【科普】从060 GA型燃气轮机车重建为CC 80001号柴油机车,一段法国内燃机车重建史!
文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、头条、微博和知乎昵称：宁柳跨越）
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缩写提示
法国国家铁路公司在文中简称“SNCF”⑴，法国地方铁路公司简称“CFD”⑵；法国奥梅库尔海洋钢铁和锻造公司简称“FAMH”⑶，克雷斯潘法国-北方制造工场简称“ANF”。
概述
060 GA型燃气轮机车，是法国Renault公司于1959年~1961年间研制的一种燃气轮机车。2台060 GA型机车制造出厂后，交给SNCF进行运行测试，但由于这些机器的可靠性低而噪音却过大的原因，导致Renault最终放弃铁路设备制造业务。其后，CFD于1966年买下这2台060 GA型燃气轮机车，并将其中的060 GA 1号机车重建为采用“Asynchro”液力机械传动装置的CC 80001号内燃机车。
自由活塞-燃气轮机组
自由活塞式发动机由工程师Raoul Pateras Pescara⑷发明。所谓“自由活塞”，是指发动机没有通常内燃机的曲柄滑块机构，活塞组运动规律由作用在它上面的气体压力决定，并随发动机工况变化。活塞组运动的特点是内、外止点位置都可以改变，由同步机构保持左、右活塞组对称运动。动力气缸膨胀行程时，气垫缸内空气被压缩，暂时贮存动力气缸向外所作的全部功。
最初，自由活塞式发动机是以自由活塞压缩机的形式出现。其后，又出现自由活塞发气机，并与燃气轮机共同组成自由活塞-燃气轮机组。在机组中，自由活塞发气机只起工作气体发生器的作用，将空气经过“压缩-膨胀”过程，燃烧成燃气，送至燃气轮机涡轮内膨胀作功，推动涡轮叶轮高速旋转，转变成机械能。
研制背景
20世纪50年代初，Renault确信，与柴油机相比，使用自由活塞-燃气轮机组，可能在内燃机车动力输出上具有优势。因此，Renault于1952年试制采用自由活塞-燃气轮机组的040 GA 1号燃气轮机车，出租给SNCF进行运行测试。
040 GA 1号机车内的2个自由活塞（正常做功速度为每分钟600次）的气体发生器通过储气罐向Auguste Rateau⑸式燃气轮机（最大转速为12320 r/min）提供燃气。机械传动很简单：机械能的一部分通过换向传动装置，以万向轴传给前后转向架上的车轴齿轮箱，从而驱动轮对。
通过调节喷射到燃气轮机中的燃料量、改变涡轮的旋转速度，可以进行机车运行速度调节，但是调整涡轮变速箱上的一组小齿轮可以获得2种最高运行速度值——90 km/h和140 km/h。
在巴黎—格兰维尔区段和巴黎—瓦朗谢讷区段进行测试运行后，SNCF将040 GA 1号机车分配于巴黎-拉夏贝尔机务段，运行于法国北部。当它停靠在巴黎北站站房内时，它的排气声非常嘈杂，以至于车站喇叭发出的任何声音都被盖住。 1958年，040 GA 1号机车转移配属到位于法国西南部滨海夏朗德省的拉罗谢尔机务段，次年被SNCF退租给Renault。
060 GA型燃气轮机车
然而，Renault并不甘心失败，在1959年与FAMH合作制造了2台060 GA型燃气轮机车。其中Renault负责自由活塞-燃气轮机组装配，FAMH负责制造转向架。
每台060 GA型燃气轮机车配备了2组自由活塞-燃气轮机组，但每组机组相互独立，如果其中1组机组发生故障，机车可以继续以降低的功率运行。此外，为了节省燃气，机车的供电由独立的柴油发电机组提供，这组发电机组由交流发电机和柴油机组成。
每台机车有2种最高运行速度值——73.5 km/h或128 km/h。无论是060 GA 1号机车的Renault离合器，还是060 GA 2号机车的Sulzer离合器，均将燃气轮机与变速箱连接。
测试自由活塞-燃气轮机组
060 GA 1号机车制造出厂后，抵达阿谢尔机务段。几个月后，060 GA 2号机车制造出厂时，2台060 GA型机车一同调往拉罗谢尔机务段，并担当南特站—波尔多-圣让站区段的特快列车牵引任务。然而它们没有为旅客列车供暖的锅炉，而且它们的变速箱在重复起动过程中容易过热。因此，Renault工作人员在机车每次运行期间都在司机室内，以防机破。
自由活塞发气机的问题，导致060 GA 2号机车于1962年5月停止使用。1963年2月，2台060 GA型机车终于退役，不久被SNCF退租给Renault。这次运行测试失败，标志着Renault就此结束铁路机车制造业务。
重建为CC 80001号内燃机车
为了测试“Asynchro”液力机械传动装置，当时仍在马恩省蒙米拉伊制造机车车辆的CFD，于1966年从Renault买下2台060 GA型机车。060 GA 1号机车被CFD选中作为重建对象，改号为CC 80001号机车；而060 GA 2号机车则充当“拆件车”，最终于1979年被拆除。
CC 80001号机车装用2台总功率为3000 hp的法国SEMT Pielstick公司制12PA4-185型柴油机，每台柴油机驱动1套“Asynchro”液力机械传动装置。而所谓的“Asynchro”液力机械传动装置，是由以下部件组成：
1个“Ferodo”液力耦合器，这是CFD专门为这台机车设计的耦合器；
1个“Asynchro”变速箱，这种带换向机构的变速箱共有8种组合（即8级速度），而变速箱内有离合-制动器变速机构，变速机构和换向装置中间安装空转轮；
每台转向架的3对动轮安装3个车轴齿轮箱，车轴齿轮箱与换向装置之间通过万向轴连接。
除了将2组自由活塞-燃气轮机组替换为2台柴油机外，CFD还将CC 80001号机车两侧的中门用金属板焊上，同时在两端顶部分别再加1盏头灯。
再度出山！
重建完成后的CC 80001号机车进行了测试运行。测试通过后，CFD将它出租给SNCF。1968年6月，CC 80001号机车配属于法国西北部卡尔瓦多斯省的卡昂机务段。1972年，机车转移配属到同样位于法国西北部的奥恩省阿让唐机务段。
尽管当时的列车时刻表，是以A1AA1A 68000型内燃机车为牵引主力而编排，但即便如此，担当客货牵引任务的CC 80001号机车被证明比其前身可靠，在平道上以128km/h的速度牵引955 t重的列车，以81 km/h的速度在坡度为10‰的坡道上，牵引580 t重的列车。
然而，由于CC 80001号机车内部没有锅炉，不能向客车提供热蒸汽，因此它在牵引旅客列车时，需要加挂1节内置锅炉的锅炉车，向客车提供热蒸汽。出于这个原因，它在1976年后不再牵引旅客列车。
事实上，当时的SNCF认为装用单组柴油机组的内燃机车维护费用较低，因此其内燃机车技术政策规定了1台内燃机车只应装用单组柴油机组且采用电传动，从而否定了双组柴油机组内燃机车以及液力传动内燃机车。而CC 80001号机车刚好就是双组柴油机组和液力传动两者兼有，故而在其传动轴破损后未送修，而被SNCF于1977年退还给CFD。至此，机车总共行驶了1200000 km。
回光返照
总部位于上塞纳省库尔伯瓦的Desquenne et Giral铁路工程公司，当时正在寻找1种用于牵引工程列车的大功率内燃机车。很快，CC 80001号机车在CFD马恩省蒙米拉伊工厂大修，并于1978年出售给Desquenne et Giral。
改刷橙色和白色涂装的CC 80001号机车，在法国高速铁路东南线施工现场上运输建筑材料。1985年，由于Desquenne et Giral不计划对机车进行大修，CC 80001号机车最终退役。此后Renault从Desquenne et Giral买下CC 80001号机车，封存于伊夫林省塞纳河畔弗兰工厂，作为未来可能的铁路博物馆展品。
技术数据表
注释
⑴法语：Société Nationale des Chemins de fer Français。
⑵法语：Compagnie de chemins de fer départementaux。
⑶法语：Compagnie des forges et aciéries de la Marine et d'Homécourt。
⑷（1890年4月27日~1966年5月7日），出生于阿根廷的法国籍工程师。
⑸（1863年10月13日~1930年1月13日），一名专门研究涡轮机的法国籍工程师。
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参考文献
《CC80001号内燃机车》，中国铁道部铁路工业系统内燃机车技术情报交流网 编，《国外内燃机车概况》，第281页~第284页
《SEMT-Pielstick PA4-200系列柴油机》，中国铁道部铁路工业系统内燃机车技术情报交流网 编，《国外内燃机车概况》，第317页~第321页
参考链接
http://pmeunier23.free.fr/CC80001.html
https://argentanwebferro.fr/la-double-vie-de-belphegor/
https://www.cfd.group/machines/cc-locomotive-80001
http://uxtobirza.free.fr/trains/voir_loco.php?Classe=CC%2080000
完稿时间：2022年4月25日
A0级发表时间：2022年4月25日
