漫谈国铁机车（10）-6Y1型电力机车

     上世纪50年代起,世界各铁路大国纷纷开始了电力机车的研制。在这一时期,我国也开始了自造电力机车的进程。

     1955年底，国务院科学规划小组编制了《1956—1967年科学技术发展远景规划》，为了在第二个五年计划内更大规模地展开经济建设。在这种大背景下，滕代远主持的中华人民共和国铁道部制定了《铁路十二年科技发展规划》，在《规划》中提出“技术政策的中心环节是牵引动力的改造，要迅速地有步骤地由蒸汽机车转到电力机车和内燃机车上去”，这是新中国第一次明确提出要拥有电力机车的官方文件。

   然而,那时的中国百废待兴,缺少电力机车设计制造的人才。于是我国在1957年10月底派遣一个由50名技术人员组成的考察团跟随着毛泽东主席访问苏联的专列前往苏联进行考察并借此机会向苏联提出了向中国提供电气化铁路及电力机车技术资料的要求。对此，苏方予以积极回应，将向中国提供电气化铁路及电力机车技术列入了《中苏技术合作协议》。考察团抵达苏联后，分成电力机车总体、机械、电机、控制、电器、工艺、引燃管及高压开关等6个专业组分赴苏联诺沃切尔卡斯克电力机车厂和全苏列宁电工技术研究院进行为期四个月的电力机车制造技术考察学习。

    1956年1月1日,宝鸡至成都的宝成铁路正式投入运营,全程使用蒸汽机车牵引。但宝成线全程大多在山区,蒸汽机车的功率及黏着力均不能满足需要。因此宝成铁路成为我国第一条要求电气化的铁路。

故事的开始

   经过在苏联的考察和学习后,考察团决定以苏联当时最先进的VL60型电力机车为原型并于1958年12月携带全套VL60型电力机车的图纸回国。

 

     考察团回国后在苏联专家的帮助下联合上海交通大学、唐山铁道学院、北京铁道学院、铁道部科学研究院等单位院校开始了中国电力机车的研制之路。

    经过与苏联专家的研究并对VL60型电力机车原有的设计作出78处符合中国铁路实际要求的修改后制成了机车图纸。

中国电力机车的摇篮

    在完成了对机车的设计工作后,铁道部指示具有小型矿用电力机车设计制造经验的湘潭电机厂和株洲田心机车车辆工厂联合制造中国自己的电力机车。

 

    1958年7月15日至20日，国家技术委员会组织了一个技术审查委员会审核了国产电力机车的设计任务书和技术设计方案，方案于7月20日被正式通过，试制工作于8月开始。由株洲机车车辆工厂负责机车车体、转向架等机械部分；湘潭电机厂负责牵引电动机、整流装置等电气部分以及引燃管由上海电器科学研究院设计试制；变压器等由沈阳变压器厂设计试制；其他零部件由全国50多个单位协作完成。

    1958年11月19日,株洲田心机车车辆工厂制造的电力机车车体抵达湘潭电机厂并开始组装机车。

中国电力机车的序幕

    1958年12月28日,湘潭电机厂完成了中国首台电力机车的组装和制造。这款机车被命名为6Y1型电力机车。6代表机车为6轴机车,Y代表机车采用引燃管整流器。

     

   机车功率4000KW,轴式CO-CO,最高运行时速100KM/h。采用两台双臂式受电弓以及6台从苏联进口的NB410型牵引电机,额定电压为1600伏，小时功率为4590千瓦，持续功率为4070千瓦，最高转速为每分钟2035转，保证机车能达到每小时100公里的结构时速。

    由于湘潭靠近毛主席的故乡韶山,因此6Y1-0001号机车又被命名为“韶山号”。

    1959年初,6Y1-0001号机车赴铁道部科学研究院环形铁道进行测试。

       然而由于当时我国机车制造水平不高,6Y1-0001号机车在测试时因引燃管整流器工作不正常而被迫返厂维修。

      1959年10月的中华人民共和国建国10周年的大庆期间,6Y1-0001号机车自动力前往北京（这次引燃管整流器很给面子，一路上没有出任何问题）,与大连机车车辆工厂的ND-0001“巨龙”号、戚墅堰机车车辆工厂的“先行”-0001号和青岛四方机车车辆厂的NY1-0001“卫星”号这三台内燃机车一起参加了第二次全国工业交通展览会并接受了党和国家领导人的参观。

   然而,随着中苏关系的的破裂,苏联撤走全部专家并带走所有有关VL60型电力机车的资料。一盆冷水浇醒了热情高涨的株机人。自此,中国的电力机车研制走上了艰苦的独立自主发展的道路。

艰苦之路

    在苏联断绝一切援助后,株洲田心机车车辆工厂与湘潭电机厂开始自行针对6Y1-0001号机车在测试中暴露出的问题进行改进于1960年3月制造出第二台6Y1型电力机车（车号0002）.

    1960年5月,宝成铁路宝鸡至凤州（今凤县）区段完成电气化改造,具备电力机车运行条件。1961年1月,6Y1-0001和6Y1-0002号机车赴宝成铁路进行实地测试。

如果换向火花和电位火花连成一片，使换向器表面正负电刷间产生电弧而短路，这种现象称为   然而,由于机车质量不高且技术不成熟,0001和0002号机车在测试时均出现了“引燃管逆弧、牵引电机环火、调压开关烧损”三大技术问题。关于何为环火,非人狂想屋是这么说的：

电机工作时，换向器表面产生的换向火花是直流电机所固有的构造缺陷。机车牵引电机工作在大功率，大电流状态下，特别是雨雾、风沙天气时，电机换向器表面工作条件更加恶化，此时环火更为严重。环火发生时，相当于电枢绕组处于短路状态，而电动机继续转动切割磁力线后将处于发电状态，因而会伴有很大的响声，俗称“放炮”，电机放炮还会产生巨大的冲击振动。轻则使换向器表面留下铜毛刺或刷杆绝缘表面出现明显灼痕，重则可使电枢绕组出现严重烧损或甩出（俗称“扫膛”），也会使轮箍踏面造成严重擦伤，因此应该竭力避免。

    

   同时机车缺少电阻制动且自身制动力不足,下长大坡道时极易出现因制动失效造成列车失控的情况。由于6Y1型电力机车的安全性不达标,我国只好从法国阿尔斯通公司进口了25台6Y2型电力机车（详情见“漫谈国铁机车（2）-6Y2型电力机车”）用于填补空缺。

改进之路

    针对6Y1-0001和0002号机车出现的可靠性的问题,铁道部和一机部在1961年两次在株洲召开会议,要求限期解决这些问题。会后决定：由株洲田心机车车辆工厂、株洲电力机车研究所、湘潭电机厂组成6Y1型电力机车质量改进联合工作组和技术服务组,进行技术攻关,解决这些问题。

     1961年,株洲电力机车研究所、北京变压器厂、株洲田心机车车辆工厂的联合改进下,成功研制出大功率硅半导体整流器,这个新技术立即应用到了田心机车车辆厂制造的第3和第4台6Y1型电力机车6Y1-0003和6Y1-0004号机车上（每台机车使用960只硅元件）,使得这两台机车成为中国第一批采用硅整流器的电力机车。硅整流器的使用效果良好,基本解决了整流器的可靠性问题。

    为了解决牵引电动机故障率高、环火和电枢匝间短路等问题，技术服务组经研究发现6Y1型电力机车原本采用的苏制NB410型牵引电机设计中存在的根本性缺陷：电压高、极数多、换向片多而薄,在平地的铁路线上运行尚且堪用,一旦在坡度不低于20‰的铁路上就故障频发。同时采用28元件的调压开关与铁芯过渡电抗器，容易造成调压开关触头烧损、牵引电机飞弧等故障。通过借鉴6Y2型电力机车的先进技术,成功研制了1500伏四极带补偿绕组的ZQ650-1型牵引电动机，额定电压为1600伏,小时功率为3700千瓦、最高转速为每分钟1835转。虽然持续功率不如苏制NB410型牵引电机,但可靠性明显提升。随后又研制了20元件带灭弧罩的调压开关,并设计试制了空心电抗器以减小过渡电流的冲击。

      1967年,田心机车车辆厂再次试制了两台6Y1型电力机车（车号0006和0007）。其中6Y1-0007号机车采用了碳滑板单臂受电弓取代原来的双臂菱形受电弓、加装了电阻制动装置，解决了初期的许多故障问题，已经具备了在宝成铁路的上路运行条件。

   无奈落幕

   出于一些技术原因和历史原因,6Y1型电力机车仅试制7台,未投入批量生产。

    韶山时代的开始

    1968年3月,田心机车车辆厂在总结和消化前7台6Y1型电力机车的不足和优点,同时针对原ZQ650-1型牵引电机功率不足的情况进行改进,生产出第八台6Y1型电力机车,编号0008。由于当时正值“特殊时期”。6Y1-0008号机车于1968年4月27日改称韶山1-008号机车。韶山1-008号机车出厂后赴北京环形铁道进行了测试。

结语

      到这里,6Y1型电力机车完成了他们的历史使命,随后也消失在了历史的长河中。而这时,韶山家族的大幕却刚刚拉开序幕......

——（完）——