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【科普】来自匈牙利的苏联铁道部D型和D1型内燃动车组列车

2020-05-15 16:26 作者:宁柳跨越  | 我要投稿

文章作者:Forever Changzhensky(微博、知乎、哔哩哔哩和百度昵称:宁柳跨越)



提示

  • 直—直流电传动:指内燃机车柴油机(或燃气轮机车燃气轮机)通过联轴器直接驱动一台直流牵引发电机,输出直流电并供给数台并联的直流牵引电动机。法国国家铁路BB 66000型内燃机车为直—直流电传动形式。

  • 交—直流电传动:指内燃机车柴油机(或活塞式天然气发动机)通过联轴器直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,经硅整流装置转换成直流电后,供给数台并联的直流牵引电动机。法国国家铁路BB 66400型内燃机车为交—直流电传动形式。

  • 交—直—交流电传动:指内燃机车柴油机通过联轴器直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,向牵引包供给电能,由牵引包提供电流给逆变器,逆变器输出电压和频率可变的交流电流,驱动每台并联的交流异步牵引电动机。美国通用电气公司TE33A型内燃机车为交—直—交流电传动形式。

  • 交—交流电传动:指内燃机车柴油机通过联轴器直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,向牵引包供给电能,由牵引包提供电流给逆变器,逆变器输出电压和频率可变的交流电流,驱动每台并联的交流异步牵引电动机。法国国家铁路BB 79000型内燃机车为交—交流电传动形式。

  • 液力传动:指内燃机车柴油机通过液力变矩器,用液力把柴油机的动力传到车轮上。本文提及的苏联铁道部D型和D1型内燃动车组列车为液力传动形式。

  • 机械传动:指内燃机车像汽车的手动变速器一样用变速箱和离合器,把柴油机的动力传到车轮上;但机械结构的离合器难以承受高功率,而且变速箱结构就必然十分复杂和庞大,以增加排档数提供相对平稳的变速性能,所以机械传动内燃机车功率通常很低。法国国家铁路Y 7400型内燃机车为机械传动形式。

  • 双模式动力机车:本文提及的“双模式动力”,是指一种可以从电气化铁路接触网受流或柴油机获得动力的机车。西门子Vectron DE型双模式动力机车即为双模式动力机车。

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资料参考来源

  • 《Дизель-поезда серий Д и Д1》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог (1956-1975 гг.)》,296~300页

  • 《Железные дороги Карельского перешейка - 》:http://perecheek.narod.ru/d13.html

  • 《Д (дизель-поезд) — Википедия》:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94_(%D0%B4%D0%B8%D0%B7%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D0%B5%D0%B7%D0%B4)

  • 《Д1 — Википедия》:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%941

  • 《Д1м — Википедия》:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%941%D0%BC

  • 《D1M — Википедия》:https://ru.wikipedia.org/wiki/D1M

  • 《D — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1312

  • 《D1 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=108

  • 《D1M — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=895



概述

D型内燃动车组列车,俄语车型代号为Д,是苏联铁道部于1960年到196*4年间从匈牙利布达佩斯市第八区约瑟夫城冈茨-马瓦格机车车辆工厂⑴购置的一种内燃动车组列车。

D-029号动车组列车

196*4年到1988年间,冈茨-马瓦格工厂为苏联铁道部交付了D型内燃动车组列车的改进型版本——D1型内燃动车组列车。

D1-241号动车组列车



背景

1956年后,苏联铁道部开始推行牵引动力内燃化和电气化,逐步在干线铁路取代蒸汽机车;与此同时,苏联铁道部计划在尚未经过电气化改造的市郊铁路部署内燃动车组列车。

然而,由于苏联国内各机车车辆制造商这时尚未有制造这种内燃动车组列车的经验,因此,苏联铁道部将内燃动车组列车研制任务交给冈茨-马瓦格工厂。



D型内燃动车组列车

1960年,冈茨-马瓦格工厂研制出第一组内燃动车组列车——D-O-021号列车⑵,并送往全苏铁道运输科学研究院谢尔宾卡环行铁道试验基地进行测试运行。

1961年2月,D-O-021号列车配属于波罗的海铁路局里加-扎苏劳克斯机务段。在那里,他在里加—克里斯托皮尔斯和里加—杰尔加瓦区段进行了测试。测试期间,动车组列车的平均加速度为0.3~0.4 m/s²;唯一发现出来的严重故障是机油泵发生故障。经过试运行后,列车被认为适合客运。

D-066号动车组列车

从1960年至196*4年间,冈茨-马瓦格工厂建造了8*9组D型内燃动车组列车(D-021号~D-109号),共计267节车厢,其中178节为动车,8*9节为拖车。


  • 设计

D型内燃动车组列车采用这样一种三编组:1号动车+2号拖车+3号动车。每节动车装用一台12 JV 17/24型柴油机。12 JV 17/24型柴油机是一种12气缸的V型四冲程柴油机,每个气缸缸径为170 mm,行程为240 mm,标称功率为368 kW。

为了将扭矩从柴油机传递至动轮,动车组列车使用了一种液力变矩器,该由主离合器、五级变速箱和轴向齿轮组成。各个传动元件通过万向轴与橡胶垫圈和铰链连接。主离合器的齿轮比为40:42 = 0.952。 变速箱由九个齿轮、离合器、输入轴、中间轴和输出轴组成。

D型内燃动车组列车动车尺寸图:1-柴油机;2-冷却风扇;3-主离合器;4-照明发电机;5-风扇发电机; 6-油箱;7-变压器;8-整流器;9-总风缸; 10-蓄电池

在输入轴和输出轴之间的两对齿轮有四级调速。第一级调速的齿轮比为(61:27)x(47:21)= 5.056;第二级调速的齿轮比为(52:35)x(47:21)= 3.325;第三级调速的齿轮比为(61:27)x(39:39)= 2.259;第四级调速的齿轮比为(52:35)x(39:39)= 1.486。第五级调速时,输入轴通过离合器盘直接连接到输出轴。

当列车向前行驶时,上部换向轴通过齿轮比为33:33 = 1的齿轮与分配轴相连,列车速度可以达到128.71 km/h,传递的扭矩为3000 N·m。当通过中间齿轮从上换向轴向后移动时,该运动传递到下换向轴,再从下换向轴传递到凸轮轴。在这种情况下,齿轮比也为1。轴向齿轮箱由锥齿轮制成,齿轮比为23:42 = 1:1.826。

在动车中,机械室位于司机室后面,其后是带有5个可折叠座椅和第一个过道的行李厢,其次是位于洗手间和第二个过道之间的乘客室;在拖车中,大部分内部空间留给了乘客室,两端是过道。

D型内燃动车组列车拖车尺寸图

乘客室的主要区域由位于中央通道两侧的两人座和三人座占据。座位的框架由管子和钢制转角制成,并覆盖着山毛榉制条板。动车后部的乘客室提供了72个座位,而拖车提供了128个座位。

司机用动车组列车的其中一个司机控制器和电-空设备控制全列车。KV6/V型司机控制器调速手柄有9个位置:0位、C位、S位、A位、1位、2位、3位、4位以及5位。手柄在0位时,用于控制列车的所有电路都断开;在S位时,启动柴油机;在C位时,柴油机曲轴的转数从550~600 r/m增加到850~900 r/m;在A位时,列车低加速度起动;在1~4位时,列车为中等加速度运行;在5位时,列车以最高加速度运行。



D1型内燃动车组列车

在D型内燃动车组列车运用过程中,苏联铁道部发现了列车的主要缺点——载客量不足。196*4年,冈茨-马瓦格工厂研制出D型内燃动车组列车改进型第一组动车组列车——D1-201号列车。到1988年停产时,冈茨-马瓦格工厂制造了605组D1型内燃动车组列车,共计2540节车厢(包括1210节动车和1330节拖车)。

D1-201号动车组列车

D1型内燃动车组列车的1330节拖车并不完全是冈茨-马瓦格工厂制造——196*4年至1982年期间制造的D1-206号~D1-660号列车的拖车车厢,由匈牙利杰尔市拉巴公司制造;受经济互助委员会生产安排影响,1982年及之后制造的D1-686号~D1-805号列车的拖车车厢,则由罗马尼亚阿拉德市阿斯特拉车辆公司制造。


  • 设计

D1型内燃动车组列车有两种编组——四编组列车(545组;1号动车+2号拖车+4号拖车+3号动车),以及六编组列车(60组;1号动车+2号拖车+4号拖车+6号拖车+8号拖车+3号动车)。每节动车装用一台12 VFE 17/24型柴油机。12 VFE 17/24型柴油机是一种12气缸的V型四冲程柴油机,每个气缸缸径为170 mm,行程为240 mm,标称功率为538 kW。

柴油机的扭矩通过安装在转向架和轴向齿轮上的液压机械式三级调速НМ612-22型齿轮箱,经由万向轴传递到驱动轮对。

D1型内燃动车组列车动车尺寸图:1-冷却百叶窗;2-冷却风扇;3-柴油机;4-排气管;5-空气滤清装置;6-加热和通风装置;7-油箱;8-蓄电池柜

齿轮箱由十四个齿轮、一个变矩器、离合器、输入轴、中间轴和输出轴组成。 第一级调速的齿轮比为(39:41)x(27:57)x(52:22)x(44:29)= 1.616(速度为54.6 km/h);第二级调速的齿轮比为(39:41)x(44:29)= 1.443(速度为84.3 km/h);第三级调速的齿轮比为(39:41)x(33:33)= 0.95(速度为126.7 km/h)。

D1-805号动车组列车的司机控制台

司机用动车组列车的其中一个司机控制器和电-空制动设备控制全列车。KV6/VII型司机控制器调速手柄有6个位置:0位、A位、B位、1位、2位、3位、4位以及5位——手柄在0位时,用于控制列车的所有电路都断开;在A位时,启动柴油机;在B位时,柴油机曲轴的转数从530 r/m增加到830 r/m;在1~5位时,柴油机转速增加。

换向手柄具有五个位置:0位、前进位、前进Fk位、后退位和后退Fk位。

D1型内燃动车组列车拖车尺寸图



运用

根据1976年1月1日苏联铁道部统计,苏联境内运营有86组D型内燃动车组列车以及D1型内燃动车组列车,分布于顿涅茨克(17组D型和53组D1型)、基希讷乌-敖德萨(21组D型和61组D1型)、十月(11组D型和20组D1型)、波罗的海(15组D型和79组D1型)、利沃夫(6组D型和40组D1型)、莫斯科(54组D1型)、东南(18组D1型)、哈萨克(16组D型)以及高尔基铁路局(46组D1型)。

随着D1型内燃动车组列车陆续交付,D型内燃动车组列车从1980年开始逐步退役。最后退役的D型内燃动车组列车为配属于敖德萨铁路局的D-025-3号动车。

到1992年1月1日时,各原加盟共和国的铁路共有472组D1型内燃动车组列车。但爱沙尼亚(2001年)、立陶宛(2008年)以及俄罗斯联邦(2016年)三国配属的D1型内燃动车组列车相继退役,仅剩乌克兰和摩尔多瓦两国配属的D1型内燃动车组列车。

D1-311号动车组列车



俄罗斯联邦铁道部→俄罗斯铁路D1m型内燃动车组列车

在20世纪80年代到90年代,全苏铁道运输科学研究院专家研究更换D1型内燃动车组列车柴油机的可行性。从这个D1型内燃动车组列车现代化改造项目可知,卡卢加机械制造工厂制GDP750/201型齿轮箱替代НМ612-22型齿轮箱,并用星星工厂制М773А型柴油机替代12 VFE 17/24型柴油机。

在1995年至2002年期间,大卢基机车车辆修理厂为俄罗斯联邦铁道部现代化改造了16组D1型内燃动车组列车。这些经过现代化改造的动车组列车被定型为D1m型。然而,俄罗斯铁路对D1m型内燃动车组列车的评价并不高——与12 VFE 17/24型柴油机相比,М773А型柴油机的功率更大,但其质量和性能较低,维修的复杂性更大;GDP750/201型齿轮箱的可靠性低;继电器的可靠性低;速度限制……最终,这16组D1m型内燃动车组列车全数退役。

D1m-728号动车组列车



被乌克兰铁路提取出其中一节动车改造为内燃轨道车的D型和D1型内燃动车组列车

配属于敖德萨铁路局的D-025-3号动车通过取消后部的过道并安装司机控制台,成为内燃轨道车。但它与其他同型动车组列车一样未能幸存,并在21世纪初被拆解回炉。

D-025-3号轨道车

后来,顿涅茨克局、第聂伯河沿岸局、敖德萨局配属的部分D1型内燃动车组列车,也被提取出其中一节动车,改造为内燃轨道车。相比于D-025-3号动车,这些D1型内燃轨道车两端司机室车体大致相同。

D1-001号轨道车(原1-610-3号动车)



摩尔多瓦铁路D1M型内燃动车组列车

2012年到2013年间,罗马尼亚帕什卡尼市Electroputere VFU机车车辆维修公司为摩尔多瓦铁路改造了5组D1型内燃动车组列车。这些经过现代化改造的动车组列车被定型为D1M型。

每节动车装用一台瑞典沃尔沃公司制TAD1662VE柴油机,其为6气缸直列型四冲程设计,额定功率为515 kW,气缸直径为144 mm,行程为165 mm。

摩尔多瓦铁路计划改造15组D1型内燃动车组列车为D1M型内燃动车组列车,但只改造了5组列车。

D1M-002号动车组列车(原D1-751号动车组列车)



技术数据表

D型和D1型内燃动车组列车技术数据表



后记

D型和D1型内燃动车组列车的投入运用,不仅让苏联铁道部在市郊铁路部署内燃动车组列车运用的计划得以实现,同时也刺激了位于拉脱维亚里加的里加车辆厂,使其推出了DR1型内燃动车组列车家族。

D1-333号动车组列车



注释

⑴匈牙利语:Ganz–MÁVAG Mozdony-, Vagon- és Gépgyár。

⑵俄语:Дизель-поезд Опытный,大意为“实验性质的内燃动车组列车”。




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