NY7型內燃機車
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NY7 | |
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![]() NY7型0026號機車 | |
概覽 | |
類型 | 內燃機車 |
原產國 | ![]() |
生產商 | 亨舍爾 |
生產型號 | DHG 5400 |
序列編號 | 0011~0030 |
生產年份 | 1972年 |
產量 | 20台 |
主要用戶 | ![]() |
技術數據 | |
華氏輪式 | 0-6-6-0 |
UIC軸式 | C-C |
軌距 | 1,435毫米 |
軸重 | 23噸 |
軸距 | 2,250+1,800毫米 |
通過最小曲線半徑 | 125米 |
機車長度 | 23,460毫米(連結器中心距) |
機車寬度 | 3,180毫米 |
機車高度 | 4,570毫米 |
構架尺寸 | 22,000毫米 |
整備重量 | 138噸 |
燃料儲備量 | 10,000升 |
機油儲備量 | 2 × 315公斤 |
水儲備量 | 1,200公斤 |
砂儲備量 | 1,000公斤 |
傳動方式 | 液力傳動 |
傳動裝置 | 福伊特 L820rU |
發動機 | 2 × MTU MA 12V 956 SB10 |
發動機功率 | 2 × 1,980千瓦(2,500馬力) |
最高速度 | 120公里/小時 |
持續速度 | 22公里/小時 |
牽引功率 | 2,740千瓦(3,700馬力) |
起動牽引力 | 455千牛頓 |
持續牽引力 | 370千牛頓 |
制動方式 | 踏面制動、液力制動 |
NY7型內燃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內燃機車車型之一。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,車上裝有兩台MTU MA 12V 956 SB10高速柴油機,以及兩台福伊特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5400馬力,最大運用功率為5000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、設備佈置、輔助機組、傳動裝置、走行裝置等部分皆與NY6型柴油機車完全相同。NY7型機車總數共計20台,曾先後配屬過山海關機務段、靈丘機務段、北京內燃機務段。
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,引進四台由亨舍爾公司製造、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性能表現良好,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台大功率液力傳動柴油機車的訂單,合約總價值超過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[1]。
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量生產,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公司正忙於查找缺陷和作出修改,作為改進型的MTU MA 12V 956 SB10型柴油機遲遲未能定型生產[2]。
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Chinese_Diesel_locomotive_NY7_001.jpg/220px-Chinese_Diesel_locomotive_NY7_001.jpg)
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台裝用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台機車則仍然裝用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、設備佈置、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[3],因此它們亦擁有連續的機車編號,車號分別為0001~0010、0011~0030[2]。
運用歷史
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圖片 | |
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NY7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年中陸續運抵中國塘沽新港,至同年12月全部機車交付完畢[4]。1972年8月,NY7型內燃機車配屬錦州鐵路局山海關機務段(錦局山段)使用,與東方紅1型內燃機車共同成為當時瀋山鐵路的主力客運機車,擔當瀋山鐵路山海關站至瀋陽站間的旅客列車牽引任務。NY7型機車在磨合期內亦曾經發生過一些因品質問題造成的故障,例如,NY7型0014號在投入運用不到兩個月便發現均衡樑焊縫出現裂紋,隨後又在另一台車上發生運行途中均衡樑斷裂的嚴重事故,德國方面一開始不承認是設計問題,認為是機車運行路綫品質不好造成,隨後亨舍爾公司派出技術人員來華檢查,最終承認該零部件原設計存在缺陷,同意更換20台機車上的240套均衡樑。
1974年,山海關機務段的其中10台NY7型機車,轉配屬北京鐵路局太原鐵路分局靈丘機務段(京局靈段),擔當京原鐵路靈丘站至太原北站間貨物列車的牽引任務,至1976年調回山海關機務段[5]。1975年5月以後,山海關機務段又增加了山海關站經由天津站至北京站、山海關站經由天津站至濟南站的旅客快車牽引任務,除了山海關站經由津山鐵路天津站至濟南站區間的三對交路由NY7型內燃機車擔任外[6],其餘機車交路全部由東方紅1型內燃機車擔任。1980年,NY7型機車在先後配屬靈丘和山海關機務段運用近八年之後,20台機車中有19台機車因柴油機曲軸燒瓦而不能運用,主要原因是由於維護保養不當,導致的主軸承油潤間隙異常、機油濾清不良、機油稀釋。1980年4月,所有NY7型機車改配屬北京鐵路局北京內燃機務段,經過對柴油機機體的修理,才使NY7型機車恢復正常運用[7]。自此,NY5、NY6、NY7三種大功率液力傳動柴油機車集中配屬在北京內燃段,並且被機務部門暱稱為「大馬力」[2]。
1980年代,「大馬力」機車主要擔當京包鐵路、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NY7型機車主要用於牽引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。同時,NY7型機車亦成為3/4次國際聯運列車(北京—烏蘭巴托—莫斯科)在北京至大同區間的本務機車。2004年9月,隨着K3/4次國際列車北京至大同區間的機車交路轉交南口機務段,NY7型機車牽引國際列車的歷史正式終結。2004年9月8日由北京發車的K3次列車是最後一趟由NY7型機車牽引的國際列車,當日的本務機車為NY7型0012號機車[8]。
「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,對機車運行構成安全隱患。例如因為沒有合適的退輪設備,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」機車的走行距離已超過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着「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[9]。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。
1990年代末,NY7型機車開始陸續中止營運報廢,至2003年之後僅餘下6台NY7型機車(0012、0015、0018、0024、0029、0030)。0030號機車是最後一台報廢的NY7型機車,於2008年1月正式報廢。而0012、0018號機車是最後兩台被拆解的NY7型機車,於2013年2月在北京機務段拆解。
技術特點
總體佈置
NY7型柴油機車是5400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底盤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,連結器中心線間距為23,610毫米,底盤兩端設有裝有排障器、自動力車卡鈎和連結器緩衝器。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。為了便於機車運行過程中司機對動力室的巡檢,兩端司機室通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。車內設備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,每套機組包括一台柴油機及傳動裝置,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[10]。
司機室內設有正副司機操縱台、電氣控制櫃、空氣制動閥、手制動機手輪等設備,司機主操縱台設置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台柴油機,以及燃油及機油的輸送和加熱等配套設備。第二動力室內裝有一台電動的主空氣壓縮機,另外還設有一台輔助柴油機,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台預熱鍋爐。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底盤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,並通過彈性聯軸節驅動起動發電機和靜液壓泵。
NY7型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置在傳動裝置上方。由於NY7型機車的柴油機功率較大,因此冷卻系統的性能亦相應調整,循環水泵、靜液壓泵、靜液壓馬達、冷卻風扇的轉數和功率均比NY6型機車有所提升。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設備製造商貝洱公司(Behr)的產品。每組散熱器各設有兩台軸流式冷卻風扇,分別為柴油機主循環系統(23個冷卻單節)和中冷器次循環系統冷卻(11個冷卻單節)。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。車體下方兩台轉向架之間的空間,吊掛着一個容量為10,000升的燃油箱、兩個總風缸和蓄電池組。
柴油機
NY7型柴油機車裝用兩台由MTU公司製造的MTU MA 12V 956 SB10型柴油機,該型柴油機是一款四衝程、12氣缸、V型結構、直接噴射、廢氣渦輪增壓、中間冷卻的高速柴油機,氣缸內徑為230毫米,活塞行程為230毫米,單缸排量為9.56升,氣缸夾角為50°,UIC標定功率為2,700馬力,裝車功率為2,500馬力,標定轉速為每分鐘1,500轉。在輸出端V型夾角上面佈置着兩台AGL-340型渦輪增壓器,而另一端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、特種鑄鐵濕式氣缸套、鋼頂鋁裙組合式油冷活塞、合金鋼整體鍛造曲軸、單體式鑄鐵氣缸蓋、合金鋼模鍛並列式連杆組、博世合成式高壓噴油泵、圓片彈簧式減震器[10]。
傳動系統
NY7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、NY6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[10]。
NY7型柴油機車採用多循環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參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,以及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。與NY6型機車的液力傳動裝置相比,泵輪轉速由每分鐘3115轉提高到3260轉,當額定輸入轉速為每分鐘1500轉時,液力變速箱最大輸入功率提高至2300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型液力制動機,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,最大制動功率為2×1840馬力[11]。
雖然NY6型和NY7型機車原本計劃作為貨運機車,但投入運用以後基本上只用於客運牽引,這是由於機車設計方面的原因所致。這兩種車型均採用兩變扭器的福伊特L820rU型液力變速箱,該變速箱在較高速度範圍有較佳的性能,低速性能反而比不上設有三個變扭器、用於NY5型機車的福伊特L830rU型液力變速箱。國外使用福伊特L820rU型液力變速箱的柴油機車,例如德國聯邦鐵路210型、215型、217型、218型柴油機車,都設有工況齒輪箱以便滿足客貨運通用的需要。而中國訂購機車時不僅不要工況齒輪箱,並將設計最高速度定為較高的120公里/小時,進一步削弱了機車的低速起動性能,因此NY6、NY7型機車的設計從本質上就是客運機車。雖然NY7型機車功率比較大,但只有138噸的粘着重量又限制了其牽引定數。NY7型機車在京原鐵路大坡道區段上進行貨物列車牽引試驗期間,就發現起動緩慢、輪對空轉嚴重等問題,所以此後該型機車只作為客運機車使用[12]。
轉向架
機車走行部為兩台三軸轉向架,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。每台轉向架側樑上設有兩個油浴式摩擦旁承,車體重量便通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捲簧,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捲簧組,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(KONI)產品。靠近車體中部的兩個輪對之間還設有均衡樑聯接。牽引力和制動力通過車體和轉向架間的中心低位牽引拉杆傳遞。機車採用克諾爾空氣制動機,每個輪對設有一個軔缸,施行雙側閘瓦制動;分配閥有一次緩解和階段緩解兩個位置,並帶有緊急緊軔加速器。和NY5、NY6型機車一樣,NY7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。
重大事故
1976年7月28日凌晨3時06分,錦州鐵路局錦州鐵路分局山海關機務段的NY7型0017號機車,牽引由濟寧站開往三棵樹站的117次直快旅客列車從天津站準點出發,凌晨3時42分,當列車以100千米/小時的速度運行至津山鐵路北塘站至茶淀站間的下行線K201+600處時,火車司機發現前方訊號機燈柱正在搖晃,同時感到機車劇烈地左右搖晃,並看見前方東南方向地平線出現大面積藍色閃光,立即意識到是地震光,判定地震即將來臨,隨即對列車施行緊急緊軔,在制動過程中唐山大地震發生,強烈震動和路基變形使得117次直快旅客列車脫軌,造成七輛客車脫軌,壓壞鋼筋混凝土軌枕370根,所幸當時車速經過緊急緊軔已經降至很低,擔當列車乘務的濟哈第五包乘組全體人員和全列車740餘名旅客沒有傷亡,全部獲救[13][14][15]。
參看
參考文獻
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外部連結
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