【科普】【扩展】出口与自用兼得——苏联铁道部M62型内燃机车家族

文章作者:西瓜昌真湿基(哔哩哔哩和百度昵称:宁柳跨越)
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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TE10型及M62型内燃机车家族为直—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。
乌克兰卢甘斯克内燃机车制造厂在本文提到的不同时间简称“VZOR”⑴及“LTZ”⑵,俄罗斯联邦科洛姆纳工厂简称“KZ”。
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本文是文章《【铁道科普】从加勒比海到长白山皆可见到的M62系列内燃机车》的补充。
概述
苏联铁道部M62型内燃机车家族是LTZ/VZOR在出口向M62型内燃机车的基础上,于1970年起向苏联铁道部交付的一种内燃机车家族。LTZ/VZOR在不同的时间点,相继推出了M62型、2M62型、3M62U型以及2M62U型机车。

背景
1949年1月5日至8日,苏联、保加利亚、匈牙利、波兰、罗马尼亚、捷克斯洛伐克等六国政府代表在莫斯科通过会议磋商后,宣布成立经济互助委员会。20世纪50年代起,按经济互助委员会分工,苏联向东欧国家出口干线内燃机车,而从捷克斯洛伐克进口电力传动调车内燃机车和客运电力机车。
当LTZ开始批量生产2TE10L型内燃机车时,经济互助委员会国家却也在面临从蒸汽机车向内燃机车转型时缺乏内燃机车的困境。1961年,匈牙利国铁从瑞典NOHAB公司购置M61型内燃机车⑶,苏联方面得知此事后研制一种比TE10型内燃机车更少的动力和更轻的内燃机车。
研制
内燃机车的设计和制造工作委托给LTZ。该工厂设计出六轴内燃机车,并根据匈牙利国铁的内燃机车命名规则,定型为M62型。 1964年,LTZ建造了两台实验性质的内燃机车——M62-1号机车和M62-2号机车,用于测试和改进。

M62型内燃机车采用02-T型限界,并配备了SA-3型自动车钩和缓冲器,轮对轨距为1520mm。这两台机车出厂后被送到东南铁路局格奥尔基·杰机务段,然后在中亚铁路局和利沃夫铁路局测试运行。 1971年,两台机车转配至十月铁路局。

根据两台机车的测试结果,LTZ从1965年开始向匈牙利国铁交付M62型内燃机车。出口匈牙利的M62型机车在设计上与M62-1号和M62-2号机车略有不同,不仅适用于匈牙利,而且适用于其他轨距为1435mm的国家。 除了匈牙利国铁外,LTZ还向波兰国铁(ST44型)、东德国铁(120型)、捷克斯洛伐克国铁(T679.1型)、朝鲜铁道省(K62型)和古巴铁路(M62K型)交付了M62型内燃机车。
M62型及DM62型(М62 и ДМ62)
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除了向苏联铁道部交付2TE10L型以及TEP10L型机车外,亦开始向苏联铁道部交付M62型机车。一些技术文档将苏联铁道部订购的M62型机车称为M62S型,其中字母“S”表示苏联。但实际上,车号牌并未出现字母“S”。

1970年到1976年间,苏联铁道部接收了723台M62型内燃机车。其中,前2台机车——M62-1号机车和M62-2号机车为试验版机车,其余721台车为量产版机车,改用M62-1003号~M62-1723号机车号段。这些机车当中,有部分部署于西部铁路口岸,采用1435mm轨距,并使用螺旋式车钩。
20世纪70年代后期,苏联国防部指示南方设计局研制一种集分导技术、固体推进技术、路基机动技术于一体的弹道导弹和导弹专用列车,即RT-23弹道导弹。1982年10月,RT-23弹道导弹进行了首次飞行试验,1987年开始服役。

与此同时,VZOR应苏联国防部⑸要求,生产出154台工厂名称为“DM62”的M62型内燃机车,作为RT-23弹道导弹列车本务机车。为了确保万无一失,RT-23弹道导弹列车采用的是多机重联牵引。而随着苏联解体,RT-23弹道导弹陆续退役,这些“DM62”型机车遂下放到各国铁路和工业铁路运用。
与早期制造出厂的M62型机车相比,“DM62”型机车使用无导框式转向架,排障器亦有所不同;从M62-1731号机车开始,两端的每组副灯集合于一个方形灯壳内;而从M62-1849号机车开始,车体侧壁的加强筋从9个减到4个。

2M62型(2М62)
1976年,VZOR推出两节固定重联设计的2M62型内燃机车,以取代TE3型内燃机车。1976年到1988年间,VZOR总共制造了1261组2M62型机车。此外,VZOR为蒙古国乌兰巴托铁路局制造了66组2M62M型机车。

在制造过程中,2M62型机车车体采用新的设计——
从2M62-0070号机车开始,取消了每节机车冷却室端两侧车门;
从2M62-0540号机车开始,机车排障器改用可调高度式排障器;

从2M62-0751号机车开始,每节机车两端的每组副灯集合于一个方形灯壳内;

从2M62-0924号机车开始,连接每节机车之间的风挡由金属风挡改为橡胶风挡;
从2M62-1044号机车开始,取消了司机室前部带有扶手的踏板。

M62U型(М62У)
20世纪80年代中期,苏联铁道部委托VZOR,在2M62型机车基础上研制一种具有高牵引力但轴负载相对较小的三节固定重联式内燃机车,这种机车适合在货物运量大或线路繁忙但线路状况不好的铁路上运行。在研制新型机车时,随着铁路线路数量的增加,VZOR对机车设计进行了一些更改和改进。结果,VZOR推出了设计统一的M62U型机车。

VZOR为苏联铁道部制造的M62U型机车有三节固定重联式的3M62U型机车(104组),以及两节固定重联式的2M62U型机车(395组)两种;此外,VZOR为苏联国内工业铁路和蒙古国乌兰巴托铁路局分别交付了单节设计的M62UP型机车(40台)和M62UM型机车(16台)。

第一组三节固定重联式的3M62U-0001号机车于1985年生产,次年交付十月铁路局索雅维机务段。 从1986年开始,3M62U型机车开始批量生产。1987年,VZOR开始生产两节固定重联式的2M62U型机车。机车的批量生产并没有持续很长时间,直到20世纪90年代初期。

1988年,VZOR为拜科努尔航天发射场制造3组3M62P型内燃机车。外观与3M62U型机车类似,在设计上支持超低速运行。最初每组机车是按三节重联设计,但中间补机机车从一开始就没有被使用并被注销。3M62P-0003号机车在苏联解体后改号为2M62U-0394号,并留在乌克兰。而3M62P-0001号和3M62P-0002号机车于2012年出售。

与2M62型机车相比,M62U型机车的主要结构特征有:
油箱容量为7300L(6300kg);
将蓄电池由车架底部转移到冷却室后部;
支持三节机车重联运用(在3M62U型机车中实现);
高压室顶部可拆卸;
柴油机使用小型消音器;
使用先进的火灾报警系统,以及粉末和气体灭火系统;
冷却风扇液力传动装置的变化;
每节机车的每个砂箱的容量从600kg增加到700kg。
这些新的改进设计让每节M62U型机车的轴重从20t增加到21t,其整备重量也从120t增加到126t。此外,从2M62U-0340号、3M62U-0100号和M62UP-0012号机车开始,车体两侧的加强筋数量从9个减到4个。
设计
M62型内燃机车适用于1520mm宽轨或者是1435mm标准轨距的铁路,轮径为1050mm,轴重为19.41±3t,整备重量为116.5±3t;长度为17400mm,宽度为2950mm,高为4615mm;燃料储备量为3390kg,机油储备量为800kg,水储备量为950kg,砂储备量为600kg。机车最高运行速度为100km/h,牵引功率为2000hp,持续牵引力为196.13kN。

而2M62型、2M62U型机车由两节结构完全相同的六轴机车通过车钩、通过台、重联线等连接而成,也可以在必要时分解为两台机车单独运行;而3M62U型机车亦可以一节有司机室的机车带中间补机机车运行。
机械部分
M62型内燃机车每个转向架都有两个直径为254mm的制动缸。为了控制制动缸压力,安装了222型制动机(后期为394型制动机)和270-002号空气分配阀。
M62型以及2M62型机车转向架为导框式三轴转向架,是LTZ根据TE3型、2TE10L型和TEM2型机车转向架的设计改进而成。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,传动齿轮比17:75 = 1:4.412,齿轮模数为10。1976年之前制造的M62型机车的传动齿轮比为15:68 = 1:4.53。

而DM62型以及M62U型机车则采用无导框式三轴转向架,是LTZ根据2TE116型、2TE10V型和2TE10M型机车转向架的设计改进而成。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。

动力部分
M62型机车使用了由KZ制造的具有两级增压的12缸二冲程V形(气缸外倾角为45°)14D40型柴油机(12DN23/30型)。柴油机缸径为230mm,带主连杆的活塞主冲程为300mm,副冲程为304.3mm。在标称轴转速为750r/m时,柴油功率为2000hp。蓄电池驱动GP-312型牵引发电机,后者再带动柴油机。

电气部分
M62型机车装用一台GP-312型牵引发电机。GP-312型牵引发电机由哈尔科夫Electrotyazhmash工厂制造,为十极直流牵引发电机,采用强迫通风进行冷却,其电枢直径为990mm,转速为750r/min,额定功率为1270kW,持续电压为356V。

M62型内燃机车上还装有一台A-706A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,励磁机功率为20.6kW,电压为165V,电流为125A,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;而辅助发电机的功率为12kW,电压为75V,电流为160A,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。但与2TE10L型机车的A-706B型双机组不同的是,A-706A型双机组的自由端在励磁机一侧。
初期制造的M62型机车先后装用过ED-107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193kW,持续电压为355V,额定电流为595A。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,M62型机车的磁场削弱率为60%和37%。

1974年起制造的M62型机车装用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192kW,持续电压为356V,持续电流为595A,持续转速为474r/min,最高转速为2290r/min。
198*9年起制造的M62U型机车安装GP-320型直流牵引发电机,并开始使用控制司机室内温度的自动控制系统,以及对电路进行了小的改动。2M62U-0080号机车及后续制造的机车以KM-2001型司机控制器取代了KV-1552型司机控制器。
中间补机机车
在三节重联的3M62U型机车上,则设置了一节标记为V节的中间补机机车。这节中间补机机车由于不设司机室因而不能单独运行,但仍然设有遥控系统和辅助制动装置,以便进行单独调车和库内移动。
然而,如今尚在运用的3M62U型机车当中,一部分机车不再使用中间补机机车。
现代化改造
俄罗斯铁路2M62UK型等
一些M62型机车在大修期间,二冲程14D40型柴油机被同由KZ制造的四冲程2D49型柴油机(2000 hp)取代。这些机车的车顶空气过滤器是其识别标志,并被定型为新的车型代号——M62K型(立陶宛铁路和白俄罗斯铁路)、2M62K型(俄罗斯铁路、白俄罗斯铁路和立陶宛铁路)、2M62UK型(俄罗斯铁路和白俄罗斯铁路)以及2M62UR型(拉脱维亚铁路)。

立陶宛铁路2M62M型等
在拉脱维亚和立陶宛,一些M62型机车在大修期间装用美国卡特彼勒公司制3512型柴油机。这些机车被定型为新的车型代号——2M62US型(拉脱维亚铁路)、2M62M型(立陶宛铁路)。

拉脱维亚铁路2M62UM型
拉脱维亚铁路在2015年到2018年间将14组2M62U型内燃机车委托捷克CZ LOKO公司进行现代化改造。这些改造后的2M62U型内燃机车被定型为2M62UM型。

在M62型机车家族的各种现代化改造中,2M62UM型机车可谓是深度现代化改造——
原有的14D40型柴油机被输出功率为2200kW的MTU柴油机取代;
而SDV95.50-12型交流牵引发电机组取代了GP-312型直流牵引发电机,使得2M62UM型机车的传动形式由直—直传动变为交—直传动;
车体和司机室亦采用新的设计,而车架、转向架以及油箱保留不变。
根据CZ LOKO公司提供的数据,改造后2M62UM型机车的燃油消耗量降低了10%,机油消耗量降低了80%。

阿塞拜疆铁路E2M62-0158号机车
阿塞拜疆铁路占贾机务段将VL8型电力机车的电气设备安装至2M62-0158号机车内部,使机车改造为电力机车,改造后的机车被编为E2M62-0158号。类似的改造还有朝鲜金钟泰电力机车工厂在K62型机车的基础上,为朝鲜铁道省改造的强行军型电力机车。

后记
与同时期同样由LTZ/VZOR制造的TE10型内燃机车家族相比,M62型内燃机车家族虽然在输出功率和牵引力上稍弱,但同样不仅见证了苏联铁路牵引动力内燃化,同时也见证了解体后这些前成员国各自的曲折离奇。当然,属于它们的时代至今仍未结束。

注释
⑴俄语:Луганский тепловозостроительный завод,简称为Лугансктепловоз;乌克兰语:Луганський тепловозобудівний завод。
⑵俄语:Ворошиловградский завод имени Октябрьской Революции。
⑶匈牙利语:Dízel Mozdony 61。
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。
⑸1991年后转交付俄罗斯联邦国防部。
参考
《М62型内燃机车》,158页~161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 М62У》,S·V·克里特斯基著
《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》,V·A·拉科夫著,160~162页
《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》,V·A·拉科夫著,69~73页
《2M62UM型内燃机车》,宋家鑫译,《国外铁道机车与动车》2018年第6期第6-8页和第38页
《List of the vehicles — M62, DM62 — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=62
《List of the vehicles — 2M62 — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=64
《List of the vehicles — 2M62U — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=65
《List of the vehicles — 3M62U — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=66
《List of the vehicles — M62UP — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=206
《List of the vehicles — 3M62P — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=921
《List of the vehicles — 2M62UM (CZ LOKO) — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1626

