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 18:06

韶山5的电子控制系统采用了瑞士勃朗-包维利公司（BBC）的技术，设有两套互相独立的电子控制系统，均安装于标准电子控制柜，其中一套主要负责机车牵引控制、防空转装置、功率因数补偿装置，另一套主要负责晶闸管控制。机车采用特性控制，兼备了恒速和准恒速的优点，机车起动时以恒流起动，保证机车平稳起动；在进入准恒速运行后，可按司机控制器级位规定的速度运行。而防空转防滑行装置则借鉴了8K、6K和ND5等进口机车的国外技术，当检测到机车空转、滑行时自动撒砂、减载，使机车恢复再粘着。

韶山5-0002号正面

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:07

1990年12月至1991年1月，两台韶山5赴铁科院环铁进行初步性能试验；随后交付郑州铁路局西安机务段试用，在陇海铁路西安至宝鸡间进行30万公里的运行考核。

在试验期间很快就发现机车存在粘着性能不良、轮对空转严重等问题，尤其在起动及低速运行工况下粘着系数偏低，影响了机车牵引性能的正常发挥。主要原因在于其电机空心轴全悬挂传动装置，其特点是空心电枢轴通过齿形联结器将扭矩传给扭轴，再通过弹性联轴节将扭矩传给传动齿轮，从而驱动轮对。但其轴传动装置的弹性系统和轴箱定位、齿轮箱定位刚度参数匹配不良，使粘着牵引力无（河蟹）常发挥，容易产生粘滑振动。此外，防空转装置的性能对机车粘着性能也有很大的影响，在运行过程中防空转装置频繁运作，加剧了粘滑振动现象。

在环铁实验的韶山5-0001号

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:07

由于粘着性能的缺陷，韶山5无法投入批量生产，但其制造经验与试验结果，为自1994年起制造的韶山8提供了技术基础。在吸取韶山5经验教训基础上，韶山8参照了东风9柴油机车所采用的轮对空心轴牵引电机全悬挂、六连杆万向轴两级弹性驱动装置，成功解决了韶山5粘滑振动引起结构共振等现象。

参考韶山5设计成功的韶山8机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:07

而两台韶山5型机车完成运行考核后配属西安机务段，主要担当西安至宝鸡之间的短交路旅客列车。1997年，两台机车转配属至郑州机务段作为段备机车，主要用于牵引郑州至信阳、漯河的管内旅客列车。2002年正式报废并封存于郑州机务段。

封存在郑州的0001号机车

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:08

2004年，韶山5-0002号机车经涂装翻新后，于4月15日由郑州铁路局赠予郑州世纪欢乐园作静态展览

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:08

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:08

在郑州世纪欢乐园作静态展览的韶山5-0002号

soma9 · 发表于 2014-10-6 18:08

韶山5-0001号机车则在2007年进行修复后，于2008年1月6日被送进中国铁道博物馆保存展示

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:37

介绍完了韶山5，楼主打算接着韶5的轨迹介绍“扫把”韶8，因为韶8是在韶5的经验基础上发展出来的。前面讲了韶5仅仅是个实验型，由于种种问题，无法批量生产。但该车身上有不少当时最先进的技术，所以株洲厂和株机所舍不得放弃这款车，终于在1995年在韶5的经验上又研制出了韶山8型电力机车。韶山8也是个很传奇的机车，它是同韶山5一样是四轴准高速电力机车，原设计是用于广深准高速铁路的电力机车，后来由于性能突出又成为干线铁路牵引提速旅客列车的主型机车。机车最大运行速度为170公里/小时，最高试验速度达到240公里/小时，至今仍然是国内速度最快的铁路机车（不算动车组）。

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:38

韶山8最初的研制目的是提供广深准高速铁路上运行的电力机车。当时广州和深圳处于改革开放的前沿，铁道部决定对广深铁路既有线路进行技术改造，用较少的投资、较短的时间将既有线路改造成能够开行时速160公里旅客列车的准高速铁路，为未来发展高速铁路进行探索和试验。1989~年，铁道部、铁科院和广州铁路局组成的联合专家组，对广深线旅客列车最高速度提高到160公里/小时进行了前期可行性研究。1990年，铁道部发布《铁计【1990】1号文》，正式将“广深铁路实现旅客列车最高速度160公里/小时的技术方案研究”列入1990年铁道部科学技术发展项目。同年，铁道部以《铁科技函【1990】474号文》下达了《广深线准高速铁路科研攻关及试验计划的通知》，至此，广深铁路准高速机车车辆、线路工程、信号系统、速度分级控制及安全评估试验等15重点技术攻关研究计划开始全面执行，并将韶山8型准高速电力机车以及东风11型准高速柴油机车、25Z型准高速双层客车、25Z型准高速客车、准高速旅客列车速度分级控制、旅客列车移动电话系统，准高速铁路接触网及受流技术等专题列入“八五”国家科技攻关计划。

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:38

广深铁路线路图

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:38

1991年，铁道部以《铁科技函【1991】98号》文件下达“关于广深线准高速SS8型电力机车设计任务书的要求”，由株洲厂与株机所共同设计，新型准高速电力机车定型为韶山8型，车型代号SS8。后根据广深铁路的实际要求，于1993年在韶山8技术设计审查会上对设计任务书的细节进行了修正。1993年9月底，根据“客运电力机车转向架研讨会”的要求，经再次修正确定设计指标，机车功率从3200千瓦提高到3600千瓦。

韶山8的第一辆车-0001号最原始版本的涂装\最新涂装

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:38

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:39

根据铁道部下达的设计任务书要求，株洲厂和株机所于1993年10月至1994年6月，先后完成了机车总体、转向架、电器、空气管路系统、牵引电机等方面的设计工作；1994年7月开始试制，1995年2月首两台韶山8样车（SS8 0001、0002）竣工，1995年5月赴广铁集团韶关机务段考核运行，1995年8月正式投入牵引旅客列车。两台样车以韶山5作为原型基础，采用Bo-Bo轴式以及应用有补偿绕组六极串励直流（脉流）牵引电动机，电机功率为800千瓦，机车持续功率3,200千瓦。1996年4月至5月，株机所及株机厂按照设计要求，设计新的900千瓦牵引电机和轮对空心轴转向架，并对0001、0002号两台机车进行重大技术改造，改为采用ZD115型900千瓦脉流牵引电动机和轮对空心轴传动结构转向架，持续功率提升至3,600千瓦，满足最高运营速度170公里/小时的要求。

韶山8的第二辆车0002

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:39

1996年5月至10月期间，经改造后的韶山8在铁科院北京环铁进行了型式试验，完成机车称重、受电弓特性、运行阻力、动力学性能、制动系统等方面的测试，最高试验速度达到了187公里/小时。1996年11月，韶山8在京广铁路郑武段（郑州—漯河—武汉）间提速试验和动力学性能试验时，正线最高试验速度达到185.3公里/小时，创下当时中国铁路既有线最高运行速度。
1997年1月5日，在铁科院北京环铁进行中国铁路首次时速200公里以上的高速综合试验，由韶山8牵引南京浦镇车辆厂研制的25Z型双层客车，创造了最高试验速度212.6公里/小时的记录，创造了当时的“中国铁路第一速”，时任铁道部副部长（河蟹）参与了这次试验。1998年6月24日，SS8-0001号机车于京广铁路许昌至小商桥区段的实验中达到239.6公里/小时的速度记录，创下了当时的“中国铁路第一速”。其后这个纪录虽然在1999年被DDJ1型电力动车组打破，但韶山8仍然是中国铁路机车中的最高速度记录保持者。

240公里/小时实验前机车前外连感应设备

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:39

0001号机车的纪念牌

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:40

完成一系列的试验后，株洲厂在1996年10月至12月开始小批量生产。1997年2月，韶山8通过了铁道部科技成果鉴定。由于当时广深铁路电气化提速改造工程尚未完成，因此首批35台韶山8机车先于1997年3月交付郑州铁路局郑州机务段，担当京广铁路郑武段的客运列车牵引任务。株州厂根据机车实际运用情况，对机车存在问题进行了改进，提高了机车的可靠性，并于1997年7月正式批量生产。1998年根据《铁道部科技机函【1998】34号》文件的要求加装了DC600V列车供电装置，1999年进行机车双管供风改造。

韶山8-0022号，配属郑局郑段。

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:40

韶山8是在韶山5基础上研制的四轴准高速干线客运电力机车。机车车体采用框架式整体承载全钢焊接结构，车体蒙皮结构使用耐候钢，并使用了有限元分析法进行车体轻量化设计，韶山8的车体重量从韶山5的20.7吨减少到18.1吨。总体布置沿用“韶山”系列传统的双侧走廊、两端司机室，全车共分七个间隔室，中间为变压器室、然后向两侧依次为l、II端电气室，I、II端机械室，I、II端司机室。主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央，其它设备分平面斜对称布置为主，有利于重量平衡。两端司机室之后车顶各安装一台TSG3 630/25型或DSA-200型高速受电弓（原型车早期采用西门子8WLO126-6YH59型受电弓），其它车顶设备包括空气断路器、高压电流互感器、高压电感互感器、避雷器等。车体底架下安装有两台转向架、两个总风缸、空气干燥器及蓄电池箱。机车采用车体自然通风方式，冷风通过机车侧墙过滤器百叶窗进入车内，经四个风道系统对牵引电动机、变压器及硅整流机组进行冷却。制动系统采用DK-1型电控空气制动机，由机车电空制动机对列车电空制动系统直接控制，以保证列车制动时的平稳性。机车持续功率3600千瓦，最高运用速度170公里/小时，机车总重88吨，轴重22吨。

韶山8司机室

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:41

为减少机车高速运行时的空气阻力，韶山8机车头型经风洞模拟试验，司机室正面为倾斜角达26.15°的倾斜平面。早期的130台韶山8驾驶室挡风玻璃面积较大，使用厚度12毫米的玻璃。但由于多次发生机车高速行驶途中玻璃被异物击中爆裂，因此由0131号机车开始，两端车窗面积改小以减少受压面积，同时采用了更高强度、厚度达21毫米的玻璃，减低机车在高速行驶期间发生玻璃碎裂的机会，顶灯也作出一些改动以减少风阻。到后来早期出厂的大车窗机车也在厂修期间被改为小车窗。

早期的大号窗\后期的小号窗

soma9 · 发表于 2014-12-27 09:42

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