共和国的火车头——那些中国自主生产的铁路机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:26

韶4的研制始于八十年代初。当时正处于改革开放后物流大爆发，铁路运输负荷十分沉重，在一些主要干线上由于列车牵引吨数和货车轴重受到多年来形成的设备方面的限制，运输能力严重不足，因此铁路重载运输的研究和实践开始提上了日程。1983年2月11日，国家经贸委下达了铁路重点科技攻关项目——“铁路重载列车成套技术的研究”，并相继列入“六五”期间的国家重大攻关及国家重大装备项目。1983年5月14日，铁道部发布了中国铁路第一部《铁路主要技术政策》，提出“逐步提高列车重量”的目标。

八十年代初沈阳铁路局老照片，可以大约判断当时中国铁路物流状况

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:27

1981年，铁道部下达了《韶山4型电力机车设计任务书》，由株洲厂和株机车所承担研制工作，并于1983年将其列入“铁路重载列车成套技术的研究”中分项之一，同年5月铁道部在株洲厂召开了韶山4型机车设计审查会议，通过了机车的设计方案。1985年9月第一台韶山4机车（SS4-0001）落成，她是当时中国国内功率最大的货运电力机车，功率6400千瓦。首台机车在株洲厂试验线进行了初步调整后，于1986年初赴北京，在铁科院环铁试验基地进行全面试验考核，其中包括机车称重、牵引试验、动力学试验等项目，试验中发现的故障和问题为同年年底生产的第二、第三台机车的改进设计提供了依据。

韶山4第一辆机车0001号

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:27

1987年初，铁道部组织了对韶山4的鉴定试验，韶山4-0001号机车在北京铁路局管内京包铁路投入10万公里运用考核，担当大同至张家口的电气化区段货运任务；0002、0003号机车则进行了整机鉴定试验及十大主要部件的型式试验考核。1988年6月15日，韶山4通过了国家级产品鉴定，鉴定会议认为，韶山4性能指标达到了1980年代初期国际上直流相控电力机车先进水平。

韶山4-0076号机车，为韶山4的早期涂装

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:27

完成技术鉴定后，韶山4于1989~年开始投入批量生产，并于同年获国家科技进步一等奖。在研制韶山4的过程中，铁道部还分别从欧洲、日本、苏联进口了8K、6K、8G电力机车，这些均为当时世界上技术最先进的直流相控电力机车系列。在购买8K、6K机车的同时，中国同时引进了相关技术，应用于后来研制的一系列国产电力机车。韶山4采用经济四段半控桥晶闸管相控平滑调压，具有两级电阻制动和恒速、恒励磁控制，使用800千瓦直流牵引电动机、双轴转向架、水平牵引拉杆等技术。但由于从研制到大批量生产的过程时间较短，初期生产的机车存在较多质量问题。经过调整生产工艺后，自九十年代后生产的韶山4机车质量大为提高。

八十年代进口的8K, 6K, 8G机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:27

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:28

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:28

1991年，株州厂通过模仿8K和6K机车的微机控制系统，为韶山4-0038号机车进行了实验性加装微机控制的技术改造，成为中国铁路第一台采用微机控制的国产电力机车。这台机车于1992年初在宝成铁路投入运行，虽然微机系统的用户界面、抗干扰能力仍有不足之处，但控制性能已达到设计要求，其研制和使用经验后来成为了韶山8的微机控制系统的基础和改进方向。

发表于1994年的关于韶山4-0038号微机控制研究的文献

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:28

1993年，株洲厂和株机所针对早期韶山4的主要问题，从韶山4-0159号机车开始进行重大改进，研制了韶山4改进型机车（SS4G），同年开始批量生产，但规范的机车型号仍统一为韶山4（SS4）机车。韶山4改型吸收了8K、6K型机车的电气技术，其质量、可靠性比韶山4有较大提高，机车改为采用不等分三段桥相控调压，机车控制为恒流恒速特性控制，采用中央低位斜杆牵引装置，增加功率补偿、加馈电阻制动等。

左为SS4早期型号0107，右为改型0763

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:28

1997年，株州厂根据《铁道部SS4型电力机车合同书》的技术规范要求，从韶山4-0480号机车开始进行另一次改进。主要改进为更换新型号的主断路器、交流接触器、速度传感器等，并按照铁道部的指示，在每节机车安装一套完整的安全设备，由地面感应器、数字化通用式机车信号机、信号配线盒、机车信号显示器、监控记录装置（LKJ）和监控显示器等部件组成。两套设备完全独立，机车正常运用时仅需要使用其中一套。

韶山4改型7238号

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:29

2004年，由株机所和大连厂共同研制了韶山4改型网络重联货运机车。韶山4改型网络重联机车是继韶山3B之后另一次以网络技术改造传统机车。原来的韶山4改型的重联采用硬连线方式，控制系统为模拟控制。网络重联机车采用微机控制系统，除内重联外还实现了机车的外重联，即通过网络将2台韶山4机车重联，组合成16轴重载货运重联机车车组。两台机车车内所有的智能设备，如智能显示器、微机控制装置、机车逻辑控制单元（LCU）、机车综合信息处理装置、中央控制单元（CCU）、列车运行监控装置等均可以通过车辆总线连接。韶山4改型网络重联货运机车在同年年底于大秦铁路投入运用。

SS4改型网络重联机车，株洲的就是1004-1005这一对，从外观上看该车重联插座处与一般的韶山4改型不同

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:29

2004年12月12日，大秦铁路首次进行2万吨重载组合列车试验取得成功，2万吨重载试验货运列车由4组5000吨组成，牵引重量2.02万吨，全长2658米，机车使用4台8轴韶山4改型机车，货车使用新研制的201辆25吨轴重、载重80吨双浴盆式铝合金运煤专用敞车，通信使用800MHz数传电台。这次试验还引进了美国GE公司的机车无线同步操纵技术。

韶山4G型在大秦铁路运用情况，在画面的远处还可以看到一组韶山4改型牵引货列

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:29

韶山4是双机重联的八轴大功率干线货运用电力机车，由两节完全相同的四轴机车通过中间车钩和橡胶联挂风挡连接而成，之间设有内部电气重联控制电缆和空气制动系统的重联控制风管，车顶并设有25kV高压连接线，司机可在任何一端司机室对机车进行控制，两节机车也可以分离作为两台四轴机车独立运行。机车持续功率6400千瓦，轴式为2×（Bo-Bo），机车两端并设有重联装置，可以与另外一台八轴电力机车连接，进行重联运行，以提高总牵引力进行长大列车重载牵引。机车的主传动系统采用交—直流电传动方式，使用串励式直流牵引电动机。初期型主电路采用四段半控桥式；后期的韶山4改型采用不等分三段半控桥式。

SS4改型机车重联连接状态及车钩

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:29

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:29

韶山4的布置继承了韶山系列电力机车的传统特点，采用双侧纵向内走廊、斜对称布置；机车车体中部设变压器室。每节机车司机室之后车顶装一台单臂受电弓、中部变压器室车顶装一台主断路器。机车并采用了一些新型技术和设备，如司机室采用双针电表、发光二极管故障显示屏，主电路、辅助电路、控制电路分束隔开布线。韶山4改型又进一步采用电气线路预布线和制动管路预布置新工艺以提高组装功效。机车车体为整体承载式结构，采用低合金高强度钢板全焊接结构。两节车体用车钩连接，并设有防脱钩安全装置，车钩上方为连接风挡和通道。前窗为导电膜电热玻璃；两侧活动窗采用轻合金成型拉窗。为减轻重量，机车车体除承载结构普遍采用高强度低合金外，非承载结构使用了铝合金材料，并大量采用压型件。韶山4改型车体借鉴了8K的设计，采用了大顶盖和高台架结构。

韶山4系列的侧线图

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:30

机车行走部机构为四台两轴转向架。悬挂系统与韶山3车基本相同，一系悬挂为圆弹簧，二系悬挂为橡胶叠层簧。韶山4采用平行牵引杆，粘着重量利用系数仅为0.9且不便于维修，韶山4改型采用推挽式中间单斜拉杆结构，以充分利用粘着重量，结构较简单，且粘着重量系数可达0.925。机车采用双侧刚性斜齿传动、电机抱轴式半悬挂。基础制动采用单元制动器、低倍率高磨合成闸瓦。韶山4与韶山4改型的转向架因车体接口不同而不能通用。

韶山4改型的转向架

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:30

韶山4机车主电路采用大功率晶闸管多段桥相控整流方式，对机车进行无级平滑调速控制。其中韶山4初期型采用经济四段半控桥式整流调压电路，使用恒压或恒流控制，电阻制动工况采用两级制动（恒励磁、准恒速控制）；后期改进型采用不等分三段半控桥式整流调压电路，牵引特性为恒流、准恒速特性控制；电阻制动为准恒速限流加馈电阻控制，具有与再生制动相当的优良低速制动，缺点是耗能较大。韶山4改型还采用了三次谐波滤波器以改善机车功率因数，缺点是增加了系统的复杂性。两种机车都具有轴重转移的电器补偿控制环节和防空转、滑行保护装置，以改善机车的粘着利用。

韶山4改型受电弓

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:30

韶山4辅助电路都采用传统劈相机及电容分相起动通风机后备的双馈单—三相变流系统。每节机车只设一台劈相机，当该机因故障切除后，可用电容对第一台牵引风机电动机直接分相起动，然后该电机兼作劈相机，在接触网电压达22kV以上时，可逐一起动其它辅助机组，避免机破事故。辅助电机的保护形式有两种，一部分韶山4采用三相自动开关，具有过载、短路复合脱扣保护功能，并可直接切除故障电路；另一部分机车采用了电子保护，具有、过载与短路保护功能，其缺点是不能直接切除故障电路而需借助于机车辅机接触器切除或主断路器保护性断电。

韶山4改型非标准司机室和标准司机室

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:31

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:31

机车通风系统采用传统的车体通风方式，进风口为车体侧墙大面积立式百叶窗。初期型的各通风支路均为并联方式，具有相对的独立性，但是通风机数量较多；改进型改为硅整流柜与牵引电机风路串联，从而减少了风机数量也提高了可靠性。机车空气制动系统采用DK-1型电空制动机，加设了必要的重联装置。韶山4改型还具有空电联合制动功能，适用于长大坡道的重载长编列车牵引。每节车设有每分钟排气量三立方米的空气压缩机一台，总风缸两个，全车总风缸容量为1800升，是普通六轴机车的1.5倍。每节车设有空气干燥器一台，改善了空气系统风源质量，特别是极寒地区的工作条件。

韶山4改型铭牌

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:31

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[其他] 共和国的火车头——那些中国自主生产的铁路机车

浏览过的版块

中华儿女

龙的传人

论坛卫士

风雨同舟

特殊贡献

爱心天使

热心肠

“简阳论坛会员卡”持有者

“简阳论坛文化衫”拥有者

活力四射

热情洋溢

激情奔放

勤奋大师

论坛孺子牛

无冕之王

男生

家有宝贝

QQ达人

简阳论坛弥尚视觉足球队队员

10元计划