NY6型內燃機車

NY6型柴油機車西德亨舍爾公司於1970年代為中國鐵路設計製造的液力傳動柴油機車車型之一。該型機車是採用雙機組設計的幹線貨運機車,設有兩套相同而又互相獨立的動力傳動機組,車上裝有兩台MTU MB 16V 652 TB10型高速柴油機,以及兩台福伊特L820rU型液力傳動裝置,機車最大速度為120公里/小時,機車名義功率為4600馬力,最大運用功率為4300馬力。除了柴油機型號和個別配件稍有不同,其他如車體結構、設備布置、輔助機組、傳動裝置、走行裝置等部分皆與NY7型柴油機車完全相同。NY6型機車總數共計10台,其中6台配屬北京鐵路局北京內燃機務段,其餘4台配屬鐵道部專運處使用。

NY6
保存於中國鐵道博物館的NY6型0007號機車
概覽
類型柴油機車
原產國 西德
生產商亨舍爾
生產型號DHG 4600
序列編號0001~0010
生產年份1972年
產量10台
主要用戶中國國家鐵路集團 中華人民共和國鐵道部
技術數據
華氏輪式0-6-6-0
UIC軸式C-C
軌距1,435毫米
軸重23噸
軸距2,250+1,800毫米
通過最小曲線半徑125米
機車長度23,460毫米(車鈎中心距)
機車寬度3,180毫米
機車高度4,570毫米
構架尺寸22,000毫米
整備重量138噸
燃料儲備量10,000升
機油儲備量2 × 315公斤
水儲備量1,200公斤
砂儲備量1,000公斤
傳動方式液力傳動
傳動裝置福伊特 L820rU
發動機2 × MTU MB 16V 652 TB10
發動機功率2 × 1,580千瓦(2,150馬力)
最高速度120公里/小時
持續速度21公里/小時
牽引功率2,380千瓦(3,200馬力)
起動牽引力455千牛
持續牽引力336千牛
制動方式踏面制動液力制動

發展歷史

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引進背景

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1967年,中國為了引進西德液力傳動柴油機車的先進技術,引進四台由亨舍爾公司製造、以德國聯邦鐵路V320型柴油機車為基礎、根據中國方面訂貨要求而設計的4000馬力液力傳動柴油機車,即NY5型柴油機車,作為自主研製大馬力液力傳動柴油機車的技術樣板。NY5型機車投入運用以後由於性能表現良好,同時為了緩解缺乏大功率柴油機車的局面,中國於1970年決定再次向亨舍爾公司訂購一批功率更大的液力傳動柴油機車。1970年夏季,中德雙方進行了為期三個月的貿易和技術談判,確定了機車的技術條件。1970年7月,中國技術進出口總公司代表中華人民共和國鐵道部,與西德亨舍爾公司正式簽訂了30台大功率液力傳動柴油機車的訂單,合同總價值超過8000萬西德馬克,這也是繼1958年埃及向亨舍爾訂購總值1億馬克的柴油機車之後,十二年來西德機車車輛製造業收到的最大一張出口訂單[1]

根據中國提出的訂貨要求,新機車是以NY5型機車為基礎、設計速度為120公里/小時的幹線貨運機車,在技術條件允許的情況下儘量提高機車功率牽引力。這批機車號稱當時世界上單機功率最大的液力傳動柴油機車,原計劃全部裝用MTU MA 12V 956系列柴油機,機車標定功率為5400馬力。然而,MTU MA 12V 956 TB10型柴油機雖然是當時西德能夠提供的功率最大的機車用柴油機,但該型柴油機未經詳盡的運用試驗就投入批量生產,並且大量裝用於德國聯邦鐵路218型柴油機車上,因此運用初期柴油機常常發生故障,不能用於出口產品。同時,MTU公司正忙於查找缺陷和作出修改,作為改進型的MTU MA 12V 956 SB10型柴油機遲遲未能定型生產[2]

鑑於中國要求的交貨時間較為緊迫,經協商後決定先行交付10台裝用MTU MB 16V 652 TB10型柴油機的機車,該型柴油機雖然功率較小但技術成熟可靠,被廣泛裝用於德國聯邦鐵路216型215型217型柴油機車。這批機車在中國鐵路系統內被定型為NY6型柴油機車,機車標定功率為4600馬力,在亨舍爾公司的內部設計代號為DHG 4600,機車生產序號為31621~31630。而訂單中的其餘20台機車則仍然裝用MTU MA 12V 956 SB10型柴油機,機車標定功率為5400馬力,在中國鐵路系統內被定型為NY7型柴油機車,在亨舍爾公司的內部設計代號為DHG 5400,機車生產序號為31631~31650。NY6型機車與NY7型機車相比,除了柴油機型號和相關配件不同之外,其他如車體結構、設備布置、輔助機組、傳動裝置、走行裝置等部分皆完全相同,因此兩者實際上是不同功率等級的同型機車[3],因此它們亦擁有連續的機車編號,車號分別為0001~0010、0011~0030[2]

運用歷史

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北京內燃機務段

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機車上的亨舍爾工廠銘牌

NY6型柴油機車由位於德國黑森州卡塞爾的亨舍爾機車工廠組裝,機車完成出廠驗收試驗後在漢堡港裝船啟運,並於1972年夏季運抵中國塘沽新港,同年6月正式投入運用[4]。首六台NY6型機車(0001~0006)配屬北京鐵路局北京內燃機務段使用,NY5、NY6、NY7三種車型被機務部門暱稱為「大馬力」。1970年代,北京內燃段的「大馬力」機車主要擔當京包鐵路北京張家口京山鐵路北京至山海關京廣鐵路北京至安陽區段的旅客列車牽引任務。1970年代後期開始,隨着北京內燃機務段增配北京型柴油機車,「大馬力」機車改為擔當京包鐵路、京承鐵路京原鐵路豐沙鐵路等北京周邊山區鐵路幹線的客運牽引任務,其中NY6型機車主要用於牽引京承鐵路北京至承德區段、京包鐵路北京至大同區段的旅客列車,尤其在京包鐵路南口青龍橋之間坡度達到33‰的關溝段擔當本務機車和補機,成為八達嶺長城腳下老京張鐵路的一道經典風景。

「大馬力」機車擁有當時國際上最為先進的液力傳動技術,對中國的液力傳動柴油機車發展具有重要的促進作用。1972年10月,為了消化吸收西德的液力傳動技術,鐵道部工廠總局安排大連所四方廠戚墅堰廠二七廠資陽廠西南交大等單位,對NY6、NY7型柴油機車所使用的福伊特L820rU型液力傳動裝置和KB510/41型液力制動器進行測繪[5]。中國從中吸收了變扭器葉型、端面齒輪連接、萬向軸軸承等方面的設計製造技術,使國產液力傳動裝置的性能和可靠性得到大幅提升,並且被應用於北京型、東方紅3型東方紅4型等國產機車,特別是採用單機組傳動系統的北京型柴油機車,其液力變扭器效率和輪周效率均已達到了世界先進水平。「大馬力」系列機車一直以極高的安全可靠性而備受機務部門讚譽,根據1980年北京內燃機務段液力傳動機車使用情況的數字統計,「大馬力」機車的每十萬公里機破件數、臨修件數、機車不良率均優於國產的東方紅3型、北京型機車,零部件檢修周期亦一般比國產機車長約五倍,而配件的磨耗和更換率也相對較低[6]

「大馬力」系列機車從投入運用開始,由於沒有工廠能夠承接大修任務,機車一切修程都由北京內燃機務段承包,段修範圍有些方面甚至已擴大到廠修的範圍,例如柴油機機體的曲軸主軸瓦孔的塗鍍與鏜孔等,但還有些問題是段方無能力解決的,有些重要零部件長期得不到維修保養,對機車運行構成安全隱患。例如因為沒有合適的退輪設備,車輪大修問題一直未能徹底解決。國產機車一般走行60~70萬公里就需要入廠大修,而許多「大馬力」機車的走行里程已超過300萬公里,但輪對仍然沒有正常進行廠修。除此之外,對於進口機車而言配件供應往往決定機車使用壽命,但國家每年分配用於進口配件的外匯款額非常有限,進口配件的價格逐年上漲,而且某些配件在國外已停止生產,因此配件供應亦是長期困擾着「大馬力」系列機車的另一個問題。1980年代起,氣缸套、預燃室、主軸瓦等開始採用國產配件代替進口配件[7]。1988年8月,為了提高乘務人員對機車維護保養的責任心,北京機務段把「大馬力」機車從輪乘制改為包乘制之後,機車臨修和機破件數明顯減少。NY6型0001~0004號機車於1997年報廢,NY6型0005號機車於2002年報廢。

鐵道部專運處

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NY6型0009號機車

後四台NY6型機車(0007~0010)交由中華人民共和國鐵道部專運處使用,專門擔當國家領導人和國外貴賓的專列牽引任務,從1970年代起一直是中國最主要的專運機車,例如毛澤東華國鋒鄧小平楊尚昆江澤民等領導人的專列均曾經由NY6型機車牽引,1992年鄧小平南巡專列就是由NY6型0009號機車全程牽引。專運機車的維護保養明顯優於一般機車,平日非執行任務時停放於北京內燃機務段,並且每月至少進行一次溜軸。

至2000年代,隨着最高速度達到160公里/小時的25K型專運客車投入運用,陸續取代了專運處原來使用的25B型和RW9型專運車輛,最高速度僅120公里/小時的NY6型機車已不能滿足需要。2001年5月,中國鐵道部向戚墅堰機車車輛廠下達任務,要求在東風11型柴油機車的基礎上研製新型專運機車,以替代日漸老化且配件缺乏的NY6型機車。隨着東風11Z型柴油機車於2002年研製成功、2004年正式加入專運車隊之後,四台NY6型機車改為備用機車,並於2009年6月正式退出專運隊並報廢。

技術特點

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總體布置

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NY6型柴油機車是4600馬力的幹線貨運用液力傳動柴油機車,機車採用全鋼焊接結構的框架承載式車體,焊接在一起的車體和車架共同構成一個剛性的整體承載結構。車底架長度為22,000毫米,轉向架中心間距為12,800毫米,車鈎中心線間距為23,610毫米,車架兩端設有裝有排障器自動車鈎車鈎緩衝器英語Buffer (rail transport)。車體部分用輕型鋼結構作為骨架,並在外部敷以薄鋼板作為蒙皮。機車採用雙端司機室、雙側對稱結構的布置,可根據行車方向由機車任一端司機室操縱機車。為了便於機車運行過程中司機對動力室的巡檢,兩端司機室通過雙側內走廊通道相連,取代了NY5型機車的單側走廊布置方式。車內設備布局採用雙機組對稱布置,裝有兩套相同而獨立的動力傳動機組,每套機組包括一台柴油機及傳動裝置,可以根據需要使用其中任何一套或兩套同時工作。車體內部從前端至後端分為第一司機室、第一動力室、傳動冷卻室、第二動力室、第二司機室等五個部分[8]

司機室內設有正副司機操縱台、電氣控制櫃、空氣制動閥、手制動器手輪等設備,司機主操縱台設置在機車前進方向的左側,控制器手輪設有按逆時針方向轉動的31位運轉位,而按順時針方向轉動為16位液力制動位。兩個動力室各裝有一台柴油機,以及燃油機油的輸送和加熱等配套設備。第二動力室內裝有一台電動的主空氣壓縮機,另外還設有一台輔助柴油機,用於驅動輔助空氣壓縮機和輔助發電機;第一動力室內還設有一台預熱鍋爐。當機車長時間停車待機時,由輔助柴油機供應輔助電源和壓縮空氣,避免主柴油機在無負荷情況下長時間運轉,並且有效節省燃油消耗。傳動冷卻室內下部的車架上裝有兩組液力傳動裝置,每組液力傳動裝置各自設有輔助輸出軸,並通過彈性聯軸節驅動起動發電機和靜液壓泵。

NY6型柴油機車設有兩套彼此獨立的冷卻水系統,兩套V型結構的散熱器組設置在傳動裝置上方,每組質管片式散熱器由34個冷卻單節組成,散熱器元件採用德國著名冷卻設備製造商貝洱公司德語Mahle Behr(Behr)的產品。每組散熱器各設有兩台軸流式冷卻風扇,分別為柴油機主循環系統(26個冷卻單節)和中冷器次循環系統冷卻(8個冷卻單節)。冷卻空氣從車體側牆上的通風百葉窗口吸入,流經散熱器和吸收熱量之後從車頂排出。車體下方兩台轉向架之間的空間,吊掛着一個容量為10,000升的燃油箱、兩個總風缸和蓄電池組

柴油機

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NY6型柴油機車裝用兩台由MTU公司製造的MTU MB 16V 652 TB10型柴油機,該型柴油機是在戴姆勒-奔馳MB 839 Bb型柴油機基礎上經過強化和改進而成的四衝程16氣缸V型結構預燃室式廢氣渦輪增壓中間冷卻的高速柴油機,氣缸內徑為190毫米,活塞行程為230毫米,氣缸夾角為45°,UIC標定功率為2,300馬力,裝車功率為2,150馬力,標定轉速為每分鐘1,400轉。在V型夾角上面布置着兩台勃朗-包維利公司(BBC)製造的VTR 250型渦輪增壓器,每台增壓器旁邊還設有用於冷卻增壓空氣的中冷器,其排氣管與柴油機進氣管相連。柴油機採用整體鑄鐵機體、特種鑄鐵濕式氣缸套、鋼頂鋁裙組合式油冷活塞、合金鋼整體鍛造曲軸、單體式鑄鐵氣缸蓋、叉形連杆組、硅油減震器[8]

傳動系統

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NY6型柴油機車是採用雙機組設計的液力傳動柴油機車,車上裝有兩套相同而又互相獨立的動力傳動機組,分別驅動兩個三軸轉向架。液力傳動系統包括液力變速箱、分配齒輪箱、車軸齒輪箱、中間支承、萬向軸等部分組成。主傳動路線與NY5、NY7型機車基本相同,液力變速箱的安裝位置靠近車體中部,而柴油機則安裝在司機室之後,分配齒輪箱安裝在轉向架構架上。柴油機輸出的功率經第一萬向軸傳給液力變速箱,然後從液力變速箱輸出的扭矩經第二萬向軸、中間支承裝置、第三萬向軸傳入分配齒輪箱,最後從分配齒輪箱經過第四、第五、第六萬向軸分別傳給前後三個車軸齒輪箱。

NY6型柴油機車採用多循環圓結構型式的福伊特L820rU型液力變速箱,變速箱內裝有兩個結構參數不同的液力變扭器,包括一個起動變扭器、一個運轉變扭器、一對機械式換向齒輪和兩個液力制動耦合器。起動變扭器和運轉變扭器均為單級離心式渦輪。液力傳動裝置根據機車速度和柴油機功率的變化,利用充排油使變扭器自動接入或退出工作來實現自動換擋,換檔時牽引力無級變化。當額定輸入轉速為每分鐘1430轉時,液力變速箱最大輸入功率為2000馬力。換向機構採用帶有變扭器微量充油功能的風動齒輪離合器。傳動裝置並設有KB510/41型液力制動器,機車運行於長大下坡道或減速時,使用液力制動可減少閘瓦磨耗[9]

轉向架

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機車走行部為兩台三軸轉向架,其結構與NY5型機車轉向架基本相同。構架採用鋼板焊接箱型結構,車軸軸箱採用導框式定位,並裝有錐形橡膠軸端緩衝裝置。每台轉向架側梁上設有兩個油浴式摩擦旁承,車體重量便通過四點旁承支承在轉向架上,轉向架相對於車體的橫向彈性位移依靠二系彈簧的橫向剛度來實現,而最大橫向位移則以側承加以限制。機車設有二系懸掛裝置,一系懸掛為軸箱兩側的螺旋彈簧,以及並聯的垂向油壓減震器。二系懸掛為車體和旁承裝置之間的螺旋彈簧組,車體和轉向架之間亦有橫向油壓減震器以抑制橫向高頻振動。所有垂向和橫向油壓減震器均採用荷蘭科尼公司(KONI)產品。靠近車體中部的兩個輪對之間還設有均衡梁聯接。牽引力和制動力通過車體和轉向架間的中心低位牽引拉杆傳遞。機車採用克諾爾空氣制動機,每個輪對設有一個制動缸,施行雙側閘瓦制動;和NY5型機車一樣,NY6型機車同樣設有防空轉裝置、防滑調節器、輪緣給油潤滑裝置[8]

機車命名

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機車編號 名稱 配屬 備註
NY6-0010 共青團 鐵道部專運處 已摘牌

車輛保存

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  • NY6型0007號機車,曾配屬於鐵道部專運處,2009年退役後,移交中國鐵道博物館永久收藏。
  • NY6型0009號機車,曾配屬於鐵道部專運處,2009年退役後,移交中國鐵道博物館永久收藏。

參看

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參考文獻

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  1. ^ Karl Ernst Maedel. Diesellokomotiven für die VR China. Lok-Magazin (Stuttgart: Franckh'sche Verlagshandlung). 1970, 52–57: 224–228. ISSN 0458-1822. 
  2. ^ 2.0 2.1 俞悅. 心中的大馬力. 《鐵道知識》 (北京: 中國鐵道學會). 2006年2月: 52–53. ISSN 1000-0372. 
  3. ^ Leo-Hans Flatau. Dieselhydraulische Lokomotiven mit Leistungen von 4 600 PS und 5 400 PS für die Volksrepublik China. Rheinstahl Technik (Essen: Rheinstahl AG): 50–55. 
  4. ^ Broadfields (Technical Publishers) Limited. CLASSES NY6 AND NY7 HENSCHEL DIESEL-HYDRAULICS OF 4,600 AND 5,600 HP FOR FREIGHT SERVICES IN PEOPLE'S REPBULIC OF CHINA. Rail Engineering International (Essex, England: De Rooi Publications). 1973年2月, 3 (7) [2012-03-18]. ISSN 0141-4615. (原始內容存檔於2012-03-04). 
  5. ^ 遲興國、孫長孝、王元珠、王耕. 《中国北车集团大连机车研究所志》. 北京: 中國鐵道出版社. 2005: 160-161. ISBN 9787113063153. 
  6. ^ 北京內燃機務段技術室. 从西德引进的内燃机车的检修和运用. 《中國鐵路》 (北京: 鐵道部科學技術信息研究所). 1982年4月: 28–34. ISSN 1001-683X. 
  7. ^ 李寶祥. 进口机车的利弊及管理. 《內燃機車》 (大連: 大連內燃機車研究所). 1989-06, 184: 10–13. ISSN 1003-1820. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 鐵道部進口機車資料編譯組. NY6型和NY7型内燃机车. 北京: 人民鐵道出版社. 1976. 
  9. ^ 福伊特L820rU+KB510/41液力传动装置. 《國外內燃機車》 (大連內燃機車研究所). 1974年6月. ISSN 1003-1820. 

外部連結

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