【科普】苏联铁道部第一款干线客运蒸汽机车——“草原”Su型蒸汽机车

文章作者：西瓜昌真湿基（哔哩哔哩和百度昵称：宁柳跨越）阅读前之提示“草原”者，蒸汽机车轮式也，其为一导轮轴两导轮、三动轮轴六动轮，以及

文章作者：西瓜昌真湿基（哔哩哔哩和百度昵称：宁柳跨越）

阅读前之提示

• “草原”者，蒸汽机车轮式也，其为一导轮轴两导轮、三动轮轴六动轮，以及一从轮轴两从轮而成。本文提及的苏联铁道部Su型蒸汽机车为2-6-2轮式。
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概述

苏联铁道部Su型蒸汽机车是俄罗斯联邦科洛姆纳工厂设计局在俄罗斯帝国铁道部Sv型蒸汽机车的基础上，于1924年研制成功的一种干线客运蒸汽机车。

背景

在20世纪初，铁路建设的步伐加快，但俄罗斯帝国铁路依然相当落后。在大多数线路上，每天的旅客流量不超过2到3对列车，而每趟5到7节不等编组的旅客列车的平均重量为200-300 t。在大多数情况下，旅客列车和货运列车的平均速度均不超过25 km/h，并且列车时刻表暗示停车时间很长。

此外，在1893年到1913年期间，客运量呈稳定增长态势，而俄罗斯比其他国家更早出现了可适应多日乘坐的卧铺车。因此有必要将旅客列车的重量增加到500 t或更多。

帝国铁道部于1909年向索尔莫沃工厂下达了设计新型2-6-2轮式蒸汽机车的命令。1910年，索尔莫沃工厂在工程师布罗尼斯拉夫·西吉兹蒙多维奇·马拉霍夫斯基⑴的指导下，推出了S型蒸汽机车。

由于华沙-维也纳铁路公司⑵的客运量增加，科洛姆纳工厂奉帝国铁道部的命令，在S型蒸汽机车的基础上于1914年研制出Sv型蒸汽机车。由于第一次世界大战的爆发，15台Sv型蒸汽机车改为1524 mm宽轨轨距，在莫斯科-库尔斯克铁路局运用。

到第一次世界大战结束时，俄罗斯境内各蒸汽机车工厂完全停止了客运机车的生产，转向了干线货运用途的E型蒸汽机车家族的生产。但随着客流量的恢复与上升，提高旅客列车编组已是势在必行——这导致需要更强大的机车。

1923年，彼得格勒红色普季洛夫工厂恢复了4-6-2“太平洋”轮式的LP型蒸汽机车的制造。然而，这款由瓦茨拉夫·伊万诺维奇·洛普申斯基设计的蒸汽机车的设计过于复杂⑶，加上燃煤加热的效果不佳，最终只制造了数十台LP型蒸汽机车。因此，同年红色普季洛夫工厂在工程师亚历山大·谢尔盖维奇·列夫斯基⑷的指导下，研制出一种功率更大4-8-0“猛犸”轮式的M型蒸汽机车。但M型蒸汽机车直到1926年才实际投入量产，且因设计缺陷也仅制造了100台。

到1924年时，E型蒸汽机车家族的数量已经饱和，成为货运蒸汽机车主力。铁道人民委员会开始向各机车厂下达了生产新型客运蒸汽机车的订单。

这种情况下，需要研制比C型蒸汽机车更强大的蒸汽机车。在当时的技术条件下，对新型蒸汽机车的主要要求之一是可以燃烧低级煤，这可以通过增加火箱面积来实现，从而显着增加锅炉的重量。当时，在俄罗斯和苏联的蒸汽机车制造实践中，过热式贝尔帕尔氏火箱得到了广泛的应用，其优点是火箱的外廓由圆柱形变为了矩形，使锅炉顶板与平坦的燃烧室顶板大致平行，从而增大了锅炉燃烧室的受热面积，让蒸汽机车具有了更高的机械效率。

为了加快执行该命令，铁道人民委员会要求各蒸汽机车工厂以建设性的方式使客运机车的设计和生产尽可能接近苏联当时的生产能力。当时，红色普季洛夫工厂的M型蒸汽机车由于其本身设计复杂，加上首席设计师亚历山大·谢尔盖维奇·列夫斯基在研制期间不幸去世而被推迟。

在蒸汽机车轮式排列关系中，4-8-0轮式是4-6-2轮式型的后继者，但当时只有红色普季洛夫工厂具有LP型和M型蒸汽机车的生产能力。而其他机车厂则倾向于制造S型蒸汽机车。但是，恢复生产S型蒸汽机车被铁道人民委员会认为是不切实际，因为S型蒸汽机车在设计上是以高等级煤为燃料，并专用于牵引特快列车。

研制

科洛姆纳工厂设计局当时的蒸汽机车设计任务是开发结构更简单、功率更强大的2-8-2“天皇”轮式和2-6-2“草原”轮式客运蒸汽机车。

与2-6-2轮式机车相比，由于增加了第四动轮，2-8-2轮式机车的锅炉长度延长，重量略有增加。但在当时机车轴重不超过17.5 t、火箱尺寸和汽缸参数均不变的情况下，2-8-2轮式机车的动轮平均轴重比2-6-2轮式机车要低，且易于空转。这是苏联极少有2-8-2轮式蒸汽机车的主要原因。

结果，铁道人民委员会最终让科洛姆纳工厂基于Sv型蒸汽机车，研制新型2-6-2轮式客运蒸汽机车——Su型。

1924年，在机车部负责人P·I·塔赫陶洛夫的总监督下，科洛姆纳工厂绘制出Su型蒸汽机车的草图。蒸汽机车的设计工作是在机车部的首席设计师康斯坦丁·尼古拉耶维奇·舒什金⑸和S·F·马卡洛夫、列夫·谢尔盖维奇·列别姜斯基⑹以及V·E·赫列伯尼科夫等主要专家的领导下进行。

Su型蒸汽机车的设计的主要任务是，在机车以低级煤为燃料、且动轮轴重不超过17.5 t的情况下，使过热器和火箱的受热面积最大化，并与锅炉和机车的参数相匹配。考虑到工厂当时的技术能力，工程师们沿用并加强S型蒸汽机车的车架，并增加Sv型蒸汽机车锅炉的火箱面积，使机车适应低级煤，以增加蒸汽的过热度，继而改善牵引特性，在整体上提高了机车的效率。

结果，Su型蒸汽机车的锅炉火箱长度增加到3040 mm，其面积也相应地从3.8 m²增加到4.73 m²，烟箱长度增加了500 mm，再加上锅炉的延伸，导致锅炉的总长度增加了1244 mm。而楚索夫式6管单圈过热器代替了施密特式4管过热器——过热面积从51.5 m²增至72.6 m²，锅炉的蒸发加热面从207.2 m²减至199m²，大烟管数量由24个增加到32个，小烟管的数量从170个减少到了135个。

与S型蒸汽机车的锅炉相比，Su型蒸汽机车的锅炉重量增加了1200 kg（钢制锅炉）和1800 kg（铜制火箱），锅炉压力从12.4 kgf/cm²增加到13.43 kgf/cm²，但其大烟管和小烟管的长度保持不变；机车重量从S型蒸汽机车的75.8 t增加到81.5 t。牵引力增加了11.4％。

改进

为了改进生产工艺并提高机车的运行特性，Su型蒸汽机车的基本设计经历了五次设计升级：

“第一版”（1925年版）

根据1925年版的设计，锅炉是用钢制成，并安装铜制贝尔帕尔氏火箱。

1924年到1926年间，科洛姆纳、红色索尔莫沃、布良斯克、卢甘斯克、哈尔科夫等机车厂共计制造了使用“第一版”设计的99台Su96型和11台Su97型蒸汽机车。

由科洛姆纳工厂制造的Su97-12号机车被选中用于全面的牵引力和热工程测试。测试期间，Su97-12号机车在以80 km/h的速度加热燃油时，机车效率达到9.9 ％。如果以120 km/h的速度获得S型蒸汽机车的最小蒸汽消耗，那么对于Su型蒸汽机车，在50~80 km/h的速度运行最为经济。因此，与S型蒸汽机车相比，Su型蒸汽机车更适合于牵引长编组旅客列车。

当铁道人民委员会称量第一版Su型蒸汽机车时，发现由红色索尔莫沃工厂和布良斯克机械工厂生产的36台Su型蒸汽机车，其零件的质量与理论值有显着偏差——燃煤版本机车的轴重达到19 t，而燃油版本机车的轴重达到20 t！当时，当时苏联广泛使用的III-a型钢轨不允许这种过重的轴重。

轴重超标的Su型蒸汽机车被定型为SuT型（Su重型），并分配到顿涅茨克、北方两个铁路局以及莫斯科-白俄罗斯-波罗的海铁路局维亚济马机务段。其余轴重未超标的机车被分配到莫斯科-基辅-沃罗涅日铁路局布良斯克机务段和莫斯科机务段、莫斯科-库尔斯克铁路局库尔斯克机务段和其他铁路局。

“第二版”（1926年版）

使用第一版设计的99台Su96型和11台Su97型蒸汽机车在运用过程中暴露出轴重超重的问题。此外，在这些机车的制造过程中，有人提出了有关燃油蒸汽机车的问题。

因此，铁道人民委员会要求对1925年版设计进行更改，以确保有可能在铜锅炉上安装油加热装置，但前提是允许锅炉重量增加2 t以上。1926年版通过引入以下结构更改，确保了蒸汽机车的结构重量的减轻：

• 锅炉向前移动150 mm，并升高100 mm；
• 锅炉在保持所有设计参数的同时，完全由铜制成；
• 锅炉的烟囱缩短了150 mm；
• 锅炉烟箱缩短；
• 第二动轮和第三动轮安装下置式板簧，导轮和从轮安装上置式板簧。

第二版Su型蒸汽机车继续沿用Su96型和Su97型，并采用Su98型、Su99型、Su100型和Su101型——其中Su96型、Su97型、Su99型和Su100型机车的车号号段为01~99，而Su98型机车的车号号段为00~99，Su101型机车的车号号段为00~30。到1930年时，这两批版本的Su型蒸汽机车总数为527台。

“第三版”（1932年版）

根据大量的第二版Su型蒸汽机车的运行结果表明，机车的许多设计缺陷降低了它们的运行性能。而随着苏联开始广泛采用焊接技术制造蒸汽机车，Su型蒸汽机车的设计在1931年进行了第三次重大的改动：

• 锅炉炉膛由钢制成；
• 安装了统一设计的铸铁汽笛，不再装用可以演奏“长笛”旋律声的铜制汽笛；
• 改变了前缓冲梁的设计以增强其强度；
• 对煤水车的设计进行了微小的变更。

“第四版”（1934年版，包括现代化改进版SuM型）

与第三版Su型蒸汽机车相比，第四版Su型蒸汽机车进行了以下设计更改：

• 改变了锅炉炉膛部分的设计；
• 增加了砂箱的容积；
• 在前缓冲梁下方安装了排障器；
• 更改司机室侧窗的位置和尺寸；
• 煤水车与机车紧密连接；
• 新设计的煤水车，增加了水箱容积和煤仓容量。

第三版和第四版Su型蒸汽机车总数为1534台，如果算上第一版与第二版则为2061台。

“第五版”（1947年版）

1947年到1951年间，红色索尔莫沃工厂制造了411台Su型蒸汽机车，以缓解苏联当时客运蒸汽机车紧缺的矛盾。这些Su型蒸汽机车采用Su250型、Su251型、Su252型、Su253型和Su254型——其中Su250型机车的车号号段为01~99，而Su251型、Su252型和Su253型机车的车号号段为00~99，Su254型机车的车号号段为00~11。

与1934年科洛姆纳工厂设计的第四版不同，红色索尔莫沃工厂进行了以下设计更改：

• 改变了锅炉炉膛部分的设计：在炉膛框架周围使用了单排铆接；
• 一些机车的烟囱缩短；
• 安装了路登科式复合双蒸汽压缩机；
• 使用了统一的P-27型煤水车。

运用

到20世纪30年代初，Su型蒸汽机车已成为苏联干线铁路上最常见的蒸汽机车之一。自1932年IS型蒸汽机车批量生产之后，铁道人民委员会将Su型蒸汽机车的定位从“大功率”降到“中功率”。但由于IS型蒸汽机车轴重达到20吨，难以全路推广，因此Su型蒸汽机车依然是苏联主力客运蒸汽机车。

在伟大卫国战争期间，Su型蒸汽机车用于牵引医疗列车。在战后年代，Su型蒸汽机车多数由具有战前经验的大车们所包乘，并继续运用于干线客运牵引直到20世纪60年代末。

保存

现时有6台Su型蒸汽机车处在运用状态，用于动态展示。有22台Su型蒸汽机车以博物馆和纪念碑的形式静态展示。

技术数据表

后记

当Su型蒸汽机车于1925年开始批量生产时，苏联在从列强干涉和国内内战导致的破坏中迅速恢复，走上了工业化道路。而当Su型蒸汽机车逐步退役时，苏联铁道部逐步推广TEP60型内燃机车。

注释

⑴俄语：Бронислав Сигизмундович Малаховский（1867~1934），又名Бронислав Василий-Пётр Малаховский，俄罗斯帝国和苏联工程师，苏联蒸汽机车工业的组织者。

⑵俄语：Варшаво-Венская железная дорога，德语：Warschau-Wiener Eisenbahn，波兰语：Kolej Warszawsko-Wiedeńska。这条道路穿过俄罗斯帝国境内的维斯瓦河沿岸地区，并将华沙与奥匈帝国-俄罗斯帝国边境连接起来。华沙-维也纳铁路同时也是波兰的第一条铁路。

⑶LP型蒸汽机车为四汽缸复合式设计。

⑷俄语：Александр Сергеевич Раевский（1872~1924），俄罗斯帝国和苏联工程师。

⑸俄语：Константин Николаевич Сушкин（1879~1937），俄罗斯帝国和苏联工程师。

⑹俄语：Лев Сергеевич Лебедянский（1898~1968），苏联工程师。

参考

• 《Паровозы серии Су》，维塔利·亚历山德罗维奇·拉科夫 著，《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》，283~289页
• 《Паровозы серии Су Завода "Красное Сормово"》，维塔利·亚历山德罗维奇·拉科夫 著，《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》，318~320页
• 《Су и Сум серия (пассажирский паровоз)》：http://pro-parovoz.ru/index.php/sitemap/891-su-i-sum-seriya-passazhirskij-parovoz.html
• 《Su — List of the vehicles — TrainPix》：Су — Список подвижного состава