TEP60型柴油機車

TEP60型柴油機車是蘇聯的一種幹線客運柴油機車車型，由科洛姆納內燃機車製造廠設計製造，1960年至1985年間累計生產了超過1200臺，曾經是蘇聯國內運用最廣泛的客運用柴油機車，蘇聯解體以後TEP60型機車分別被各前加盟共和國的鐵道部門接收，至今已經基本被全部淘汰，但在白俄羅斯仍然有少量TEP60型機車運用至2019年12月為止。TEP60型機車是蘇聯的第二代柴油機車車型之一，也是蘇聯第一種準高速柴油機車。機車裝用一臺3000馬力的二衝程柴油機，軸式Co-Co，最高執行速度為160公里/小時。發展歷史.研製.1955年，哈爾科夫運輸機械製造廠在TE3型柴油機車的基礎上，開發研製了用於幹線客運的TE7型柴油機車，除了更改牽引齒輪傳動比外，機車總體結構並沒有較大變化。然而，由於TE7型機車的最高執行速度仍為100公里/小時，已經不能滿足蘇聯鐵路幹線旅客列車提速的需要。因此蘇聯鐵道部於1956年指示科洛姆納內燃機車製造廠開發新一代的幹線客運柴油機車，主要技術指標為：軸式Co-Co，整備重量126噸，燃油儲備量3000升，採用直流電力傳動及架懸式全懸掛轉向架，最高執行速度為140公里/小時；此外，在技術條件允許的情況下，也可以採用軸式Bo-Bo、整備重量84噸的方案。1959年5月，科洛姆納工廠上報了三種不同的設計方案。第一種方案是在TE50型柴油機車的基礎上改進而成，機車裝用一臺3000馬力的Д45型二衝程柴油機，採用單節六軸、雙端司機室的佈置。第二、第三種方案均與第一種方案相似，但分別改為單節四軸及單端司機室的佈置方式。由於科洛姆納工廠已經完成了第一種方案的初步施工設計，最終蘇聯鐵道部批准工廠以第一種方案試製原型車。1960年4月，首臺原型車在科洛姆納工廠完成總組裝，並於同年10月開始上線試執行。新型機車被定型為TEP60型，“60”代表機車於1960年研製成功。1960年底，TEP60-0001號機車在全蘇鐵道運輸科學研究院組織下，在莫斯科謝爾賓卡的環形鐵道試驗基地進行效能試驗，並於1961年1月在十月鐵路局管內莫斯科至列寧格勒鐵路投入運用考核。試驗結果顯示，TEP60型柴油機車牽引效能理想，最高熱效率達到29.2%，最大執行速度可達160公里/小時。運用.TEP60型機車於1961年投入批次生產，至1985年停產，共計生產了1241臺。TEP60型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，早期主要配屬到斯維爾德洛夫斯克鐵路局秋明機務段，波羅的海鐵路局扎蘇洛克機務段，白俄羅斯鐵路局的維捷布斯克、奧爾沙、明斯克機務段，莫斯科鐵路局斯摩稜斯克機務段，十月鐵路局列寧格勒-芬蘭、列寧格勒-莫斯科、沃爾霍夫、博洛戈耶機務段，西西伯利亞鐵路局巴爾瑙爾機務段，伏爾加河沿岸鐵路局伏爾加格勒、薩拉托夫機務段，第聶伯河沿岸鐵路局梅利托波爾、阿波斯托洛韋、波洛吉、派特科哈特、克里沃羅格、刻赤、第聶伯羅彼得羅夫斯克機務段，南方鐵路局波爾塔瓦機務段，投入莫斯科—列寧格勒、列寧格勒—塔林、洛佐瓦亞—梅利托波爾。衍生車型.1964年，科洛姆納工廠在TEP60型機車的基礎上，試製了一組雙節重聯的2TEP60型機車，機車由兩節結構相同的六軸機車聯掛而成，兩車連線部分設有透過臺和橡膠風擋，機車乘務員在本務機車上可同時操縱兩節機車；機車既可雙節重聯使用，也可單節獨立使用。科洛姆納工廠於1965年開始批次生產2TEP60型機車，並配屬到莫斯科鐵路局斯摩稜斯克機務段、十月鐵路局列寧格勒—莫斯科機務段、伏爾加河沿岸鐵路局薩拉托夫機務段，用於牽引索利-伊列茨克—烏拉爾—薩拉托夫—米丘林斯克區段的大編組特快旅客列車。另外亦有不少2TEP60型機車配屬到第聶伯河沿岸鐵路局梅利托波爾機務段、敖德薩-基希訥烏鐵路局科托夫斯克機務段使用。1967年，科洛姆納工廠又試製了一臺裝用5Д49型四衝程柴油機的TEP60-0211號機車，後改稱為TEP60A型；這臺機車並未投入實際使用，其車體後來被用於修復另一臺發生意外事故的TEP60型機車，但這臺機車作為5Д49型柴油機的試驗平臺，為後來研製成功的TE109、2TE116、TEP70型柴油機車累積了經驗。此外，科洛姆納工廠在TEP60型機車的基礎上，於1963年試製了兩臺GP1型燃氣輪機車。技術特點.總體結構.TEP60型機車是單節六軸幹線客運用柴油機車，採用整體承載式車體，車體由上弦梁、下弦梁、側壁蒙皮等部分組成箱型結構，底架採用焊接結構，並在安裝二系彈簧懸掛裝置的相應位置設有凹槽；而車體蒙皮採用陽極氧化鋁板製作，因無法與鋼材焊接而採用鉚接結構。機車採用雙側貫通式內走廊、雙端司機室方式佈置，車體從前到後依次為第一司機室、電氣室、動力室、冷卻室和第二司機室。TEP60型機車的冷卻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，散熱器單節的結構與TE3型機車相同；散熱系統設有兩個軸流式風扇，用於冷卻散熱器單節，TEP60型機車也是蘇聯首次在冷卻系統採用靜液壓傳動的柴油機車，使用液壓馬達驅動散熱風扇。液壓泵及液壓馬達與恆溫調節器聯接，從而自動根據冷卻水溫和機油溫度平滑調節風扇轉速。柴油機.機車裝用一臺11Д45型柴油機，是由科洛姆納工廠在10Д45型柴油機的基礎上改進而成的16氣缸、二衝程、二級增壓帶中間冷卻的V型中速柴油機，氣缸直徑為230毫米，活塞行程為300毫米，氣缸夾角為45°，額定轉速為每分鐘750轉，最低空載穩定轉速為每分鐘400轉，裝車功率為3000馬力，單位燃料消耗量為170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。為適應低溫環境的使用要求，機車並設有電熱鍋爐預熱系統，在機車起動前為柴油機的機油、燃油及冷卻水進行預加熱。傳動系統.機車傳動裝置採用直—直流電傳動，柴油機透過聯軸器直接驅動一臺МПТ-120/55А型他勵直流牽引發電機，額定功率為2000千瓦；在機車起動時牽引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；柴油機及發電機透過橡膠減震器安裝在同一機座上，柴油發電機組總重量為24,322公斤。此外，柴油發電機組並透過變速箱，驅動КТ-7型空氣壓縮機、輔助發電機及勵磁發電機。勵磁發電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。機車並採用了由哈爾科夫工廠提供的柴油機—發電機功率聯合調節器，使牽引發電機在輸出電流在3000～6000安的範圍內都能充分利用柴油機的功率，調節系統採用了磁放大器來控制勵磁機的勵磁。牽引電動機採用ЭД-105А型直流串勵牽引電動機，額定功率為310千瓦，其結構與TE10型機車的ЭД-104型牽引電機基本相同，差異之處僅在於因應架懸安裝方式改變了機座結構。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55%及29.5%。機車並設有電阻制動裝置，具有空電聯合制動功能，充分利用電制動力進行制動，從而減少基礎制動裝置磨耗。轉向架.走行部採用無導框式三軸轉向架，“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；一系懸掛採用螺旋彈簧及橡膠墊，每根車軸的一系彈簧之間均設有均衡梁聯接，均衡梁為鋼板彈簧結構；二系懸掛採用四點式螺旋彈簧旁承，車體重量透過旁承由兩臺轉向架支承，牽引力和制動力透過心盤傳遞，彈簧懸掛裝置總靜撓度為94.3毫米。為了滿足機車高速執行時動力學效能要求，TEP60型機車是在蘇聯首次採用了輪對空心軸式牽引電動機全懸掛，該技術借鑑自從法國阿爾斯通公司引進的FP型電力機車，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，牽引傳動齒輪比為31：72。基礎制動裝置為雙側踏面制動。