德國國營鐵路243型電力機車
德國國營鐵路243型及212型電力機車（德語：DR-Baureihe 243 und 212）是德國國營鐵路根據試驗性樣機212 001號機車概念開發的一個通用型電力機車系列，按其應用領域可適用於所有類別的列車牽引任務。在德國鐵路股份公司中，這些電力機車被定型為143型及112型，而首批出廠的112型現已被定型為114型。
| 德國國營鐵路243型電力機車 | |
|---|---|
 費爾巴哈 - 在斯圖加特電力機車。 | |
| 概覽 | |
| 類型 | 電力機車 |
| 生產商 | 黑尼格斯多夫電力機車廠 |
| 運營編號 | 143 001–370 143 551–662 143 801–973 |
| 生產年份 | 1982 1984–1991（量產） |
| 產量 | 646 |
| 退役日期 | 自2008年起 |
| 技術數據 | |
| UIC軸式 | Bo'Bo' |
| 軌距 | 1,435毫米（4英尺8+1⁄2英寸）標準軌 |
| 機車長度 | 16,640毫米 |
| 整備重量 | 82.5公噸 |
| 受流電壓 | 15千伏16⅔赫茲交流電 |
| 受流方式 | 高架電纜 |
| 牽引電動機 | 4台 |
| 最高速度 | 120公里/小時 |
| 牽引功率 | 35,00千瓦（持續） 37,20千瓦（每小時） |
| 牽引力 | 240千牛 |
| 制動方式 | KE-GPR空氣制動、電阻制動 |
| 安全系統 | Sifa、LZB、PZB 90 |
研發
編輯
自1976年起，由於石油價格的再次上漲，來自東德的德國國營鐵路開始加快鐵路電氣化的推進速度，而在十年前它們仍完全依賴由蘇聯引進的內燃機車運營。作為東德唯一的電力機車製造商，人民企業黑尼格斯多夫漢斯·拜姆勒電力機車廠被授予了生產訂單，開始在已成熟的中型貨運機車250型的基礎上，開發一款重量更輕、技術更現代的四軸版本機車，以用作客運及中型貨運服務。新機車機械部件的設計和製造均在黑尼格斯多夫完成，電動機則由德累斯頓的人民企業薩克森工廠提供。
首台原型機212 001-2號機車在1982年的萊比錫春季博覽會中首次向公眾展出。機車以其極具吸引力的外觀（白底紅紋）而廣受參觀者們的好評，並因此獲得了「白娘子」（Weiße Lady）的暱稱。博覽會結束後，德鐵開始在哈勒機械測試開發總局對機車進行140公里/小時的高速測試，但其設計時速可高達160公里/小時。隨後，機車在德紹中修車間進行試驗性拆解，並修改了齒輪傳動比，並在1983年10月14日重新編號為243 001-5號機車。通過對傳動比進行修改，機車的牽引力可獲得顯著提升，但最高速度卻減低為120公里/小時[1]。
批量生產
編輯243型
編輯
在1984年，德國國營鐵路的鐵路網絡除了哈勒-克滕的測試線路外，再沒有其他的線路能夠以120公里/小時以上的速度運行，因此它們率先採購的是通用型機車243型。首批20台機車在1984年交付，1985年又交付了80台，1986年交付了100台、1987年交付了110台和1988年交付了114台。至1989年底，第500台機車亦交付使用[1]。
1987年以後生產的機車（運營編號在300號以上）配備有符合空氣動力學設計的車頭，能有效降低由空氣阻力產生的5%左右能耗。112.0型和112.1型也建有這款頭型。
1988年以後生產的243.8型機車則安裝了多機控制裝置，以使其能夠牽引多單元列車運營[1]。隨後至1990年12月，又有109台不含多機控制裝置的機車交付使用，從而使德國國營鐵路的243型機車數量達到636台。而隨着243 659-0號機車在1991年1月2日出廠，它也成為最後一台投入運營的243型機車。
隨着兩德統一後新聯邦共和國帶來的經濟、貨幣和社會聯盟改革，前東德的鐵路貨運幾乎陷入癱瘓，因此大量的243型機車只能閒置在停放線上。自1990年8月起，243 922-2號機車，即後來的143 922-3號機車被租賃至瑞士東南鐵路（1995年以「迫切需求」為由返回德國鐵路）；而其餘機車則開始由德國聯邦鐵路送往弗賴堡及杜塞爾多夫進行驗證測試。
143型
編輯在243型機車通過德國聯邦鐵路的驗證後，有越來越多的同型機車在未來幾年內陸續來到德國舊聯邦州，在當地首先投入黑森林鐵路、霍倫塔爾鐵路以及自杜塞爾多夫開行的萊茵-魯爾S-Bahn和自多特蒙德開行的貨運列車服務。隨着德國國營鐵路和德國聯邦鐵路在1994年合併為德國鐵路，前者原有的機車車輛可以得到更為自由的應用，因此243型機車如今可以在德國西部的許多線路中找到。而在同時啟用的新命名系統中，243型機車被重定型為143型。
原212 001號機車則仍為黑尼格斯多夫電力機車廠所持有，並在1982年至1984年的試運行結束後開始為德國國營鐵路執行各種對比和測試任務。如今的143 001號機車主要對應的是配屬德紹中修車間的量產機車，但它仍然保留了在機械艙斜頂的窗口樣式。自2000年起它由EKO-Trans所持有，並採用該公司的紅/銀色配色方案；自2008年起，它又採用橙色的企業塗裝，並漆有新的持有者名稱安賽樂米塔爾。
-
兩台仍帶有德國國營鐵路標誌的143型機車牽引貨列於蓋爾森基興（1993年） -
採用S-Bahn塗裝的143型機車 -
不同車頂斜面造型的143 269號及143 819號機車 -
正在進行報廢拆解的143型機車
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有19台通過貨運驗證、帶有現代化多單元列車控制系統ZDS的143型機車由德鐵區域運輸售予了位於格拉德貝克的鐵路子公司RBH物流（原魯爾煤炭公司）。另有6台機車則被位於梅澤堡的鐵路子公司MEG購入，這些143型機車（原179、204、257、344、851和864號）都被後者按MEG 601-606的序列進行重新編號。
截至2013年中期，已有220台143型機車報廢。部分原因是機車採用的輕量化結構並且缺乏防撞優化設計，使得即便是輕微的撞擊損傷都會令車體折彎及框架變形[2]。這些狀況加速了機車的完全報廢和隨後的拆解。而對於相對較低的運行速度和缺乏再生制動設備，則需要通過新的招標進行改進，目前已有多種招標方案提出。然而，機車仍然缺乏一些可供替換的零部件。複雜的電子設備將部分在東歐生產，並在它們相繼投入使用後實現機車的現代化更新。
212型/112型
編輯| 德國國營鐵路212型電力機車 | |
|---|---|
 112 012號機車在萊比錫 | |
| 概覽 | |
| 類型 | 電力機車 |
| 生產商 | 黑尼格斯多夫電力機車廠、AEG |
| 運營編號 | 114 002–040 112 101–190 |
| 生產年份 | 1990–1991（112.0型） 1992–1994（112.1型） |
| 產量 | 126 |
| 技術數據 | |
| UIC軸式 | Bo'Bo' |
| 軌距 | 1,435毫米（4英尺8+1⁄2英寸）標準軌 |
| 機車長度 | 16,640毫米 |
| 整備重量 | 82.5公噸 |
| 受流電壓 | 15千伏16⅔赫茲交流電 |
| 受流方式 | 高架電纜 |
| 牽引電動機 | 4台 |
| 最高速度 | 160公里/小時 |
| 牽引功率 | 40,00千瓦（持續） 42,20千瓦（每小時） |
| 牽引力 | 226千牛[3] |
| 制動方式 | KE-GPR空氣制動、電阻制動 |
| 安全系統 | Sifa、LZB、PZB 90 |
由於德國國營鐵路始終資金短缺，通往西柏林的過境鐵路的擴建及電氣化改造工程均由聯邦德國提供經費，因此部分路段在經過改造後自1991年起的運行速度可達120公里/小時以上。然而，德國國營鐵路卻沒有相對應的快速機車可用，它們必須對此進行重新採購。當局此時回想起最初212型的設計時速即是160公里/小時。於是，在4台樣機（212 002號至212 005號，001號的序列號因被243 001號機車曾用的212 001號占用而不再重新使用）完成測試後，有35台批量生產的112型機車（運營編號使用112 006號至112 040號）被交付使用。當局原本計劃將黑尼格斯多夫電力機車廠研發的另一款時速達160公里/小時的德國國營鐵路252型電力機車用作快速客運服務。但考慮到243型的技術在多年來已日趨成熟，並且四軸電力機車將成為未來的趨勢，當局最終決定採購212型。首批出廠的35台212.0型機車（1992年後改為112.0型）最初被立即以160公里/小時的速度運用在經過改造的柏林-德累斯頓鐵路上。
隨後，112型機車意外的成為了兩德統一的一個象徵，因為這是第一款兩德鐵路部門都購置的電力機車。人們普遍認為，德國國營鐵路和德國聯邦鐵路各向AEG（AEG此時再次接管了其於1946年被沒收的黑尼格斯多夫工廠）訂購的45台112.1型機車在質量上會略有改善。而此舉的目的主要是基於就業政策扶持黑尼格斯多夫的生產，因為聯邦鐵路更青睞於採購時速高達200公里/小時的高速及通用型機車作為現有三相交流電技術的120型機車的後續機型。
112.1型在外觀上不再採用以往的照明設備。取而代之的是較大且獨立的前照燈，且示廓燈採用較小的掛燈。尾燈照明被集成在示廓燈內。此外，112.1型從一開始便全部標配線狀列車控制裝置（LZB）。
自2001年1月初起，90台112型機車因為偏航阻尼器懸掛出現裂縫而不可用作高品質的客運服務[4]。其最高速度被限制為140公里/小時，並對所有的偏航阻尼器進行檢查。此外，阻尼器的審核也被規定作為機車常規維護的一部分。至2001年1月底，首批機車恢復了160公里/小時的最高速度[5]。
112型機車在克服了一些細節問題後，主要運用於新設立的區際列車類別，但偶爾也會牽引一些城際列車班次。而隨着區際列車類別的撤銷，以及區域快車網絡逐漸進行140至160公里/小時的速度能力的改擴建，這些機車如今主要分布在區域運輸中。因此，德鐵長途運輸自2004年1月1日起將其所有的112.1型機車移交至德鐵區域運輸，期間又有3台同型號機車返回長途運輸服務（與5台120.2型機車交換）。
114.0型
編輯
全部38台112.0型機車在2000年4月1日被重定型為114.0型，這是由於這批機車從此配屬德鐵區域運輸，但用作長途運輸的112.1型機車依然存在，當局因此希望避免對兩個系列以及短途及長途運輸之間造成混亂。112.1型機車在隨後也被移交至德鐵區域運輸，但它們並沒有被重定型為114型。此外，112.0型和112.1型之間還有一些細節差異，類似的情況也存在於143型的變體之中。
114.1型及114.3型
編輯大量的143型機車被運用至短途客運。特別是在長距離、停站少的區域列車和區域快車服務中，客車車廂通常被批准以140或160公里/小時的速度運行，機車原本120公里/小時的速度上限則成為了一項障礙。為了對結構近似、使用年限較長的112.0型（114型）機車進行淘汰，當局在2006年決定使用140公里/小時的110型快速機車，並對部分143型機車進行140公里/小時甚至160公里/小時的改造。
143 171號機車首先被改造為114.101號機車，並批准獲得了160公里/小時的最高速度。作為改造的一部分，原有受電弓被更換為較新的SSS 87型，它配備有珩磨條防斷監控裝置。列車保護裝置系統和制動系統均能適應更高的速度，防滑軟件作出了相應修改並對前窗進行了強化。同時，牽引電動機齒輪與大齒輪之間的機械效益也已改變。此外，還在機車車體和轉向架懸掛之間安裝了阻尼器。這款機車被重定型為114.1型。
第二項改造是將143 120號機車轉換為114.301號機車，並批准獲得140公里/小時的最高速度。其機械效益也被修改，並配備額外的阻尼器。這款機車被重定型為114.3型。如今這台機車已再次使用其原本的運營編號[6]。
經過改造的兩台機車除了進行純粹的測試運營外，也在馬格德堡地區牽引常規定期班次。機車升級至160公里/小時的金額成本約為30萬歐元，明顯便宜於升級至140公里/小時的48萬歐元成本。出於這個原因，只有1台機車繼續提速至140公里/小時，2007年則開始對其它機型進行改造[7]。
除此之外，在特里爾也有一些進行過140公里/小時改造的114.3型機車，但是它們仍然使用143的型號，並僅按120公里/小時的速度運營。聯邦鐵道部也從未對這部分機車發放過140公里/小時的許可。德國鐵路方面則已不再大規模推行140公里/小時或160公里/小時的改造[8]。
755型
編輯
由於哈勒機械技術中央局（即原哈勒機械測試開發總局）需要一台用做測定和試驗運行的快速電力機車（原E18型實驗機車已不再符合嚴格的要求），因此它們自1992年起調用了112.0型的112 025號機車，並重定型為755 025號機車。如今這台機車的運營編號已改為114 501號。
構造
編輯機車擁有兩副雙輪軸的轉向架。為了清理軌道上小型雜物，機車的每個端面梁都安裝有排障器。對於在高速時的平穩運行，則需要通過帶有雙紐線傳動杆的導軸向裝置和一個二階段的螺旋彈簧一系懸掛實現。機車車體經由每副轉向上的6組帶有並聯偏航阻尼器的靈活浮動螺旋彈簧進行支撐，樞軸銷則被靈活安裝在橫向及縱向方向上。車身由主車架組成，在其上方是兩端駕駛室和固定的側壁，以及4個可拆卸以便於維護的車頂罩。機車車體採用的是自承式焊接結構。機車特有的外觀是沿着側壁鉚合的皺褶。需要散熱的部件（尤其是牽引電動機、制動電阻、晶閘管及主變壓器）由風機通過車頂斜面的封閉管道輸送外界空氣。
每個輪軸都有自己的牽引電動機。軸承結構及動力傳輸通過德國國營鐵路常用的錐狀凸緣環傳動裝置兩側實現。143型機車和112/114型機車採用不同的齒輪傳動比，並在車架和轉向架間安裝了額外的偏航阻尼器。電動機是基於155型機車進一步開發的，並可通過一個適配器進行交換，但這項功能從未使用。主變壓器是電力機車常規的油冷三股變壓器。牽引電動機的控制（單相串勵電動機）通過高壓側的31級分級開關實現，其中28級是用作常規的速度級。通過晶閘管可以在速度級間進行無級切換，從而也允許進行無級功率調整。駕駛者的控制指令和設備的狀態信息通過一個複雜的電子機櫃執行，並藉由低速邏輯技術共同實現。
實際駕駛控制為標準化的半自動配置，需要由火車司機指定速度及最大牽引力。電子設備通過換接開關指令和電子制動對目標速度進行控制，並自行監控電動機電壓、-電流、接觸網電壓以及發生偏向的輪軸轉速差。為了避免達到目標速度後對行駛與制動的恆定變化開關造成磨損，駕駛者可以調用駕駛開關的4個子程序按鈕，對電子設備進行「僅驅動」、「僅自動」或者完全/有條件的釋放限制。在特殊情況下運作的是一個主控制器冗餘的上下推杆控制器，主控制器在牽引動力集中式列車時將繼續運作，雖然速度級同時也由上下推杆指令來調節。速度調節只有在驅動雙層列車時有效。
制動系統主要由一個間接的空氣制動、一個直接的空氣輔助制動和自動控制的電阻制動組成。在對列車進行調度和掛接時，還有直接作用的輔助制動可用。在制動閥進行正常制動時，會首先觸發間接的空氣制動。它們是依靠壓力傳感器的制動額定值來確定預設氣流，若間接制動的電磁閥失效，機車便將嘗試通過低磨損的電子制動實現。電子制動輸送的功率是不夠的，因此額定值的差額會自動經由空氣輔助制動進行補償。每個牽引電動機都有其自身的制動阻力，該系統是由一個晶閘管半橋電路來控制。電子制動是依賴於接觸網運作的，也就是說，當電源總開關因電壓過低而從接觸網跳閘後，電子制動將無法工作。
在車頂上除了有首次批量運用於德國國營鐵路機車中的單臂受電弓頂部分離器外，還設有電源總開關和用於列車無線電的天線。
符合人體工程學設計且隔離的駕駛室設有一個東德前所未見的空氣調節設備。人體工程學及設計工作由哈勒工業設計大學（Hochschule für Industrielle Formgestaltung, Halle）完成，即如今的哈勒布爾格·吉比森施泰因藝術大學。
設備
編輯由於近年來進行了大量改造，使得143型機車出現了種類繁多的變體。當然這些機車都配備了緊急列車停止裝置（Sifa）及點狀列車控制裝置（PZB）。最初它們是使用前東德開發的PZ80型。中控門鎖最初也未被安裝。目前現存的版本可以被簡化概括如下：
- 143-S：用於S-Bahn運輸
- 143-R：用於區域客運
- 143-F：用於動力集中式列車、帶有德國國營鐵路雙層車廂34針控制電路的變體
- 143-W：用於動力集中式列車，帶有原銀幣車廂（n-型車廂）36針控制電路的變體
型號為I60R的點狀列車控制裝置在這期間已通過升級軟件升級至PZB90型的功能狀態，它們被安裝在143-S型和部分143-R型機車上。最初的Pz80型點狀列車控制裝置則藉助帶有PZ80R電腦內核的升級包升級至PZB90型，用在部分143R型以及全部143-F型和-W型機車上。畢竟有30台143-R和所有112.1型機車都配備了LZB I80型線狀列車控制裝置，其軟件已集成了PZB90的功能。
所有112型、114型及143型機車都通過德國國營鐵路慣有的34針控制電路運用至常規的動力集中式列車服務。143.8型機車也依靠這種方式具備多單元列車控制功能。對於牽引帶有現代化控制車的動力集中式列車，所有112型、114型、143-S型和143-R型機車還配備了複合時刻動力集中式列車控制設備（zeitmultiplexe Wendezugsteuerung，簡稱ZWS），其中唯一的特殊情況是143-S型，它們還配備了增強型多單元列車控制（Zusatz für Doppeltraktion，簡稱，簡稱ZDS）功能。
所有機車如今都配備一個0公里啟動中控門鎖（Türblockierung ab 0 km/h，簡稱TB0），這是中控門鎖規定的最低標準。除了變體143-W型外，其它143系列的機車均設有一個複合頻率列車控制設備（Frequenzmultiple Zugsteuerung，簡稱FMZ），它可以選擇對某一側的車門進行鎖閉及監控，從而允許操縱者自行處理。變體143-S型同時還具有發車麥克風，如有必要可在站台對x-型車廂的外置擴音器進行控制及發送廣播。變體143-R型可以通過加裝使用一款技術化發車程序（TAV），它允許車長無需在車外觀察發車狀況。20台R型的變體則已加裝了架橋緊急制動（NBÜ）裝置和電空制動裝置。對於例如新造的美因茨鐵路隧道和柏林南北隧道，這種兩種制動裝置都是列車運行的先決條件。
在旅客信息系統方面，所有機車都配備了電子目的地顯示牌。目的地的設置在S型和W型變體中可直接在顯示牌中完成，而其餘機型的顯示牌則是與總線兼容，因此它們也可以在列車控制車中進行設置。限定於R及F型變體以及少數S型機車使用的設備還包括由GPS控制的停站公告語音存儲、以及與乘客車廂進行緊急呼叫的對講連接。
用於電子運行圖和限速（EBuLa）的電腦裝置適用於所有機型，並自2003年起使用。同樣在2003年，所有機型都根據能源法案加裝了電子能源消耗監測設備（elektronischen Energieverbrauchsmesseinrichtungen，簡稱TEMA）。漸漸地，兩個系統將被聯繫在一起，因此駕駛者可以通過EBuLa顯示屏讀取能耗，然後遵循節能的駕駛風格達到最佳行駛線路。由Dako公司提供的防滑裝置因故障率高企，143-R型及-S型現已改用克諾爾公司提供的防滑裝置，後者同樣支持由選擇性制動時的輪軸側滑保護功能。克諾爾的D2型駕駛員制動閥幾乎被應用在所有的機車中，只有少量143型機車仍在使用Dako制動閥。與此相反的是Dako公司的輔助制動閥仍然普遍存在，但多數機車現在也已開始使用克諾爾的輔助制動閥。
112.1型機車自交付起便標配了LZB80型以及ZWS或ZDS型控制裝置。允許操縱者自行處理的FMZ設備也同樣存在，後期則補充了TB0的功能，以及非總線兼容的矩陣目的地顯示牌。部分機車為了滿足短途運輸的要求而作出了調整，如今它們除了TAV外，還擁有一個由GPS控制、帶有LED顯示屏的旅客信息系統，以及與乘客車廂進行緊急呼叫的對講連接設備。
而相比之下，143型、114型和112型機車則各搭載有一具現代化的、嵌入駕駛台的駕駛員制動閥及輔助制動閥。它們從一開始便標配NBÜ裝置和適用於德國鐵路系統的電空制動控制單元，其中部分機車現已根據國際鐵路聯盟（UIC）的541-5號標準將NBÜ和電空制動替換為獨立的控制電路。
114型機車目前擁配備有ZWS/ZDS、FMZ/TAV和GPS車載電腦。制動閥由克諾爾生產，NBÜ裝置及電空制動則是根據UIC541-5號標準安裝。
兩德統一後，機車外側的全部帶有黑尼格斯多夫電力機車廠標記的生產銘牌均被拆除。
注釋
編輯- ^ 1.0 1.1 1.2 （德文）500. Serienlok seit 1984 für Deutsche Reichsbahn. In: Die Bundesbahn. Nr. 12, 1989, S. 1116.
- ^ （德文）Serienlokomotiven auf www.br143.de （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ （德文）Ril 493.0143 Triebfahrzeuge bedienen Baureihen 112/ 114/ 143
- ^ （德文）Meldung Rückkehr der 103. In: Eisenbahn-Revue International, Heft 3/2001, ISSN 1421-2811, S. 101.
- ^ （德文）Meldung Erneute Probleme mit Schlingerdämpfung. In: Eisenbahn-Revue International, Heft 3/2001, ISSN 1421-2811, S. 102.
- ^ （德文）Eisenbahn-Kurier. DB-Lokomotiven und Triebwagen. Eisenbahn-Kurier-Aspekte (EK-Verlag GmbH). 1. Juli 2011, 32.
- ^ （德文）114.3. Die 143 GTI geht in Serie. Drehscheibe. 2007, (202): 28.
- ^ （德文）Eisenbahn-Kurier. DB-Lokomotiven und Triebwagen. Eisenbahn-Kurier-Aspekte (EK-Verlag GmbH). 1. Juli 2010, 30.
參考資料
編輯- （德文）Michael Dostal. Baureihen 112, 143. Moderne Elektrolokomotiven für ganz Deutschland. München: GeraMond. 2000. ISBN 3-932785-50-9.
- （德文）Gottfried Köhler. Neuentwickelte Ellok BR 212/243 für die DR. Der Modelleisenbahner (Berlin: transpress Verlag). 1982, Jg. 31 (7): 4–6. ISSN 0026-7422.
- （德文）Wolfgang Faust. Die neue Ellok in der Betriebserprobung. Der Modelleisenbahner (Berlin: transpress Verlag). 1984, Jg. 33 (10): 4. ISSN 0026-7422.
- （德文）Michael Gröbner. Baureihe 143. Im Führerstand. Lok-Magazin (München: GeraNova Zeitschriftenverlag). 2002, Jg. 41 (250): 48–51. ISSN 0458-1822.
外部連結
編輯
- （德文）www.br143.de （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）