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日本国铁DD50型柴油机车

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DD50
亚洲和远东经济委员会铁道展览会上展出的DD50型柴油机车(1954年)
概览
类型柴油机车
原产国 日本
生产商新三菱重工业三菱电机
生产年份1953年—1954年
产量6台
主要用户日本 日本国有铁道
技术数据
UIC轴式Bo-Bo
轨距1,067毫米
轮径1,000毫米
轴重15吨
转向架DT100
机车长度11,800毫米(车钩中心距)
机车宽度2,945毫米
机车高度4,012毫米
整备重量60吨
传动方式直—直流电
发动机三菱重工 8LDA25
发动机功率1000马力(746千瓦)
最高速度90公里/小时
持续速度29公里/小时
牵引力15,000公斤(起动)
6,500公斤(持续)
制动方式DL14B自动空气制动机、手制动

DD50型柴油机车(日语:DD50形ディーゼル機関車)是日本国有铁道的电力传动柴油机车车型之一,由新三菱重工业三菱电机于1953年设计制造,也是日本国铁在战后研制的第一款柴油机车。

开发背景

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日本铁道省早于昭和初期已经开始柴油机车的研究和试验。1920年代末,作为第一次世界大战的赔偿物品,日本从德国引入了两台600马力柴油机车,分别是采用电力传动的DC11型柴油机车,以及采用机械传动的DC10型柴油机车。除此之外,日本亦在二战前自行试制了DB10DD10型柴油机车,但由于当时日本工业制造水平较低,这些试验性质的柴油机车没有投入批量生产[1]第二次世界大战期间,由于日本国内实行燃料统制制度,柴油机车的研制和改进亦被迫搁置。

1950年代初,受到美国联邦德国大力推动牵引动力内燃化改革的影响,日本国有铁道也开始计划非电气化干线的牵引动力现代化。与此同时,随着旧金山和平条约的签订,日本在1952年完成了从统制经济市场经济的转变,日本国铁随即恢复新型柴油机车的研制工作。1953年2月,由新三菱重工业和三菱电机试制的第一台DD50型柴油机车问世,成为日本国铁在二战后制造的首台国产柴油机车,同年3月上旬第二、三台机车亦完成试制。1953年4月起,DD50型柴油机车开始在北陆本线投入试运行[2]。1954年,根据首批三台机车的试验结果,又试制了第二批三台DD50型柴油机车。除了车体外形和少数部件有所改变外,两批机车均大致相同。

DD50型柴油机车是1000马力的电传动柴油机车,机车轴式为Bo-Bo,平均轴重为15吨。车体及转向架等机械部分由新三菱重工业三原制作所制造,而电器设备则由三菱电机制造。该型机车的设计是以重联运用为原则,通常由两台机车尾部对接而成为一组2000马力的机车组,因此采用了单端司机室和尾端贯通门的设计。两台DD50型柴油机车重联牵引时,其发挥的牵引力与D52C62型蒸汽机车相若。当时一台DD50型柴油机车的造价为6200万日元,两台机车则需要超过1.2亿日元,是同等功率的D52型蒸汽机车的三倍以上。虽然柴油机车的购置成本远高于蒸汽机车,但实际运用显示其燃料成本仅为蒸汽机车的三分之一[3]

由于DD50型柴油机车在大多数情况下都需要重联运用,导致其整体经济性与蒸汽机车相比并无突出之处;而且作为日本最初的国产干线柴油机车,柴油机和电传动系统仍存在许多不足之处,机车投入运用后频繁发生各类故障。此外,该型机车亦没有安装为旅客列车供暖的蒸汽锅炉,旅客列车在冬季仍需要加挂燃煤的暖房车日语暖房車,加上机车不能在轴重限制为14吨的四级线路上使用,这些原因都令DD50型柴油机车无法得到进一步发展。日本国铁在这六台机车完成试验后,就不再购置更多的DD50型柴油机车,但其研制经验为1957年出现的DF50型柴油机车奠定了基础。

运用历史

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1950年代初,DD50型柴油机车投入运用初期全部配属金泽铁道管理局敦贺机关区(今西日本旅客铁道敦贺地域铁道部日语敦賀地域鉄道部敦贺运转中心车辆管理室),担当北陆本线米原敦贺间的列车牵引任务,以替换原本使用的C57、D51型蒸汽机车。虽然DD50型柴油机车最初计划用于牵引货物列车,但由于柴油机车不会像蒸汽机车那样喷出煤灰烟尘,因此在实际运用当中以牵引北陆本线的优等旅客列车为主,包括“日本海号”和“北陆号”卧铺急行列车[3]

1956年4月至10月期间,DD50 4号机车借出予四国铁道管理局高松机关区,在四国地区土赞线进行为期半年的试运行,并与DF40型柴油机车做对比试验[4]。1957年,搭载蒸汽锅炉的DF50型柴油机车投入北陆本线运用后,DD50型柴油机车改为用于牵引货物列车为主;同年,原敦贺机关区更名为敦贺第一机关区。此外,DD50型柴油机车亦会在敦贺至今庄间大坡度区间使用,为DF50型柴油机车牵引的货物列车担当补机

1962年北陆隧道建成通车后,DD50型柴油机车转配属富山机关区日语富山機関区,担当富山编组站至南福井、高冈间的货物列车牵引任务。1967年,随着北陆本线的交流电气化区段逐步延伸,DD50型柴油机车全部转配属米原机关区,担当北陆本线米原至田村间的列车牵引任务。由于当时交直流两用的多电流制电力机车尚未普及,从东海道本线往北陆本线方向的直通列车均采用“间接接续方式”作为过渡措施,因此需要DD50、DE10型柴油机车在米原至田村间摆渡运行[5]

1975年3月10日国铁运行图调整后,渐趋老化的DD50型柴油机车逐步停运并封存在米原车站内。1977年12月26日,所有DD50型柴油机车除籍报废及解体。

技术特点

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总体布置

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DD50型柴油机车采用单端司机室和非承载式结构的箱型车体。车体外观方面,机车采用了带有两扇前窗的半流线型车头外形,其设计参考自80系电力动车组的“湘南型”车头外形,司机室前端中央稍为屈曲和突出,前窗部分和“湘南型”外形一样有明显的后倾角。尤其是1953年制造的第一批机车,由于具有尺寸较大的前窗玻璃,加上采用国铁柴油机车的茶色标准涂装,令DD50型柴油机车在当时得到了“海坊主”的绰号。而1954年制造的第二批机车则采用尺寸较小的前窗玻璃,并装有独立的排障器

车体从前端至后端分别为司机室、动力室和冷却室三个部分。司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台,右侧设有副司机座席及手制动手柄,司机室两侧设有供乘务员乘降的侧门,司机室的冬季供暖由柴油机冷却水提供。动力室内安装了一套柴油发电机组,以及励磁机、电阻器、辅助发电机、控制电器柜等配套设备,柴油发动机组前后两端还各设有一台牵引电动机通风机。冷却室设有油水系统冷却装置,包括柴油机和机油热交换器的冷却水散热系统,冷却室中央装有一个轴流式冷却风扇,两边侧墙上装有大型散热器;冷却室内下部还装有一台电动空气压缩机、两个膨胀水箱和四个总风缸;冷却室后端设有一道贯通门,以便机车重联时乘务人员通过到另一台机车。车身两侧下部设有四个蓄电池安装口。机车下部两台转向架之间吊挂着一个2000升的燃油箱[2]

柴油机

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DD50型柴油机车装有一台三菱重工制造的8LDA25型柴油机,由瑞士苏尔寿公司转让技术及授权生产,是在1930年代开发的6LDA25型柴油机基础上改良而成。这款柴油机是苏尔寿公司的标准产品之一,被广泛运用于当时世界上多种柴油机车,后来由三菱重工业制造的DF50型基本番台柴油机车亦采用了该型柴油机。

8LDA25型柴油机是一种四冲程直列式、八气缸、废气涡轮增压的水冷式中速柴油机,机体是由钢板焊接而成的完全密闭式箱型结构,并采用耐热铝合金锻造的整体结构活塞。柴油机的气缸直径为250毫米,活塞行程为320毫米;小时功率为1000马力(746千瓦),额定转速为每分钟850转;持续功率为900马力(671千瓦),额定转速为每分钟800转。柴油机采用气动式液压调速器,使柴油机转速能够在每分钟460~850转之间按19个调速级位变化[2]

传动系统

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DD50型柴油机车使用直—直流电传动装置,柴油机直接驱动一台直流牵引发电机,并将发出的直流电供给四台并联的直流牵引电动机。机车装用一台独立励磁的八极直流牵引发电机,采用铸钢制中空电枢轴和半密闭式自然通风冷却,额定功率为580千瓦,额定电压为420伏特,额定电流为1380安培,额定转速为每分钟800转。励磁机用来供给牵引发电机提供励磁电流,并使牵引发电机具有恒功率励磁特性[2]

每个转向架装有两台四极串励直流牵引电动机,采用密闭式强迫通风冷却,额定电压为420伏特;小时制条件下的额定功率为160千瓦,额定电流为420安培;持续制条件下的额定功率为130千瓦,额定电流为345安培。为了扩大机车的的恒功率调速范围,还可以通过在牵引电动机励磁绕组并联分流电阻的方法,对牵引电动机进行一级磁场削弱,磁场削弱率最深为50%[2]

转向架

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机车走行部为两台DT100型二轴摇枕式转向架,构架采用“日”字形一体化铸钢结构,固定轴距为2300毫米,轴箱采用导框式定位结构。一系悬挂为轴箱顶端的螺旋弹簧。二系悬挂由摇枕装置构成,摇枕弹簧采用钢板弹簧。基础制动装置采用双侧踏面制动轮对的两侧均设有闸瓦以施加压力。牵引电动机采用轴悬式驱动方式,输出的扭矩通过一级减速齿轮传递给轮对,牵引齿轮传动比为16:73(1:4.56)[2]

参考文献

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  1. ^ 久保田博. DD50 よりDD51 形式ティーゼル機関車まで. 《交通技术》 (交通协力会). 1963年9月: 22–26 (日语). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 猪野淳之助. DD50形電気式ディーゼノレ機関車の概要. 《交通技术》 (交通协力会). 1953年3月: 24–28 (日语). 
  3. ^ 3.0 3.1 西尾源太郎. DD50形電気式デイーゼノレ機関車の使用実績. 《交通技术》 (交通协力会). 1954年9月: 24–27 (日语). 
  4. ^ 四国の機関車・ディーゼル車. 香川近代史研究会. [2014-03-04]. (原始内容存档于2016-03-25). 
  5. ^ 存档副本 国鉄DD50の遊び方(4). [2014-03-04]. (原始内容存档于2014-03-04).