【科普】世界上最早运用的两台干线内燃机车之一——苏联铁道人民委员会E'EL-2号

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称:宁柳跨越)
EN TRAIN
TOUS RESPONSABLES
——SNCF
乘坐火车出行
你我共同负责
——法国国家铁路 宣
提示
直—直流电传动:指内燃机车柴油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。本文提及的苏联铁道人民委员会E'EL-2号内燃机车为直—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。阿根廷CDD5A1型、CDD6A1型和CDD7A1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。法国国家铁路BB 75000型内燃机车内燃机车为交—直—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。法国国家铁路BB 61000型内燃机车为液力传动形式。
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。荷兰铁路100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。
本文属于正经科普文章,资料及图片来源于相关技术资料,不作为商业使用,如有侵权请及时联系删除之。
请大家理性讨论,不要在评论区干些不该干的事!如见有引战性评论,将采取必要措施处置之!
由于笔者精力和能力限制,在整理资料时恐有错漏,也请诸位读者纠正指教,谢谢合作!
资料参考来源
《Тепловоз системы Я. М. Гаккеля》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,第356页~第359页
《Тепловоз Ээл2 системы Ю. В. Ломоносова》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,第359页~第362页
《Тепловоз Юэ №001 и его испытание в Германии》,尤里·弗拉基米罗维奇·罗蒙诺索夫 著
《Юэл-001(Ээл2) - ScaleTrainsClub - Модели железных дорог》:http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=2319
《Тепловоз Ээл2 или Юэ001 системы Ломоносова》:https://www.1520mm.ru/locomotives/diesel/train/Eel2.phtml
http://hobbyport.ru/venicle/jue_001.htm
概述
E'EL⑴-2号内燃机车,是由工程师尤里·弗拉基米罗维奇·罗蒙诺索夫⑵等人设计、并由德国内卡河畔埃斯林根机械制造厂⑶制造的“罗蒙诺索夫内燃机车”。本车与同时期投入运用的Shch'EL-1号内燃机车一道,成为世界上最早运用的干线内燃机车。

历史
为了制造“罗蒙诺索夫内燃机车”,尤里·罗蒙诺索夫最初与杜塞尔多夫霍亨索伦机车制造股份有限公司⑷接触。但由于当时德国未能及时偿还战争赔款,法国与比利时于1923年至1924年间出兵占领包括杜塞尔多夫在内的鲁尔区,尤里·罗蒙诺索夫不得不将内燃机车的生产任务交给内卡河畔埃斯林根机械制造厂。

尤里·罗蒙诺索夫负责E'EL-2号机车总体项目的草拟工作,以及冷却单元的设计工作。但在机车设计过程中,苏联专家并不全新设计,而是从中选择早已实践的设备和设计。
“罗蒙诺索夫内燃机车”项目最具挑战性的部分是冷却设备。为了使机车在任何环境温度下都能不受限制地运行,尤里·罗蒙诺索夫为此设计了一节特殊的冷却单元。这节冷却单元以Eg型蒸汽机车的转向架和车架为基础,冷却室安装在框架上,由一台功率为100 hp的戴姆勒-奔驰股份公司制六缸柴油机驱动两组风扇进行冷却。

“罗蒙诺索夫内燃机车”于1923年8月开始制造,并于1924年6月5日制造完成。同年6月至11月,机车在内卡河畔埃斯林根机械制造厂内的一条专门建造的宽轨线路通过了首次测试。此后不久,这台被赋予Yu'E-001号的内燃机车与Eg-5570号蒸汽机车进行比较测试,测试结果表明,根据运行条件,内燃机车的效率是蒸汽机车的2~3.5倍;根据运行速度和气缸燃料供应量,内燃机车的效率将达到24~26%。
1924年12月4日,Yu'E-001号机车被运抵拉脱维亚共和国陶格夫匹尔斯,并在拉脱维亚铁路进行了数次测试运行。1925年1月20日,机车进入苏联境内,并牵引一列重980 t的列车,从普斯科夫州谢别日出发,抵达大卢基,最终于1月23日到达莫斯科。

接下来的1925年全年中,Yu'E-001号机车在十月铁路局、莫斯科-喀山铁路局以及莫斯科-库尔斯克铁路局进行测试运行。测试结果表明,机车工作可靠,效率为23~26%,在运行速度为16~17 km/h时的牵引力为15000 kgf。1926年2月,Yu'E-001号机车被送至柳布林诺站附近的内燃机车实验基地。
由于尤里·弗拉基米罗维奇·罗蒙诺索夫于1927年在英国出差时,向英国政府申请政治庇护,在这样突如其来的情况下,Yu'E-001号机车被改号为E'EL-2号机车,大意是说这台内燃机车的输出功率相当于E型蒸汽机车。

技术数据表

改造
E'EL-2号机车在实验基地期间,进行了许多改动。1928年,E'EL-2号机车安装了新的冷却装置,其中散热器的散热面积大,因此可以取消冷却单元;第二个重大变化是电阻与牵引电动机的励磁绕组并联连接,即使用励磁削弱,这样就可以提高机车的牵引特性,从而使机车可以在更高的速度(高于35 km/h)下以恒定功率运行。

改造后的E'EL-2号机车,其总重量为125 t,附着力为92 t,缓冲长度为14221 mm;E'EL-2号机车以50 km/h的设计速度运行时,牵引重量从525 t增加到850 t,即增加了62%。
1931年,E'EL-2号机车转配至土库曼首府阿什哈巴德机务段,最终于1954年退役。
后记
尽管存在许多设计缺陷——冷却风扇驱动装置不可靠,由于小齿轮故障而导致机车多次停机;柴油机活塞水冷设计不完善;不成功的牵引电动机自通风系统——但E'EL-2号机车仍然是经济且操作可靠的机车;而其制造和运用,也让许多设计师和乘务员受益匪浅。
在Shch'EL-1号和E'EL-2号机车制造出厂并积累了运用经验有数年之后,苏联俄罗斯联邦科洛姆纳工厂在E'EL-2号机车的基础上,于1932年研制了E'EL型内燃机车;而苏联境外(尤其美国)亦开始制造电传动内燃机车。

注释
⑴这里的单引号,指其后面的字母原本应上标,但由于文字编辑页面设置的问题,不得已使用单引号指示之。
⑵俄语:Юрий Владимирович Ломоносов(1876年4月24日~1952年11月19日),俄罗斯帝国和苏联工程师。
⑶德语:Maschinenfabrik Esslingen。1846年3月11日成立的一家德国机械制造商,1965年被戴姆勒-奔驰公司收购大部分股份,1968年停止存在。
⑷德语:Aktiengesellschaft für Lokomotivbau Hohenzollern。1872年6月8日成立的一家德国机械制造商,1929年停止存在。