TE136型柴油機車

TE136型柴油機車是蘇聯鐵路的大功率幹線貨運柴油機車車型之一，也是蘇聯第一種單機功率達到6000馬力的貨運柴油機車，由位於烏克蘭的伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠設計製造，於1984年研製成功。發展歷史.背景.1960年代初，隨著蘇聯鐵路運輸量的大幅增長，由此產生了對新型大功率幹線柴油機車的需求，根據當時蘇聯的幹線柴油機車發展規劃，提出的機車功率等級為2000、3000、4000、6000馬力。當時蘇聯國內功率最大的幹線柴油機車是2TE10L型機車，仍裝用3000馬力的10D100型二衝程柴油機及直流電傳動裝置，進一步發掘其提高功率的潛力是十分困難的，因此蘇聯的鐵路科研部門決定開發新一代的四衝程柴油機，作為新型大功率柴油機車的動力1966年，科洛姆納內燃機車製造廠成功研製了Д49型四衝程柴油機。1967年，盧甘斯克機車製造廠、單缸功率250馬力，以及6000馬力的20氣缸柴油機，單缸功率可達到300馬力。1978年，伏羅希洛夫格勒工廠又研製了8000馬力的2TE121型雙節式柴油機車，採用了4000馬力的2В-5Д49型柴油機、整體承載式車體、架懸式轉向架、囊式司機室等一系列嶄新的技術。研製.成功研製2TE121型機車之後，下一步就是開發6000馬力的單節式柴油機車，新機車被稱為TE136型。根據全蘇鐵道運輸科學研究院在1980年代初的計算，為了滿足過載運輸需求，蘇聯鐵路的幹線貨運柴油機車應該有至少40%裝用6000馬力柴油機。如果採用與2TE121型機車相同的牽引電動機，這種大功率柴油機車應當至少具有8根車軸，以儘可能發揮較大的粘著牽引力。而在當時蘇聯已經成功研製了單節八軸的TEM7型調車機車，採用具有中間構架的四軸轉向架，並獲得了良好的使用效果。但伏羅希洛夫格勒工廠並沒有直接沿用這種四軸轉向架，而是自行研製了新型的下縱向牽引梁式四軸轉向架，取消了笨重的中間構架結構。動力裝置方面，機車採用了由科洛姆納內燃機車製造廠研製1-1Д49型大功率柴油機，裝車功率達到6000馬力，這種柴油機在此之前已經在TEP75型客運柴油機車上試用。TE136型柴油機車設計使用條件為溫帶和寒帶氣候，構造速度為100公里/小時，軸重為25噸，起動牽引力及持續牽引力分別為588千牛、470千牛，機車可以在9‰的限制坡道上，可靠地牽引4200～9000噸的貨物列車。TE136型機車的單位有效馬力重量為38.3噸，基本符合蘇聯國家標準對幹線內燃機車規定的單位馬力重量，也是當時世界上同功率等級柴油機車中最低的。按照設計構想，一臺單節式的TE136型柴油機車能夠頂替一臺雙節式的2TE10V、2TE116型柴油機車，不僅能夠大幅延長機車檢修週期，還能節省燃油消耗。試驗.1984年，伏羅希洛夫格勒工廠試製了首臺TE136型柴油機車，並在頓湟茨克鐵路局進行了試執行。1985年，這臺機車在伏羅希洛夫格勒—莫斯科—列寧格勒之間進行了試執行，並送往全蘇鐵道運輸科學研究院位於莫斯科州謝爾賓卡的環形鐵道試驗基地進行效能試驗。TE136-0001號曾經作為當時蘇聯鐵路的最新技術成就而先後多次在展覽會上展出。1984年，為了紀念蘇聯鐵路內燃機車發展60年，機車被送往莫斯科里加車站和列寧格勒公開展示。1986年，機車在環形鐵道舉行國際鐵路運輸展覽會展出。此後，又參加了1987年的蘇聯國民經濟成就展，在其中的“機械工程——十月革命70週年紀念”專題展覽中展出。在試驗過程中，逐步發現了TE136型機車的一些結構上的不足之處，柴油機空氣起動系統還不能保證曲軸達到開始向氣缸噴油點火所必需的轉速，有時被迫使用乙醚來起動柴油機。另外，由於下縱向牽引梁的位置較低，對牽引電動機的檢查與更換造成不便。後來，伏羅希洛夫格勒工廠又生產了TE136-0002號機車，但因為它未被列入產品目錄，這臺機車並未交付試驗。TE136-0002號機車首次試驗了具有導向輪對的轉向架，這種結構後來亦用於2TE126型機車。不久之後，隨著突如其來的蘇聯解體，獨聯體國家的鐵路運輸生產均面臨嚴重滑坡，在運量劇減、財政窘迫的情況下，原本為過載運輸而設計的大功率柴油機車亦變得毫無用處，關於這些機車的研究和改進也被迫停止。結果，TE136、2TE126、2TE136型柴油機車在當時的環境下都成為了一堆廢鐵。兩臺TE136型機車被送返盧甘斯克機車廠封存。1997年7月，兩臺報廢的TE136型機車連同另外一臺TE127型機車，作為廢鐵出售給一家立陶宛廢料處理公司並拆解。技術特點.總體結構.TE136型柴油機車是蘇聯第一種單節八軸的幹線貨運柴油機車，車體結構採用了整體承載式焊接結構，車體由車架、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。車體主要承載構件的結構與2TE121型機車相似，底架和車體結構中廣泛採用低合金鋼焊接結構，底架由厚度為4～6毫米的的箱形截面縱向側梁組成，側梁之間用鋼板聯結，其中的空間亦是中央通風冷卻系統的送風道。TE136型機車車體的特點為採用了大容量承載式燃油箱，滿足了車體結構輕量化的要求，採用承載結構後的燃油箱容量達到8000公斤。車體上部由前至後分別為第一司機室、高壓室、柴油機室、冷卻室及第二司機室。底架中部吊掛著總風缸及蓄電池箱。除了司機室之外車體其他部分的鋁製頂蓋均為可拆式，以方便組裝及維修。TE136型機車沿用了集中式中央通風冷卻系統，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。全車所有通風機均採用鼠籠式三相非同步電動機驅動。柴油機.TE136型機車裝用一臺1-20ДГ型柴油發電機組，包括一臺1-1Д49型大功率柴油機及一臺A-716型牽引發電機組。1-1Д49型柴油機。柴油機具有兩條廢氣排放管，分別對應兩排氣缸。柴油機整體淨重22,600公斤。由於大功率柴油機啟動負荷較大，TE136型機車使用柴油機空氣啟動系統。機車起動時，由起動風缸和起動風泵提供壓縮空氣，高壓空氣經空氣分配器和啟動閥按柴油機點火順序流入氣缸並推動活塞，當曲軸達到穩定轉速後停止供氣，同時噴油泵供油點火，從而完成啟動程式。柴油機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中冷器而設的冷卻水系統。冷卻裝置由散熱器單節與風扇組成，冷卻水帶出的熱能在散熱器中傳給空氣而冷卻，電動風扇葉輪直徑為1.7米。傳動系統.機車傳動裝置採用交—直流電傳動，柴油機透過盤式聯軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發電機，經矽整流裝置轉換成直流電後，供給八臺牽引電動機。牽引發電機與輔助發電機採用整合式設計，機車採用由哈爾科夫重型電機廠設計製造的A-716型牽引發電機組，是由設在同一焊接機座內的兩臺同軸的同步發電機組成，機組總重10000公斤，電機冷卻方式為強迫通風。牽引發電機為凸極式三相交流他勵同步發電機，額定功率為4000千瓦；額定電壓為394伏。兩臺發電機的定子均為兩組星形接法的三相繞組，定子繞組的磁極鐵心採用H級絕緣，轉子繞組為F級絕緣。輔助發電機用於為機車上的輔助機械包括通風機、油泵、水泵等裝置供電，同時經過整流為直流電後給牽引發電機勵磁。此外，由於柴油機採用了空氣啟動，因此TE136型機車取消了傳統的啟動發電機，控制、照明和蓄電池充電電路均由輔助發電機經過輔助整流器提供。牽引發電機發出的三相交流電由УВКТ-11型矽整流裝置轉換成直流電，整流裝置設有二組並聯的三相橋式整流電路，整流器內的二極體是裝在每一橋臂共用的散熱器上，而散熱器同時亦作為直流母線使用。整流電路每一橋臂由14個並聯的整流二極體組成，全套整流裝置共有168個二極體元件，額定功率為4412千瓦，額定輸出電壓為1000伏。整流裝置內還設有防止內部短路的快速熔斷器及警示訊號系統。牽引電動機採用ЭД-126型六極串勵直流牽引電動機，額定功率為409千瓦，額定電壓為548伏，額定轉速為每分鐘480轉，最高轉速為每分鐘1910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3600公斤。此外，TE136型機車並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。轉向架.走行部採用兩臺四軸轉向架，每臺四軸轉向架均以兩臺二軸轉向架為基礎。為了改善機車的粘著效能、減小接觸應力，TE136型機車採用了1250毫米的大直徑車輪。轉向架採用下縱向牽引梁式結構，兩臺二軸轉向架的牽引中心銷下部與下縱向牽引梁相連，兩臺二軸轉向架之間設有兩個長頸中心銷，與前後縱向牽引梁相連並傳遞牽引力或制動力。二軸轉向架的一系懸掛裝置採用螺旋彈簧及橡膠墊的獨立懸掛結構，而二系懸掛裝置為螺旋圓彈簧旁承和滾珠複合旁承，車體全部重量透過二系彈簧旁承由四臺二軸轉向架支承，車體與轉向架之間還設有垂向油壓減震器。機車採用了與2TE121型機車相同的電機空心軸式牽引電動機全懸掛彈性驅動裝置，從而可以減輕簧下重量，降低輪軌動力作用，還能夠提高機車粘著重量利用率。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中空電樞軸上的齒輪聯軸器，再經過連桿及橡膠繩膜片式聯軸節，傳遞給齒輪減速箱，由主動齒輪傳給從動齒輪，從而驅動輪對，齒輪聯軸器及橡膠聯軸節使整個傳動裝置在機車執行過程中都能和轉向架構架作相對各向運動，齒輪減速箱的牽引傳動齒輪比為22：95。