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NY7型內燃機車

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NY7
NY7型0026號機車
概覽
類型內燃機車
原產國 西德
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
主要用戶中國國家鐵路集團 中華人民共和國鐵道部
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
制軔方式踏面制軔液力制軔

NY7型內燃機車西德亨舍爾公司於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、設備布置、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]

NY7型0014號機車(車號尾數「4」已脫落)

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、設備布置、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

外部媒體連結
圖片
image icon NY7型機車牽引3次國際列車抵達大同(1985年)
image icon 兩台NY7型機車牽引北京至大同的直快列車(1988年)
影片
video icon NY7型機車牽引國際列車(1988年)

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轉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,認為是機車運轉路線品質不好造成,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太原北站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北京站山海關站經由天津站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,隨著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,對機車運轉構成安全隱患。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著「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

總體布置

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鉤連結器緩衝器英語Buffer (rail transport)。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、雙側對稱結構的布置,可根據行車方向由機車任一端司機室操縱機車。為了便於機車運轉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型機車的單側走廊布置方式。車內設備布局採用雙機組對稱布置,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、氣軔閥、手軔機手輪等設備,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位液力制軔位。兩個動力室各裝有一台柴油機,以及燃油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德語Mahle Behr(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,吊掛著一個容量為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行程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型夾角上面布置著兩台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軔耦合器。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型液力軔機,機車運轉於長大下坡道或減速時,使用液力制軔可減少閘瓦磨耗,最大制軔功率為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噸的粘著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。每台轉向架側梁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。機車設有二次懸吊裝置,一次懸吊為軸箱兩側的捲簧,以及並聯的垂向油壓減震器。二次懸吊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。牽引力和制軔力通過車體和轉向架間的中心低位牽引拉杆傳遞。機車採用克諾爾氣軔機,每個輪對設有一個軔缸,施行雙側閘瓦制軔;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117次直快旅客列車天津站準點出發,凌晨3時42分,當列車以100千米/小時的速度運轉至津山鐵路北塘站茶淀站間的下行線K201+600處時,火車司機發現前方號誌機燈柱正在搖晃,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,在制軔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