NY7 型內燃機車

NY7 型內燃機車是西德亨舍爾公司於 1970 年代為中國鐵路設計製造的液力傳動內燃機車車型之一。該型機車是採用雙機組設計的幹線貨運機車，設有兩套相同而又互相獨立的動力傳動機組，車上裝有兩臺 MTU MA 12V 956 SB10 高速柴油機，以及兩臺福伊特 L820rU 型液力傳動裝置，機車最大速度為 120 公里 / 小時，機車名義功率為 5400 馬力，最大運用功率為 5000 馬力。除了柴油機型號和個別配件稍有不同，其他如車體結構、裝置佈置、輔助機組、傳動裝置、走行裝置等部分皆與 NY6 型柴油機車完全相同。NY7 型機車總數共計 20 臺，曾先後配屬過山海關機務段、靈丘機務段、北京內燃機務段。

發展歷史

1.1 引進背景

1967 年，中國為了引進西德液力傳動柴油機車的先進技術，引進四臺由亨舍爾公司製造、以德國聯邦鐵路 V320 型柴油機車為基礎、根據中國方面訂貨要求而設計的 4000 馬力液力傳動柴油機車，即 NY5 型柴油機車，作為自主研製大馬力液力傳動柴油機車的技術樣板。NY5 型機車投入運用以後由於效能表現良好，同時為了緩解缺乏大功率柴油機車的局面，中國於 1970 年決定再次向亨舍爾公司訂購一批功率更大的液力傳動柴油機車。1970 年夏季，中德雙方進行了為期三個月的貿易和技術談判，確定了機車的技術條件。1970 年 7 月，中國技術進出口總公司代表中華人民共和國鐵道部，與西德亨舍爾公司正式簽訂了 30 臺大功率液力傳動柴油機車的訂單，合同總價值超過 8000 萬西德馬克，這也是繼 1958 年埃及向亨舍爾訂購總值 1 億馬克的柴油機車之後，十二年來西德機車車輛製造業收到的最大一張出口訂單。

根據中國提出的訂貨要求，新機車是以 NY5 型機車為基礎、設計速度為 120 公里 / 小時的幹線貨運機車，在技術條件允許的情況下儘量提高機車功率和牽引力。這批機車號稱當時世界上單機功率最大的液力傳動柴油機車，原計劃全部裝用 MTU MA 12V 956 系列柴油機，機車標定功率為 5400 馬力。然而，MTU MA 12V 956 TB10 型柴油機雖然是當時西德能夠提供的功率最大的機車用柴油機，但該型柴油機未經詳盡的運用試驗就投入批次生產，並且大量裝用於德國聯邦鐵路 218 型柴油機車上，因此運用初期柴油機常常發生故障，不能用於出口產品。同時，MTU 公司正忙於查詢缺陷和作出修改，作為改進型的 MTU MA 12V 956 SB10 型柴油機遲遲未能定型生產。

鑑於中國要求的交貨時間較為緊迫，經協商後決定先行交付 10 臺裝用 MTU MB 16V 652 TB10 型柴油機的機車，該型柴油機雖然功率較小但技術成熟可靠，被廣泛裝用於德國聯邦鐵路 216 型、215 型、217 型柴油機車。這批機車在中國鐵路系統內被定型為 NY6 型柴油機車，機車標定功率為 4600 馬力，在亨舍爾公司的內部設計代號為 DHG 4600，機車生產序號為 31621～31630。而訂單中的其餘 20 臺機車則仍然裝用 MTU MA 12V 956 SB10 型柴油機，機車標定功率為 5400 馬力，在中國鐵路系統內被定型為 NY7 型柴油機車，在亨舍爾公司的內部設計代號為 DHG 5400，機車生產序號為 31631～31650。NY6 型機車與 NY7 型機車相比，除了柴油機型號和相關配件不同之外，其他如車體結構、裝置佈置、輔助機組、傳動裝置、走行裝置等部分皆完全相同，因此兩者實際上是不同功率等級的同型機車，因此它們亦擁有連續的機車編號，車號分別為 0001～0010、0011～0030。

1.2 運用歷史

NY7 型柴油機車由位於德國黑森州卡塞爾的亨舍爾機車工廠組裝，機車完成出廠驗收試驗後在漢堡港裝船啟運，並於 1972 年中陸續運抵中國塘沽新港，至同年 12 月全部機車交付完畢。1972 年 8 月，NY7 型內燃機車配屬錦州鐵路局山海關機務段（錦局山段）使用，與東方紅 1 型內燃機車共同成為當時沈山鐵路的主力客運機車，擔當沈山鐵路山海關站至瀋陽站間的旅客列車牽引任務。NY7 型機車在磨合期內亦曾經發生過一些因質量問題造成的故障，例如，NY7 型 0014 號在投入運用不到兩個月便發現均衡梁焊縫出現裂紋，隨後又在另一臺車上發生執行途中均衡梁斷裂的嚴重事故，德國方面一開始不承認是設計問題，認為是機車執行線路質量不好造成，隨後亨舍爾公司派出技術人員來華檢查，最終承認該零部件原設計存在缺陷，同意更換 20 臺機車上的 240 套均衡梁。

1974 年，山海關機務段的其中 10 臺 NY7 型機車，轉配屬北京鐵路局太原鐵路分局靈丘機務段（京局靈段），擔當京原鐵路靈丘站至太原北站間貨物列車的牽引任務，至 1976 年調回山海關機務段。1975 年 5 月以後，山海關機務段又增加了山海關站經由天津站至北京站、山海關站經由天津站至濟南站的旅客快車牽引任務，除了山海關站經由津山鐵路天津站至濟南站區間的三對交路由 NY7 型內燃機車擔任外，其餘機車交路全部由東方紅 1 型內燃機車擔任。1980 年，NY7 型機車在先後配屬靈丘和山海關機務段運用近八年之後，20 臺機車中有 19 臺機車因柴油機曲軸燒瓦而不能運用，主要原因是由於維護保養不當，導致的主軸承油潤間隙異常、機油濾清不良、機油稀釋。1980 年 4 月，所有 NY7 型機車改配屬北京鐵路局北京內燃機務段，經過對柴油機機體的修理，才使 NY7 型機車恢復正常運用。自此，NY5、NY6、NY7 三種大功率液力傳動柴油機車集中配屬在北京內燃段，並且被機務部門暱稱為 “大馬力”。

1980 年代，“大馬力” 機車主要擔當京包鐵路、京承鐵路、京原鐵路、豐沙鐵路等北京周邊山區鐵路幹線的客運牽引任務，其中 NY7 型機車主要用於牽引京包鐵路北京至大同區段的旅客列車，尤其在京包鐵路南口至青龍橋之間坡度達到 33‰的關溝段擔當本務機車和補機，成為八達嶺長城腳下老京張鐵路的一道經典風景。同時，NY7 型機車亦成為 3/4 次國際聯運列車（北京 — 烏蘭巴托 — 莫斯科）在北京至大同區間的本務機車。2004 年 9 月，隨著 K3/4 次國際列車北京至大同區間的機車交路轉交南口機務段，NY7 型機車牽引國際列車的歷史正式終結。2004 年 9 月 8 日由北京發車的 K3 次列車是最後一趟由 NY7 型機車牽引的國際列車，當日的本務機車為 NY7 型 0012 號機車。

“大馬力” 系列機車從投入運用開始，由於沒有工廠能夠承接大修任務，機車一切修程都由北京內燃機務段承包，段修範圍有些方面甚至已擴大到廠修的範圍，例如柴油機機體的曲軸主軸瓦孔的塗鍍與鏜孔等，但還有些問題是段方無能力解決的，有些重要零部件長期得不到維修保養，對機車執行構成安全隱患。例如因為沒有合適的退輪裝置，車輪大修問題一直未能徹底解決。國產機車一般走行 60～70 萬公里就需要入廠大修，而許多 “大馬力” 機車的走行里程已超過 300 萬公里，但輪對仍然沒有正常進行廠修。除此之外，對於進口機車而言配件供應往往決定機車使用壽命，但國家每年分配用於進口配件的外匯款額非常有限，進口配件的價格逐年上漲，而且某些配件在國外已停止生產，因此配件供應亦是長期困擾著 “大馬力” 系列機車的另一個問題。1980 年代起，氣缸套、預燃室、主軸瓦等開始採用國產配件代替進口配件。1988 年 8 月，為了提高乘務人員對機車維護保養的責任心，北京機務段把 “大馬力” 機車從輪乘制改為包乘制之後，機車臨修和機破件數明顯減少。

1990 年代末，NY7 型機車開始陸續停運報廢，至 2003 年之後僅餘下 6 臺 NY7 型機車（0012、0015、0018、0024、0029、0030）。0030 號機車是最後一臺報廢的 NY7 型機車，於 2008 年 1 月正式報廢。而 0012、0018 號機車是最後兩臺被拆解的 NY7 型機車，於 2013 年 2 月在北京機務段拆解。

技術特點

2.1 總體佈置

NY7 型柴油機車是 5400 馬力的幹線貨運用液力傳動柴油機車，機車採用全鋼焊接結構的框架承載式車體，焊接在一起的車體和車架共同構成一個剛性的整體承載結構。車底架長度為 22,000 毫米，轉向架中心間距為 12,800 毫米，車鉤中心線間距為 23,610 毫米，車架兩端設有裝有排障器、自動車鉤和。車體部分用輕型鋼結構作為骨架，並在外部敷以薄鋼板作為蒙皮。機車採用雙端司機室、雙側對稱結構的佈置，可根據行車方向由機車任一端司機室操縱機車。為了便於機車執行過程中司機對動力室的巡檢，兩端司機室透過雙側內走廊通道相連，取代了 NY5 型機車的單側走廊佈置方式。車內裝置佈局採用雙機組對稱佈置，裝有兩套相同而獨立的動力傳動機組，每套機組包括一臺柴油機及傳動裝置，可以根據需要使用其中任何一套或兩套同時工作。車體內部從前端至後端分為第一司機室、第一動力室、傳動冷卻室、第二動力室、第二司機室等五個部分。

司機室內設有正副司機操縱檯、電氣控制櫃、空氣制動閥、手制動器手輪等裝置，司機主操縱檯設定在機車前進方向的左側，控制器手輪設有按逆時針方向轉動的 31 位運轉位，而按順時針方向轉動為 16 位液力制動位。兩個動力室各裝有一臺柴油機，以及燃油及機油的輸送和加熱等配套裝置。第二動力室內裝有一臺電動的主空氣壓縮機，另外還設有一臺輔助柴油機，用於驅動輔助空氣壓縮機和輔助發電機；第一動力室內還設有一臺預熱鍋爐。當機車長時間停車待機時，由輔助柴油機供應輔助電源和壓縮空氣，避免主柴油機在無負荷情況下長時間運轉，並且有效節省燃油消耗。傳動冷卻室內下部的車架上裝有兩組液力傳動裝置，每組液力傳動裝置各自設有輔助輸出軸，並透過彈性聯軸節驅動起動發電機和靜液壓泵。

NY7 型機車設有兩套彼此獨立的冷卻水系統，兩套 V 型結構的散熱器組設定在傳動裝置上方。由於 NY7 型機車的柴油機功率較大，因此冷卻系統的效能亦相應調整，迴圈水泵、靜液壓泵、靜液壓馬達、冷卻風扇的轉數和功率均比 NY6 型機車有所提升。每組銅質管片式散熱器由 34 個冷卻單節組成，散熱器元件採用德國著名冷卻裝置製造商（Behr）的產品。每組散熱器各設有兩臺軸流式冷卻風扇，分別為柴油機主迴圈系統（23 個冷卻單節）和中冷器次迴圈系統冷卻（11 個冷卻單節）。冷卻空氣從車體側牆上的通風百葉窗口吸入，流經散熱器和吸收熱量之後從車頂排出。車體下方兩臺轉向架之間的空間，吊掛著一個容量為 10,000 升的燃油箱、兩個總風缸和蓄電池組。

2.2 柴油機

NY7 型柴油機車裝用兩臺由 MTU 公司製造的 MTU MA 12V 956 SB10 型柴油機，該型柴油機是一款四衝程、12 氣缸、V 型結構、直接噴射、廢氣渦輪增壓、中間冷卻的高速柴油機，氣缸內徑為 230 毫米，活塞行程為 230 毫米，單缸排量為 9.56 升，氣缸夾角為 50°，UIC 標定功率為 2,700 馬力，裝車功率為 2,500 馬力，標定轉速為每分鐘 1,500 轉。在輸出端 V 型夾角上面佈置著兩臺 AGL-340 型渦輪增壓器，而另一端設有用於冷卻增壓空氣的中冷器，其排氣管與柴油機進氣管相連。柴油機採用整體鑄鐵機體、特種鑄鐵溼式氣缸套、鋼頂鋁裙組合式油冷活塞、合金鋼整體鍛造麴軸、單體式鑄鐵氣缸蓋、合金鋼模鍛並列式連桿組、博世合成式高壓噴油泵、圓片彈簧式減震器。

2.3 傳動系統

NY7 型柴油機車是採用雙機組設計的液力傳動柴油機車，車上裝有兩套相同而又互相獨立的動力傳動機組，分別驅動兩個三軸轉向架。液力傳動系統包括液力變速箱、分配齒輪箱、車軸齒輪箱、中間支承、萬向軸等部分組成。主傳動路線與 NY5、NY6 型機車基本相同，液力變速箱的安裝位置靠近車體中部，而柴油機則安裝在司機室之後，分配齒輪箱安裝在轉向架構架上。柴油機輸出的功率經第一萬向軸傳給液力變速箱，然後從液力變速箱輸出的扭矩經第二萬向軸、中間支承裝置、第三萬向軸傳入分配齒輪箱，最後從分配齒輪箱經過第四、第五、第六萬向軸分別傳給前後三個車軸齒輪箱。

NY7 型柴油機車採用多迴圈圓結構型式的福伊特 L820rU 型液力變速箱，變速箱內裝有兩個結構引數不同的液力變扭器，包括一個起動變扭器、一個運轉變扭器，以及一對機械式換向齒輪和兩個液力制動耦合器。起動變扭器和運轉變扭器均為單級離心式渦輪。液力傳動裝置根據機車速度和柴油機功率的變化，利用充排油使變扭器自動接入或退出工作來實現自動換擋，換檔時牽引力無級變化。與 NY6 型機車的液力傳動裝置相比，泵輪轉速由每分鐘 3115 轉提高到 3260 轉，當額定輸入轉速為每分鐘 1500 轉時，液力變速箱最大輸入功率提高至 2300 馬力。換向機構採用帶有變扭器微量充油功能的風動齒輪離合器。傳動裝置並設有 KB510/41 型液力制動器，機車運行於長大下坡道或減速時，使用液力制動可減少閘瓦磨耗，最大制動功率為 2×1840 馬力。

雖然 NY6 型和 NY7 型機車原本計劃作為貨運機車，但投入運用以後基本上只用於客運牽引，這是由於機車設計方面的原因所致。這兩種車型均採用兩變扭器的福伊特 L820rU 型液力變速箱，該變速箱在較高速度範圍有較佳的效能，低速效能反而比不上設有三個變扭器、用於 NY5 型機車的福伊特 L830rU 型液力變速箱。國外使用福伊特 L820rU 型液力變速箱的柴油機車，例如德國聯邦鐵路 210 型、215 型、217 型、218 型柴油機車，都設有工況齒輪箱以便滿足客貨運通用的需要。而中國訂購機車時不僅不要工況齒輪箱，並將設計最高速度定為較高的 120 公里 / 小時，進一步削弱了機車的低速起動效能，因此 NY6、NY7 型機車的設計從本質上就是客運機車。雖然 NY7 型機車功率比較大，但只有 138 噸的粘著重量又限制了其牽引定數。NY7 型機車在京原鐵路大坡道區段上進行貨物列車牽引試驗期間，就發現起動緩慢、輪對空轉嚴重等問題，所以此後該型機車只作為客運機車使用。

2.4 轉向架

機車走行部為兩臺三軸轉向架，其結構與 NY5 型機車轉向架基本相同。構架採用鋼板焊接箱型結構，車軸軸箱採用導框式定位，並裝有錐形橡膠軸端緩衝裝置。每臺轉向架側樑上設有兩個油浴式摩擦旁承，車體重量便透過四點旁承支承在轉向架上，轉向架相對於車體的橫向彈性位移依靠二系彈簧的橫向剛度來實現，而最大橫向位移則以側承加以限制。機車設有二系懸掛裝置，一系懸掛為軸箱兩側的螺旋彈簧，以及並聯的垂向油壓減震器。二系懸掛為車體和旁承裝置之間的螺旋彈簧組，車體和轉向架之間亦有橫向油壓減震器以抑制橫向高頻振動。所有垂向和橫向油壓減震器均採用荷蘭科尼公司（KONI）產品。靠近車體中部的兩個輪對之間還設有均衡梁聯接。牽引力和制動力透過車體和轉向架間的中心低位牽引拉桿傳遞。機車採用克諾爾空氣制動機，每個輪對設有一個制動缸，施行雙側閘瓦制動；分配閥有一次緩解和階段緩解兩個位置，並帶有緊急制動加速器。和 NY5、NY6 型機車一樣，NY7 型機車同樣設有防空轉裝置、防滑調節器、輪緣給油潤滑裝置。

重大事故

1976 年 7 月 28 日凌晨 3 時 06 分，錦州鐵路局錦州鐵路分局山海關機務段的 NY7 型 0017 號機車，牽引由濟寧站開往三棵樹站的 117 次直快旅客列車從天津站正點出發，凌晨 3 時 42 分，當列車以 100 千米 / 小時的速度執行至津山鐵路北塘站至茶澱站間的下行線 K201＋600 處時，火車司機發現前方訊號機燈柱正在搖晃，同時感到機車劇烈地左右搖晃，並看見前方東南方向地平線出現大面積藍色閃光，立即意識到是地震光，判定地震即將來臨，隨即對列車施行緊急制動，在制動過程中唐山大地震發生，強烈震動和路基變形使得 117 次直快旅客列車脫軌，造成七輛客車脫軌，壓壞鋼筋混凝土軌枕 370 根，所幸當時車速經過緊急制動已經降至很低，擔當列車乘務的濟哈第五包乘組全體人員和全列車 740 餘名旅客沒有傷亡，全部獲救。