德国国营铁路130型柴油机车

開發背景

1950年代中期，民主德國（東德）的德國國營鐵路開始了大規模的牽引動力改革。由於當時東德能夠從蘇聯獲得穩定的原油供應，而且鐵路電氣化改造的成本較大，因此德國國營鐵路確定了牽引動力內燃化的發展方針，優先以柴油機車取代原有的蒸汽機車。同時，又制定了一個全部採用液力傳動柴油機車的機車型譜，包括V15、V60、V100、V180型柴油機車。
至1960年代中期以前，德國國營鐵路柴油機車的開發及購置僅限於本國企業，並達到了較高的標準化程度。當時，德國國營鐵路原本計劃進一步優化柴油機車型譜，自行研製新一代具有列車供電裝置的2400馬力及2700馬力客運柴油機車。然而，這個計劃最終被沒有實現，原因是蘇聯在社會主義國家的經濟互助委員會上，提出經互會國家的所有2000馬力以上的幹線柴油機車都應該由蘇聯提供，雖然這個建議受到經互會內的一些國家的反對而沒有形成決議，但東德在蘇聯的政治壓力下仍然服從了這項提案。因此，東德逐步停止生產液力傳動幹線柴油機車，改為從蘇聯進口2000馬力以上的電傳動柴油機車，並且從羅馬尼亞進口液力傳動柴油機車。1966年起，蘇聯的伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠開始向德國國營鐵路提供M62型柴油機車，該型機車在東德的鐵路系統中被定型為V200型，採用2000馬力的14Д40型二衝程柴油機和直—直流電傳動裝置，最大速度為140公里/小時。

研製過程

然而，為了滿足客運列車擴大編組及提高速度的牽引需要，德國國營鐵路需要一種功率更大的幹線柴油機車。根據蘇聯部長會議於1965年11月20日批准通過的975號決議，正式要求伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠立項研製一種適用於東歐國家的新型3000馬力電傳動柴油機車。機車研製項目由蘇聯重型和運輸機器製造部（МТЭиТМ）領導及監督，總設計師為弗拉基米爾·R.斯捷潘諾夫（Владимир Романович Степанов）；1966年8月23日，通過了機車技術方案的設計評審，並在1967年3月1日由部級科學技術委員會審議通過機車施工設計。
1967年11月7日，首台原型車在伏羅希洛夫格勒工廠竣工，新機車被定型為TE109型（ТЭ109），採用3000馬力的1А-5Д49型四衝程柴油機，也是蘇聯第一種採用交—直流電傳動裝置的柴油機車；通過採用不同的牽引齒輪傳動比，可以使TE109型機車作為貨運或客運機車使用，最大運行速度分別為100公里/小時和140公里/小時。1968年至1969年間，在全蘇鐵道運輸科學研究院的組織下，TE109-001、002號機車與2TE40-005、2TE10L型柴油機車，在敖德薩-基希訥烏鐵路局的伯爾茲機務段進行了對比試驗。試驗結果表明，在相同的運用條件下，TE109型機車及2TE40型機車的燃油消耗量比2TE10L型機車減少9～11%（按單節機車計算）。

130型（230型）

在TE109型柴油機車的基礎上，首台由伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠為德國國營鐵路製造、適用於標準軌距的3000馬力柴油機車在1970年初舉辦的萊比鍚春季博覽會上首次對外展出，當時該型機車原被定型為V 300型，展示機車的車號為V 300 001。但在結束展示後不久，隨著德國國營鐵路對機車型號實施的改革，該型機車最終被定型為130型，並在位於哈雷的德國國營鐵路直屬試驗機構（VES-M）進行了性能試驗後，交付萊比錫南機務段投入運用。1970年至1973年間，德國國營鐵路共接收了80台130型柴油機車。
130型柴油機車原設計用於幹線客運，最高運行速度為140公里/小時，但因為列車供電裝置的研製出現了困難，這些機車還沒有安裝列車供電裝置就交付德國國營鐵路使用。因此，130型機車主要在夏季擔當旅客列車的牽引任務，而在冬季則用於牽引貨物列車。兩德統一後，德國國營鐵路和德國聯邦鐵路於1994年合併並成立了德國鐵路股份公司，德國國營鐵路的機車型號按德國聯邦鐵路的型號命名規則作出了改變，由於幹線及重型調車柴油機車型號為「2」字頭，因此130型機車被更名為230型。

131型（231型）

由於130型機車為幹線客運機車，其牽引特性並不適應貨物列車的牽引需要，所以最後三台交付的機車開始改變了齒輪傳動比，最高運行速度為100公里/小時，提高了機車牽引力，作為純粹的貨運機車使用，該型機車被定型為131型。德國國營鐵路共接收了76台132型柴油機車。德國鐵路股份公司成立後，131型機車被更名為231型。

130.1型（754型）

1972年，蘇聯成功為德國國營鐵路試製了列車供電裝置，並裝載於兩台130型機車上進行試驗，其車號被定為130 101、130 102。該型機車仍然按幹線客運機車設計，最高運行速度為140公里/小時，機車能夠向旅客列車的電熱取暖系統提供電源，供電制式為1000伏16⅔赫茲單相交流電。這兩台機車自交付德國國營鐵路後，一直在哈雷鐵路試驗機構使用。德國鐵路股份公司成立後，德國國營鐵路的機車型號按德國聯邦鐵路的型號命名規則作出了改變，由於實驗與工務用機車車輛型號為「7」字頭，因此130型機車被更名為754型。

132型（232型）

當時東德的鐵路普遍狀況不佳，限速都在120千米。所以132型機車的極速也被限制在120千米。這種機車立即成為了東德的內燃主力。1977年，在此基礎上又製造出了6輛功率2,940千瓦的142型機車。不過當時東德又把鐵路建設的重心轉移到了電氣化上，所以這樣的大功率內燃機車就顯得沒有那麼必要了。
兩德合併後，該系列機車按照西德標準進行了重命名，改稱230系列。在這種編號方式中，「2」代表幹線內燃機車，「30」則顯然繼承自原名。按照此種規律，131型改稱232型，其他型號以此類推。而後，130型和131型很快退出了現役。現在232型仍然在使用中，並且負擔起了不少西部德國的貨運任務。一部分232型在德國鐵路公司的治下進行了改裝，這種改裝的成果包括極速140千米的234型、裝新型12缸發動機的233型以及功率2940千瓦的241型。
132型於1974年入役服務，這一車型總共製造了709輛，是130系列中最著名的一型。
在德國統一後，大量該型機車進行了改造，衍生出了232.9、233、234、241型內燃機車。

142型/242型

1977至1978年之間，製造出了6輛功率達到2940千瓦的142型機車。但由於當時高層政治風向變化，鐵路建設的重點轉移到了電氣化建設上，新型大功率內燃機車的設計製造被迫中止。因此，142型機車也沒有繼續生產，總共只有6輛。當時，142型是全歐洲最為強勁的內燃機車，而且這一紀錄一直到2006年才被功率高達3600千瓦的 Voith Maxima 40 CC機車打破。

運用

在東德時期，132型經常被用於高速重型運輸，比如牽引重達1800-2200噸的煤或石灰列車。在柏林圍牆倒塌、兩德合二為一之後，132型（這時應該叫做232型）的足跡開始出現在原來西德的土地上，來往於漢堡、紐倫堡和基爾之間。1994年德國鐵路公司合併了兩家其他鐵路公司後，232型更加大顯神威，甚至在很大程度上替代了西德V160（216、217、218等）系列機車。也有一部分速度較高的234型用於城際客運。

退役

230型是家族中最先退出使用的型號，緊隨其後的是231型。它們中有一小部分轉讓到了私人公司，還有幾輛被送進了博物館。242型從德國鐵路公司退出後全數進入私人公司服務。至2009年2月，232型和241型仍然在鐵路上運行。

在其他國家

由於該機車由蘇聯製造，所以在其他幾個蘇東國家也有使用。捷克的 T679.2型、保加利亞07型以及蘇聯 TЭ 109型都與232型相近。

總體結構

130型柴油機車是六軸幹線客貨運通用柴油機車，採用了桁架式整體承載焊接結構車體，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，底架中部並設有下凹的燃油箱及蓄電池箱。
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。機車上的三台冷卻風扇均使用三相交流電動機驅動，而ПК-35М型空氣壓縮機採用直流電動機驅動。

柴油機

機車裝用一台1А-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3000馬力（2,200千瓦），單位燃料消耗量為180克/有效馬力·小時。該型柴油機最初採用了由鑄鐵與球墨鑄鐵鑄造的曲軸，但在冬季較容易發生脆性斷裂，這是因為柴油機啟動時曲軸受力過大而造成，因此需要對柴油機採取預熱、階段點火等措施，以減少發生曲軸斷裂的機會，而後來生產的柴油機則全部改用整體鍛造曲軸。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）。柴油機及油底殼淨重17500公斤。機車最多可裝載6000升柴油及1100升機油。

傳動系統

機車傳動裝置採用交—直流電傳動，由哈爾科夫重型電機廠設計製造。柴油機通過聯軸器直接驅動一台ГС-501А型三相交流同步牽引發電機，經矽整流裝置轉換成直流電後，供給六台並聯的牽引電動機。
牽引發電機額定功率為2000千瓦，採用獨立勵磁及強迫通風冷卻；發電機定子按兩組三相繞組設計，彼此相差30°電角度。在牽引發電機的底座上還設有一台ВС-650型勵磁機及一台СТГ-7型輔助啟動發電機，兩台電機均通過齒輪變速箱直接與柴油機曲軸相連。啟動發電機為一台直流電機，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設備用電。
牽引發電機發出的三相交流電由УВКТ-2型矽整流裝置轉換成直流電，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接的ВЛ-200-8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）。機車並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。勵磁機是一台26千瓦的單相同步交流發電機，勵磁機發出的交流電，經過晶閘管整流為直流電後給牽引發電機勵磁。
牽引電動機採用ЭД-112А型直流串勵牽引電動機，額定功率為294千瓦，額定電壓為370伏（900安培），最高工作電壓為700伏（475安培），額定轉速為每分鐘440轉，最高轉速為每分鐘2320轉，單台電機重量為3000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57～63%及35～39%。機車採用了КВ-1552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位運行級位。

供電系統

列車供電裝置由一台交流發電機及一台變流器組成。供電發電機為一台對稱三相交流同步發電機，發電機包括兩組三相繞組，彼此相差30°電角度，輸出六相交流電；然後由晶閘管變流器（Hüllkurvenumrichter）輸出正、負半周波形對稱的1000伏22赫茲單相交流電，經車輛母線向旅客列車的電熱裝置負載直接集中供電。這種設計是德國鐵路柴油機車的第一代列車供電方式，最大輸出功率為400千瓦，可為8輛客車供電。但由於供電功率等於負載功率，並且沒有短時過載的儲備冗餘，因此不適合用於為旅客列車的空調設備供電。一旦在兩個半波之間的電壓—時間面積有跳躍式的變化，所產生的直流電壓將使變流器處於磁飽和區域，並引起較大的磁化電流。

轉向架

走行部為兩台無導框式三軸轉向架，與後來2TE116、2TE10V型機車的轉向架基本相同。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杆式定位結構。一系獨立懸掛採用螺旋彈簧及橡膠墊；二系懸掛採用橡膠堆旁承，靜撓度為80毫米。車體全部重量通過四點式橡膠堆旁承由兩台轉向架支承，牽引力和制動力通過心盤傳遞，二系旁承並具自動復位機構，能使機車駛出曲線時轉向架重新復位，從而減少輪緣磨損。牽引電動機採用抱軸式半懸掛安裝在轉向架上，當牽引傳動齒輪比為15：68時，最高運行速度為100公里/小時；當牽引傳動齒輪比為20：63時，最高運行速度為140公里/小時。