TE1 型柴油機車

TE1 型柴油機車（ТЭ1）是蘇聯鐵路第一代柴油機車車型之一，由位於烏克蘭的馬雷舍夫工廠設計製造，1947 年至 1950 年間生產了近 300 臺。

蘇德戰爭結束後，為了滿足鐵路運輸需要，蘇聯開始在總結以前試製柴油機車經驗的基礎上，研製新一代電力傳動柴油機車。1947 年，馬雷舍夫工廠透過參考美國出口蘇聯的 Da 型柴油機車，研製了 TE1 型柴油機車。TE1 型機車採用直 — 直流電傳動，動力裝置為一臺 6 氣缸直立式柴油機，柴油機裝車功率 1000 馬力，軸式 Co-Co。

發展歷史

1.1 背景

俄羅斯的內燃機車發展史最早可追溯至 19 世紀末，當時俄羅斯的鐵路工程師已經開始計劃試製內燃機車。至 1900 年代初，柴油機開始作為船艦動力並獲得普及，並有許多以柴油機為動力的潛艇在第一次世界大戰中參與作戰，有力地證明了柴油機用作運輸工具發動機的優點。柴油機車的研製也在一步步的向前摸索著，蘇維埃社會主義共和國聯盟在 1922 年成立後，蘇聯勞動國防會議作出了建立內燃機車製造工業的決議，奠定了蘇聯內燃機車發展史的起點。1924 年，列寧格勒的波羅的海造船廠、紅色普季洛夫工人工廠等工廠合作試製了世界上第一臺用於牽引列車的幹線柴油機車，稱為 GE1 型（ГЭ1）。1927 年，蘇聯成立了交通人民委員部內燃機車局，此後蘇聯又試製了多種型別的柴油機車原型車，以客觀選擇適合蘇聯鐵路的柴油機車型別。1931 年，蘇聯成功研製了 Eel 型柴油機車（Ээл），並投入小批次生產；同時，蘇聯在土庫曼境內的外裡海鐵路（中亞鐵路）建立了世界上首個內燃牽引區段，並在阿什哈巴德建立了首個內燃機務段。

美國的內燃機車發展雖然略晚於蘇聯，但從 1930 年代後期開始迅速發展，柴油機車產量快速增長，甚至超過了蒸汽機車。第二次世界大戰期間，從波斯灣港口出發、直抵達巴庫和裡海的伊朗縱貫鐵路成為盟國向蘇聯提供援助物資的主要通道，為了滿足伊朗縱貫鐵路的運輸需求，由美國陸軍新設立的波斯灣後勤司令部於 1942 年 9 月接管之前英國控制的伊朗運輸事宜，美國陸軍並向美國機車公司（ALCO）訂購了大批 RSD-1 型柴油機車投入伊朗使用。鑑於 RSD-1 型柴油機車在伊朗縱貫鐵路的良好表現，這種機車也吸引了蘇聯方面的興趣。1943 年，蘇聯人民委員會開始討論從美國引進柴油機車的計劃。1944 年，蘇聯交通人民委員部向美國方面提出了援助柴油機車的請求，同年美國批准向蘇聯提供 100 臺柴油機車，由美國機車公司和鮑爾溫機車廠分別提供 50 臺軸式為 1Bo-Bo1（1-2о-0—0-2о-1）的柴油機車，蘇聯考慮有關建議後，決定改為引進 100 臺軸式為 Co-Co（0-3о-0—0-3о-0）的柴油機車，美國機車公司和鮑爾溫機車廠分別提供 70 臺 Da 型機車（Да）及 30 臺 Db 型機車（Дб）。

1945 年 7 月，第二次世界大戰的歐洲戰事結束後，美國、蘇聯、英國在德國波茨坦舉行了波茨坦會議。蘇聯鐵道部為接載斯大林赴德國的專運列車選定了一臺 Da 型柴油機車，擔當此次專運任務。根據文獻記載，該臺專運機車為 Da20-27 號機車。專列進入德國境內後一個車站停靠後，斯大林來到機車視察，並與隨車工程師維克多・利昂（Виктором Лионом）交談。

1.2 仿製

1945 年 8 月 5 日，就在波茨坦會議結束後不久，斯大林與伊萬・弗拉基米羅維奇・科瓦廖夫及其他蘇聯鐵道人民委員舉行了一次會談，會上決定了在戰爭結束後恢復研製柴油機車，初期首先仿製美國進口的 Da 型柴油機車。選擇 Da 型柴油機車作為仿製目標的其中一個原因，是 Da 型柴油機車已經成為當時蘇聯鐵路最先進的柴油機車車型，戰前生產的 Eel 型柴油機車已經過時；此外，在功率等級相同（1000 馬力）的技術條件下，Da 型柴油機車的重量比 Eel 型機車還要輕 17 噸，這有利於適應戰後蘇聯線路條件較差的狀況。由於科洛姆納工廠正在忙於大量生產 P32 型蒸汽機車，因此柴油機車的製造任務被委託由哈爾科夫 75 號坦克製造廠（1945 年底改稱為哈爾科夫運輸機械製造廠）進行，而位於同一個城市的哈爾科夫電機制造廠（ХЭМЗ）也加入試製柴油機車的電傳動裝置。不久之後，哈爾科夫工廠接收了 Da20-52 號機車，並對其拆解、測繪和仿製，這臺機車在經海路送往蘇聯途中被海水浸泡過，因此無法投入運用。

機車仿製工作由哈爾科夫工廠首席機車設計師及機械工程師米蓋爾・舒金（Михаил Щукин）領導進行；機車機械部件的設計工作由工廠設計局局長亞歷山大・奇拉那拉斯卡戈（Александра Кирнарского）所領導的小組進行；還有一個由內燃機專家尼古拉斯・維爾納（Николай Вернер）的技術小組負責仿製柴油機。哈爾科夫電機制造廠參與試製牽引發電機、輔助發電機、勵磁機。莫斯科迪納摩工廠負責提供牽引電動機及其他電氣裝置。在仿製過程中，蘇聯技術人員需要測量刻度從英制轉換為公制，並採用了符合蘇聯國家標準的材料和裝置。因此，車輪直徑從 1016 毫米調整為 1014 毫米（批次生產後改為 1050 毫米），空氣制動系統以蘇聯馬特洛索夫制動機取代了美國威斯汀豪斯公司的 EL-14 型空氣制動機，車體長度也比原型車延長了 40 毫米，機車整備重量增加了近 3 噸。

1947 年 3 月，哈爾科夫工廠在二戰後恢復生產的第一臺機車出廠，該臺機車被定型為 TE1-20 型，其中 “TE” 代表電傳動柴油機車、“1” 代表第一種型號、“20” 代表機車軸重 20 噸，首臺樣車的車號為 TE1-20-001；後來，根據鐵道部門的指示，型號簡化為 TE1 型。同年，TE1 型機車開始投入批次生產，與機車仿製工作的分工模式相同，哈爾科夫工廠負責製造機車車體、轉向架等機械結構及總組裝，哈爾科夫電機制造廠提供牽引發電機、輔助發電機、勵磁機，莫斯科迪納摩工廠負責提供牽引電動機及其他電氣裝置。從 1949 年起，牽引電動機及配套裝置被轉到哈爾科夫電機制造廠生產。至 1950 年，哈爾科夫工廠開始生產 TE2 型柴油機車，並停產了 TE1 型機車。TE1 型柴油機車共計生產了 298 臺（不包括 2 臺 TE5 型柴油機車）。

1.3 試驗

TE1-20-001 號機車出廠後被送往莫斯科鐵路樞紐進行一系列的現場試驗。1948 年至 1949 年間，數臺 TE1 型機車在莫斯科鐵路局莫斯科 - 庫爾斯克機務段投入運用考核；同時，TE1 型柴油機車並在全蘇鐵道運輸科學研究院位於莫斯科謝爾賓卡的環行鐵道試驗基地進行了全面的型式試驗。試驗結果顯示，柴油機裝車功率為 1000 馬力的 TE1 型機車，其輪周牽引功率約為 770 馬力，近四分之一的功率被用於輔助裝置和傳動系統損耗。此外，由於當時的柴油機車尚未採用柴油機 — 發電機功率自動調節系統，因此柴油機的功率未能得到充分利用，TE1 型機車只有在 10～40 公里 / 小時的較小速度範圍內充分利用柴油機功率，在更高的速度範圍時機車輪周牽引功率下降較快。機車在 10～35 公里 / 小時速度範圍內的典型燃料消耗率為 240 克 / 馬力，機車總效率為 28%。

1947 年，一臺 TE1 型柴油機車在莫斯科的柳布利諾編組站（Люблино-Сортировочное）進行調車作業試驗，以驗證 TE1 型機車替換 EU 型蒸汽機車擔當調車機車的可行性。試驗結果顯示了柴油機車的巨大優勢，其調車作業效率比蒸汽機車提高 20～40%，而燃料及維護費用下降了 50～70%。後來隨著 TE2 型幹線柴油機車的出現，塔什干鐵路運輸工程學院（ТИИЖТ）使用一臺 TE1 型機車繼續進行對柴油調車機車的研究，研究結論和之前還是相同，作業效率比蒸汽機車提高了 50%，並能節省五分之四的燃料費用，每小時的執行成本減少 35～40%。

1.4 運用

1947 年，除了首批 TE1 型機車在莫斯科 - 庫爾斯克機務段投入試驗和運用考核外，其餘大部分機車均配屬土庫曼的阿什哈巴德鐵路局阿什哈巴德機務段。1948 年，TE1 型機車也開始配屬到奧爾忠尼啟澤鐵路局（Орджоникидзевская железная дорога）、梁贊 - 烏拉爾鐵路局（Рязано-Уральская железная дорога）巴斯昆恰克機務段及帕拉索夫卡機務段，在伏爾加河地區、哈薩克及中亞地區的鐵路投入運用。1953 年，蘇聯鐵路管理系統進行了改革，取消了梁贊 - 烏拉爾鐵路局，巴斯昆恰克機務段及帕拉索夫卡機務段成為伏爾加鐵路局的一部分。至 1950 年代中期，為了滿足中亞地區的鐵路運輸需求，阿什哈巴德鐵路局和伏爾加鐵路局的 TE1、Da 型柴油機車開始以重聯方式運用，牽引更重的貨物列車。

從 1953 年起，隨著 2×2000 馬力的 TE3 型柴油機車投入大量生產，並開始替換部分地區原有的 TE1、TE2 型柴油機車。至 1950 年代末，已有一定數量的 TE1 型機車在莫斯科鐵路樞紐內擔任調車任務；1957 年，柳布利諾編組站內的 E 型蒸汽機車全部被 TE1 型柴油機車淘汰；1958 年，又淘汰了莫斯科小環城鐵路的所有 OV 型蒸汽機車、Z 型蒸汽機車。同時，TE1 型機車又開始擔當牽引莫斯科大環市鐵路的旅客列車，直到該線於 1960 年完成電氣化改造。到了 1960 年代末，原本主要擔任幹線調車及通勤列車牽引任務的 TE1 型機車開始被新型的 TEM2、ChME3 型柴油機車所取代，部分 TE1 型機車轉往工業企業繼續使用。至 1980 年代末，所有 TE1 型柴油機車已經停運。

技術特點

2.1 總體結構

TE1 型柴油機車採用底架承載結構罩式車體，車體各項載荷全部由底架承擔，底架和車體重量透過旁承由兩臺三軸轉向架支承，每臺轉向架具有兩個旁承，牽引力和制動力透過心盤傳遞，上下心盤之間有一塊摩擦板，以減少枕梁和搖枕的磨損。機車採用中置司機室佈置，車體採用外走廊式罩式結構，以改善司機室的瞭望視角。以司機室為基準兩邊車體分別為長端及短端，從長端開始依次為冷卻室、動力室、高壓電氣室、司機室和蓄電池室五個部分，各部分之間用螺栓連線，除了冷卻室直接焊接在底架上，車體其他部分均可以拆卸。走行部為兩臺完全相同的三軸不等軸距轉向架，轉向架構架採用鑄鋼件及鋼板焊接結構，一系懸掛由螺旋彈簧、鋼板彈簧、均衡梁等組成。牽引電動機採用抱軸式半懸掛安裝方式，透過單邊直齒輪驅動輪對，牽引傳動齒輪比為 75：16（4.6875）。基礎制動裝置採用單側踏面制動。

2.2 柴油機

TE1 型機車裝用一臺 D50 型柴油機，其原型為美國機車公司的 ALCO 539T 型柴油機，被廣泛運用於美國機車公司的 RS-1、RSD-1、RSC-1、DL-109 型等柴油機車。該型柴油機為六氣缸、四衝程、帶廢氣渦輪增壓的直列式柴油機，採用澆鑄鐵發動機缸體和汽缸蓋、鑄鋼曲軸及連桿、鋁合金活塞，額定功率為 1000 馬力，額定轉速為每分鐘 740±5 轉，最低轉速為每分鐘 270±15 轉。氣缸採用直列式佈置，氣缸直徑為 318 毫米（12½ 英寸），活塞行程為 330 毫米（13 英寸），發動機排量為 157.2 升，氣缸點火順序為 1—3—5—6—4—2 。柴油機起動時，牽引發電機由蓄電池供電，作為串勵電動機驅動柴油機起動。司機控制器手柄透過機械式離心調速器改變柴油機轉速，司機控制器手柄共設有 9 個執行級位，其中零位為空轉級位，其餘八個級位分別對應一個指定的柴油機轉速（每分鐘 270～740 轉）。

2.3 傳動系統

TE1 型柴油機車採用直 — 直流電傳動，傳動系統主要由牽引發電機和牽引電動機組成。柴油機輸出軸直接傳遞功率給直流牽引發電機，然後供給兩臺轉向架上的六臺直流牽引電動機。機車執行時牽引發電機輸出電壓根據柴油機轉速而自動改變，機車起動和加速時六臺牽引電機採用串聯連線；當速度提高到 9～11 公里 / 小時，自動轉換為同一轉向架上三臺牽引電機串 — 並聯連線；當速度提高到 20～25 公里 / 小時以上，可以對兩組電機採用全勵磁的串聯、串 — 並聯連線，以及磁場削弱的串 — 並聯連線。機車執行方向透過換向器轉換，從而改變牽引電機勵磁繞組中的電流方向。

TE1 型機車採用МПТ-84/39 型牽引發電機，設有八個主極和八個換向極，最大輸出電壓為 900 伏，勵磁繞組用獨立的直流電源供電，冷卻方式為自通風。為了方便對集電環和電刷的監視和維護，發電機機殼上開有三個檢查視窗；發電機總重為 4500 公斤。當發電機以額定轉速每分鐘 740 轉工作時，額定功率達到 700 千瓦，輸出電壓和電流分別為 700 伏、1000 安。輔助直流發電機和勵磁機安裝在同一單元內，又稱為雙機組，用來提供牽引發電機勵磁電流、蓄電池充電、控制電源和照明電源，勵磁電流根據牽引發電機的負載自動調節。這種雙機組由哈爾科夫電機制造廠設計製造，後來亦被 TE2、TEM1、TEM2 型柴油機車所沿用。

牽引電動機型號為ДК-304 型系列，由迪納摩電氣工廠設計製造，該型電動機為四極串勵脈流牽引電動機，冷卻方式為獨立強迫通風。部分早期生產的 TE1 型機車曾經裝用ДК-304А型牽引電動機，但發現存在電機扭矩較小的問題，迪納摩工廠對其了改進，包括增大電樞直徑、增加繞組匝數，以增加磁通並提高電機扭矩，經過改進的電機稱為ДК-304Б型。此後，又研製了經過進一步最佳化設計的ДК-304В型牽引電機，以提高可靠性。所有這三種牽引電動機的效能指標均完全相同，其中ДК-304Б型電機是最常見的型別。

為了防止機車電傳動系統在異常情況下受損，例如短路、過流等，TE1 型機車設定了一系列電子防護裝置，包括КВ-15А型司機控制器、ПР-758А-1 型換向器、電磁閥、ПК-753А型電磁氣動接觸器，以及各型別的電磁接觸器、繼電器、電壓穩壓器、熔斷器等裝置。

車輛儲存

從 1980 年代起，數臺 TE1 型柴油機車先後被多家鐵路博物館收藏。

TE1-20-068：位於烏茲別克的塔什干鐵路博物館（Ташкентский музей железнодорожной техники）
TE1-20-135：位於俄羅斯聖彼得堡的十月鐵路博物館（музей Октябрьской железной дороги）
TE1-20-165：位於白俄羅斯的佈列斯特鐵路博物館（Брестский железнодорожный музей）
TE1-20-168：位於蒙古國烏蘭巴托的國家鐵路博物館（Железнодорожный музей Дунд-Гол）
TE1-20-195：位於俄羅斯莫斯科的莫斯科鐵路歷史博物館（музей истории железнодорожной техники Московской железной дороги）
TE1-20-105：位於俄羅斯阿斯特拉罕的阿斯特拉罕機車廠（Астраханского ТРЗ）