【科普】来自新切尔卡斯克的“小鳄鱼”IVKP1A/B/V型和IVKP2型工矿电力机车

文章作者:FOREVER CHANGZHENSKY(ACFUN、BILIBILI、百度、头条、微博和知乎昵称:宁柳跨越)
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东德黑尼格斯多夫“Hans Beimler”电力机车制造厂在本文中均简称“LEW”⑴,俄罗斯联邦新切尔卡斯克电力机车制造厂简称“NEVZ”⑵,乌克兰第聂伯罗波得罗夫斯克电力机车制造厂简称“DEVZ”⑶;俄罗斯联邦罗斯托夫电力机车修理厂简称“RERZ”⑷。
概述
IVKP1型电力机车是LEW于1949年推出的一款直流工矿电力机车。其后,NEVZ亦于1950年推出IVKP型电力机车。NEVZ版IVKP型机车因为受流电压不同,可分为两种分支:适用于1.5 kV直流电气化区段的IVKP1A型、IVKP1B型和IVKP1V型机车,以及适用于0.75 kV直流电气化区段的IVKP2型机车。

历史

1950年,NEVZ开始生产IVKP型电力机车。NEVZ版IVKP型机车因为受流电压以及牵引电动机的连接方式不同,可分为两种分支:
IVKP1型:“第二版IVKP1型”,与LEW版IVKP1型机车一样,适用于1.5 kV直流电气化区段;随着运行速度的提升,牵引电动机连接方式由串联提升到串-并联;
IVKP2型:适用于0.75 kV直流电气化区段;随着运行速度的提升,牵引电动机连接方式由串-并联提升到并联。
但是,IVKP1型和IVKP2型电力机车的牵引特性相同。
至1956年,NEVZ累计制造160台IVKP1型和30台IVKP2型机车。
交付和运用
第一台IVKP1A型电力机车制造出厂后,交付俄罗斯联邦车里雅宾斯克州科尔基诺露天煤矿,并在开始运营两个月后加装重联插座以便于双机重联运行。同样的电力机车后来也交付车里雅宾斯克州马格尼托哥尔斯克钢铁厂,以及泰梅尔(多尔干-涅涅茨)自治区诺里尔斯克铁路。
斯维尔德洛夫斯克州下塔吉尔冶金厂、维索科戈尔采矿-冶金联合体,以及乌克兰第聂伯罗彼得罗夫斯克州南方采矿-冶金联合体,则从NEVZ采购IVKP1B型电力机车;车里雅宾斯克州巴卡尔铁矿从NEVZ采购IVKP1V型电力机车;由马格尼托哥尔斯克矿业管理局管理的工矿企业,以及哈萨克苏维埃社会主义共和国卡拉干达州巴尔喀什采矿-冶金联合体,则从NEVZ采购IVKP2型电力机车。

电力机车车型代号中的最后一个字母仅表示受电弓的安装选项,这个选项的选择取决于接触网的高度及其与轨道的距离。
车体和转向架设计
IVKP型电力机车的机械部分由NEVZ设计。电力机车采用凸形、带有支撑车架的全金属罩式车体,其底部有两个横向枢轴梁。在每根梁上都有一个中央滚珠轴承和两个侧面弹簧轴承,用于将车体重量转移到转向架上。司机室位于两个外罩之间的车体中部,一个外罩放置启动制动电阻和接触器,另一个外罩放电机风扇和电空压缩机。

转向架构架采用焊接制成,一系悬挂装置由螺旋弹簧、钢板弹簧等部件组成,轴箱采用滑动轴承。2台转向架之间采用铰接形式连接。不过,NEVZ版IVKP型机车的转向架轴距略低于LEW版IVKP1型机车的转向架轴距(2500 mm),数值为2300 mm,这对牵引电动机的检查有所不便。
司机室设计
司机控制台安装有KME-32A型司机控制器,由换向手柄,调速手柄和制动手柄组成:
换向手柄设有“前进”位、“零”位、“后退”位。
调速手柄有16个串联位(1位~16位,16位为运行位)、11个并联位(17位~27位、27位为运行位)和2个在牵引电动机并联连接时进行两级励磁削弱(67%和50%)的磁削位。
制动手柄有15个制动位置。

电路保护
牵引电动机的电源电路由保险丝保护。 当时用于VL22M型电力机车的PK-301Zh型电气接触器用于IVKP型机车电源电路。控制电路允许司机从任何操作台上控制重联状态的2台同型机车。
牵引电动机设计
NEVZ版IVKP型机车最初配备了来自Dynamo的DK-8A型牵引电动机,后期制造的机车改用同样来自Dynamo的DK-8B型牵引电动机。DK-8B型牵引电动机的电枢槽数量(由43个增加到57个)、槽内导体的数量(由8个减少到6个)以及轴承护罩的设计方面与DK-8A型牵引电动机不同。DK-8B型牵引电动机也可以安装在使用1435 mm标准轨距的转向架轮对上。
在额定电压为750 V时,DK-8B型牵引电动机小时输出功率为190 kW,电流为280 A,旋转速度为525 r/min;而在持续模式时的输出功率为160 kW,电流为235 A,旋转速度为555 r/min。
带齿轮的牵引电动机的重量为3000 kg。牵引电动机始终成对地串联连接。电阻器启动和牵引电动机从串联连接到并联连接、并获得两级励磁削弱(67%和50%),是由单独的接触器执行的。

辅助设备
IVKP型电力机车配备了4Ku225型酸性蓄电池,由24个引线元件组成,控制和照明电路的标称电压为50 V。
IVKP型电力机车配备了2组由DK-404B型电动机和E-500型压缩机组成的电动压缩机、1台DK-403B型电机风扇,和控制电路用的DK-405A型发电机。
与电动自卸车组合为牵引单元
1957年7月,科尔基诺露天煤矿制造了1节VS-50型四轴电动自卸车,由工程师V.N.Lozinski和Yu.S.Ozhegov开发。
电动自卸车的空重为46 t,载重量为50 t,即黏着重量为96 t。为了加装电气设备,转向架略有改动(其轴距从1850 mm增加到2190 mm),更换了整体车轮并安装了DK-8型牵引电动机。自卸车的牵引电动机与电力机车的牵引电动机并联接通,8个砂箱放置在每组转向架的两端;重联电缆放置在自卸车和电力机车之间。
当这节自卸车与一台IVKP1A型电力机车重联运行时,机车的黏着重量与列车总重量的比率几乎翻了一番。这使得机车能够在陡峭的坡道上运行,从而降低了运用成本。
这组带有电动自卸车的IVKP1A型机车成为苏联第一组电力机车与电动自卸车组合的牵引单元,其缺点包括运行以及维修的复杂性。由于在装载时存在灰尘和岩石对机车的影响,自卸车的电气设备比电力机车在更苛刻的条件下工作。
与柴油发电机组相结合的改造
改造IV-KP1型电力机车的第二种选择是让机车与柴油发电机组相结合。结合要么是在机车上直接安装柴油发电机,要么是机车与发电车重联运行。
20世纪50年代中期,马格尼托格尔斯克钢铁厂试图用更高效的机车替换剩余的蒸汽机车,但当时钢铁厂的蒸汽机车继续在厂内线路运用;而由于各种原因,钢铁厂未能将更多的非电气化线路进行电气化改造。

马格尼托格尔斯克钢铁厂在1台LEW版IVKP1型机车中,安装了1台巴尔瑙尔Barnaultransmash柴油机厂制、功率为220.6 kW的1D12型柴油机,以及功率为195 kW的MTT 49/25-3型直流发电机。这种柴油发电机组先前用于TU2型窄轨内燃机车。这台机车由此成为苏联第一台内燃-电力双模式机车,能够取代2台E型蒸汽机车。
除了在机车上直接安装柴油发电机,马格尼托格尔斯克钢铁厂还尝试过让机车与发电车重联运行。发电车车体内安装柴油发电机组,但转向架轮对不加装牵引电动机,柴油发电机组产生的直流电通过电缆送至电力机车。

静态展示:诺里尔斯克铁路IVKP1A-031号机车
IVKP1A-031号机车,1986年退役后,曾以纪念碑的形式静态展示于当时的俄罗斯联邦泰梅尔(多尔干-涅涅茨)自治区诺里尔斯克-编组站附近。后来,这台机车一度被移出纪念碑底座,放置在“死亡线”上。大约在2012年,它再次被安装在诺里尔斯克-编组站附近站附近的纪念碑上。

值得注意的是,马格尼托格尔斯克钢铁厂也有一台相同车号的IVKP1A-031号机车。但有不同说法称马格尼托格尔斯克钢铁厂这台IVKP1A-031号机车,原车号为IVKP2A-09号,且经过改造,可以受流0.75 kV和1.5 kV两种直流电压。

注释
⑴德语:VEB Lokomotivbau-Elektrotechnische Werke «Hans Beimler»
⑵俄语:Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑶俄语:Днепровский электровозостроительный завод;乌克兰语:Дніпровський електровозобудівний завод。
⑷俄语:Ростовский электровозоремонтный завод。
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参考文献
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参考链接
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https://gazetazp.ru/news/gorod/2365-elektricheskaya-saga.html
http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?style=7&f=44&t=7535
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完稿时间:2022年2月19日
A0级发表时间:2022年2月19日
