2TE126型柴油機車

2TE126型柴油機車是蘇聯鐵路的超大功率幹線貨運柴油機車車型之一，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1988年研製成功。發展歷史.背景.1970年代，蘇聯鐵路貨物運輸量持續快速增長，多條鐵路幹線的透過能力都臨近極限。為了擴大線路輸送能力，在組織客貨列車混跑、適當提高行車速度和密度的同時，亦十分重視提高貨物列車牽引重量。蘇聯從1960年代末開行超長過載貨物列車，並特別強調製造大功率柴油機車的必要性。1971年，伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠研製了6000馬力的2TE116型幹線貨運柴油機車，計劃作為2TE10型柴油機車的換代產品，單機功率為3000馬力，採用了先進的Д49型四衝程柴油機、交—直流電傳動裝置和無導框式標準轉向架。根據最初的技術規劃，2TE116型柴油機車實際上是為研製更大功率機車的過渡階段產品，因此柴油機裝車功率僅為3060馬力、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.1984年，在2TE121型機車的基礎上，6000馬力的TE136型單節式柴油機車研製成功，這種機車具有八根車軸，採用1-1Д49型柴油機及下縱向牽引梁式四軸轉向架。然而，由於20氣缸大功率柴油機的結構十分複雜、生產工藝要求較高，尤其大型氣缸體及曲軸的加工和安裝存在很大的難度，難以進行大批次生產。因此，科洛姆納內燃機車製造廠決定開發研製氣缸工作容積更大的新一代Д56型大功率柴油機，其氣缸直徑和活塞行程均為320毫米，這在鐵路機車用的柴油機之中也是十分罕見的。科洛姆納工廠最初計劃6000馬力的Д56型柴油機應採用12個氣缸，但為了減少技術風險，在實行上第一階段仍採用16個氣缸。而這種柴油機經過進一步的強化後，功率能夠提高到8000馬力。根據蘇聯國家科學技術委員會15-6/136號檔案、蘇聯重型和運輸機器製造部14-3110/656號檔案的要求，伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠在TE136型機車的基礎上，於1988年試製了首臺裝用Д56型柴油機的2TE126型柴油機車。2TE126型機車代表著當時蘇聯鐵路內燃機車的最高技術水平，機車總功率為12000馬力，每臺機車由兩節結構完全相同的十軸機車聯掛而成。每節機車裝用一臺6-4Д56型柴油機，由於柴油機的重量太大，機車採用了具有附加導向輪對的五軸轉向架來分擔重量。機車採用交—直流電傳動，傳動裝置與TE136型機車大致相同。2TE126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，持續牽引力達到2×470千牛，一組2TE126型機車足以取代兩組重聯的2TE10、2TE116型柴油機車。1989年，2TE126-0001號機車被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開始進行效能試驗，並在環形鐵道舉行的1989年國際鐵路運輸展覽會上展出，參觀者都對其柴油機的尺寸感到驚訝。然而在不久之後，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，結果獨樹一幟的TE136、2TE126、2TE136型柴油機車在當時的環境下都成為了一堆廢鐵。而關於這些機車的研究和改進也被迫停止，原本計劃在這些機車基礎上再進一步發展的一切宏偉藍圖，例如14000馬力的2TE139型機車、16000馬力的2TE128型機車，最終也只是紙上談兵。唯一的一臺2TE126型機車在1990年代初被送返盧甘斯克機車廠後，長期處於報廢狀態，後來的命運亦無人知曉。技術特點.總體結構.2TE126型柴油機車是雙節重聯的二十軸超大功率幹線貨運用柴油機車，每組機車由兩節結構完全相同的十軸機車透過車鉤、透過臺、重聯線等連線而成，也可以在必要時分解為兩臺機車單獨執行。車體結構與TE136型機車相同，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。機車並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10000公斤。車體上部由前至後分別為司機室、高壓室、柴油機室、冷卻室。底架中部的燃油箱兩側設有蓄電池箱；列車制動用總風缸設置於柴油機室頂部。2TE126型機車採用中央通風冷卻系統，採用一臺由牽引發電機電樞軸驅動的軸流式通風機，透過頂蓋百葉窗及空氣濾清裝置抽入冷風，經過通風支路向牽引發電機、牽引電動機、整流裝置集中送風冷卻，空氣流量透過風扇導向葉片調節。柴油機.每節機車裝用一臺4-32ДГ型柴油發電機組，包括一臺6-4Д56型大功率柴油機及一臺А-717УХЛ2型牽引發電機組。6-4Д56型柴油機。柴油機整體淨重38,400公斤。機車的冷卻水系統為雙迴路閉式系統，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柴油機增壓空氣而設的冷卻水系統。冷卻裝置由散熱器與風扇組成，冷卻室頂部設有兩臺採用靜液壓驅動的軸流式風扇，由靜液壓泵、液壓馬達帶動風扇運轉，冷卻水帶出的熱量在散熱器中傳給空氣而冷卻，風扇能根據冷卻水和機油的溫度自動調節轉速。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，供給八臺直流牽引電動機。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А-717УХЛ2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410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，因此機車不設啟動發電機，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-126А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。2TE126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.每節機車的走行部採用兩臺設有一對附加導向輪對的五軸轉向架，每臺四軸轉向架均以兩臺二軸轉向架為基礎，採用焊接式構架和拉桿式定位軸箱。為了改善機車的粘著效能、減小接觸應力，機車採用了1250毫米的大直徑動輪。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。除此之外，透過對導向輪對的控制，2TE126型機車還能夠實現可變軸重的功能，導輪直徑為850毫米，當機車牽引列車起動並在持續速度以下執行時能夠將導輪輪對提起，從而提高動輪輪對的粘著重量。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，齒輪減速箱的牽引傳動齒輪比為22：95。