【科普】数量第二多的苏联铁道部O型蒸汽机车家族(上篇)

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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“八轮”者,蒸汽机车轮式也,其由四动轮轴(八动轮)组成,即0-8-0轮式。本文提及的苏联铁道部O型蒸汽机车家族为“八轮”轮式。
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资料参考来源
《机车概要表》 ,中国铁道部1951年2月版
《Паровозы серии О》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845—1955》,第140页~第153页
《Паровозы заграничного типа, поступившие на железные дороги в период 1939—1951 гг.》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845—1955》,第323页~第333页
《Od, Ov, Op — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=265
《О серия - Грузовой паровоз》:https://pro-parovoz.ru/index.php/component/k2/919-o-seriya-gruzovoj-parovoz
概述
О型蒸汽机车家族,是先后由俄罗斯帝国铁道部以及苏联铁道人民委员会/部运用的一款干线货运蒸汽机车。

从1890年到1915年,数量将近9000台不同分支型号的О型蒸汽机车制造出厂,成为十月革*命前俄罗斯帝国铁道部蒸汽机车序列中数量最多的车型。苏联铁道人民委员会/部订购E型蒸汽机车家族后,О型蒸汽机车家族成为数量第二大的蒸汽机车车型。

O型蒸汽机车大致有两种分支型号,使用戴维·乔伊⑴式阀动装置的机车被命名为Od型,而使用埃吉德·华尔沙特⑵式阀动装置的机车则被命名为Ov型。

初代Od型(Од)——39型、40型
1890年,科洛姆纳工厂为弗拉季高加索铁路公司制造了10台39型蒸汽机车,此型蒸汽机车的锅炉压力为11 kgf /cm²。随后,科洛姆纳工厂对39型蒸汽机车的设计进行了较小的更改,从而推出40型蒸汽机车。1891年到1892年间,科洛姆纳工厂制造了48台40型蒸汽机车,其中28台交付莫斯科-下诺夫哥罗德铁路公司。

由于蒸汽机车的牵引力与动轮直径成反比(即直径越小,牵引力越大),因此在1892年,科洛姆纳工厂为弗拉季高加索铁路公司制造了20台动轮直径为1150 mm的Od型蒸汽机车。

二代Od型(Од)——“1893年型”
1893年到1899年,科洛姆纳、布良斯克、沃特金斯克、亨舍尔等工厂为俄罗斯帝国铁道部和私营铁路运营商共计制造1373台“1893年型”Od型蒸汽机车。“1893年型”Od型蒸汽机车的主要特征在于低压汽缸的直径从710 mm增加到730 mm。

三代Od型(Од)——“1897年型”
根据“1893年型”Od型蒸汽机车在实际运行中的经验教训,科洛姆纳工厂对“1893年型”Od型蒸汽机车的设计进行约99项更改,其中改进细节包括将动轮直径从1150 mm增加到1200 mm、锅炉压力从11 kgf /cm²增加到11.5 kgf /cm²等。

1897年到1903年,科洛姆纳、布良斯克、沃特金斯克、卢甘斯克等工厂为俄罗斯帝国铁道部和私营铁路运营商共计制造3172台“1897年型”Od型蒸汽机车。

Ol型(Ол)
在工程师Yu·V·罗蒙诺索夫的建议下,到1916年,总共有194台Od型蒸汽机车的戴维·乔伊式阀动装置进行了改进,并改名为Ol型,但是改进并没有带来明显的结果。
初代Ov型(Ов)——66型
由于Od型蒸汽机车的戴维·乔伊式阀动装置无法令人满意,因此,科洛姆纳工厂于1899年制造了2台使用埃吉德·华尔沙特式阀动装置的初代Ov型蒸汽机车(工厂代号为66型)。
与Od型蒸汽机车相比,这2台初代Ov型蒸汽机车的动轮直径(1200 mm)、轴距(3890 mm)和锅炉压力(11.5 kgf/cm²)保持不变。复合式汽缸的直径增加到510 mm和740 mm(分别对应高压和低压),锅炉的总传热面积从152.6 m²降低到144.4 m²。
2台初代Ov型蒸汽机车交付位于乌克兰境内的西南铁路公司,编为Ks-301号和Ks-302号。
二代Ov型(Ов)——“1901年型”、“1904年型”及“1905年型”
在初代Ov型蒸汽机车的基础上,科洛姆纳、布良斯克、沃特金斯克、卢甘斯克等工厂于1901年起制造“1901年型”Ov型蒸汽机车,到1905年时共计制造2248台。

在制造期间,“1901年型”Ov型蒸汽机车的设计又进行了一些更改,锅炉压力升至12 kgf/cm²。重新设计的Ov型蒸汽机车被定型为“1904年型”,并于1905年到1907年间共计制造1930台。



1908年到1915年间,上述工厂制造了190台功率更大、速度更快的“1905年型”Ov型蒸汽机车。1925年到1928年间,卢甘斯克十月革*命工厂为苏联工业铁路制造了72台Ov型蒸汽机车,编为Ov-8001号和Ov-8072号。至此,O型蒸汽机车家族数量达到9063台!

设计
锅炉
在O型蒸汽机车的锅炉顶部,有一个汽包,其高度为1050 mm,内径为712 mm。其前面为砂箱。各种分支车型蒸汽机车的烟管的长度为4660 mm,内径为46/51 mm。
不同分支车型蒸汽机车的烟管的直径和数量明显不同:普季罗夫工厂在1907年生产的O型蒸汽机车有一根直径为300/321 mm的烟管,而索尔莫沃工厂于1908年制造的蒸汽机车有19根直径为115/127 mm的过热管。1915年之后,当O型蒸汽机车配备过热器时,在锅炉上安装了18根(后来增加至21根)直径为115/113 mm的过热管。
气缸
在大多数O型蒸汽机车上 ,安装了复合式双气缸(Oo型和Op型蒸汽机车则安装了饱和式双气缸)。来自锅炉的蒸汽首先进入机车右侧的高压气缸(直径 490~510 mm),然后再入机车左侧的低压气缸(直径710~730 mm)。当蒸汽机车配备过热器时,原有的复合式双气缸被饱和式双气缸所取代(Och型蒸汽机车上的复合式双气缸保持不变)。
现代化改造——Op型(Оп)
在1915年,Ov型蒸汽机车开始配备过热器。在Ov型蒸汽机车上,用一台直径为540 mm的饱和式双气缸代替了原有的复合式双气缸,使蒸发面积降低132.5 m²,而过热器的过热面积为27 m²,锅炉压力为12 kgf/cm²。改造后的Ov型蒸汽机车改称为Op型——“p”取俄语单词пароперегревом,即“过热化改造”之意。

自1933年起,苏联铁道人民委员会对Op型蒸汽机车进行进一步改造时,使用了直径为500 mm的饱和式双气缸,蒸发面积降低到126.9 m²,而过热器的过热面积增到41.1 m²,锅炉压力增加到14 kgf /cm²。

现代化改造——Och型(Оч)
波兰铁路工程师阿尔伯特·塞科肖特⑶于1911年提出,在复合式双汽缸蒸汽机车安装过热器,在理论上能节省更多成本。在1926年到1927年间,苏联铁道人民委员会在一些Ov型蒸汽机车安装过热器,但原有的复合式双气缸保留。
改造后的Ov型蒸汽机车改称为Och型——“ch”取阿尔伯特·塞科肖特本人的俄语姓氏“Чечотта”。其锅炉参数与自1915年以来更改为Op型蒸汽机车的锅炉参数相同。与Op型蒸汽机车相比,Och型蒸汽机车的燃料节省率约为6-8%,但很难维护。
现代化改造——Okr型和Oman型(Окр и Оман)
1931年到1934年间,各机务段在对Ov型和Op型蒸汽机车进行大修的前夕,准备了大批带圆形阀芯的新式饱和式双气缸。但是由于当时大多数O型蒸汽机车都已转为调车机车,不再需要使用过热蒸汽,因此改造很快就停止了。但是为了确保准备好的新式气缸不致浪费,1935年,铁道人民委员会指示各路局,将新式气缸放在Ov蒸汽机车上,以便于为应对需求而更换合适的气缸。这种机车被定型为Okr型——“kr”取俄语词组“круглыми золотниками”,即“圆形阀芯”之意。
此外,铁道人民委员会还指示各路局,当将Ov型蒸汽机车上的复合式双气缸替换为带圆形阀芯的饱和式双气缸,而不要安装过热器。这种改造后的用于调车作业的机车,被定型为Oman型——“man”取俄语单词“маневровые”,即“调车型”之意。
现代化改造——Ou型(Оу)
1923年,数十台Ov型蒸汽机车安装了新的锅炉,压力升至14 kgf/cm²。 经过这种改造的蒸汽机车被定型为Ou型——“u”取俄语单词“усиленные”,即“增强型”之意。
技术数据表

(未完待续)
注释
⑴英语:David Joy(1825年3月3日~1903年),英国铁路机车和轮机工程师。
⑵荷兰语:Egide Walschaerts(1820年1月21日~1901年2月18日),比利时机械工程师。
⑶波兰语:Albert Czeczott;俄语:Альберт Оттонович Чечотт(1873年4月11日~1955年11月3日),俄罗斯和波兰的铁路工程师。