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 18:01

接下来该介绍八十年代中国引进的第三款机车——8G了。8G是八十年代铁道部根据中苏贸易协定，按照易货贸易形式从苏联引进的电力机车车型，当时共计引进了100台，全部配属太原铁路局。说到这个8G，就得提提中苏之间的这种打不断理还乱的关系了。本来新中国成立后奉行“一面倒”的外交政策，而苏联也开始对中国提供大量技术援助。正是借着苏联的援助，中国才在1958年成功试制了第一代电力机车——6Y1型，也就是韶山1型的前身。但是随后中国和苏联的关系就开始了逐步恶化，一直到八十年代两国关系基本处于僵冷、对峙的局面。中国电力机车也走上了和苏联不一样的道路。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:01

原帖中间一段介绍中苏关系的内容略过

1985年8月，中国铁路机车车辆工业总公司（铁道部工业总局）派出技术条件谈判代表团赴苏联，与全苏动力机械进出口公司（Энергомашэкспорт）、诺沃切尔卡斯克电力机车厂（НЭВЗ）及全苏电力机车研究与设计院（ВЭлНИИ）就电力机车的技术条件进行初步协商。至1986年5月，双方确定了机车技术条件，并正式签订了100台8G电力机车的生产合同；合同规定苏联于1987年底开始交付第一台机车，至1990年底交付完毕。在8G型机车型号中，“8”代表八轴，而“G”代表硅半导体整流。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:01

8G机车于1988年至1991年间分批运抵中国，全部100台均配属当时的北京铁路局太原北电力机务段（京局原段），经过牵引试验后，根据机车性能和运输任务需要，确定在石太铁路投入60台，在北同蒲铁路投入40台，担当牵引“晋煤外运”重载煤炭列车的牵引任务，在此后近二十年间成为石太、北同蒲铁路的主力。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:01

8G是双机重联的8轴大功率干线货运用电力机车，是以苏联于1979年开始批量生产、质量稳定的VL80S（ВЛ80С）型电力机车为原型，根据中国的实际使用要求进行改进的。机车总体结构与苏联VL80型基本相同，但采用了较后期VL85型电力机车的车体外观。8G机车由两节完全相同的四轴机车通过中间车钩和风挡连接而成，并有中间走廊连通。每节车为一个完整系统，其中一端设有司机室，可由司机在任何一端司机室对机车进行控制，也可以采用任何一节四轴机车单独工作。机车两端设有重联装置，可以让一台或多台机车重联工作。每组机车均使用两台8GS型双臂式受电弓，车顶设有25千伏高压连接线。车内电气间采用单侧贯通式内走廊；机车车体中部设变压器室。机车持续功率6400千瓦，轴式为2×（Bo-Bo）。

8G型的原型车——苏联VL80S型

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:02

8G为交—直流电传动电力机车，机车主电路采用由大功率二极管组成的双拍桥式整流电路，二次侧牵引绕组分为两组，每组正负半波分别通过整流装置向两组负载供电，提高了变压器利用率；并采用低压侧开关调压、中点抽头式整流，牵引电机端电压的调压是通过调压开关分段将调压绕组接入或断开来实现；为增加调压级数，机车采用了不对称调压方式，级间转换采用过渡电抗器，调压开关共有36个级位，其中只有9级为经济运行级，其余27级为非运行级。为进一步提高机车运行速度，调压电路设有三级磁场削弱，磁削电路中增加了感应分流器，用以磁场削弱时改善牵引电动机的换向和防止电压突变而引起的牵引电动机过载。

由于中方要求辅助电机系统具有较高可靠性，8G辅助电路采用电容式分相电路，取消了异步劈相机，驱动六台三相鼠笼异步电动机，用于冷却牵引电动机、主硅机组、主变压器、制动电阻，以及驱动空气压缩机等设备。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:02

8G也继承了VL80型的制动系统，每节机车装有空气压缩机一台，风缸设置于车顶，采用苏联传统的卡赞切夫自动空气制动机；设有二级电阻制动，当机车采用电阻制动而运行速度降至30±5公里/小时，将制动电阻约一半短接，以增加机车低速时的制动力矩，有效扩大了电阻制动的应用范围；当电阻制动处于低速状态时，机车具有恒速功能，即自动减小励磁电流，保持恒定速度运行。机车具有电空联合制动功能，空气制动和电阻制动可以同时进行，当电阻制动失效时也能够自动转为空气制动。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:02

机车走行部为四台二轴转向架，一系悬挂为钢板弹簧和螺旋弹簧，二系悬挂为摇摆式吊杆弹性悬挂装置。每台转向架装用两台НБ-515型六极串励式脉流牵引电动机，同一转向架的两台电动机并联，分别由各自的硅整流装置单独供电，组成部分集中供电方式，电机负荷分配比较均匀。牵引电机持续功率800千瓦，小时功率830千瓦，额定电压1020伏，采用滑动抱轴式半悬挂、双边斜齿轮传动。转向架通过低重心斜拉杆传递牵引力和制动力。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:03

8G电力机车经过长期运用之后，尤其自2000年后，设备自然损耗随着运用公里数增加而日益加剧，且其原制造厂已不再提供技术支持和生产所需配件，导致进口配件短缺并影响机车的维护和使用。因此后来在对8G进行大修时，对车上设备进行了大量技术检修和更换。例如将原装苏制空气制动机更换为韶山4型使用的国产DK-1型电空制动机，并改装与中国国产“韶山”系列电力机车通用的电空制动控制器。真空断路器、空气压缩机、控制电源柜、受电弓、速度表等设备也分别改装仿制产品或性能更好的国产型号。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:03

2003年，20台8G由太原北机务段转配石家庄机务段（京局庄段）运用；但由于石家庄机务段缺乏8G的使用和维护经验，至2005年初这批机车又恢复配属太原北机务段，但001、004号机车在配属石家庄机务段运用期间报废。2005年3月，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，所有8G型机车仍然配属太原铁路局。2009年8月，太原铁路局进行站段布局调整，撤销了太原北机务段，将太原北机务段建制划归太原机务段管理，所有8G型机车改配属为太原机务段（太局太段）。

石家庄段报废的001号和004号

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:04

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:04

2011年初；太中银铁路开通运营，太原机务段投入35台8G担当直通货物列车的牵引任务，由于太中银铁路采用GSM-R网络终端通信系统，运用于该线的8G机车均加装了列车综合无线调度通信设备（CIR）；同时，南同蒲铁路榆次至侯马北间完成了电气化改造，35台8G机车转配侯马北机务段，担当侯马北至太原北间31对货运列车交路。目前8G主要运用于同蒲铁路、石太铁路、太中银铁路，以及太岚铁路、西山铁路等煤运支线。由于中国的机车大修工厂大多不具备对国外进口机车检修的条件，因此8G型机车的大修均由太原（北）机务段负责。

运行中的8G

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:04

2012年12月,8G-002号机车同从法国进口的ND4一起被中国铁道博物馆收入馆藏。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:04

8G是继8K和6K之后，中国八十年代从国外引进的第三种电力机车。三种机车均为采用Bo二轴转向架为基础、单轴功率800千瓦、最高速度100公里/小时、以发挥牵引力为主的交—直流电传动电力机车。由于8G是根据中苏贸易协定按照换货贸易形式引进，在技术条件方面中方并没有太多选择；且鉴于苏联当时的电力机车技术水平，8G并不包含技术引进内容，主要要求是耐用、可靠，以满足当时中国铁路货运的实际需要，其次是和其余两种车型作比较。因此，与8K和6K相比，8G的技术水平相对落后，很大程度上仍保留了苏联电力机车的传统技术，例如调压电路仍然采用低压侧调压开关、有级调压、过渡电抗器级位转换等，与中国早期的韶山1型类似，技术水平仍然停留在七十年代；但8G的牵引特性仍然比早期的韶山4型要好，且机车按中国要求采用质量更好的机电部件，可靠程度相对较高。总之，8G是中国从苏联引进的最后一款机车，随着中国的改革开放，中国铁路机车开始和老大哥分道扬镳，走上了兼容并蓄的中..国..特..色道路。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:05

感谢朋友们的耐心支持，八十年代的三款进口机车终于介绍完了，这三款机车对中国的电力机车制造提供了许多有意义的指导的经验，而且他们的引进也都带有丰富的政治背景，故详细介绍一下。接下来回到韶山系列。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:05

回到经典的韶山系列，今天的这款韶山属于一款试验品——韶山5型，它是株洲厂和株机所试验的第一种快速客运电力机车，是九十年代在消化吸收8K的先进技术的基础上设计制造的车型，于1990年研制成功。韶山5采用了两段相控整流桥电路、空心轴全悬挂牵引电机、轻量化车体、再生制动、功率因数补偿等大量新技术、新结构，是当时国内技术最先进的国产电力机车。然而由于其粘着性能存在较大问题，未能投入批量生产，仅试制二台。不过其研制为后来韶山8准高速电力机车的设计和生产累积了经验。另外还有一说韶山5就是韶山4的单节版客运机车，试验失败原因是由于89~年的那场风波导致欧美技术援助全部撤离，最后株洲厂自行完成设计时无法克服许多技术问题，使得项目流产。

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:05

韶山5的研制背景是改革开放后铁道部为解决铁路客运严重超员的问题，于八十年代中期提出在中国第七个五年计划（1986年～1990年）间实现以北京为中心、1500公里为半径的繁忙干线上，开行编组20节、最高速度140公里/小时、运行时间不超过15小时的“朝发夕至”或“夕发朝至”特快旅客列车，在地理上相当于北京到上海、哈尔滨、西安、长沙的距离，以增加繁忙干线的客运能力。1986年，铁道部下达了“七五”期间中国铁路科技发展规划，要求实现机车车辆产品升级换代，牵引动力进入以电力、内燃机车为主的时代，认真消化吸收引进技术，使机车车辆产品的水平达到八十年代的国际水平。同时，国家科委、国家计委和铁道部将新型快速客运电力机车的研制列入了“七五”国家重点科技攻关项目。经过可行性技术论证分析后，铁道部于1987年正式向株洲厂和株机所下达了研制韶山5型快速客运电力机车的设计任务书。根据任务书要求，新型机车能够牵引20节客车，编组重量1100吨，最高运行速度达到140公里/小时，所规定的各项性能指标也参照了8K、6K、8G等几种进口电力机车的技术参数。

韶山5-0002号

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:05

作为中国铁路第一种快速客运电力机车，韶山5的设计上需要满足客运列车扩大编组的要求，也要考虑到起动加速平稳、制动可靠有效、轮轨作用力小的需要。在研制过程中，以成熟技术为主，在消化吸收进口电力机车先进技术的基础上，结合国产电力机车设计、制造、运用的经验。中国在1985年向欧洲五十赫兹集团订购8K电力机车的同时，也签订了技术转让合同，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，对后来国产电力机车造成重要影响。韶山5成为在这样的背景之下通过借鉴8K先进技术设计而成的国产电力机车，其机车主电路、主变压器、特性控制技术、功率因数补偿、电子控制装置、车体结构、中央电器柜以及通风机等方面均有不同程度的模仿和应用。1990年6月，韶山5通过了部级设计审查，同年12月完成了全部设计。1990年9月和10月，株机厂分别完成0001、0002号两台韶山5机车，同年11月13日举行了竣工仪式并通过验收，时任铁道部部长李森茂并为机车剪彩。

韶山5在株洲的照片

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:06

韶山5是四轴快速客运电力机车，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Bo-Bo，持续功率3,200千瓦，最高速度140公里/小时。机车采用双边内走廊，设两端司机室；车顶两端各装一台单臂式受电弓；车顶中部装一台空气断路器。主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央，变压器设计借鉴了8K型机车的技术，采用一体化结构，与平波电抗器、滤波电抗器共用油箱和冷却系统。机车并采用低合金钢焊接的整体承载结构轻量化车体，设计过程中应用了有限元分析法，使车体的重量减小2吨。车体结构和制造工艺均吸收了8K的技术，采用了大顶盖结构、预布线、预布管工艺，有效缩短机车生产周期。

韶山5-0001号

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:06

韶山5是交—直流电传动的单相工频交流电力机车。接触网导线上的25千伏单相工频交流电电流，经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器，交流电从主变压器的牵引绕组经过晶闸管整流后，向四台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动轮对。机车采用交—直流电传动方式，主电路沿用8K的晶闸管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，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。此外，韶山5也是首次在国产机车上采用晶闸管无级磁场削弱，从而机车在80～135公里/小时的恒功调速范围内可以实现无级平滑调速，避免了有级磁场削弱调速时牵引力突变造成的冲击。在引进8K的同时，株机所也从美国西屋电气公司引进大功率半导体制造技术，应用于韶山5的晶闸管元件。此外，机车功率因数补偿装置也借鉴了8K的设计，通过在主电路中投入或切除电容器来提高机车的功率因数，机车在50～100%功率范围内功率因数均可大于0.9，以提高电气化铁路的总效率、减少对无线通信的干扰。

韶山5铭牌

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:06

机车走行部为两台相同的二轴转向架，采用由低合金箱型焊接而成的“日”字型构架，一系悬挂采用轴箱螺旋弹簧与弹性连杆的独立悬挂结构；转向架构架和车体之间设有二系悬挂，两台机车分别采用两种方案以作比较，0001、0002号机车分别采用高挠橡胶弹簧和高挠圆柱弹簧。机车牵引力与制动力通过中心销传递。转向架中的车轴均为动轴，每台转向架装有两台ZD107型六极串励直流牵引电动机，持续功率800千瓦，转子及定子双H级绝缘，并借鉴了6K机车牵引电机的半叠片机座技术。电机恒功速比达1.68，保证机车高速时实现额定功率的宽恒功特性。为减小簧下部分重量、提高机车运行品质，韶山5是中国首次采用电机空心轴弹性传动，电机采用架悬式悬挂，配合21.5吨的轴重，减小机车对钢轨的动力作用。

0001号机车转向架，二系悬挂采用高挠橡胶弹簧

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