【铁道科普】来自顿河畔的“西伯利亚狼”——芬兰铁路Sr1型电力机车

本文作者:西瓜昌真湿基(B站和百度昵称:宁柳跨越)
概述
Sr1型电力机车,厂家代号ES40或者是VL40,是由苏联俄罗斯联邦诺沃切尔卡斯克电力机车厂为芬兰铁路设计制造的干线客运电力机车。该款机车为单节四轴电力机车,适用于供电制式为25千伏50赫兹交流电的电气化铁路。在芬兰,Sr1型机车被昵称为“西伯利亚狼”⑴或者是“卷心菜笼”⑵、“俄罗斯制电力机车”⑶。

生产历史
1970年秋,芬兰铁路计划对里希迈基–坦佩雷–塞伊奈约基区间铁路进行电气化改造,并为此向苏联俄罗斯联邦诺沃切尔卡斯克电力机车厂签订27台Sr1型电力机车的合同。其中,芬兰Strömberg公司负责设计和制造机车动力控制和电气控制设备等,其他芬兰分包商是Oy Koneisto Ab和Oy Kontram Ab两家公司;空气压缩机由德国公司提供,机车其他技术主要来自诺厂。

1971年,诺厂制造出Sr1-3000号机车,并在厂内环形铁路上进行测试,以及在低于零下60摄氏度的温度下测试其抗冻性。此后诺厂于1973年到1985年间分批向芬兰铁路交付车号范围为3001到3110的110台Sr1型机车;其中前六台机车(3001到3006号机车)进行测试到1974年秋。

芬兰铁路原本打算放弃曾在198-9年里希迈基火车事故中受损的Sr1-3003号机车。但后来决定翻新机车,因此向诺厂订购了两台Sr1型机车的配件。许温凯机车厂利用机车配件修复Sr1-3003号机车,保留了旧号码并重新投入运用。

1993年,许温凯机车厂利用剩余未使用的Sr1型机车配件,组装了一台Sr1型机车,这台机车被编为Sr1-3111号机车。而当初诺厂用于测试的Sr1-3000号机车,则于1994年被芬兰铁路购买,并在许温凯机车厂翻新完毕,编为Sr1-3112号机车。

运用情况
Sr1型机车于1973年秋季投入于赫尔辛基到里希迈基区间线路的客运列车交路。在1974年,它们的运用范围随着电气化改造的进展,扩展到托伊雅拉,并于1975年扩展到塞伊奈约基。1977年当里希迈基到科沃拉区间线路电气化改造完成时,Sr1型机车被转移到芬兰东部运用。从那时起,除了霍帕拉提到万坦科斯基区间线路及其延伸岔线外,几乎所有电气化铁路都有Sr1型机车运用。这些机车广泛用于客运和货运,也暂时用于调车工作。

自20世纪90年代以来,芬兰铁路从瑞士机车和机器制造厂订购Sr2型机车⑷,Sr1型机车渐渐退居二线。2013年12月,芬兰铁路宣布从德国西门子公司订购80台Sr3型电力机车⑸,以取代Sr1型。新机车于2017年至2026年间陆续交付,Sr1型机车陆续退役。
从1973年到2019年1月至今,有16台Sr1型机车在各类行车事故中受损,其中Sr1-3048号、Sr1-3089号以及Sr1-3101号机车报废除籍。

技术设计
在技术数据上,Sr1型电力机车采用Bo-Bo轴式,最高时速为140公里/小时,整备重量为84吨,全长为18960毫米,宽为3100毫米,高度为4600毫米,轮径为1250毫米,最高输出功率为3280千瓦。
所有的Sr1型机车都配备了重联装置,并在20世纪80年代到90年代间安装了SA-3型自动车钩以允许牵引来自苏联的列车。机车有两个受电弓,每端一个,在运行时通常升非操作端受电弓。

机车中心位于5770千伏安的主变压器上。变压器一次绕组接收25千伏交流电;而二次绕组向两个整流器输送降压后的交流电。而每个整流器向两个牵引电动机提供整流后的直流电。此外,从二次绕组还可获得用于加热列车的800千伏安和1500伏的电压。由于采用晶闸管控制,机车的功率控制是无级的。
在单台机车运行时,最大允许牵引重量为1300吨的列车;而在两台机车重联运行时,最大允许牵引2700吨的列车。机车的设计速度可达160公里/小时——这是在20世纪80年代,诺厂在改动3040号机车和3041号机车的齿轮传动装置的情况下经过测试得出的结论;而在最后制造的3098号到3110号机车,因为采用了新设计的转向架,最高运行速度已经提高到160公里/小时。但自2003年以来,这些机车的速度降至140公里/小时。速度下降的原因是由于较高的速度导致的牵引力削弱。而直到2006年,Sr1-3107号机车的最高运行速度依然标记为160公里/小时。

现代化改造
机车司机室非常坚固,尽管一些控制装置的位置有点不尽如人意,以至于司机总是不得不从他的座位上起来使用这些装置。此外,座椅不舒服、驾驶室噪音很大、加热装置无法调节驾驶室温度等问题亦被诟病。因此,司机室工作条件很快就改变了,并且一些符合人体工程学的控制装置放置在更好的地方。所有机车的现代化改造是在1998年至2003年之间,并且每台机车配备了双头灯和司机室空调。

技术方面也有很多变化。第一个重大变化是半导体的现代化,其数量减少到原来的四分之一。对于最新的机车,诺厂安装的压缩空气干燥器已经安装在所有机车上。最初,机车配备了苏制的40千瓦风扇电机,它总是以全功率运行,但后来被Strömberg公司的25千瓦双速风扇电机取代,并在牵引电动机上增加了过热保护装置,将牵引电动机电流限制在最大电流的约60%。然而,这也导致牵引力限制在约60%。
后记
作为芬兰铁路第一款电力机车,Sr1型机车见证了芬兰电气化铁路的发展,同时在某种程度上,也见证了芬兰在美苏冷战中的中立。

注释
⑴芬兰语:Siperian susi。
⑵芬兰语:Kaalihäkki。
⑶芬兰语:Sähköryssä。
⑷Sr2型电力机车是瑞士机车和机器制造厂、ABB集团、Adtranz公司以及庞巴迪公司先后为芬兰铁路设计制造的干线客运电力机车。本型机车是以瑞士联邦铁路Re460型电力机车为基础设计;但与后者不同的是,Sr2型机车适用于供电制式为25千伏50赫兹交流电的电气化铁路,最高运行速度为210公里/小时,最大输出功率为6000千瓦,牵引力为280千牛。在引入Sr3型机车之前,Sr2型机车是芬兰铁路机车车辆中唯一支持推挽式的电力机车。

⑸Sr3型电力机车是西门子公司为芬兰铁路设计制造的干线客运电力机车。本型机车是以西门子Vectron系列电力机车为基础设计,最高运行速度为200公里/小时,最大输出功率为6,400千瓦,牵引力在启动时为350千牛。

参考
《Sr1 – Wikipedia》:https://fi.wikipedia.org/wiki/Sr1
