【科普】“黑马”美国诺福克南方铁路D9-44C/W型、ES-44AC/DC型和AC44C6M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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——谚语
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。苏联铁道部2/3TE10M型、2/4TE10S型及2/3TE10U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。本文提及的美国诺福克南方铁路SD70型、SD70M型、SD70M-2型、ES-44DC型、D9-44C型和D9-44CW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。本文提及的美国诺福克南方铁路SD70ACe型、SD70ACU型、SD70ACC型、SD70IAC型、ES-40DC型、D9-44C型和D9-44CW型内燃机车为交—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。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。法国国家铁路Y 7400型内燃机车为机械传动形式。
美国诺福克南方铁路公司在本文中简称“NS”⑴;美国通用电气公司简称“GE”⑵,易安迪公司简称“EMD”⑶,美国动力公司“AMP”⑷。
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参考
《GE公司赢得诺福克南方铁路240台直流传动内燃机车的订货》,苏明 译,《国外内燃机车》1996年04期,第49页
《GE公司研制出Tier4达标柴油机》,李湘宁 译,《国外铁道机车与动车》2014年04期,第12页
《NS Diesel Locomotive Roster - GE Dash 9-44CW (D9-40CW) Nos. 9129-9978》:http://www.nsdash9.com/rosters/8889.html
《NS Diesel Locomotive Roster - GE ES44DC Nos. 7500-7719》:http://www.nsdash9.com/rosters/7500.html
《NS Diesel Locomotive Roster - GE ES44AC Nos. 8000-8184》:http://www.nsdash9.com/rosters/8000.html
《NS Diesel Locomotive Roster - GE ET44AC Nos. 3600-3680》:http://www.nsdash9.com/rosters/3600.html
《NS Diesel Locomotive Roster - GE AC44C6M Nos. 4000-4400》:http://www.nsdash9.com/rosters/4000.html
《Norfolk Southern Heritage Locomotives》:http://www.nsdash9.com/heritage.html
《Norfolk Southern ET44ACs on the way | Trains Magazine》:https://trn.trains.com/news/news-wire/2016/05/xx-norfolk-southern-et44acs-on-the-way
《GE "D9-40C/W" Locomotives: Data, History, Photos & More》:https://www.american-rails.com/47674.html
《GE "Evolution Series" Locomotives: Data, History, Photos》:https://www.american-rails.com/evolution.html
《GE ES44DC Data Sheets》:https://www.thedieselshop.us/Data%20ES44DC.HTML
《AltoonaWorks.info -- NS AC44C6M DC to AC Conversion》:http://www.altoonaworks.info/rebuilds/ns_ac44c6m.html
概述
D9-44C型和D9-44CW型内燃机车是NS于1995年1月~2004年12月间从GE Transportation订购的1215台“Dash 9”内燃机车,其中D9-44C型机车数量为125台,D9-44CW型机车数量为1090台。

ES-44AC型和ES-44DC型内燃机车是NS于2004年3月~2017年3月间从GE Transportation订购的405台“Evolution”内燃机车,其中ES-44AC型机车数量为185台,ES-44DC型机车数量为220台。

2015年8月起,NS将1090台“Dash 9”机车当中的600台机车以更换交流牵引电动机的形式,改造为AC44C6M型内燃机车。
D9-40C型→D9-44C型(8764号~8888号机车)
D9-40C型和D9-40CW型机车实际上是在1994年C44-9W型机车首次亮相1年之后为NS制造的。从本质上讲,这两款机车的4000 hp输出功率略低于C44-9W型机车的4400 hp功率,但可以校正功率至4400 hp。

NS采购的所有125台D9-40C型机车均于1995年制造出厂,号段为8764号~8888号。这些机车采用标准化司机室以及收缩的电气室;又因其司机室顶部加装机车空调,被戏称为“大礼帽”。
D9-40CW型→D9-44CW型(8889号~9978号机车)
D9-40C型机车的改进型,配备更为宽阔的“狗头”安全司机室。NS曾宣称,如果联邦铁路管理局不要求购买D9-40CW型机车的话,NS则可能购买更多的D9-40C型机车。尽管如此,为了满足当时美国经济繁荣带来的交通需求,1996年初,NS向GE Transportation订购D9-40CW型机车。到2004年底,NS累计向GE Transportation订购了1090台D9-40CW型机车,号段为8889号~9978号。

ES-40DC型→ES-44DC型(7500号~7719号机车)
为了符合美国国家环境保护局将于2005年生效的Tier 2级铁路机车排放标准,GE Transportation于2003年推出装备GEVO柴油机的“Evolution”内燃机车家族。在这样的形势之下,NS于2004年3月开始向GE Transportation订购ES-40DC型机车。

到2008年2月,NS累计向GE Transportation订购了220台ES-40DC型机车,号段为7500号~7719号;而NS也由此成为ES-40DC型机车的唯一用户,一如D9-44C型机车一样。由于NS对高功率的需求很强烈,ES-40DC型机车的输出功率于2013年10月~2014年8月间校正至4400 hp,这样一来,ES-40DC型机车的车型代号调整为ES-44DC型。

ES-44AC型(8000号~8184号机车)
2008年9月,NS向GE Transportation订购了24台车号号段为8000号~8023号的ES-44AC型机车。它们被用于牵引重载运煤列车,是NS有史以来购买的第一批新型交流传动内燃机车。从那以后,NS购买了更多的ES-44AC型机车。

至2017年3月,NS累计向GE Transportation订购了185台ES-44AC型机车,号段为8000号~8184号。其中,8000号~8090号机车符合Tier 2级铁路机车排放标准,8091号~8165号机车符合Tier 3级铁路机车排放标准,8166号~8184号机车符合Tier 4级铁路机车排放标准;10台机车——8025号、8098号~8105号和8114号机车在庆祝NS成立30周年之际,采用了前身公司的“遗产”涂装。

ET44AC型(3600号~3680号机车)
符合Tier 4级铁路机车排放标准的“Evolution”内燃机车。尽管NS在2016年5月~2017年3月间订购了19台符合Tier 4级铁路机车排放标准的ES-44AC型机车,但与此同时,NS又向GE订购81台车号号段为3600号~3680号的ET44AC型机车。全数81台ET44AC型机车于2017年2月交付完毕。

现代化改造:AC44C6M型(4000号~4600号)
2013年10月~2014年9月间,NS将D9-40C型及D9-40CW型机车的输出功率校正至4400 hp,这样一来,两款机车的车型代号分别调整为D9-44C型和D9-44CW型。
与此同时,NS、AMP和GE Transportation决定将这些“Dash 9”当中的600台机车改造为交流传动机车。2015年,D9-40C-8879号机车被选中,送往位于纽约州丹斯维尔的AMP,改装“狗头”司机室并安装了限速器和机车信号,B13B型直流牵引电动机亦被5GEB13B7型交流牵引电动机替换;但原车的走行部、动力室和冷却室保持不变。

改造后的D9-40C-8879号机车,改号为AC44C6M-4001号,成为第1台AC44C6M型机车。此后不久,NS陆续将D9-40C型及D9-40CW型机车改造为AC44C6M型机车。
至2021年1月7日,NS、AMP和GE Transportation已将125台D9-40C型及266台D9-40CW型机车改造为AC44C6M型机车,10台D9-40CW型机车正在改造中。按3方的计划,100台D9-40CW型机车将于2021年内改造为AC44C6M型机车,剩余100台机车计划于2022年内改造为AC44C6M型机车。

NS将新购ES-44AC型和ET44AC型机车,与将既有D9-40C型和D9-40CW型机车改造为AC44C6M型机车相结合,让自身内燃机车实现交流传动化。
技术数据表

注释
⑴英语:Norfolk Southern Railway。
⑵英语:General Electric。
⑶英语:Electro-Motive Diesel。
⑷英语:American Motive Power, Inc.。
完稿时间:2021年1月11日
发表时间:2021年1月14日

