【科普】TEM18型内燃机车的技术原型——TEM5型、TEM3型、TEM16型及TEM17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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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。本文提及的苏联铁道部TEM5型、TEM3型、TEM16型及TEM17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。阿根廷CDD5A1型、CDD6A1型和CDD7A1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。越南铁路总公司D20E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。法国国家铁路BB 61000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。
俄罗斯联邦布良斯克机械制造厂在本文中均简称“BMZ”⑴，科洛姆纳工厂简称“KZ”⑵，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”⑶。
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资料参考来源
《Тепловозы серии ТЭМ5》，V·A·拉科夫 著，《Локомотивы отечественных железных дорог (1956-1975)》，第325页~第327页
《Тепловозы ТЭМ3》，V·A·拉科夫 著，《Локомотивы и моторвагонный подвизжной состав железных дорог Советского Союза (1976-1985)》，第155页~第156页
《TEM5 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=528
《TEM3 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=155
《TEM3M — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=1392
《TEM16 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=974
《TEM17 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=201
概述
TEM5型、TEM3型、TEM16型及TEM17型内燃机车，是BMZ于1969年到1992年试制的4款采用无导框式轴箱转向架的调车内燃机车。根据这些内燃机车的经验教训，BMZ于1992年推出TEM18型内燃机车，成为TEM2型内燃机车之后，又一款调车内燃机车经典之作。
研制背景
1960年，BMZ试制了首两台TEM2型内燃机车，并在莫斯科铁路局利霍博雷机务段投入运用考核。经过长时间的试验和改进后，BMZ于1967年开始批量生产TEM2型内燃机车，并在1968年停产TEM1型内燃机车。
在大批量生产TEM2型内燃机车的同时，BMZ为了提高本型内燃机车的燃油经济性及工作效率，开始在本型内燃机车上测试其他型号的柴油机。事实上BMZ早在1966年，就制订了在TEM2型内燃机车测试输出功率为1200 hp的6D70（8ChN24/27）型柴油机、1台GP-319B型直流牵引发电机和6台ED-107型直流牵引电动机的计划。
TEM5型（ТЭМ5）
基于上述计划，BMZ于1969年制造了第一台TEM5型内燃机车——TEM5-001号机车。TEM5-001号机车安装了1台KZ制3A-6D49型柴油机（8ChN26/26）、1台GP-319B型直流牵引发电机，和6台ED-107A型直流牵引电动机。
除了动力部分外，TEM5型内燃机车还使用了与VZOR制TE109型、TE114型和2TE10V型内燃机车相同的无导框式轴箱三轴转向架，牵引齿轮传动比取为15:68 = 1:4.53。与TEM2型内燃机车相比，TEM5型内燃机车的轴距已从12800 mm减小到12670 mm。
TEM5型内燃机车能够对牵引电动机使用二级磁场削弱，磁场削弱率分别为48%及25%，以扩大机车恒功速度范围。与TEM1型和TEM2型内燃机车不同的是，TEM5型内燃机车可以实现牵引电动机3组并联连接（每组2台牵引电动机串联）。
1970年，TEM5-002号机车在全苏铁道运输科学研究院谢尔宾卡环形铁道试验基地上进行了热工牵引及动力学性能试验。1974年4月至9月，TEM5-013号机车再次在环形铁道试验线上进行试验。试验结果显示，TEM5型内燃机车与TEM2型内燃机车相比，其牵引性能和工作效率并没有明显优势，牵引发电机的工作效率比TEM2型内燃机车低约2～3%，辅助功率消耗亦大于TEM2型内燃机车，而且6D49型柴油机在怠速运转时的稳定性较差，提高转速时排放黑烟量较大。这样的对比结果，导致BMZ于1974年在制造完17台TEM5型内燃机车后停产之。
根据苏联铁道部于1976年1月1日制作的统计，莫斯科铁路局布良斯克Ⅰ号机务段配属有TEM5-006号和TEM5-007号机车，布良斯克Ⅱ号机务段配属有TEM5-010号和TEM5-012号机车，累计4台机车；十月铁路局霍夫里诺机务段配属有TEM5-008号~TEM5-009号、TEM5-013号和TEM5-015号~TEM5-017号机车，计6台机车；其余机车则交付路外企业。
TEM5M型（ТЭМ5М）
1973年制造出厂的TEM5-012号机车，其车体、转向架以及牵引发电机，与TEM2型内燃机车基本相同。这台被定型为TEM5M型的TEM5-012号机车，于1986年改号为TEM5MK-001号，被路外企业用于牵引钢轨打磨车。
TEM3型（ТЭМ3）
尽管TEM5型内燃机车的测试结果并不理想，但BMZ并不想就此放弃，于1979年制造了第一台TEM3型内燃机车——TEM3-001号机车。TEM3型内燃机车的主要特点为柴油发电机组、牵引电动机、辅助机械等设备，以及设计参数均与TEM2型内燃机车完全相同；但走行部采用无导框式轴箱三轴转向架，弹簧悬挂的静态挠度为90 mm~100 mm。
1980年，TEM3-001号机车在谢尔宾卡环形铁道进行了牵引及动力学性能试验。试验结果显示，与采用导框式轴箱三轴转向架的TEM2型内燃机车相比，TEM3型机车的转向架拥有更好的动力学特性。此后，BMZ开始小批量生产TEM3型机车。
到1986年停止生产时，BMZ制造了27台TEM3型内燃机车；其中，TEM3-019号、TEM3-020号、TEM3-021号和TEM3-026号机车没有安装加热系统。而BMZ在TEM3-019号机车上，安装了1台功率增加至1350 hp的1-PD4型柴油机。
在运用初期，莫斯科铁路局布良斯克Ⅱ号机务段配属有TEM3-002号~TEM3-003号、TEM3-010号~TEM3-012号和TEM3-021号机车，计6台机车；而巧合的是，十月铁路局霍夫里诺机务段配属的TEM3-008号~TEM3-009号、TEM3-013号和TEM3-016号~TEM3-017号机车，计5台机车，其车号与该机务段配属的TEM5型内燃机车车号大致相同；其余机车则交付路外企业。
TEM3M型（ТЭМ3М）
1986年，BMZ试制了TEM3M-001号机车，并在同年举办的国际铁路运输展览会——“铁路运输-86”上展出。这台机车改用1台KZ设计、奔萨柴油机厂制造的2-6D49型柴油机（但柴油发电机组的出厂名称为17-PDG-2型），走行部仍为无导框式轴箱三轴转向架。
TEM16型和TEM17型（ТЭМ16 и ТЭМ17）
1982年，VZOR应苏联国防部要求，复产被非正式称为“DM62”的M62型内燃机车作为RT-23弹道导弹列车本务机车。从第一台“DM62”——M62-1724号机车开始，M62型内燃机车改为采用无导框式轴箱转向架。而随着最后1组交付苏联铁道部的2M62型内燃机车——2M62-1261号机车，以及最后1组交付蒙古人民共和国乌兰巴托铁路局的2M62M型内燃机车——2M62M-066号机车皆于1987年制造出厂，VZOR从此不再制造采用这种导框式轴箱转向架的内燃机车。
VZOR将剩余未使用的导框式轴箱转向架移交给BMZ，用于制造TEM15型、TEM2U型和TEM2UM型内燃机车。但在移交这些导框式轴箱转向架的同时，VZOR领导层建议BMZ领导层，要么掌握导框式轴箱转向架制造技术，要么直接制造无导框式轴箱转向架。
BMZ决定直接制造无导框式轴箱转向架，并于1992年试制了装用无导框式轴箱转向架的2台TEM16型内燃机车和1台TEM17型内燃机车。TEM16型内燃机车采用输出功率为1200 hp的6D49型柴油机，而TEM17型内燃机车采用输出功率为1350 hp的1-PD4型柴油机。
TEM16-001号机车于1992年制造出厂，交付给斯维尔德洛夫斯克铁路局叶戈尔希诺机务段；TEM16-002号机车于1994年制造出厂，并交付路外企业。而TEM17-001号机车于1992年制造出厂，交付给十月铁路局圣彼得堡-芬兰机务段。
技术数据
注释
⑴俄语：Брянский машиностроительный завод。
⑵俄语：Коломенский завод。
⑶俄语：Ворошиловградский завод имени Октябрьской Революции。
⑷俄语：Луганский тепловозостроительный завод；乌克兰语：Луганський тепловозобудівний завод。
