7型电力机车。韶山7型机车大量采用了6K型电力机车的技术,其Bo-Bo-Bo轴式转向架、复励牵引电动机、Z型低位拉杆牵引装置等均直接借鉴自6K型机车;大同厂并在韶山7型基础上,先后研制了韶山7B型、韶山7C型、韶山7D型等一系列电力机车,以及ZD11ZD120A型等复励牵引电动机。而株洲电力机车厂通过学习6K型电力机车的主电路系统,将不等分三段桥晶闸管相控调压技术广泛应用于韶山3型4000系、韶山4改型、韶山4B型、韶山6B型、韶山8型等国产电力机车。此外,6K型电力机车使用的法维莱LV-2600型受电弓,由于重量轻、特性稳定、故障率低,因此也成为国产化的对象,被广泛用于中国“韶山”系列电力机车。
6K-052车(图片源自百度)
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