NY6型內燃機車

NY6型柴油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柴油機車車型之一。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 MB 16V 652 TB10型高速柴油機，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4600馬力，最大運用功率為4300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NY7型柴油機車完全相同。NY6型機車總數共計10臺，其中6臺配屬北京鐵路局北京內燃機務段，其餘4臺配屬鐵道部專運處使用。發展歷史.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。運用歷史.北京內燃機務段.NY6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年夏季運抵中國塘沽新港，同年6月正式投入運用。首六臺NY6型機車配屬北京鐵路局北京內燃機務段使用，NY5、NY6、NY7三種車型被機務部門暱稱為“大馬力”。1970年代，北京內燃段的“大馬力”機車主要擔當京包鐵路北京至張家口、京山鐵路北京至山海關、京廣鐵路北京至安陽區段的旅客列車牽引任務。1970年代後期開始，隨著北京內燃機務段增配北京型柴油機車，“大馬力”機車改為擔當京包鐵路、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NY6型機車主要用於牽引京承鐵路北京至承德區段、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。“大馬力”機車擁有當時國際上最為先進的液力傳動技術，對中國的液力傳動柴油機車發展具有重要的促進作用。1972年10月，為了消化吸收西德的液力傳動技術，鐵道部工廠總局安排大連所、四方廠、戚墅堰廠、二七廠、資陽廠、西南交大等單位，對NY6、NY7型柴油機車所使用的福伊特L820rU型液力傳動裝置和KB510/41型液力制動器進行測繪。中國從中吸收了變扭器葉型、端面齒輪連線、萬向軸和軸承等方面的設計製造技術，使國產液力傳動裝置的效能和可靠性得到大幅提升，並且被應用於北京型、東方紅3型、東方紅4型等國產機車，特別是採用單機組傳動系統的北京型柴油機車，其液力變扭器效率和輪周效率均已達到了世界先進水平。“大馬力”系列機車一直以極高的安全可靠性而備受機務部門讚譽，根據1980年北京內燃機務段液力傳動機車使用情況的數字統計，“大馬力”機車的每十萬公里機破件數、臨修件數、機車不良率均優於國產的東方紅3型、北京型機車，零部件檢修週期亦一般比國產機車長約五倍，而配件的磨耗和更換率也相對較低。“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。NY6型0001～0004號機車於1997年報廢，NY6型0005號機車於2002年報廢。鐵道部專運處.後四臺NY6型機車交由中華人民共和國鐵道部專運處使用，專門擔當國家領導人和國外貴賓的專列牽引任務，從1970年代起一直是中國最主要的專運機車，例如毛澤東、華國鋒、鄧小平、楊尚昆、江澤民等領導人的專列均曾經由NY6型機車牽引，1992年鄧小平南巡專列就是由NY6型0009號機車全程牽引。專運機車的維護保養明顯優於一般機車，平日非執行任務時停放於北京內燃機務段，並且每月至少進行一次溜軸。至2000年代，隨著最高速度達到160公里/小時的25K型專運客車投入運用，陸續取代了專運處原來使用的25B型和RW9型專運車輛，最高速度僅120公里/小時的NY6型機車已不能滿足需要。2001年5月，中國鐵道部向戚墅堰機車車輛廠下達任務，要求在東風11型柴油機車的基礎上研製新型專運機車，以替代日漸老化且配件缺乏的NY6型機車。隨著東風11Z型柴油機車於2002年研製成功、2004年正式加入專運車隊之後，四臺NY6型機車改為備用機車，並於2009年6月正式退出專運隊並報廢。技術特點.總體佈置.NY6型柴油機車是4600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。NY6型柴油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，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。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。柴油機.NY6型柴油機車裝用兩臺由MTU公司製造的MTU MB 16V 652 TB10型柴油機，該型柴油機是在戴姆勒-賓士MB 839 Bb型柴油機基礎上經過強化和改進而成的四衝程、16氣缸、V型結構、預燃室式、廢氣渦輪增壓、中間冷卻的高速柴油機，氣缸內徑為190毫米，活塞行程為230毫米，氣缸夾角為45°，UIC標定功率為2,300馬力，裝車功率為2,150馬力，標定轉速為每分鐘1,400轉。在V型夾角上面佈置著兩臺勃朗-包維利公司製造的VTR 250型渦輪增壓器，每臺增壓器旁邊還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、叉形連桿組、矽油減震器。傳動系統.NY6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、NY7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。NY6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、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。當額定輸入轉速為每分鐘1430轉時，液力變速箱最大輸入功率為2000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。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；和NY5型機車一樣，NY6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。