TEP70 型柴油機車

TEP70 型柴油機車（ТЭП70）是蘇聯鐵路的準高速幹線客運柴油機車車型之一，也是蘇聯第一種單機功率達到 4000 馬力並投入批次生產的柴油機車，由科洛姆納內燃機車製造廠設計製造，於 1973 年研製成功，被廣泛運用於前蘇聯各加盟共和國。

發展歷史

1.1 TEP70

1.1.1 研製

1960 年，科洛姆納內燃機車製造廠在 TE50 型柴油機車的基礎上，成功研製了單機功率 3000 馬力的 TEP60 型幹線客運柴油機車，被廣泛運用於蘇聯各地非電氣化鐵路幹線，擔當快速旅客列車的牽引任務。然而到了 1960 年代中期，隨著蘇聯鐵路客運的發展，TEP60 型機車已難以滿足大編組旅客列車的提速需要。科洛姆納工廠於 1964 年開始生產雙節重聯的 2TEP60 型機車，配屬莫斯科鐵路局、十月鐵路局、伏爾加鐵路局，用於牽引大編組特快旅客列車，但採用 2TEP60 型機車牽引又同時存在著未能充分利用柴油機功率、燃油效率較差的缺點。透過經濟計算表明，在同樣的最高速度下，用 4000 馬力機車代替 3000 馬力機車能夠使區段速度提高 13 公里 / 小時，並且還能降低修理費用、減少機車總數。為此，科洛姆納工廠在總工程師赫列布尼科夫的領導下，於 1960 年代末開始研究開發一種新型大功率準高速幹線客運柴油機車。

1.1.2 試驗

1973 年 6 月，首臺 TEP70 型柴油機車（0001）在科洛姆納工廠落成。1974 年至 1975 年間，科洛姆納工廠又試製了三臺機車（0002～0004）；1977 年至 1978 年間另試製了三臺機車（0005～0007）。這 7 臺機車先後到達白俄羅斯鐵路局奧爾沙機務段投入運用考核，主要擔當奧爾沙至戈梅利、新索科利尼基、奧夫魯奇、佈列斯特區段的旅客列車牽引任務。其中，0005 號機車在全蘇鐵道運輸科學研究院的組織下，在莫斯科謝爾賓卡的環形鐵道試驗基地進行了牽引熱工效能試驗，並在北高加索鐵路別洛列琴斯克至邁科普區段進行了動力學效能試驗。

試驗結果表明，TEP70 型柴油機車牽引效能、動力學效能、經濟效能良好，當持續速度為 50 公里 / 小時的持續牽引力為 167 千牛（17000 公斤），當最高速度為 160 公里 / 小時的牽引力為 58.8 千牛（6000 公斤）；機車最高熱效率達 32.5%，輔助功率消耗僅佔柴油機額定功率的 9～11%。根據首批 7 臺機車的試驗結果，科洛姆納工廠對 TEP70 型機車的設計圖紙進行了一些必要的調整和改進後，於 1978 年底生產了 0008 號機車，並開始投入批次生產。

1.1.3 改進

從 1973 年至 2006 年，科洛姆納機車廠共生產了 576 臺 TEP70 型機車，主要配屬於伏爾加、東南、北方、斯維爾德洛夫斯克、高爾基等鐵路局，擔當部分原本由 TEP60 型機車牽引的特快旅客列車。在 TEP70 型機車的生產過程中，科洛姆納工廠對機車車體結構進行了多次改進，大致可分為三個階段。第一個階段是 0001～0007 號原型車，採用整體式前窗玻璃，司機室下方的近光燈和標誌燈採用平行方式佈置，汽笛外置於司機室頂蓋上。第二個階段是 0008～0185 號機車，重新調整了車體側牆及頂蓋的進風百葉窗結構，近光燈和標誌燈採用垂直方式佈置，汽笛安裝於司機室頂蓋內，車號銘牌改為設於車燈兩側，並採用了重新設計的外凸式排障器；初期部分機車的前窗由兩塊玻璃從中間粘合而成，但由於在冬季時這種前窗玻璃結構的粘合位置很容易出現裂紋，而使玻璃失去氣密性，因此後來取消了這種設計。第三個階段是 0186～0576 號機車，基本繼承了第二階段機車的特點，但採用了整合近光燈、標誌燈及車號銘牌的複合材料覆蓋件，而前窗也採用由兩塊玻璃組成的兩半式結構。

後繼車型

2.1 TEP70BS

2002 年，科洛姆納工廠在 TEP70 型機車的基礎上，開發了採用模組化設計的新一代 TEP70BS 型客運柴油機車（ТЭП70БС）。該型機車原計劃定型為 TEP70A 型，後為紀念曾被授予蘇聯英雄稱號的前蘇聯交通部機務總局局長鮑里斯・薩拉姆別克（Б.К.Саламбекова），因而將機車命名為 TEP70BS 型。

TEP70BS 型機車是為俄羅斯鐵路非電氣化幹線設計製造的準高速客運柴油機車，亦適用於獨聯體國家及波羅的海國家。與 TEP70 型機車相比，TEP70BS 型機車在許多方面均作出了改進，經濟性和可靠性都有一定提高。機車裝用 2А-9ДГ-01 型柴油機 — 發電機組（2А-5Д49-01 型柴油機及ГС-501А型牽引發電機），經過改進的柴油機具有較好的燃油效率及較低的維護費用。機車並加裝了列車供電裝置，能夠向旅客列車提供空調、取暖、照明所使用的電源，最大輸出容量為 600 千伏安。機車裝用了由全俄機車車輛設計工藝科學研究院（ВНИКТИ）研製的МСУ-Т型微機控制系統，具有較全面的柴油機控制、發電機恆功率勵磁控制、牽引及制動控制、輔助功率控制、磁場削弱控制等功能，並設有液晶顯示屏提供機車執行引數顯示以及故障提示。車鉤中心間距由 20470 毫米延長到 21700 毫米。通風冷卻單元裝置採用了塑膠風扇葉片及靜液壓驅動裝置。此外機車並採用了柴油機吸氣二級空氣濾清裝置、具有電熱功能的高強度前窗玻璃、司機室空調等裝置。

2004 年，TEP70BS 型機車開始配屬十月鐵路局聖彼得堡 - 華沙機務段（ТЧ-14）投入運營考核，初期主要擔當聖彼得堡至華沙、赫爾辛基、塔林方向的旅客列車牽引任務。截至 2012 年 11 月，科洛姆納工廠共生產了 185 臺 TEP70BS 型機車，其中大部分均交付俄羅斯鐵路股份公司，主要配屬於東南鐵路局勒季謝沃機務段、伏爾加鐵路局伏爾加格勒、薩拉托夫機務段、北高加索鐵路局克拉斯諾達爾機務段、遠東鐵路局騰達機務段、十月鐵路局聖彼得堡 - 華沙機務段、斯維爾德洛夫斯克鐵路局沃伊諾夫卡機務段等地。其餘分別出口到白俄羅斯鐵路、立陶宛鐵路及烏茲別克鐵路。

2.2 TEP70U

2006 年，科洛姆納工廠又推出了 TEP70U 型機車（ТЭП70У）。該型機車的總體結構與 TEP70BS 型機車相同，但採用了更多與 2TE70 型機車通用的零部件，裝用 2А-9ДГ-02 型柴油機 — 發電機組（2А-5Д49-02 型柴油機及ГС-501А型牽引發電機), 馬力提高到 4080 馬力，並取消了列車供電裝置。截至 2012 年 11 月，科洛姆納工廠共生產了 26 臺 TEP70U 型機車，全部交付俄羅斯鐵路股份公司使用並配屬斯維爾德洛夫斯克鐵路局沃伊諾夫卡機務段，主要投入到秋明 — 蘇爾古特 — 下瓦爾托夫斯克區段使用

技術特點

3.1 總體結構

TEP70 型機車是單節六軸幹線客運用柴油機車，採用了桁架式側壁承載車體，是一個由車架、側牆、司機室、上弦梁、下弦梁等部件焊接成一個完整的箱形結構。底架和車體結構中廣泛採用低合金鋼焊接結構，底架中部設有下凹的燃油箱及蓄電池箱，並在安裝二系彈簧懸掛裝置的相應位置設有凹槽，而車體側壁蒙皮採用鋁合金板材製作。車體經過輕量化減重設計，TEP70 型機車的車架和車體總重量為 19.36 噸，車體每延米重量僅為 0.89 噸，比 TEP60 型機車下降了 0.14 噸。機車採用電控空氣制動機（包括 292 號空氣分配閥、305 號電磁閥、395 號單元制動器、254 號輔助制動閥）。

機車的冷卻水系統分為高溫冷卻水系統及低溫冷卻水系統。高溫水系統是柴油機冷卻水的系統，而低溫水系統是為機油熱交換器及增壓空氣中間冷卻器而設的冷卻水系統。冷卻裝置由散熱器與風扇組成，冷卻水帶出的熱量在散熱器中傳給空氣而冷卻。TEP70 型機車採用了集中佈置的中央通風冷卻系統，由柴油機曲軸驅動的軸流式風扇，透過車體側壁的百葉窗及空氣濾清裝置抽入冷風，經過通風支路為牽引發電機、牽引電機、整流裝置及勵磁機進行冷卻，中央通風冷卻系統具有空氣流量大、空氣過濾效果好、減少輔助功率消耗等優點。

3.2 柴油機

機車裝用一臺 2А-5Д49 型柴油機（蘇聯國家標準 GOST 型號為 16ЧН26/26），是一種由科洛姆納工廠研製的 16 氣缸、四衝程、二級增壓帶中間冷卻的 V 型中速柴油機，氣缸直徑為 260 毫米，活塞行程為 260 毫米，額定轉速為每分鐘 1000 轉，裝車功率為 4000 馬力（2,942 千瓦），單位燃料消耗量為 153～160 克 / 有效馬力・小時。柴油機採用了二級增壓系統，第一級是單級軸流式廢氣渦輪增壓器，第二級是由離心式鼓風機組成的單級機械增壓器，兩級增壓器之間設有增壓空氣中間冷卻器（中冷器）。

3.3 傳動系統

機車傳動裝置採用交 — 直流電傳動，柴油機透過聯軸器直接驅動一臺ГС-504А型三相交流同步牽引發電機（TEP70BS／U 型機車為ГС-501А型），經矽整流裝置轉換成直流電後，供給六臺並聯的牽引電動機。牽引發電機由哈爾科夫重型電機廠設計製造，額定功率為 2750 千瓦（TEP70BS／U 型機車為 2800 千瓦）；發電機定子按兩組三相繞組設計，彼此相差 30° 電角度；額定電壓為 360 伏（2×2400 安培），最高輸出電壓為 580 伏（2×1500 安培），額定轉速為每分鐘 1000 轉（100 赫茲），持續制功率因數為 94.8%；發電機淨重 6500 公斤，柴油機 — 發電機組總重量為 26000 公斤。在牽引發電機的底座上還設有一臺ВС-650 型勵磁機及一臺СТГ-7 型輔助啟動發電機，兩臺電機均透過齒輪變速箱直接與柴油機曲軸相連和驅動。勵磁機是一臺單相同步交流發電機，勵磁機發出的交流電，經過整流為直流電後給牽引發電機勵磁。啟動發電機為一臺直流電機，在機車起動時啟動發電機由蓄電池供電，作為串勵直流電動機運轉並驅動柴油機起動；當機車完成啟動後它又變為他勵直流發電機，輸出 110 伏直流電，供蓄電池充電及機車控制電路及輔助裝置用電。

牽引發電機發出的三相交流電由УВКТ-5 型矽整流裝置轉換成直流電，整流裝置由位於愛沙尼亞的塔林電氣工廠設計製造，設有二組並聯的三相橋式整流電路，整流電路每一橋臂有十個並聯支路，每個支路有二個串聯連線的ВЛ200-8 型雪崩整流二極體，全套整流裝置共有 240 個二極體元件，額定輸出電壓為 750 伏（5700 安培）。TEP70 型機車具有發電機恆功率勵磁調節功能，以充分利用柴油機的功率。

牽引電動機採用ЭД-119 型直流串勵牽引電動機，由哈爾科夫重型電機廠設計製造，額定功率為 411 千瓦，額定電壓為 512 伏（880 安培），最高工作電壓為 750 伏（600 安培），額定轉速為每分鐘 657 轉，最高轉速為每分鐘 2320 轉，定子及電樞繞組的絕緣等級分別為 F 級和 H 級，單臺電機重量為 3250 公斤。為擴大機車恆功速度範圍，機車能夠對牽引電動機使用二級磁場削弱，磁場削弱率分別為 62% 及 38%。TEP70 型柴油機車採用了КВ-1554 型司機控制器，調速手輪具有前進、中立、後退三個工作模式，以及零位和 1～15 位執行級位。此外，機車並設有多機重聯控制功能。

TEP70 型機車設有具備全功率自負荷試驗功能的電阻制動裝置，在電阻制動工況時牽引電動機變為他勵直流發電機工作，並與制動電阻相聯，制動功率為 3200 千瓦。

3.4 轉向架

走行部採用無導框式三軸轉向架，是在 TEP60 型機車的轉向架基礎上改進而成。為了改善機車的粘著效能、減小接觸應力，TEP70 型機車的車輪直徑由傳統的 1050 毫米增大到 1220 毫米，轉向架的尺寸和重量也相應增大。轉向架的 “目” 字形構架由箱形截面的縱梁和橫樑焊接而成，滾柱軸承軸箱採用拉桿式定位結構。

一系獨立懸掛採用螺旋彈簧及橡膠墊；二系懸掛採用高柔度螺旋圓彈簧，轉向架兩側旁承座各設有四個獨立圓彈簧，車體和轉向架之間並設有垂向油壓減振器，車體重量透過二系彈簧由兩臺轉向架支承，牽引力和制動力透過心盤傳遞，一系懸掛裝置靜撓度為 94 毫米，二系懸掛裝置靜撓度為 98 毫米。牽引傳動齒輪比為 25：73。為了滿足機車高速執行時動力學效能要求，機車採用了輪對空心軸式牽引電動機全懸掛，將牽引電動機全部重量懸掛在轉向架構架上，牽引電動機的扭矩透過單側牽引齒輪、彈性橡膠元件、空心軸套等部件，從而驅動輪對。