【科普】【扩展】俄罗斯铁路的“黎明”——2TE25KM型内燃机车(下)

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称:宁柳跨越)
(本文接《【科普】【扩展】俄罗斯铁路的“黎明”——2TE25KM型内燃机车(上)》一文)
2TE25K3M型和3TE25K2M型(2ТЭ25К3М и 3ТЭ25К3М)
2019年,BMZ研制出两节重联2TE25K3M型内燃机车,以及三节重联的3TE25K3M型内燃机车。
与3TE25K2M型内燃机车不同的是,2/3TE25K3M型内燃机车配备了由KZ制造的改良型18-9DG型柴油发电机组,其设计与安装在2TE25KM型内燃机车的18-9DG型柴油发电机组相似,但功率从2648 kW增加到2850 kW。因此,就功率而言,2/3TE25K3M型内燃机车在2TE25KM型内燃机车和3TE25K2M型内燃机车之间处于中间位置。

2019年4月,BMZ制造了2TE25K3M-0001号机车以及3TE25K3M-0001号机车。。此后不久,两组机车都被送往位于莫斯科州科洛姆纳市内的戈鲁特文—奥焦雷区段进行测试运行。测试完成后,2TE25K3M型内燃机车被设定为能够在平道线路牵引重达6200 t的货运列车,而3TE25K3M型内燃机车则被设定为在相同条件下牵引重达9300 t的货运列车。
技术设计
司机室
司机室位于每节机车的前部。司机控制台位于驾驶室的右侧,副司机控制台位于司机室左侧。
早期制造的2TE25KM型机车的司机控制台的上倾斜部分,分为三块面板:中央面板是CLUB-U型安全系统显示屏、内置速度计、机车报警显示单元和控制按钮;左侧是控制系统的车载计算机,和内燃机车的诊断的多功能显示器,面板上还有一个麦克风和一个盒式磁带插孔。在司机左侧有一个带有拨动开关及其面板,右边是一个带有三制动压力计的面板,用于监控制动管路、前后转向架制动缸和总风缸的风压。

而在后期制造的2TE25KM型机车和3TE25K2M型机车的司机控制台,则是一个弧形面板设计:位于右侧中央的是一个计算机显示单元,MPDCD系统显示器则在左侧。而且按钮和开关面板,以及新型控制台的外观亦略有不同。无线电台安装在司机位和副司机位之间的倾斜面板上。在桌面下方有一个驱动程序控制监视器按钮。

管理系统
机车配备多功能微处理器控制系统,用于控制和调节机车主辅设备的运行方式,以及诊断机车系统的运行和向司机传递信息。该系统包括信息处理设备、司机室中的数字显示器、控制器、牵引整流器、信号切换单元、传感器和电缆。
该控制系统由一个110 V的车载低压网络通过两个增压装置提供动力,这两个增压装置在发动机断开的情况下保持稳定的供电电压,即使在柴油机启动期间,车载网络深度下降。
设备控制系统提供对柴油发电机组的监控、牵引电动机的牵引、转速,温度和冷却机制的控制。
诊断系统提供对电力电路和控制电路、机车的电力和辅助设备的状态和操作的自动控制、现场的操作搜索以及确定被监控设备的故障原因,从而保障运行安全。内燃机车控制系统、报警和安全装置通过一个控制面板对连接部分进行远程控制。有关控制系统状态的所有信息都会传输到司机室操作台上的车载计算机显示屏。

控制系统的主要部分是放置在司机室后面的电气室金属架中的信息处理装置。机车所有部分中的设备互连并交换信息和控制信号。该设备接收来自电流、电压、压力、转速传感器、温度计、柴油发动机速度调节器、制动设备的统一复合体、IGBT晶体管上的辅助转换器、控制器和司机室内的显示模块的信息。基于微处理器的计算机系统根据控制,调节和诊断算法执行信息处理和适当命令和信号的开发。
在输入数据的基础上,控制系统为所有开关设备(接触器,继电器,电动气动阀)、励磁整流器和牵引整流器的半导体转换器、柴油机曲轴的电子速度控制器、IGBT晶体管上的辅助转换器以及制动设备的统一复合体生成控制命令,并给出相应的命令和信号到其他部分的类似设备。信息交换是通过电流回路实现的,也可以通过RS-422或以太网以数字信号的形式实现。
电气室
司机室后部是电气室,有两个侧面过道,中间部分装有电气设备。该室安装部分电气设备、信息处理设备、统一制动设备块、无线电台、安全系统单元以及衣柜。
动力室
动力室位于电气室后面,是每节机车内部中最长的部分。进入动力室的通道沿着两侧过道进行,而柴油机、牵引发电机和辅助发电机,以及来自电气室的激励器则纵向安装在中心。牵引发电机配备有启动发电机,用于启动柴油机,为控制电路供电并为蓄电池充电。柴油机有两个机油热交换器,一个机油滤清器,一个燃油滤清器总成,一个恒温器,一套传感器,一个电子速度控制器。

柴油机
在2TE25KM型内燃机车中,每节机车配备一台KZ制造的5D49型柴油机,输出功率为2650 kW。
与2TE25KM型内燃机车不同,3TE25K2M型内燃机车使用GE制造的GEVO V12型大功率柴油机,具有更好的燃油经济性及更低的维护成本,每节机车的柴油机输出功率为3100 kW。一组总输出功率为9300 kW的3TE25K2M型内燃机车,可以与两组四节重联时总输出功率为10600 kW的2TE25KM型内燃机车相媲美,但前者在运行操作上更经济。

牵引发电机和辅助发电机
牵引发电机用于将柴油机旋转的机械能转换为电能,以便于向牵引电动机输送之;辅助发电机用于为风扇、压缩机等设备供电。发电机安装在柴油机输出端,其转子通过板式联轴器连接到柴油机上。
在2TE25KM型和2/3TE25K3M型内燃机车,每节机车装用一台GS-501 AU2型或GST-2800-1000U2型或GTSN-2800型牵引发电机,3型牵引发电机的额定功率均为2325 kW;而在3TE25K2M型内燃机车,每节机车装用一台AT2S-2800/400B型牵引发电机,额定功率均为2325 kW。

2/3TE25K2M型内燃机车装用的辅助发电机具有自激功能,并有两个定子绕组,用于为辅助电机供电。辅助发电机功率为400 kW,线电压为400 V。
起动发电机
在牵引发电机上安装了与柴油机相连的自通风式起动发电机,既用作柴油机的起动器,又用作为低压设备供电的辅助直流发电机。
在2TE25KM型内燃机车,每节机车装用一台5SG-U2型或5PSGM-U2型起动发电机。起动发电机的励磁在发电机模式下是独立的;而在起动器模式时,则是连续的。
在启动器模式下,起动发电机正常启动时间最长为12 s;重复尝试启动柴油机的次数为3次,间隔为20~40 s。如果发生故障,至少要暂停几分钟,然后再尝试启动。
整流器
为了将交流发电机产生的交流电转换为提供给牵引电动机的直流电,2TE25KM型内燃机车使用由晶闸管控制的M-TPP-3600M-1-U2型可控整流器。
该装置由6个受控的三相整流器组成。每个整流器包含6个晶闸管、脉冲驱动板、二极管板、电源板、输入保险丝和电压测量传感器。整流器单元内还有2个同步变压器。整流器由微处理器控制系统控制。
转向架
每节机车都有两台无导框式三轴转向架。一系弹簧安装在转向架轴箱和构架之间,而二系弹簧安装在转向架构架和车体之间;牵引电动机采用轴悬式悬挂,每轴带有杠杆传动的制动缸和闸瓦用于制动。

牵引电动机
每节机车有6个并联的直流牵引电动机。早期制造的2TE25KM型机车采用由乌克兰制造的EDU-133C型电动机或者是ED-133C-UHL1型电动机;后期制造的2TE25KM型机车以及3TE25K2M型机车改用由NEVZ生产的DTK-417C型电动机或者是DTK-417K型电动机。

每个牵引电动机是具有串联激励的四极直流电机。四极的设计消除了线圈相对于磁极铁芯自由移动的可能性。电枢设计有一个适配套筒,可以在不改变绕组的情况下更换转轴。每个转向架拥有一个离心冷却风机,以对牵引电动机进行强制冷却。在牵引模式下EDU-133型牵引电动机和DTK-417C型牵引电动机的最大功率分别为414 kW和417 kW。

中间补机机车
中间补机机车的两端与前后两节带司机室的机车均有过道连接,这样不仅提升机车的输出功率,同时也更易于司机不停车巡检。由于不设司机室的缘故,这节中间补机机车不能单独运行,但仍然在前部右侧设有一个简化型司机控制台,以便进行单独调车和库内移动。

在这个简化型司机控制台的上方有一个小的窄玻璃,右侧有一个带通风窗的标准侧窗,但控制台不设置座位。该控制台设有辅助制动装置,以便进行单独调车和库内移动。在控制台的左侧有柴油机启动和停机按钮;控制台的上倾斜部分由两个面板组成:左侧面板最左边是各扳键开关,右边是微机处理器控制系统的多功能显示器;右侧面板上有两个指针式风压表。
技术数据表

后记
BMZ在2014年推出的2TE25KM型内燃机车,不仅有力地让俄罗斯铁路进一步开启了干线货运内燃机车国产代的工作,同时也成功应对LTZ因为乌克兰国内局势恶化停产2TE116U型内燃机车后的新型干线货运内燃机车的空白。

注释
⑴俄语:Луганский тепловозостроительный завод,简称为Лугансктепловоз;乌克兰语:Луганський тепловозобудівний завод。
⑵俄语:Коломенский завод。
⑶俄语:Брянский машиностроительный завод。
⑷英语:General Electric Transportation。

