文章作者:西瓜昌真湿基(哔哩哔哩和百度昵称:宁柳跨越)
提示
直—直流电传动:指内燃机车柴油机(或燃气轮机车燃气轮机)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。苏联铁道部TE10型及M62型内燃机车家族为直—直流电传动形式。
交—直流电传动:指内燃机车柴油机(或活塞式天然气发动机)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。俄罗斯铁路TEM19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。本文提及的美国通用电气公司TE33A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。
双模式动力机车:本文提及的“双模式动力”,是指一种可以从电气化铁路接触网受流或柴油机获得动力的机车。西门子Vectron DE型双模式动力机车即为双模式动力机车。
美国通用电气公司在本文内均简称“GE”,乌克兰卢甘斯克伏罗希洛夫格勒十月革*命内燃机车制造厂简称“VZOR”。
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本文是《【铁道科普】中亚草原的“通用电气造”——TE33A型内燃机车》一文的扩展。
概述
TE33A型内燃机车,俄语代号名为ТЭ33А,是GE Transportation于2009年推出的一种干线内燃机车,交付于哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌克兰等国的国家铁路。

背景
1997年,哈萨克斯坦国家铁路成立,接管了原苏联铁道部在哈萨克斯坦境内运营的原外阿拉尔铁路、外里海铁路及土西铁路等铁路线路。而在前一年,GE Transportation于1996年5月7日宣布承接哈萨克斯坦境内西哈萨克斯坦铁路局和阿拉木图铁路局的内燃机车改造项目。
西哈萨克斯坦铁路局首先将一节TE10型内燃机车从哈萨克斯坦运到GE于美国宾夕法尼亚州伊利镇开办的工厂,并在这个工厂改装GE的7FDL-12型柴油机、交流牵引发电机、固态整流装置和新的牵引控制系统。另外的31节机车将由GE公司提供整套零部件,在哈萨克斯坦境内完成改造工作。

在21世纪初,除了购置交—直—交电传动电力机车外,哈萨克斯坦国家铁路亦有购置交—直—交电传动内燃机车,旨在取代部分苏联时代制造的旧型机车,实现内燃机车的更新换代。

历史
哈萨克斯坦国家铁路在2006年与GE Transportation达成购置310台内燃机车的协议,此后哈萨克斯坦国家铁路开始开发一种满足铁路货物运输的技术特性,同时考虑到本地区的气候特征、现代环境要求和卫生规范的新型内燃机车。
2009年,10台被定型为TE33A的内燃机车在GE伊利工厂制造完成。同年7月3日,哈萨克斯坦国家铁路在阿斯塔纳创立了哈萨克斯坦机车股份公司⑴,该公司此后开始制造TE33A型内燃机车。

设计
TE33A型内燃机车采用交—直—交流电传动,额定功率为3356 KW,最高运行速度为120 km/h,可牵引6000 t重的列车。与直流牵引电动机相比,TE33A型内燃机车的交流牵引电动机可使输出功率增加约1.5倍。

柴油机
与分别安装在2TE10M型内燃机车和2TE116型内燃机车上的10D100型柴油机和D49型柴油机相比,TE33A型内燃机车的GEVO V12型柴油机采用了尺寸更大的活塞,并省去了4个气缸和相应的零件,每年可节省超过150000美元的维护、燃油和节油费用。而且TE33A型内燃机车的检修周期为92至120天,大大高于2TE10M和2TE116型内燃机车的18天检修周期。
GEVO V12型柴油机与7FDL-16型柴油机的另一个明显区别是,采用了1台带双风扇混合冷却系统的涡轮增压器(代替原先的2台),该系统能够降低进到柴油机内的空气温度,使之接近于周围环境温度。冷却系统为送入增压器内的废气装配了附加的空-空冷却回路。在该回路的作用下,更加强烈的气流能够增大功率、提高燃烧过程的效率,同时还能够降低柴油机冷却系统内的水温。GEVO V12型柴油机由于具有更低的工作温度,因此延长了使用寿命。

电气设备
风机室内装有牵引机组,其包括发电机、辅助发电机、发电机冷却风扇和牵引逆变器。
辅助设备室内安装了牵引系统的主要部件———电力整流器和牵引变流器。该室内还置有2块计算机屏和计算机电源。另外有3块交—直流配电盘和1块交—交流配电盘用于辅助供电。此外,辅助设备室内还装有2台冷却风扇、传感器、接触器、继电器和用于显示及排除高压电流故障的安全保障系统。安装在逆变器柜上的电阻制动装置电阻器组件能够保证对机车进行电动制动。
为给带鼠笼式转子的异步牵引电动机供电,机车上采用了IGBT牵引逆变器。牵引发电机为四象限脉冲整流器供电,该整流器能够根据恒定电流来保证电压的恒定值。直流电路为6个高压变流器(每个变流器配1台牵引电动机)供电,它们能够对牵引力进行单独调节。各IGBT逆变器做成结构相同的模块。
转向架
TE33A型内燃机车采用三轴有导框式转向架。导框是焊在构架侧梁上的一个铸钢件,轴箱上的导槽和构架上的导框相配合组成导框定位。导框定位机构相对简单,轴箱在导框中可上、下移动,也可在规定的轴箱对构架的横动量范围内左、右移动。但是在实际运用当中,有导框式转向架有两大缺点:
轴箱与构架间的摩擦副;
当机车过小曲线时轴箱与构架间的刚性接触将导致轮轴横向动作用力偏大。

机车采用二系弹簧悬挂装置:第一系使用弹簧和液压减震器;第二系使用橡胶金属元件和倾斜式液压减震器。弹簧悬挂装置能够调节轮对重量分配,并能够保证运行中车体和转向架间的连接更稳固。牵引力由中心销来传递。
为使机车的轮周功率增大到500 kW,则不能采用轮箍式轮对。转向架的设计可使机车在修理段时不需抬起车体即可将单个轮对推出(落轮)进行旋轮。
技术数据表

运用
哈萨克斯坦国家铁路
从2009年到2017年间,哈萨克斯坦国家铁路配属了至少289台的TE33A型内燃机车、至少11台支持机车重联的TE33AS型内燃机车,并且配属了至少8台客运版本机车——TEP33A型。

蒙古国乌兰巴托铁路局
2009年,一台由GE伊利工厂制造的、编号为MR-1001的TE33A型内燃机车交付蒙古国乌兰巴托铁路局。
塔吉克斯坦铁路
2011年11月,塔吉克斯坦铁路订购了6台TE33A型内燃机车,这些机车于2012年上半年交付完毕。这是哈萨克斯坦机车股份公司的第一单出口记录。

吉尔吉斯斯坦铁路
2012年7月3日,吉尔吉斯斯坦铁路配属了5台TE33A型内燃机车。

土库曼斯坦铁路
2014年,土库曼斯坦购买了一台TE33A-0280号机车,在新修建的哈萨克斯坦-土库曼斯坦-伊朗铁路开通仪式上使用。
乌克兰铁路
2013年5月,乌克兰伊凡诺夫-兰科夫斯克水泥公司⑵订购了0249号TE33A-0249号机车,用于企业内外的运输。

2018年2月,乌克兰铁路与GE达成两年内购置30台TE33AS型内燃机车、并在接下来的十年内于乌克兰组装多达195台同型机车的协议。同年9月开始,30台TE33AS型内燃机车陆续从美国运抵乌克兰境内。

阿塞拜疆铁路
2015年8月3日,阿塞拜疆铁路配属了TE33A-0287号机车,这是该国铁路从哈萨克斯坦开发银行附属DBK租赁公司租赁的10台TE33A型内燃机车中的第一个。

摩尔多瓦铁路
2018年11月,摩尔多瓦铁路与GE达成在2020年内购置12台TE33A型内燃机车的协议。这些机车的主要部件在美国制造,并在摩尔多瓦最终组装。
后记
作为GE在当代推出的一种交—直—交流电传动内燃机车,TE33A型内燃机车由于具有很高的牵引性能,因此具有相当高的工作效率,可以用单台代替双节重联的2TE10M型内燃机车来完成牵引重量相同的货运列车任务。而TE33A型内燃机车在哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌克兰等国的投入运用,也让GE成功打开了上述各国的内燃机车市场。
注释
⑴俄语:Локомотив курастыру зауыты;哈萨克语:Локомотив құрастыру зауыты。
⑵俄语:Ивано-Франковский цементно-шиферный комбинат;乌克兰语:Івано-Франківськцемент。
参考链接
《GE公司承接哈萨克斯坦内燃机车改造项目》,乔英忍 译,《国外内燃机车》1996年9月第9期,30页
《GE内燃机车复兴KTZ车队》,默里·休斯 著,邹婷婷 译,《国外铁道车辆》2010年1月第1期,46页
《哈萨克斯坦的铁路牵引动力》,L·E·谢尔盖耶娃 著,田睿 译,《国外内燃机车》2010年3月第3期,36~38页
《哈萨克斯坦铁路新型内燃机车》,V·M·关舍夫 等著,田睿 译,《国外内燃机车》2013年2月第2期,10~12页
《HXN5型机车轴箱定位方式对车轮磨耗性能的影响》,杨吉宗 等著,《铁道机车与动车》2014年8月第8期,12~16页
《ABOUT PRODUCT, АО "Локомотив курастыру зауыты"》:http://aolkz.kz/en/product
《TE33A — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=171
《TE33AS — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1499
《TEP33A — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=1500
《Tajik Railways takes delivery of Evolution locomotives | News | Railway Gazette International》:https://www.railwaygazette.com/news/single-view/view/tajik-railways-takes-delivery-of-evolution-locomotives.html
《Kyrgyz Railways orders Evolution locomotives | News | Railway Gazette International》:https://www.railwaygazette.com/news/industry-technology/single-view/view/kyrgyz-railways-orders-evolution-locomotives.html
《First TE33A locomotive for Azerbaijan handed over | News | Railway Gazette International》:https://www.railwaygazette.com/news/traction-rolling-stock/single-view/view/first-te33a-locomotive-for-azerbaijan-handed-over.html
《GE and Ukrainian Railways sign US$1bn locomotive agreement | News | Railway Gazette International》:https://www.railwaygazette.com/news/traction-rolling-stock/single-view/view/ge-and-ukrainian-railways-sign-us1bn-locomotive-agreement.html
《Moldova taps GE for new power - Railway Age》:https://www.railwayage.com/mechanical/locomotives/moldova-taps-ge-for-new-power/
