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NY7型柴油机车

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NY7
Chinese Diesel locomotive NY7 001.jpg
NY7型0014号机车(车号尾数“4”已脱落)
概览
类型 柴油机车
原产国  西德
生产商 亨舍尔
生产型号 DHG 5400
序列编号 0011~0030
生产年份 1972年
产量 20台
主要用户 中國鐵路總公司 中华人民共和国铁道部
技术数据
华氏轮式 0-6-6-0
UIC軸式 C-C
轨距 1,435毫米
轴重 23吨
轴距 2,250+1,800毫米
通过最小曲线半径 125米
机车长度 23,460毫米(车钩中心距)
机车宽度 3,180毫米
机车高度 4,570毫米
构架尺寸 22,000毫米
整备重量 138吨
燃料储备量 10,000升
机油储备量 2 × 315公斤
水储备量 1,200公斤
砂储备量 1,000公斤
传动方式 液力传动
传动装置 福伊特 L820rU
发动机 2 × MTU MA 12V 956 SB10
发动机功率 2 × 1,980千瓦(2,500马力)
最高速度 120公里/小时
持续速度 22公里/小时
牵引功率 2,740千瓦(3,700马力)
起动牵引力 455千牛
持续牵引力 370千牛
制动方式 踏面制动液力制动

NY7型柴油机车西德亨舍尔公司於1970年代为中国铁路设计制造的液力传动柴油机车车型之一。该型机车是采用双机组设计的干线货运机车,设有两套相同而又互相独立的动力传动机组,车上装有两台MTU MA 12V 956 SB10高速柴油机,以及两台福伊特L820rU型液力传动装置,机车最大速度为120公里/小时,机车名义功率为5400马力,最大运用功率为5000马力。除了柴油机型号和个别配件稍有不同,其他如车体结构、设备布置、辅助机组、传动装置、走行装置等部分皆与NY6型柴油机车完全相同。NY7型机车总数共计20台,曾先后配属过山海关机务段灵丘机务段北京内燃机务段

发展历史[编辑]

引进背景[编辑]

1967年,中国为了引进西德液力传动柴油机车的先进技术,引进四台由亨舍尔公司制造、以德国联邦铁路V320型柴油机车为基础、根据中国方面订货要求而设计的4000马力液力传动柴油机车,即NY5型柴油机车,作为自主研制大马力液力传动柴油机车的技术样板。NY5型机车投入运用以后由于性能表现良好,同时为了缓解缺乏大功率柴油机车的局面,中国于1970年决定再次向亨舍尔公司订购一批功率更大的液力传动柴油机车。1970年夏季,中德双方进行了为期三个月的贸易和技术谈判,确定了机车的技术条件。1970年7月,中国技术进出口总公司代表中华人民共和国铁道部,与西德亨舍尔公司正式签订了30台大功率液力传动柴油机车的订单,合同总价值超过8000万西德马克,这也是继1958年埃及向亨舍尔订购总值1亿马克的柴油机车之后,十二年来西德机车车辆制造业收到的最大一张出口订单[1]

根据中国提出的订货要求,新机车是以NY5型机车为基础、设计速度为120公里/小时的干线货运机车,在技术条件允许的情况下尽量提高机车功率牵引力。这批机车号称当时世界上单机功率最大的液力传动柴油机车,原计划全部装用MTU MA 12V 956系列柴油机,机车标定功率为5400马力。然而,MTU MA 12V 956 TB10型柴油机虽然是当时西德能够提供的功率最大的机车用柴油机,但该型柴油机未经详尽的运用试验就投入批量生产,并且大量装用于德国联邦铁路218型柴油机车上,因此运用初期柴油机常常发生故障,不能用于出口产品。同时,MTU公司正忙于查找缺陷和作出修改,作为改进型的MTU MA 12V 956 SB10型柴油机迟迟未能定型生产[2]

鉴于中国要求的交货时间较为紧迫,经协商后决定先行交付10台装用MTU MB 16V 652 TB10型柴油机的机车,该型柴油机虽然功率较小但技术成熟可靠,被广泛装用于德国联邦铁路216型215型217型柴油机车。这批机车在中国铁路系统内被定型为NY6型柴油机车,机车标定功率为4600马力,在亨舍尔公司的内部设计代号为DHG 4600,机车生产序号为31621~31630。而订单中的其余20台机车则仍然装用MTU MA 12V 956 SB10型柴油机,机车标定功率为5400马力,在中国铁路系统内被定型为NY7型柴油机车,在亨舍尔公司的内部设计代号为DHG 5400,机车生产序号为31631~31650。NY6型机车与NY7型机车相比,除了柴油机型号和相关配件不同之外,其他如车体结构、设备布置、辅助机组、传动装置、走行装置等部分皆完全相同,因此两者实际上是不同功率等级的同型机车[3],因此它们亦拥有连续的机车编号,车号分别为0001~0010、0011~0030[2]

运用历史[编辑]

外部媒体链接
圖片
NY7型机车牵引3次国际列车抵达大同(1985年)
两台NY7型机车牵引北京至大同的直快列车(1988年)
视频
NY7型机车牵引国际列车(1988年)

NY7型柴油机车由位于德国黑森州卡塞尔的亨舍尔机车工厂组装,机车完成出厂验收试验后在汉堡港装船启运,并于1972年中陆续运抵中国塘沽新港,至同年12月全部机车交付完毕[4]。1972年8月,NY7型机车配属锦州铁路局山海关机务段(锦局山段)使用,与东方红1型柴油机车共同成为当时沈山铁路的主力客运机车,担当沈山铁路山海关沈阳间的旅客列车牵引任务。NY7型机车在磨合期内亦曾经发生过一些因质量问题造成的故障,例如,NY7型0014号在投入运用不到两个月便发现均衡梁焊缝出现裂纹,随后又在另一台车上发生运行途中均衡梁断裂的严重事故,德国方面一开始不承认是设计问题,认为是机车运行线路质量不好造成,随后亨舍尔公司派出技术人员来华检查,最终承认该零部件原设计存在缺陷,同意更换20台机车上的240套均衡梁。

1974年,山海关机务段的其中10台NY7型机车,转配属北京铁路局太原铁路分局灵丘机务段(京局灵段),担当京原铁路灵丘太原北货物列车的牵引任务,至1976年调回山海关机务段[5]。1975年5月以后,山海关机务段又增加了山海关至北京、山海关至济南的旅客快车牵引任务,除了山海关至济南区间的三对交路由NY7型机车担任外,其余机车交路全部由东方红1型机车担任。1980年,NY7型机车在先后配属灵丘和山海关机务段运用近八年之后,20台机车中有19台机车因柴油机曲轴烧瓦而不能运用,主要原因是由于维护保养不当,导致的主轴承油润间隙异常、机油滤清不良、机油稀释。1980年4月,所有NY7型机车改配属北京铁路局北京内燃机务段,经过对柴油机机体的修理,才使NY7型机车恢复正常运用[6]。自此,NY5、NY6、NY7三种大功率液力传动柴油机车集中配属在北京内燃段,并且被机务部门昵称为“大马力”[2]

1980年代,“大马力”机车主要担当京包铁路京承铁路京原铁路丰沙铁路等北京周边山区铁路干线的客运牵引任务,其中NY7型机车主要用于牵引京包铁路北京至大同区段的旅客列车,尤其在京包铁路南口青龙桥之间坡度达到33‰的关沟段担当本务机车和补机,成为八达岭长城脚下老京张铁路的一道经典风景。同时,NY7型机车亦成为3/4次国际联运列车北京乌兰巴托莫斯科)在北京至大同区间的本务机车。2004年9月,随着K3/4次国际列车北京至大同区间的机车交路转交南口机务段,NY7型机车牵引国际列车的历史正式终结。2004年9月8日由北京发车的K3次列车是最后一趟由NY7型机车牵引的国际列车,当日的本务机车为NY7型0012号机车[7]

“大马力”系列机车从投入运用开始,由于没有工厂能够承接大修任务,机车一切修程都由北京内燃机务段承包,段修范围有些方面甚至已扩大到厂修的范围,例如柴油机机体的曲轴主轴瓦孔的涂镀与镗孔等,但还有些问题是段方无能力解决的,有些重要零部件长期得不到维修保养,对机车运行构成安全隐患。例如因为没有合适的退轮设备,车轮大修问题一直未能彻底解决。国产机车一般走行60~70万公里就需要入厂大修,而许多“大马力”机车的走行里程已超过300万公里,但轮对仍然没有正常进行厂修。除此之外,对于进口机车而言配件供应往往决定机车使用寿命,但国家每年分配用于进口配件的外汇款额非常有限,进口配件的价格逐年上涨,而且某些配件在国外已停止生产,因此配件供应亦是长期困扰着“大马力”系列机车的另一个问题。1980年代起,气缸套、预燃室、主轴瓦等开始采用国产配件代替进口配件[8]。1988年8月,为了提高乘务人员对机车维护保养的责任心,北京机务段把“大马力”机车从轮乘制改为包乘制之后,机车临修和机破件数明显减少。

1990年代末,NY7型机车开始陆续停运报废,至2003年之后仅余下6台NY7型机车(0012、0015、0018、0024、0029、0030)。0030号机车是最后一台报废的NY7型机车,于2008年1月正式报废。而0012、0018号机车是最后两台被拆解的NY7型机车,于2013年2月在北京机务段拆解。

技术特点[编辑]

总体布置[编辑]

NY7型柴油机车是5400马力的干线货运用液力传动柴油机车,机车采用全钢焊接结构的框架承载式车体,焊接在一起的车体和车架共同构成一个刚性的整体承载结构。车底架长度为22,000毫米,转向架中心间距为12,800毫米,车钩中心线间距为23,610毫米,车架两端设有装有排障器自动车钩车钩缓冲器英语Buffer (rail transport)。车体部分用轻型钢结构作为骨架,并在外部敷以薄钢板作为蒙皮。机车采用双端司机室、双侧对称结构的布置,可根据行车方向由机车任一端司机室操纵机车。为了便于机车运行过程中司机对动力室的巡检,两端司机室通过双侧内走廊通道相连,取代了NY5型机车的单侧走廊布置方式。车内设备布局采用双机组对称布置,装有两套相同而独立的动力传动机组,每套机组包括一台柴油机及传动装置,可以根据需要使用其中任何一套或两套同时工作。车体内部从前端至后端分为第一司机室、第一动力室、传动冷却室、第二动力室、第二司机室等五个部分[9]

司机室内设有正副司机操纵台、电气控制柜、空气制动阀、手制动器手轮等设备,司机主操纵台设置在机车前进方向的左侧,控制器手轮设有按逆时针方向转动的31位运转位,而按顺时针方向转动为16位液力制动位。两个动力室各装有一台柴油机,以及燃油机油的输送和加热等配套设备。第二动力室内装有一台电动的主空气压缩机,另外还设有一台辅助柴油机,用于驱动辅助空气压缩机和辅助发电机;第一动力室内还设有一台预热锅炉。当机车长时间停车待机时,由辅助柴油机供应辅助电源和压缩空气,避免主柴油机在无负荷情况下长时间运转,并且有效节省燃油消耗。传动冷却室内下部的车架上装有两组液力传动装置,每组液力传动装置各自设有辅助输出轴,并通过弹性联轴节驱动起动发电机和静液压泵。

NY7型机车设有两套彼此独立的冷却水系统,两套V型结构的散热器组设置在传动装置上方。由于NY7型机车的柴油机功率较大,因此冷却系统的性能亦相应调整,循环水泵、静液压泵、静液压马达、冷却风扇的转数和功率均比NY6型机车有所提升。每组质管片式散热器由34个冷却单节组成,散热器元件采用德国著名冷却设备制造商贝洱公司德语Mahle Behr(Behr)的产品。每组散热器各设有两台轴流式冷却风扇,分别为柴油机主循环系统(23个冷却单节)和中冷器次循环系统冷却(11个冷却单节)。冷却空气从车体侧墙上的通风百叶窗口吸入,流经散热器和吸收热量之后从车顶排出。车体下方两台转向架之间的空间,吊挂着一个容量为10,000升的燃油箱、两个总风缸和蓄电池组

柴油机[编辑]

NY7型柴油机车装用两台由MTU公司制造的MTU MA 12V 956 SB10型柴油机,该型柴油机是一款四冲程12气缸V型结构直接喷射废气涡轮增压中间冷却的高速柴油机,气缸内径为230毫米,活塞行程为230毫米,单缸排量为9.56升,气缸夹角为50°,UIC标定功率为2,700马力,装车功率为2,500马力,标定转速为每分钟1,500转。在输出端V型夹角上面布置着两台AGL-340型涡轮增压器,而另一端设有用于冷却增压空气的中冷器,其排气管与柴油机进气管相连。柴油机采用整体铸铁机体、特种铸铁湿式气缸套、钢顶铝裙组合式油冷活塞、合金钢整体锻造曲轴、单体式铸铁气缸盖、合金钢模锻并列式连杆组、博世合成式高压喷油泵、圆片弹簧式减震器[9]

传动系统[编辑]

NY7型柴油机车是采用双机组设计的液力传动柴油机车,车上装有两套相同而又互相独立的动力传动机组,分别驱动两个三轴转向架。液力传动系统包括液力变速箱、分配齿轮箱、车轴齿轮箱、中间支承、万向轴等部分组成。主传动路线与NY5、NY6型机车基本相同,液力变速箱的安装位置靠近车体中部,而柴油机则安装在司机室之后,分配齿轮箱安装在转向架构架上。柴油机输出的功率经第一万向轴传给液力变速箱,然后从液力变速箱输出的扭矩经第二万向轴、中间支承装置、第三万向轴传入分配齿轮箱,最后从分配齿轮箱经过第四、第五、第六万向轴分别传给前后三个车轴齿轮箱[9]

NY7型柴油机车采用多循环圆结构型式的福伊特L820rU型液力变速箱,变速箱内装有两个结构参数不同的液力变扭器,包括一个起动变扭器、一个运转变扭器,以及一对机械式换向齿轮和两个液力制动耦合器。起动变扭器和运转变扭器均为单级离心式涡轮。液力传动装置根据机车速度和柴油机功率的变化,利用充排油使变扭器自动接入或退出工作来实现自动换挡,换档时牵引力无级变化。与NY6型机车的液力传动装置相比,泵轮转速由每分钟3115转提高到3260转,当额定输入转速为每分钟1500转时,液力变速箱最大输入功率提高至2300马力。换向机构采用带有变扭器微量充油功能的风动齿轮离合器。传动装置并设有KB510/41型液力制动器,机车运行于长大下坡道或减速时,使用液力制动可减少闸瓦磨耗,最大制动功率为2×1840马力[10]

虽然NY6型和NY7型机车原本计划作为货运机车,但投入运用以后基本上只用于客运牵引,这是由于机车设计方面的原因所致。这两种车型均采用两变扭器的福伊特L820rU型液力变速箱,该变速箱在较高速度范围有较佳的性能,低速性能反而比不上设有三个变扭器、用于NY5型机车的福伊特L830rU型液力变速箱。国外使用福伊特L820rU型液力变速箱的柴油机车,例如德国联邦铁路210型、215型、217型、218型柴油机车,都设有工况齿轮箱以便满足客货运通用的需要。而中国订购机车时不仅不要工况齿轮箱,并将设计最高速度定为较高的120公里/小时,进一步削弱了机车的低速起动性能,因此NY6、NY7型机车的设计从本质上就是客运机车。虽然NY7型机车功率比较大,但只有138吨的粘着重量又限制了其牵引定数。NY7型机车在京原铁路大坡道区段上进行货物列车牵引试验期间,就发现起动缓慢、轮对空转严重等问题,所以此后该型机车只作为客运机车使用[11]

转向架[编辑]

机车走行部为两台三轴转向架,其结构与NY5型机车转向架基本相同。构架采用钢板焊接箱型结构,车轴轴箱采用导框式定位,并装有锥形橡胶轴端缓冲装置。每台转向架侧梁上设有两个油浴式摩擦旁承,车体重量便通过四点旁承支承在转向架上,转向架相对于车体的横向弹性位移依靠二系弹簧的横向刚度来实现,而最大横向位移则以侧承加以限制。机车设有二系悬挂装置,一系悬挂为轴箱两侧的螺旋弹簧,以及并联的垂向油压减震器。二系悬挂为车体和旁承装置之间的螺旋弹簧组,车体和转向架之间亦有横向油压减震器以抑制横向高频振动。所有垂向和横向油压减震器均采用荷兰科尼公司(KONI)产品。靠近车体中部的两个轮对之间还设有均衡梁联接。牵引力和制动力通过车体和转向架间的中心低位牵引拉杆传递。机车采用克诺尔空气制动机,每个轮对设有一个制动缸,施行双侧闸瓦制动;分配阀有一次缓解和阶段缓解两个位置,并带有紧急制动加速器。和NY5、NY6型机车一样,NY7型机车同样设有防空转装置、防滑调节器、轮缘给油润滑装置。

参看[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Karl Ernst Maedel. Diesellokomotiven für die VR China. Lok-Magazin (Stuttgart: Franckh'sche Verlagshandlung). 1970, 52–57: 224–228. ISSN 0458-1822. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 俞悅. 心中的大馬力. 《铁道知识》 (北京: 中國鐵道學會). 2006年2月: 52–53. ISSN 1000-0372. 
  3. ^ Leo-Hans Flatau. Dieselhydraulische Lokomotiven mit Leistungen von 4 600 PS und 5 400 PS für die Volksrepublik China. Rheinstahl Technik (Essen: Rheinstahl AG): 50–55. 
  4. ^ Broadfields (Technical Publishers) Limited. CLASSES NY6 AND NY7 HENSCHEL DIESEL-HYDRAULICS OF 4,600 AND 5,600 HP FOR FREIGHT SERVICES IN PEOPLE'S REPBULIC OF CHINA. Rail Engineering International (Essex, England: De Rooi Publications). 1973年2月, 3 (7). ISSN 0141-4615. 
  5. ^ 山西省地方志编纂委员会. 《山西通志 第22卷 铁路志》. 北京: 中华书局. 1997: 214. ISBN 9787101009071. 
  6. ^ 姚宝成. 进口内燃机车的维修及后期管理. 《内燃机车》 (大连内燃机车研究所). 1988年6月: 42–47. ISSN 1003-1820. 
  7. ^ 火车迷网刊:国列的变迁. 海子铁路网. 2005. 
  8. ^ 李宝祥. 进口机车的利弊及管理. 《内燃机车》 (大连: 大连内燃机车研究所). 1989-06, 184: 10–13. ISSN 1003-1820. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 铁道部进口机车资料编译组. NY6型和NY7型内燃机车. 北京: 人民铁道出版社. 1976. 
  10. ^ 福伊特L820rU+KB510/41液力传动装置. 《国外内燃机车》 (大连内燃机车研究所). 1974年6月. ISSN 1003-1820. 
  11. ^ 龙洙. 货运内燃机车采用液力传动的问题. 《内燃机车》 (大连内燃机车研究所). 1984年12月: 1–7. ISSN 1003-1820. 

外部链接[编辑]