【铁道科普】苏联铁路的“十足目”轮式蒸汽机车史
文章作者:西瓜昌真湿基(B站和百度昵称:宁柳跨越)前言“十足目”者,蒸汽机车轮式也,其为一导轮轴两导轮、五动轮轴及十动轮而成,这种轮式
文章作者:西瓜昌真湿基(B站和百度昵称:宁柳跨越)
前言
“十足目”者,蒸汽机车轮式也,其为一导轮轴两导轮、五动轮轴及十动轮而成,这种轮式通常被命名为“十足目”(Decapod),虽然这个名称也适用于0-10-0轮式蒸汽机车。
2-10-0轮式的主要优势在于其走行部的六个车轴中有五个是动轮轴,这意味着几乎所有的黏着重量都可用于牵引。这一轮式的长刚性轴距在紧密弯曲的轨道上引起问题,因此会在设置至少一对不设置轮缘的动轮。此外,横向运动装置通常连接到前驱动轴上。
2-10-0轮式的缺点在于其缺少从轮而导致的火箱尺寸限制。这意味着火箱安装在动轮之间(常见于早期的机车上)并且长而窄;或者火箱安装在动轮上方,则宽而长但很浅——许多机车选择了后一种选择。安装在导轮上方的火箱也限制了动轮的直径,从而限制了速度。与2-8-0“巩固”轮式蒸汽机车一样,由于车轮布置造成的不稳定性,大多数2-10-0轮式机车的运行速度不超过80公里/小时。
初试锋芒——Dk型(Дк)
1890年代,外高加索铁路泽斯塔波尼至哈舒里区段的货物运输方面遇到了很大的困难。当时采用费尔利铰接式设计的F型蒸汽机车⑴在这一部分上工作,尽管与小型半径曲线配合良好,但与0-4-0轮式的Ch型蒸汽机车⑵相比,其牵引力不足,每单位工作的燃料消耗和维修费用也更高。
当时的沙皇俄国铁路决定在这个区段测试2-10-0轮式蒸汽机车,当时已经在许多美国铁路的山区进行了操作,尽管一些专家反对它,因为他们怀疑在这最小半径为150米的曲线线路运用这种机车(带有大轴距)的可能性。然而,美国费城鲍尔温机车厂在1894年制造了两台2-10-0轮式蒸汽机车。
1895年,这两台机车来到外高加索铁路进行测试。它们被定型为Dk型,并被赋予249号和250号。机车具有四个沃克兰复合式汽缸⑶。值得注意的是,本型机车是俄罗斯铁路第一款有五个动轮轴的蒸汽机车⑷。在同年夏天,外高加索铁路对这些蒸汽机车进行了测试,结果表明它们很适合小半径曲线,但是无法在千分之28的坡道上牵引超过200吨的列车。此外,Dk型机车的燃料消耗不低于Ch型机车。结果,机车被转移到相对平坦的区段,并且外高加索铁路不再订购更多本型机车。
1896年1月1日,两台机车转配到第比利斯机务段,并于1918年转配到占贾机务段。期间因为鲍尔温大批量为沙皇俄国铁路制造Ye型机车,这两台机车改编入Yef型,并被赋予9998号和9999号。1940年初,两辆机车仍处在在籍状态。
来自美国的援助——Ye型
- 沙皇俄国铁路Ye型(Еф、Ес、Ек和Ел型)
1914年,沙皇俄国参加一战,并以O型蒸汽机车为军列以及装甲列车的牵引机车,但并不能满足军运需要,于是美国开始为俄国制造Ye型蒸汽机车。1915年,首批400台Ye型运至俄国。值得注意的是,这些机车没有制动机。这是由于这些机车原定配备西屋制动机,但却不符合俄罗斯铁路的要求。因此,受西屋在彼得格勒的股份公司委托,这些机车抵达符拉迪沃斯托克后,首先被送往哈尔滨中东铁路的主要车间安装制动设备,准备送到俄罗斯。与此同时,有44台Ye型机车配属于东清铁路,后来被满铁收编为デカニ型(Dekani)。在试用成功后,俄国又续订了475台机车。
在1917年,美国加入协约国,为了扩大在协约国内的影响力,美国计划制造更多的Ye型蒸汽机车给俄国。然而机车生产被布尔什维克革〇〇命打断,仅有50台运抵俄国,剩下200台已经造好的机车被迫留在美国。美国铁道管理局将这些机车改为标准轨轨距,并分配给国内各铁路公司。伊利铁路获得75台机车,海岸线航空铁路获得40台机车,圣路易斯-旧金山铁路获得21台机车(原计划分配给南部铁路,但在1920年转交圣路易斯-旧金山铁路),其余机车被22家铁路公司分配;而剩下200台的订单也被取消。
这个时期制造的Ye型蒸汽机车可细分为至少四种:Еф型(生产于美国费城鲍尔温机车厂)、Ес型(生产于美国机车公司纽约州斯克内克塔迪工厂)、Ек型(生产于加拿大机车公司安大略省金斯顿工厂)和Ел型(由机车设计师A·I·利佩茨⑸主持的改进型)。
- 苏联铁路Ye型(Еа、Ем和Емв型)
经过与德国两年多的战争,苏联的铁路系统遭到破坏,约16,000台机车被各种爆炸所破坏。虽然苏联付出了很多的努力投入重建,但是仓促建设意味着它的铁路不能支持轴重超过18吨的机车。有的工厂没有设备生产机车,所以苏联决定从美国订购Ye型型蒸汽机车。
1944年,第一台Е型蒸汽机车出产,其后缀名叫“A”(美国),因此被称之为YeA型。美国机车公司制造2001号以下的机车,鲍尔温机车厂制造2201号以下的机车。在1945年两家工厂开始采用一种新的设计,制造YeM型(现代化)。
在1944年到1947年期间,美国机车公司和鲍尔温机车厂共计制造了不少于2047台Ye型蒸汽机车,但美苏双方对此型机车的制造数量和实际交付数量有不同的记录。按照苏联铁路机车历史研究者V. A. 拉科夫说法,在这2047台Ye型蒸汽机车当中,有1622台YeA型机车、412台YeM型机车以及13台YeMV型机车,但编号为3621到3634的14台YeM型机车并未交付苏联。
战后苏联将Ye型调往远东地区使用,有一部分被援助给中国和朝鲜。中国获得的16台Ye型机车,与44台原满铁Dekani型机车在1959年被中国铁道部命名为DK2型,使用号段为71-130;朝鲜铁道省最初给Ye型机车命名为“데가하”(Degaha),但后来改称8100系列蒸汽机车。8143号机车于1993年在中国图们有目击记录,而另一台8112号机车至少运用到2007年。
以格里高利·康斯坦丁诺维奇·奥尔忠尼启则之名命名——SO型(СО)
1933年,位于乌克兰东部城市卢甘斯克的伏罗希洛夫格勒蒸汽机车厂新车间开始制造FD型蒸汽机车,但其余的机车厂和伏厂的旧车间继续生产E型蒸汽机车,却无法建造更强大的机车。为了创造一种比E型机车更强大类型,且可以在所有工厂建造的机车,哈尔科夫机车厂于1934年推出了采用2-10-0轮式的新型蒸汽机车;这款新型蒸汽机车很快被定型为SO型,以格里高利·康斯坦丁诺维奇·奥尔忠尼启则的昵称“谢尔盖”⑹命名。
SO型机车的汽缸直径和行程分别为650毫米和700毫米,与E型蒸汽机车相同;但SO型机车的火箱却增加到6平方米,锅炉蒸发面积为227.4平方米,过热器的加热面积为97.3平方米,锅炉压力为14千克力/平方厘米。
SO型机车在工作状态下的总重量为96.5吨,动轮轴重量为87.5吨,平均负荷约为17.5吨力;后期制造的部分SO型机车的在工作状态下的总重量为103吨,动轮轴重量为90吨,平均负荷约为18吨力。因此为便于区分,轴重17吨的SO型机车被定型为SO17型,轴重18吨的SO型机车被定型为SO18型。
SO型机车的设计速度最初为65公里/每小时,然后提升到70公里/每小时,1936年增加到75公里/每小时。对SO型机车进行的测试表明,该型机车可以以高于E型机车6-7%的速度牵引列车。
1934年到1951年间,哈尔科夫、布良斯克、伏罗希洛夫格勒、乌兰乌德、克拉斯诺亚尔斯克、科洛姆纳六家工厂制造了4487台SO型机车。有至少7台SO型机车以纪念碑形式静态展示,以纪念战争期间为前线付出的司机们。
甘茨的救赎——TE型(ТЭ;原德意志国铁路52型)
德意志国铁路52型蒸汽机车是德意志国铁路在二战期间大量制造的一种轮式为2-10-0的蒸汽机车,是一种“战争机车”(德语:Kriegslokomotiven)。从1942年到1945年战争结束时,德国共制造了6300多台52型机车,再加上战后初期生产的机车,其总数高达6719辆,总共17家工厂参与了52型机车的制造。
在设计之初就要求易于保养且动力性能优良。因此,52型机车的轴重只有15吨,可以适应较差的路况,而且能够比先前的普鲁士蒸汽机车多牵引达40%的重量,在正常情况下,52型机车可以以65千米的时速牵引重达1200吨的列车。
二战结束后初期,苏联拥有多达2100辆BR52,是拥有该型机车最多的国家,这些机车被苏联铁路编为ТЭ型,意指“一种从德国缴获但性能与E型蒸汽机车相同的蒸汽机车”。这些机车的轨距变为宽轨,车钩亦由链式车钩变为SA-3车钩,车轴以及烟箱门亦被改造。在1960年代,苏联将700台ТЭ型机车让渡至东欧各社〇会〇主〇义国家,轨距变回标准轨距。
胜利桂枝——L型(Л)
二战结束后,重建后的科洛姆纳工厂新建了允许生产具有方形框架的机车的车间,并在上文这些2-10-0轮式机车的基础上研制出L型蒸汽机车。
科洛姆纳工厂和布良斯克机械制造厂于1945年到1946年间生产的79辆L型蒸汽机车又被称为P型(П)。后为了纪念L·S·列拜坚斯基⑺对此款机车的设计作出的贡献,1947年起制造出厂的此款机车改称L型蒸汽机车。1950年,位于乌克兰东部城市卢甘斯克的伏罗希洛夫格勒蒸汽机车制造厂亦开始生产L型蒸汽机车。
到1955年L型蒸汽机车停产时,三家工厂共计生产4199辆此型机车,其中科洛姆纳工厂制造1762辆,伏罗希洛夫格勒蒸汽机车制造厂制造2048辆,布良斯克机械制造厂制造389辆。伏罗希洛夫格勒工厂在L型机车的基础上研制出加有一对从轮的LV型蒸汽机车;此外中国大连机车车辆厂亦在L型机车的基础上研制出红旗型蒸汽机车。
L型机车同时也是第一款使用水滴式动轮的苏联蒸汽机车,这在二战后的世界各国蒸汽机车设计中是司空见惯的。锅炉顶部的罩体覆盖着蒸汽干燥器管。
后记
从1895年Dk型蒸汽机车来到外高加索铁路测试,到1955年L型蒸汽机车停产,可以说“十足目”轮式蒸汽机车在这一个甲子的时间内,见证了沙俄的解体以及苏联的崛起,对俄罗斯乃至苏联铁路蒸汽机车发展产生了深远的影响。而幸存至今的“十足目”式机车,无论是动态展示,还是静态展示,它们都在默默地告诉人们那段越行越远的蒸汽机车技术史。
注释
⑴俄语:Паровоз Ф。F型机车是一种采用费尔利铰接式设计、轮式为0-6-0-0-6-0的水柜式蒸汽机车,其走行部由两个三动轮轴转向架组成。该型机车的一个特点是对称性:两个蒸汽锅炉从驾驶室向外延伸,每个锅炉对应两个汽缸。F系列的蒸汽机车很容易适应小半径曲线,并具有足够大的黏着重量,因此它们成为苏拉姆山口区段上的主要机车,并一直保持到1926年。
⑵俄语:Паровоз Ч。本型机车是沙皇俄国铁路一种采用0-8-0轮式的煤水车式蒸汽机车。
⑶英语:Samuel Matthews Vauclain(1856-1940),美国工程师,设计师,发明家,鲍尔温机车厂总裁(1919-1929)和该公司董事会主席(至1940年)。他是机车的许多发明和设计开发的作者。
⑷采用0-10-0轮式的E型蒸汽机车(Паровоз Э)于1912年到1957年期间,先后由沙皇俄国、苏联、德国、瑞典、波兰、匈牙利、罗马尼亚、捷克斯洛伐克等国生产,总共制造出10853台机车。在整个生产期间,E型系列机车的基本设计不断改进,推出Eu型、Esh型、Em型、Er型等改进型。
⑸俄语:Альфонс Ильич Липец(1881-1950),俄罗斯机车工程师。
⑹俄语:Серго Орджоникидзе;本名格里高利·康斯坦丁诺维奇·奥尔忠尼启则,俄语:Григорий Константинович Орджоникидзе,格鲁吉亚语:გრიგოლ კონსტანტინეს ძე ორჯონიკიძე(1886-1937),SO型蒸汽机车投产时,他担任联共(布)中央政〇治局委员。
⑺俄语:Лев Сергеевич Лебедянский(1898-1968),苏联机车工程师。
下一篇:美的BQ2油烟机具备灭菌蒸汽洗