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【科普】向前进-和平&前进型蒸汽机车

2023-08-23 18:00 作者:怀念成局的韶山3  | 我要投稿

  1949年10月1日,随着中华人民共和国的建立,我国的各项建设也开始走上了正轨。而新成立的铁道部也开始就旧中国原有的铁路资产进行调查。

  调查结果显示:旧中国在多年战争后仅剩下4069台蒸汽机车,并且它们来自美、英、法、德、比、意、日等多个国家,说当时中国铁路是万国蒸汽机车博物馆并不过为。而且这些机车要么太老,要么受损严重。

  为了尽快满足中国铁路的运输需要,我国开展了轰轰烈烈的“死车复活”运动,将那些老机车修复到能开能拉货的程度。

  1952年,四方机车车辆厂成功修复了日本留下的一台解放1型蒸汽机车(编号2121)。

刚出厂的解放-2121号机车

  在这之后,四方机车车辆厂在日本留下的胜利6型蒸汽机车的基础上开始仿制这款机车。

四方机车车辆厂试制的胜利6型蒸汽机车

  然而,这些临时赶制出来的机车虽然解决了一时之需,但其质量、制造水平和功率方面依然存在较大不足。

  虽然我国当时已经开始自行研制蒸汽机车,但机车数量以及功率的不足严重影响到中国铁路的运量。为此,铁道部决定改变当时中国铁路以中型蒸汽机车为主的局面,开始研制大型、多动轮、功率在3000马力左右的蒸汽机车。

  但当时中国铁路有关大型蒸汽机车的资料及经验几乎一片空白,当时可供参考的大型蒸汽机车只有苏联铁道部的FD型蒸汽机车和LV型蒸汽机车。

苏联铁道部FD型蒸汽机车
LV型蒸汽机车

   但当时LV型蒸汽机车轴式为1-5-0,第五位动轮被压在火箱之下导致火箱深度受到限制从而导致机车功率无法充分发挥。

LV型蒸汽机车总体布置图

  此时的FD型蒸汽机车采用的1-5-1轴式使得机车火箱可以承载在独立的从动轮上,这样的设计可以加深火箱深度以及降低机车重心以提高机车牵引力。

FD型蒸汽机车总体布置图

 但当时FD型蒸汽机车在整体设计上已经落后于时代,因此铁道部决定在结合FD型蒸汽机车和LV型蒸汽机车的优点上研制新型大功率蒸汽机车。

研制

  1954年,铁道部开始组建我国自主的大型蒸汽机车设计团队。次年,第一机械工业部根据铁道部提出的“干线货运机车设计技术条件”决定由大连机车车辆厂进行代号为“HP”的和平型蒸汽机车的设计制造。

和平型蒸汽机车总体布置图

  1956年国庆节前夕,大连机车车辆厂成功制造出首台和平型蒸汽机车(编号0001)。这台机车的诞生标志着我国培养出第一批蒸汽机车设计技术人员。

和平型蒸汽机车出厂仪式

  为了满足机车长距离运行需要,和平型蒸汽机车采用了4轴(可装煤14.4吨、水39.5m³)和6轴(可装煤21.5吨、水50m³)两种煤水车。

   虽然和平型蒸汽机车在功率以及各项技术指标上均达到了当时国际蒸汽机车的先进水平,但当时和平型蒸汽机车的火箱采用了苏联蒸汽机车的火箱无再燃烧室设计,使得机车在爬坡时经常出现供气不足的问题。这是因为苏联出产的煤火焰短、热量高,就算机车锅炉采用无再燃烧室的设计也可以满足蒸发效率,而中国出产的煤火焰长、热量适中,如果锅炉采用无再燃烧室的设计会导致煤无法充分燃烧,在上长大坡道时会出现供气不足的问题从而影响机车的牵引性能。

和平型蒸汽机车火箱设计图

  其实,早在和平型蒸汽机车的设计时,就有人提出中苏两国出产的煤不一致,应采用火箱有再燃烧室的设计。但当时苏联专家的权威就是权威,因此和平型蒸汽机车依旧采用了锅炉火箱无再燃烧室的设计。

  鉴于以上原因,和平型蒸汽机车并没有定型,而是在一边生产、一边改进。

  此后,大连机车车辆厂再次试制的4台和平型蒸汽机车(编号0002-0005)。

和平-0003号机车
和平-0005号机车

  同时,唐山机车车辆厂、大同机车厂、长春机车厂、牡丹江机车厂也在大连机车车辆厂提供图纸的基础上试制了一批和平型蒸汽机车(唐山厂编号为1001-1008、大同厂编号为3501-3518、长春厂编号为3001-3002、牡丹江厂编号为2001-2003)。

和平-1001号机车
和平-3001号机车
和平-3501号机车

  前进的引路人

  虽然在“一五计划”期间,全国各大机车工厂累计制造和修复了511台各型蒸汽机车。但这些机车要么质量低下、要么老化严重,相抵之后只有100台机车可以正常使用。

  鉴于当时中国铁路机车数量不足的的局面,时任铁道部部长的滕代远在参加第三届社会主义国家铁道部长会议后 ,遵照国务院的指示与苏联交通部协商,购下了苏联逐年退役的1000台FD型蒸汽机车。由于FD型蒸汽机车功率大、皮实抗造,因此非常适合作为和平型蒸汽机车定型前的过渡机车。

  在FD型蒸汽机车进入中国后由北京二七机车厂、牡丹江机车厂、长春机车厂将机车的轨距由1520mm改为1435mm并命名为“友好型蒸汽机车”(1966年改名为反修型蒸汽机车,1971年改回原名FD型蒸汽机车)。

来到中国的FD型蒸汽机车

  虽然FD型蒸汽机车的进口有效缓解了我国蒸汽机车数量不足的问题,但随着铁路货运运量的上升,数量仅有1000台的FD型蒸汽机车数量也出现了不足。为了解决和平型蒸汽机车定型前的运输任务,大连机车车辆厂根据解放1型蒸汽机车的成熟技术以及和平型蒸汽机车的先进技术研制出了建设型蒸汽机车(这也是为什么在和平型蒸汽机车后还要研制功率较小的建设型蒸汽机车)。

改进

  1963年,郎钟騋先生担任铁道部机车车辆工厂管理总局总工程师后开始积极主导锅炉有燃烧室的设计并决定由大同机车工厂承担改进锅炉设计任务。

  1963年2月,大同机车厂就机车锅炉改进提出了两种方案:

  1.锅炉锅胴直径不变,仅内火箱增设燃烧室。

  2.增大锅炉并增设燃烧室。

  经过讨论后,各方专家决定执行第二套方案。

改进后的机车锅炉

  1964年9月28日,采用新锅炉的和平型蒸汽机车在大同机车厂正式下线(编号101)。

前进型蒸汽机车总体布置图
刚下线的和平-101号机车

  

牵引货运列车的和平-101号机车

  这台机车出厂后配属北京铁路局丰台机务段(京局丰段)并在同年10月进行了抽阀静置热工试验、环形线牵引热工性能试验和线路运营试验。 在经过4万公里考核后,充分证明了我国依靠自身的力量,已完全具备和掌握了适合我国国情的蒸汽机车的设计理论和制造技术。 

  1965年,大同机车厂被指定为和平型蒸汽机车的唯一生产厂家并开始批量生产和平型蒸汽机车。

  1966年,随着我国进入“特殊时期”,和平型蒸汽机车改名为反帝型蒸汽机车。

反帝-472号机车

  1971年,反帝型蒸汽机车更名为一个更为人熟知的名字-前进型蒸汽机车。

大同机车厂正在生产的前进型蒸汽机车·
牵引货运列车的前进-113号机车
牵引旅客列车的前进-206号机车
在机务段的前进-291号机车

  在前进型蒸汽机车运用期间,大同机车厂对其进行了多次改进:

  1. 自1852号机车开始,将主动轴轮座直径从 275mm改为280mm,轴颈直径由270mm 改为267mm。

  2. 自2230号机车开始,将主动轴轴颈由267mm 改为265mm。

  3. 1977年对烟腑主蒸汽管孔增焊了补强板。

  4. 1978年对过热管组增加了一道管卡,在过热器出水管下部增设护板,翻炉蓖下拉杆加强阀十字头圆销圆根部加大,X10型注水器安装座改为吊式。

  5. 自2617号机车开始,各曲拐销锒入部直径增大5mm。

  6. 自从2643号机车开始,连杆肘销游动钢套改为固定套,并改为稀油润滑。

  7. 自2663号机车开始,滑台横梁球面心盘改活动式,导、从轮摇鞍足增加半圆垫。

  8. 自2682号机车开始,导轮均衡梁前部加强

  9. 自2713号机车开始,月牙板托架与横梁增大法兰及每侧增加3个连接螺栓,弹簧鞍加大圆角。

  10. 自2843号机车开始,连杆销直径加大5mm。

  11. 自2869号机车开始,十字头圆内孔直径减少5mm……等等等等。

  为了减轻司炉的劳动强度,大同机车厂在1977年设计了风动筒式推煤机。

前进型蒸汽机车推煤机设计图

    为了减轻司炉添煤的劳动强度,前进型蒸汽机车安装了自动加煤机。

前进型蒸汽机车加煤机设计图

  但当时蒸汽机车乘务员有节煤奖,因此大部分机车组将自动加煤机拆除而继续人工加煤。

  为了减轻自然条件对机车运行的影响,前进性蒸汽机车安装了挡烟板用于减小风阻。

前进型蒸汽机车挡烟板设计图

  但挡烟板高度为600mm,在山区运行时影响了乘务员的瞭望。因此部分路局将机车的大挡烟板改为小挡烟板。

小挡烟板设计图

  

采用小挡烟板的前进-1891号机车
牵引旅客列车的前进-6519号机车
牵引货运列车的前进-6536号机车
机务段中的前进型蒸汽机车群
牵引货运列车的前进-6013号机车
丰台机务段配属的前进型蒸汽机车
牵引货运列车的前进-6077号机车
双机重联牵引货运列车的前进型蒸汽机车
牵引旅客列车的前进-7002号机车
正在加煤的前进-6931号机车
牵引旅客列车的前进-310号机车

  1977年,在“特殊时期”被迫解散的“朱德号”机车组恢复并且由原来的解放-1191号机车换型为前进-2470号机车。

挂牌“朱德号”的前进-2470号机车
未安装挡烟板的前进-922号机车
牵引货运列车的前进-2042号机车
两个时代的会面
牵引路用列车的前进-1334号机车

  上世纪80年代初期,大同机车厂详细研究了大连厂在1960年将建设型5883号蒸汽机车改装成燃用煤气的蒸汽机车的设计及试验情况,组成论证组开始进行论证。

  1981年,大同机车厂线图铁道部呈报了《煤气蒸汽机车论证报告》,铁道部后来以铁科技字800号文批准了该科研项目。

  1985年6月至11月,由铁道部科学研究院主持在北京环行铁道试验基地进行了煤气炉地面试验。试验中对不同煤种、粒度煤层高度、工祝等分别进行了煤气产量和质量(化学成分)的测试,试验中解决了由于设计、工艺、材料及制造方面出现的问题。

  1986年4月铁道部科学研究院提供了(试验用机车常压煤气发生炉地面试验研究报告,其结论是炉膛高度减半的机车用煤气发生炉也可到满意的煤气质量和产量要求.煤气炉的运行是可靠的,同时提出在对若干问题改进后,该煤气发生炉可以装车作线路运试验。

  前进型煤气蒸汽机车的样车试制工作自1986年5月正式开始,8月底基本完成煤水车的组装,9月13日机车总组装完成。根据铁道部机务局1986年7月17日电报通知该样车定为“前进2型",车号为0001 。

前进2型蒸汽机车

    但后来这款机车由于煤气发生炉工作不正常而被迫下线。

逐步落幕

   随着我国内燃机车和电力机车制造水平的提高,我国对蒸汽机车的需求开始下降。

  1988年12月21日,随着前进-7207号机车驶出大同机车厂厂房,世界上最后一个大规模生产蒸汽机车的机车厂-大同机车厂正式停止生产蒸汽机车,而前进-7207号机车成为我国生产的最后一台蒸汽机车。

前进-7207号机车下线仪式

  到这时,我国蒸汽机车制造水平已经达到了世界先进水平。

  随着机车的逐渐老化以及配件的短缺对机车的维护造成困难,前进性蒸汽机车开始逐渐退役报废。

报废的前进型蒸汽机车

  2005年,集通铁路公司最后几台前进型蒸汽机车退役。自此,中国铁路上再没有了前进型蒸汽机车的身影。虽然如此,但后来集通铁路公司每年举行蒸汽机车节时仍会有几台机车出来牵引旅游列车。

远赴重洋

  2006年,美国艾奥瓦州际铁路向中国集通铁路购买了5台前进型蒸汽机车(6988、6998、7002、7040及7081),这些机车由锦州701机车厂进行维修。但由于6998和7002机车锈蚀过于严重,两台机车最终被拆解用于冲抵维修费用。

正在整修的前进型蒸汽机车

 

在美国的前进-6988号机车

  2008年,沈阳铁路局禁止蒸汽机车经沈大线、沈山线等繁忙干线过轨运输,因此出口的前进型蒸汽机车也只有这几台。

结语

  作为中国铁路最成功的蒸汽机车之一,前进型蒸汽机车见证了中国铁路从蒸汽到高铁的发展。与其说这是一篇介绍前进型蒸汽机车的文章,不如说这是以其为载体的中国铁路的一个缩影。

——(完)——

参考资料:

  《大同机车厂厂志》

  《中国蒸汽机车科普(三)——前进型蒸汽机车》-暗黑的访烟同学

  《前进型蒸汽机车图片集》

  《中国铁路老照片》

  《西北铁路老照片》

  《铁影|封存在山间的秘密——锦州七〇一机车工厂探访记其二》

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