【科普】【扩展】“多截棍破鼻子”——2TE10L型、TEP10L型及2TE10V型内燃机车

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称:宁柳跨越)
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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部2TE10L型及2TE10V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。本文提及的苏联铁道部TE109型和2TE116型内燃机车为交—直流电传动形式。
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。法国国营铁路BB 60000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。苏联铁道部TG16型内燃机车和俄罗斯铁道部TG21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。法国国营铁路Y 7400型内燃机车为机械传动形式。
乌克兰哈尔科夫马雷舍夫工厂在本文中简称“KhZTM”⑴;卢甘斯克内燃机车制造厂在本文提到的不同时间简称“VZOR”⑵及“LTZ”⑶。
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参考文献
《2ТЭ10Л型内燃机车》,155页~158页,《国外内燃机车概况》,中国铁道部铁路工业系统内燃机车技术情报交流网编,人民铁道出版社,1979年
《Тепловозы серии 2ТЭ10Л》,V·A·拉科夫著《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》150~154页,以及《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》62~66页
《Тепловозы серии ТЭП10Л》,V·A·拉科夫著《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》154~155页
《Тепловозы серии 2ТЭ10В》,V·A·拉科夫著《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》155~156页,以及《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》66~68页
《List of the vehicles — 2TE10L, 2TE10V — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=156
《List of the vehicles — ТEP10L — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=53
概述
一提到“多截棍破鼻子”,很多人应该会联想到这样一种画面:绿色的涂装,反向倾斜的挡风玻璃,棱角分明的车体。可以说,“多截棍破鼻子”不光代表着一个时代,也是苏联铁路发展的一个见证。说到“多截棍破鼻子”,还得从LTZ根据TE10型和2TE10型内燃机车技术图纸和资料基础上,加以改进而成的2TE10L型内燃机车开始说起。

本文亦是《【内燃机车科普】时不时喷黑烟的TE10型内燃机车系列》一文的扩展阅读:

2TE10L型(2ТЭ10Л)
1961年10月,LTZ根据KhZTM提供的TE10型和2TE10型内燃机车技术图纸和资料,试制了两组2TE10L型内燃机车——2TE10L-001号和2TE10L-002号机车。车型代号中的“L”即代表卢甘斯克。

与2TE10型机车的整体承载式车体相比,为了减少生产整体承载式车体的技术困难,LTZ重新设计2TE10L型机车车体为车架承载式车体,其结构与LTZ稍早试制的TE3L型内燃机车车体类似。
2TE10L型内燃机车的生产一直持续到1977年,共计生产了3509组2TE10V型机车。根据苏联铁道部机车管理司的说法,最后一组2TE10L型内燃机车是1977年制造出厂的2TE10L-3663号机车。

TEP10L型(ТЭП10Л)

1961年10月,LTZ开始批量生产2TE10L型内燃机车后,苏联铁道部下令LTZ对新型内燃机车进行改进。1964年,首批20组机车制造出厂,被定型为TEP10L型,并送往敖德萨-基希讷乌铁路局科托夫斯克机务段。到1967年停产时,卢厂制造了218台TEP10L型机车。
根据苏联铁道部于1976年1月1日的统计,217台TEP10L型机车仍在运行,分布于以下铁路局:哈萨克斯坦铁路局93台;敖德萨-基希讷乌铁路局53台;莫斯科铁路局46台;北方铁路局25台。在20世纪80年代至90年代,所有TEP10L型机车都被除籍并拆解回炉。

2TE10V型和3TE10V型(2ТЭ10В и 3ТЭ10В)
1969年12月2日,苏联元帅克利缅特·叶夫列莫维奇·伏罗希洛夫去世。次年,卢甘斯克第二次更名为伏罗希洛夫格勒⑷。受此影响,LTZ亦更名为VZOR。当是时也,VZOR相继试制出TE109型和2TE116型内燃机车。1972年,VZOR开始小批量生产2TE116型内燃机车。至1975年底,苏联铁道部已经有194组2TE116型机车,其中165组配属于斯维尔德洛夫斯克铁路局。


然而,由于2TE116型机车在还没有经过全面试验及运用考核的情况下就投入批量生产及使用,导致机车的缺陷在运用过程初期中逐渐暴露出来,为机务部门带来了不少麻烦。为了保持2TE10L型机车的生产并降低2TE116型机车的制造成本,决定最大限度地统一这两种机车的部件。

VZOR在改进2TE116型机车的同时,开始在2TE10L型机车测试焊接结构车体和无导框式三轴转向架——2TE10L-2049号、2TE10L-2277号和2TE10L-2877号机车配备了挡风玻璃反向倾斜的司机室;而2TE10L-2877号机车则安装无导框式三轴转向架。

1974年12月,VZOR在2TE10L型机车的基础上,研制了2TE10V型机车,一年后开始批量生产,第一组2TE10V型机车是2TE10V-2918号机车。车型代号中的“V”即代表伏罗希洛夫格勒。2TE10V型机车的动力装置和传动装置和2TE10L型机车相同,但改为采用了与2TE116型机车统一的车体结构、司机室和转向架。

1977年4月22日,即弗拉基米尔·伊里奇·列宁的生日,VZOR庄严地将其制造的第25000台内燃机车——2TE10V-3664号机车交付北方铁路局。同时,2TE10V型机车被授予苏联国家质量标志,并被苏联铁道部指定为标准型货运内燃机车。到1981年最后一组机车——2TE10V-5090号机车制造出厂时,卢厂共计生产了1582组2TE10V型机车。

在2TE10V型机车的基础上,VZOR于1978年试制了一组三节重联的3TE10V型机车,原计划用于货物运输繁忙的铁路区段。该型机车由三节六轴机车联挂而成,中间一节机车不设司机室。

产量

2TE10L型内燃机车技术特点
总体布置
2TE10L型内燃机车是直流电力传动的干线货运内燃机车,采用单司机室的车架承载式结构棚式车体,可以单节运行亦可两节联挂。当AB两节机车重联使用时,可由任一一节机车的司机室操纵全组机车。
机车车体底架由两根45号工字钢和两个16号钢板组成,两端设有车钩缓冲器和SA-3型自动车钩。机车车体由司机室、动力室、冷却室三部分组成,三个部分之间采用螺栓连接。司机室前端设有大型前窗,为乘务员提供了广阔的瞭望视野;司机室内机车运行方向的右侧设有KB-1509型司机控制器,左侧设有副司机座席及工具箱;司机室后部为高压电气间,设有主电路和辅助电路的各种电器设备。
位于车体中部的动力室内安装了一套柴油发电机组,动力室后部设有机油系统和燃油系统的部件,包括机油滤清器、机油热交换器、燃油输送泵及燃油粗滤器等;动力室的车体侧墙上装有空气滤清器;动力室设有可拆式车顶顶盖,以便检修和吊装柴油机。冷却室内设有两套独立的循环冷却水系统,分别用于冷却来自柴油机和机油热交换器中的循环水;冷却室顶部装有一个采用液压传动的冷却风扇,其转速由风扇液压传动装置控制。车体下方除了有两台转向架之外,之间还吊挂着一个可载6300 kg柴油的大燃油箱。

柴油机
每节2TE10L型内燃机车装用一台10D100型柴油机。这是一款二冲程、10汽缸、直立式、无增压、对置活塞、直接喷射的中速柴油机,每个汽缸中有两个上下对置的活塞,上下两根曲轴通过垂直传动装置连接在一起,并由下曲轴通过半刚性联轴节输出功率;该型柴油机采用钢板焊成的箱形结构机体、合金铸铁湿式汽缸套、球墨铸铁曲轴、铸铁油冷活塞、锻钢连杆及凸轮轴。汽缸直径为207 mm,活塞行程为2×254 mm,额定转速为850 r/min,持续功率为3000 hp(2206 kW),单位燃油消耗率为160±5 g/(kW·h),柴油机净重为29680 kg。
传动系统
2TE10L型内燃机车的传动系统使用直—直流电传动装置,柴油机通过半刚性联轴器驱动一台直流牵引发电机,并将发出的直流电供给六台直流牵引电动机。机车装用一台独立励磁的GP-311B型十极直流牵引发电机,额定功率为2000 kW,最大电压为700 V,额定电流为4320 A,额定转速为850 r/min,冷却方式为强迫通风。
2TE10L型内燃机车上还装有一台A-706B型双机组,是由一台V-600型励磁机和一台VGT-275/120型辅助发电机组成,励磁机用来供给牵引发电机励磁电流,并使牵引发电机具有恒功率励磁特性,而辅助发电机则用来供给控制电路、照明电源、蓄电池充电、励磁机励磁等用电。
初期制造的2TE10L型内燃机车先后装用过ED-104A型及ED-107A型四极直流牵引电动机。ED-107A型牵引电动机额定功率为305 kW,持续电压为463 V,额定电流为720 A,额定转速为515 r/min,最高转速为2290 r/min。为了扩大机车的的恒功率调速范围,还可以对牵引电动机进行二级磁场削弱,2TE10L型机车的磁场削弱率为60%和36%。
1974年起制造的2TE10L型内燃机车装用ED-118A型四极直流牵引电动机。ED-118A型牵引电动机特点是改善电枢绕组绝缘性能,以及主极和辅助极采用整体式线圈。ED-118A型牵引电动机额定功率为305 kW,持续电压为463 V,额定电流为720 A,额定转速为580 r/min,最高转速为2290 r/min。
转向架
每节2TE10L型内燃机车的轴式为Co-Co,机车走行部为两台导框式三轴转向架;除了后转向架的后端梁上装有一个排障器外,前后两台转向架的其他结构均完全相同。转向架构架采用“目”字形的铸钢件及钢板混合焊接结构。车轴轴承采用四列向心滚柱轴承,车轴轴箱采用导框式定位结构。一系悬挂装置由螺旋弹簧、钢板弹簧、均衡梁、橡胶垫等部件组成。牵引力和制动力则通过心盘传递给车体,作为转向架回转中心的心盘不参与承重。
牵引电动机采用滑动抱轴承半悬挂驱动方式,牵引电动机的一侧悬挂在转向架横梁托架上,而另一侧通过抱轴瓦悬挂在车轴上;牵引电动机输出的扭矩通过一级减速齿轮传递给轮对,货运机车的牵引齿轮传动比为15:68;客运机车的牵引齿轮传动比为20:63。
2TE10V型内燃机车技术特点
总体布置
2TE10V型机车车体底架由两根45号工字钢和两个16号钢板组成,两端设有车钩缓冲器和SA-3型自动车钩。机车车体由司机室、动力室、冷却室三部分组成,三个部分之间采用焊接连接,主要特点为延长了底架长度及改变了转向架旁承的结构和位置。
司机室前端设有反向倾斜的大型前窗,在为乘务员提供了广阔的瞭望视野的同时也保证了碰撞时候的安全;司机室内机车运行方向的右侧设有KB-1552型司机控制器,左侧设有副司机座席及工具箱;司机室后部为高压电气间,设有主电路和辅助电路的各种电器设备。
位于车体中部的动力室内安装了一套柴油发电机组,动力室后部设有机油系统和燃油系统的部件,包括机油滤清器、机油热交换器、燃油输送泵及燃油粗滤器等;动力室的车体侧墙上装有空气滤清器;动力室设有可拆式车顶顶盖,以便检修和吊装柴油机。冷却室内设有两套独立的循环冷却水系统,分别用于冷却来自柴油机和机油热交换器中的循环水;冷却室顶部装有一个采用液压传动的冷却风扇,其转速由风扇液压传动装置控制。车体下方除了有两台转向架之外,之间还吊挂着一个可载6300 kg柴油的大燃油箱。

传动系统
2TE10V型机车装用ED-118B型四极直流牵引电动机。与ED-118A型牵引电动机相比,ED-118B型牵引电动机特点是改善轴向轴承的设计。ED-118B型牵引电动机额定功率为305 kW,持续电压为463 V,额定电流为720 A,额定转速为580 r/min,最高转速为2290 r/min。
转向架
2TE10V型机车走行部采用新一代的无导框式三轴转向架,“目”字形构架由箱形截面的纵梁和横梁焊接而成,滚柱轴承轴箱采用拉杆式定位结构,并设有独立的一系螺旋弹簧悬挂装置,车体重量通过四点旁承由两台转向架支承,牵引力和制动力通过心盘传递。
牵引电动机采用滑动抱轴承半悬挂驱动方式,牵引电动机的一侧悬挂在转向架横梁托架上,而另一侧通过抱轴瓦悬挂在车轴上;牵引电动机输出的扭矩通过一级减速齿轮传递给轮对,牵引齿轮传动比为17:75。为了扩大机车的的恒功率调速范围,还可以对牵引电动机进行二级磁场削弱,2TE10V型机车的磁场削弱率为63%和39%。
技术数据

后记
如今在苏维埃故地,大多数2TE10L型机车和2TE10V型机车已经退役,少数仍在运用中的两型机车主要集中在摩尔多瓦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦等国的国家铁路,以及国家铁路之外的企业铁路。虽然属于2TE10L型机车和2TE10V型机车的时代已经过去,但无可质疑的是,它们的登场不仅取代了TE3型内燃机车,其技术的高可靠性,也让LTZ/VZOR在此基础上相继推出3/2TE10M型、4/2TE10S型、2/3TE10U型机车,使得“多截棍破鼻子”家族得以延续。
新年快乐! Happy New Year! С новым годом! Bonne année!

注释
⑴俄语:Харьковский завод транспортного машиностроения имени В. А. Малышева;乌克兰语:Завод імені В. О. Малишева。
⑵俄语:Луганский тепловозостроительный завод,简称为Лугансктепловоз;乌克兰语:Луганський тепловозобудівний завод。
⑶俄语:Ворошиловградский завод имени Октябрьской Революции。
⑷1935年11月5日至1958年3月4日期间,卢甘斯克更名为伏罗希洛夫格勒。1958年3月5日,根据时任苏联最高苏维埃主席团主席克利缅特·叶夫列莫维奇·伏罗希洛夫发布的禁止为健在者命名地名的命令,伏罗希洛夫格勒恢复旧地名为卢甘斯克。1990年,伏罗希洛夫格勒再次恢复旧地名为卢甘斯克至今。
