文章作者：西瓜昌真湿基（B站和百度昵称：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。法国国营铁路BB 67000型和BB 67200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。本文提及的英国铁路HS4000型内燃机车为交—直流电传动形式。

• 英国霍克·西德利集团在本文均简称“HS”⑴，布拉希牵引公司在本文均简称“BT”⑵；英国铁路简称“BR”⑶；俄罗斯联邦科洛姆纳工厂简称“KZ”⑷。

• 本文属于正经科普文章，请大家不要在评论区干些不该干的事。

• 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！

概述

昵称为“茶隼”⑸的HS4000型内燃机车，是HS以及下属的BT于1965年开始设计、1968年试制成功的一种4000马力客货两用交—直流电传动内燃机车。机车构造速度为180千米/小时，短时间可达200千米/小时，这是当时国外内燃机车中速度最高的一种机车。该型机车只生产了一台。由于BR自己不需要，而于1971年以12.7万英镑的价格卖给苏联铁道部。

背景

在20世纪60年代中期，BR的5型内燃机车⑹的输出功率超过3000马力（2,200千瓦），但整备重量不到126吨。BT与苏尔寿公司合作，制造一台4000马力（3000千瓦）的内燃机车交付BR评估。设计原则是单台柴油机比双引擎车辆需要更少的维护，并且非常高的功率意味着不需要重联牵引货运列车。车体，外部细节，控制台和涂装由威尔克斯和瓦尔德工业设计公司设计。

在英国的运用

1966年，BT开始制造HS4000型内燃机车，并于1967年完成。然而，这台机车的21吨轴重远远超过英国铁路规定的20吨轴重限制。该机车于1968年1月29日在马里波恩站正式移交给BR。用客货运货物进行试运行——机车主要用于牵引重型货运列车，包括重量超过2000吨的煤炭列车。机车在运行23000千米后，达到了百分之88的可用性。

在安装新的转向架后，HS4000型内燃机车被用于牵引快速旅客列车。与BR的55型内燃机车⑺担当的伦敦国王十字车站到纽卡斯尔车站的快速旅客列车交路，HS4000型内燃机车所需的用时比前者快14分钟。

1971年3月，它在英国退役，并被送回BT进行改装。

在苏联的运用

1971年6月，HS4000型内燃机车被运抵威尔士加的夫码头并由“克拉斯诺卡姆斯克”号货船运往列宁格勒。机车抵达列宁格勒后在十月铁路局列宁格勒-华沙机务段改轨距为1524毫米，旋即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举办的“铁路运输-71”国际展览会上展出。在展出期间，该机车以12.7万英镑的售价卖给苏联铁道部。最初，这台机车的要价是20.582万英镑，但可能是因为没有其他买家对机车感兴趣，苏联能够讨价还价。

展示结束后，HS4000型内燃机车在谢尔宾卡环行铁道试验基地进行测试，之后在1972年4月至9月期间，它偶尔会在列宁格勒-塔林区间和列宁格勒-帕科夫区间用于牵引快速旅客列车。到1972年底，HS4000型内燃机车进入KZ，在这里进行了动态测试，并且还对机车及其部件的详细检查。

在某些时候，KZ将柴油机从机车中取出并安装在车间中以允许进行静态性质的进一步测试。机车车体保持完整，并用混凝土压载，可能用作配重车辆。据信，HS4000型内燃机车在1993年被拆解。

苏联铁路工程师就HS4000型内燃机车的一些观察结果涉及俄罗斯和英国机车设计之间的不同，具体而言：

• 由于机车采用了英国的较小限界，如果大车站立，驾驶室窗户设置得太低，无法看到信号；

• 内部走廊太窄了；

• 转向架被认为过大；

• 将牵引电动机和真空压缩机悬挂在车体下方的设计被认为是不寻常的；

• 因为承载车体为薄壳且采用点焊，而由于腐蚀增加了对车体弱化的敏感性，因此应力车体结构被认为是不合适的；

• 轴承、牵引传动装置和球形橡胶金属接头被认为是令人感兴趣的。

技术概况

• 总体

HS4000型内燃机车采用Co-Co轴式，轴重为21吨，整备重量为126吨。配备了持续功率为4000马力（3000千瓦）的苏尔寿16LVA24型柴油机机，最高运行速度为180千米/小时，起动牵引力为309.9千牛，持续牵引力为182.4千牛。机车全长20270毫米，宽为2673毫米，高为3975毫米，动轮直径为1092毫米，通过的最小曲线半径为80米。

• 车体

车体为半流线型的薄壳承载车体，是由型钢、压型断面板及横向间隔焊接组成，重量较轻。车体两端可承受200吨的缓冲力，该力通过侧梁，而传递到整个车林上。车体分为三个部分，柴油机和各种装置均有良好的接近性。车顶分成可以揭开的四个部分，以便于装拆各个设备。

车体上半部分被涂成黄赭石色，下半部分被涂成巧克力棕色，中间是一条围绕着车体的细白线。

• 司机室

司机室能很好的隔音、隔热及防震，地板具有弹性。司机室正前方及转角处的 玻璃内含有金属丝加热器。司机室在气温变化时，可以使用暖气加热器，它是安奏在车顶上的一个加热及通风的联合装置，带有许多通风口，用来使新鲜空气在一个控制好的温度下进入司机室。 '

在操纵位置上安装有浮动式操纵器。这个警戒装置安装在司机操纵台上，按下按钮后， 司机可以在整个司机室范围内走动。如果司机在警戒装置鸣叫后没有釆取措施，则在七秒钟后安全装置开始作用。

• 空气滤清器

为了防止灰尘进入机器间，一个由柴油机直接驱动的风扇产生一个微小的正压力。空气是通过车顶侧壁上的窗口而被吸入，所吸进的空气均通过惯性式滤清器。进风道内部的流道是微微压弯的，它可以阻止灰尘的吸入。空气经过这一区域后含尘量很低，并以高速度直接引入三个离心式滤清器，然后再送到使用场所。由于离心力的作用，较重的灰尘质点不能够随着高速度的空气流过惯性式滤清器，接着被分离出来沉淀到滤清器的底部。空气流量中的一小部分（约10%）用来连续不断地将滤清器底部的灰尘通过侧面的管道排送出去。

进入柴油机燃烧室的空气是从车体内来的，它是通过装在两个涡轮增压器前的板状空气滤清器进入的。这些空气首先还通过离心式空气滤清器，因此供给柴油机的燃烧空气，先后得到二次滤清。

• 柴油机

HS4000型内燃机车装用一台功率为4000马力的瑞士苏尔寿公司制16LVA24型柴油机。16LVA24型柴油机为四冲程、16缸、V形夹角50°以及涡轮中冷增压设计，缸径为240毫米，活塞行程为280毫米，额定功率为4000马力，额定转速为1100转/分钟。

早在1960年时苏尔寿公司在LDA28型柴油机的基础上，研制出LVA型柴油机系列。该系列柴油机分8缸、12缸和16缸机，呈V形排列。12LVA24型柴油机已在法国国营铁路A1AA1A 68000型内燃机车等车型上应用；而16LVA24型柴油机仅应用于HS4000型内燃机车。

• 机体：由铸钢的主轴承座与钢板焊接而成，主轴承盖用铸钢或用锻钢制成，它们与主轴承座之间系锯齿形连接，因此，轴承螺栓不承受剪力。

• 曲轴箱：完全由钢板焊成，它不承受任何运动件的作用力，因此是个轻型结构。两侧有检査孔盖，便于检修连杆瓦及主轴承。

• 曲轴：用铬钼合金钢锻压而成，主轴颈和连杆颈经磨削加工后镀格处理。曲轴有两种结构形式，一种是圆盘式曲柄，没有平衡块，但曲柄本身可平衡掉一部分惯性力；另一种是焊接上一个平衡块。不论哪一种形式，都在自由端上装有扭振滅振器。主轴瓦是钢背三金属瓦，原先止推轴承有承受推力的档环，而其它主轴瓦与之不同。现在已作改进，止推轴承也与其它轴瓦相同，但其两侧加了可分式的推力档环。

• 连杆：系并列式结构，由镍铬合金钢锻制而成。全部表面经机加工，以提高疲劳强度。连杆瓦盖与大端之间也是锯齿定位，连杆盖紧固螺栓的垫圈是齿形的，互相啮合联锁，可防止松动。连杆瓦也是三金属型。活塞销孔衬套是两金属型（钢—铅青铜）。

• 活塞：硅铝合金铸造，内部用循环油冷却。活塞环有四道气环和一道油环，全部位于活塞销上方。

• 气缸套：湿式可互换设计，其顶部有一道塑料圈，下端有三道橡胶圈，用以密封 冷却水套内的水。缸套是用铸铁经热处理制成。

• 气缸盖：水冷，气缸盖也是用铸铁经热处理制成，因此这种铸铁质量较高，所以未装耐热合金的气门座圈，但对某些特殊的柴油机而言，也可镶嵌耐热合金的气门座圈。

• 气门：进、排气门外形相同，都是由铬硅合金钢锻制而成，经热处理达到要求的强度。气门杆和导管内表面均经氮化处理，以提高耐磨性。

• 凸轮轴：用镍铬合金钢锻压而成，为组合式，各段之间用螺栓通过法兰连接。轴颈表面及凸轮表面都经硬化处理。传动齿轮材质也是镍铬合金钢。

柴油机在启动前，由一个电动油泵将机油送至各润滑点，进行预润滑；用于冷却柴油机和增压空气的冷却水在车顶的两个冷却器中进行冷却。冷却风扇的电动机由恒温阀自动控制，所以冷却水大致能保持一定的温度。经涡轮增压器而工作过的废气，通过位于车顶中间的消音器排出，以降低噪音。

• 转向架

车体装在两个Common Wealth式转向架上，每个转向架各有三根动轴。转向架构架是整体铸钢构成的，它借助于螺旋弹簧和锻造的均衡梁组成了第一系悬挂。这些均衡梁依次固定在轴箱上，使轴箱在平行的导框内可以垂直方向滑动。第二系悬挂也采用螺旋弹簧，它带有的液压减振器，可以吸收机车车体的阻尼运动。

车轴由鼻式吊挂牵引电动机通过一个密闭的油浴齿轮驱动，装在大齿轮上的橡胶减振器用来吸收传动时的扭转振动。在齿轮传动比为19：60时，其允许的速度为180千米/小时，短时的最高速度为200千米/小时。

未完待续。欲知后事如何，且看《【内燃机车科普】东西方铁路技术交流之一——英国铁路HS4000型内燃机车（下篇）》一文！