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 17:49

经过谈判和评标后，机械进出口总公司正式向五十赫兹集团购买150台8K型电力机车，交易总额达15亿元人民币（3亿美元），是当时中国最大一笔机车交易。贸易合同和技术转让合同于1985年3月27日在北京签字，阿尔斯通公司董事长兼五十赫兹集团代表让·皮埃尔·德乔治（Jean-PierreDesgeorges）、时任国务院副总理李鹏、经贸部长郑柘彬、铁道部长陈璞如等出席了签字仪式。在机车型号中，“8”代表八轴，“K”代表可控硅整流。根据合同，阿尔斯通公司于1987年初开始交付首台机车，并于1987年11月交付完毕，其中2台机车由五十赫兹集团与株洲厂合作完成。

1985年李鹏总理出席引进欧洲五十赫兹集团8K电力机车进口合同签字仪式

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:49

8K是由五十赫兹集团专门为中国铁路设计制造的，株洲厂和株机所也派出人员参与机车的设计。8K大量继承了法国电力机车的传统设计和技术，例如车体整体承载方式、走廊通风系统、高度集成化中央电器柜、转向架结构、两段相控整流桥电路等方面均沿袭了与BB15000机车相似的设计，并采用了与6G型、ND4型机车类似的系列化司机室。此外，8K机车也集结了五十赫兹集团内各家公司的技术产品，包括瑞士勃朗-包维利公司的电子控制系统和GTO辅助逆变器、法国电气牵引设备公司（MTE）的转向架、AEG的传动齿轮箱、西门子的主变压器、牵引电动机和辅助电机等。

8K机车的铭牌

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:50

在签订8K机车贸易合同之后，中国机械进出口总公司与欧洲五十赫兹集团于1985年5月又签订了两台8K型电力机车的合作生产合同。五十赫兹集团负责无偿转让产品的全（河蟹）纸资料、机车零部件、制造工艺和检验方法，并负责培训机车试制验证和派遣专家来华指导，由株洲厂承担机车生产工作，而株机厂及株机所同时派遗人员到欧洲多家工厂接受培训，作为验证技术转让的成效。

株洲厂生产的最后两台8K的铭牌

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:50

1986年7月9日，首台8K机车在阿尔斯通公司贝尔福出厂，随即在贝尔福至米卢斯的铁路上进行试验。1987年1月至9月间，共有63台8K机车从法国马赛港装船付运，送抵天津新港，配属北京铁路局丰台西电力机务段（京局台段），由阿尔斯通公司售后服务组与机务段共同对已到段机车进行试验，并随即投入丰沙大铁路运用；同年，原配属丰台西机务段的韶山1全部调出。然而，由于受到合同规定交货时间限制，8K从签订合同之日起到交付第一台机车仅用了21个月，在没有试制样车和充足试验时间的情况下立即投入批量生产，8K机车投入运用初期质量问题和故障事件较多，被迫放缓了交货进度，1988年初恢复交付机车和验收工作，分别配属丰台西电力机务段和大同西电力机务段（京局大段），148台进口8K机车于1989~年初交付完毕。1989~年9月26日，最后两台8K机车（149、150）在株洲厂落成。

1986年8月首台8K电力机车在法国米卢斯的铁路试运行

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:50

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:51

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:51

8K机车是双节重联的八轴干线货运用大功率电力机车，适用于供电制式为25千伏工频单相交流电的电气化铁路，机车轴式2×（Bo-Bo）。每组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，每节车为一个完整系统，设有一个司机室，可由司机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。两节机车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，并有中间走廊连通，车顶设有25千伏高压连接线。机车持续功率为6400千瓦，最高速度100公里/小时。

8K－001号机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:51

每节8K机车车体包括了司机室、中央室、车顶和连接通道四个主要部分，司机室后中央机械室为贯通式双走廊，车体采用侧墙与底架联合承载的非对称框架式结构。中央室内靠近司机室部分设有蓄电池柜、牵引电动机通风机、自动信号装置等设备；中央部分设有高度集成化的中央电器柜，机车主整流器、高压和低压电器装置、控制逻辑装置、冷却系统均集中在电器柜内；而机车尾部设有牵引电动机通风机、空气压缩机等设备。每节机车司机室之后车顶装一台单臂受电弓；机车内最重的主变压器被安装在车体底架下面而不是在车体里面，以降低机车的总重心并缩短了与中央电器柜之间的线缆长度。

8K司机室

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:52

每节机车的走行部为两台二轴转向架，采用由碳钢板焊接而成的H型构架转向架，以方便更换牵引电动机。一系悬挂采用轴箱螺旋弹簧与弹性连杆的独立悬挂结构；二系悬挂采用免维护的橡胶堆支承。机车牵引力与制动力通过中央低位斜拉杆推挽式牵引装置传递，机车牵引点在轨道平面上，具有动力学稳定性好、粘着利用率高的优点。转向架中的车轴均为动轴，每台转向架装有两台TAO649D型牵引电动机，为六极串励脉流电动机，持续功率1000千瓦，实际使用功率被限制在800千瓦。牵引电机沿用与法国国铁BB 15000型机车相同的滚动轴承抱轴悬挂结构、单边直齿传动，牵引齿轮传动比为69：17，但由于中国与法国铁路钢轨连接方式不同，牵引电机在机车运行时承受较大的振动，导致抱轴箱体较常出现疲劳裂损。

8K转向架

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:52

8K采用交—直流电传动方式，机车主电路沿用法国相控电力机车传统的两段串联相控整流桥调压方式，由一段半控整流桥和一段全控整流桥组成，并采用晶闸管调节的牵引电机无级磁场削弱电路，具有电路简单、硅组件数量少的优点。牵引时向转向架上两台牵引电动机串联供电，而使用再生制动时全控挢变为逆变装置，半控桥作为励磁电源装置；但牵引电机串联供电却有粘着能力较差的缺点，发生空转后粘着再恢复能力较低，因此8K设有先进的防空转防滑行系统，通过检测轮周速度差异进行电机减载来校正牵引力。相比调压开关调压电力机车，晶闸管相控电力机车的功率因数相对较低，因此8K机车设有大容量3、5次谐波滤波器的功率因数补偿装置，机车在50～100%功率范围内功率因数均可大于0.9，以提高电气化线路的总效率。

8K电机室

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:52

机车辅助电路采用瑞士勃朗-包维利公司（BBC）提供的GTO辅助逆变器，取代了旋转式劈相机向机车辅助机械供电，功率容量为50kVA。然而该套系统可靠性较差，自8K投入运营以来其GTO辅助逆变器机组几乎每天有烧损故障发生，严重影响列车的安全可靠运行。因此，研制8K机车用IGBT辅助逆变器替代GTO辅助逆变器的课题于1997年初被列为铁道部科研计划项目，由北京交通大学电气工程学院负责研制。IGBT辅助逆变器于1996年10月初开始装车试运行，后陆续推广到所有8K机车使用。

8K的受电弓

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:52

8K机车采用了瑞士勃朗-包维利公司（BBC）的电子控制系统，对每一个转向架独立供电的相控整流桥进行独立控制，并设有故障自动检测装置，具有较高可靠性。在150台8K机车之中，有两台机车（135、136）试验安装了BBC公司的MICAS（Micro-ComputerAutomation System）微机控制系统，采用了微机来控制机车的牵引、制动、防空转及故障保护等功能。微机系统采用一个16位英特尔80186中央处理器计算机车控制特性，一个16位8097微控制器控制晶闸管触发，另一个8位8031微控制器负责管理前两者之间的通讯，均为当时国际上最新型的处理器和微控制器产品。然而为了保证与其它8K机车的设备互换性，这两台机车的微机控制功能及输入、输出信号都要与模拟控制相同，导致微机控制的优势未能充分发挥，并未具备更重要的故障诊断、记忆和显示功能。与同期日本进口6K机车的微机系统相比，8K的MICAS系统虽然硬件上较先进，但功能上并不比6K全面，因此MICAS系统较适合用于既有机车的改造，取代模拟控制。1991年，株洲厂在MICAS系统系统基础上，为韶山4设计了微机控制系统并进行了试验，成为国产电力机车微机系统的开端。

安装了MICAS系统的8k－135号机车——工人先锋号

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:53

在八十年代中国从国外引进的8K、6K、8G型三种电力机车车型之中，8K是引进时间较早，也是技术最先进的车型。在8K机车的技术转让过程中，中国共引进了30个技术项目，包括机车车体、转向架、牵引电动机、主变压器、晶闸管、电子控制装置、辅助变流器等机车零部件。这些先进技术的引进和国产化，对后来中国国产电力机车造成重要影响，不但使国产机车的技术水平及质量稳定性大为提高，并且促进了国产机车设计思想、项目管理和配套技术的发展。

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:53

1990年，在消化吸收8K机车技术的基础上，株洲厂成功试制了韶山5和韶山6。两种机车均大量采用了8K的技术，例如在车体结构、大功率晶闸管与整流管、电子控制装置、中央电器柜、功率因数补偿装置、主变压器设计以及通风机等方面均有不同程度的模仿和应用。此外，株州厂通过模仿8K和6K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，其研制和使用经验后来成为了韶山8微机控制系统的基础和改进方向。1993年，株州厂针对早期韶山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改型机车，其转向架构架结构、推挽式中间单斜牵引拉杆、三次谐波滤波器、车体顶盖等均借鉴自8K。

借鉴了8技术的韶山6机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:53

8K投入丰沙大铁路运用之后，大幅提高了线路运输能力，上行、下行牵引定数分别提高到4000吨和3500吨。1988年，丰沙铁路沙城至张家口段完成了上行重车方向8124万吨的货运密度，其中晋煤完成6700万吨，创造了当时中国客货混运铁路货运量的历史最高纪录。1988年11月，大秦铁路一期工程大同至大石庄（大秦线西段）建成通车，湖东电力机务段随之成立，并开始配属韶山3和8K机车。

在丰沙铁路落坡岭水库运行的8k

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:54

1990年，铁道部为验证开行万吨级重载列车的可行性，于同年5月至6月在大秦铁路举行了大规模的重载列车综合试验，其中成功采用8K机车和C63专用敞车（装用旋转式车钩、ABDW型制动机和大容量缓冲器）试验开行单机牵引6000吨和双机牵引10000吨的重载单元列车。1995年，大秦铁路实验性开行8K型机车单机牵引的6000吨级列车每天20列，双机牵引10000吨级列车每月开行一列，但由于万吨重载列车技术尚未成熟，并曾经发生断钩事故，因此当时并未广泛采用。

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:54

2005年3月，铁道部撤销全路所有铁路分局，北京铁路局下辖的太原铁路分局与大同铁路分局合并成立新的太原铁路局，随后原大同机务段（太局同段）合并到大同西电力机务段（太局大段），不久原大同西电力机务段又与湖东电力机务段合并，组建成新的湖东电力机务段（太局湖段）。与此同时，原丰台西电力机务段、原天津北机务段、原保定运用段和邯郸机务段在2005年12月整合组成了新的丰台机务段（京局丰段）。经过生产力布局调整后，所有8K机车均分别配属北京铁路局丰台机务段和太原铁路局湖东电力机务段，于丰沙大铁路、大秦铁路和北同蒲铁路运用。2007年起，随着大秦铁路开始引进大功率HXD1和HXD2电力机车，原配属湖东电力机务段湖东运用车间的8K机车陆续向大西运用车间调出，主力担当北同蒲铁路的货物列车和少量旅客列车的牵引任务，同时也向丰台机务段调出部分8K机车。

丰台机务段的8K机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:54

2010年起，由于8K型机车经过长年运用开始老化，且零件短缺对机车维护造成困难，丰台机务段的部分8K型机车开始有计划地报废。另外，8K在春运期间也偶尔在北京站客串拉拉临客。

在青白口大桥上运行的8k机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:55

8K型008号机车于2012年12月进入中国铁道博物馆收藏

soma9 · 发表于 2014-10-6 17:55

最后再来一张8K牵引军列的照片

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