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我国蒸汽机车的发展历程(二)

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《我国蒸汽机车的发展历程(一)》主要讲述了建国之前的蒸汽机车,今天继续跟大家聊一聊建国之后国产蒸汽机车的发展历程。1949年中华人

《我国蒸汽机车的发展历程(一)》主要讲述了建国之前的蒸汽机车,今天继续跟大家聊一聊建国之后国产蒸汽机车的发展历程。

1949年中华人民共和国成立时接管下来的4069台蒸汽机车中,有32%是严重破损的“死机”,在能够使用的2745台蒸汽机车中有44%是杂小型机车,远远不能满足运输的需要。面对这样的形势,铁道部一方面整修破损机车,开展“死机复活”的活动,迅速将破损失修的1324台机车修好,投入运用;另一方面积极筹划,研制新型机车。

其实,修复破损机车早在1946年的哈尔滨铁路局就开始了。据相关历史资料记载,东北铁路工人从1946年至1949年9月,共修复“死机”724台,其中“毛泽东号”和“朱德号”机车就是从其中命名的。新中国成立后,各铁路局也相继开展了修复“死机”的活动,到1950年底,全路又修复“死机”416台。另据《中国铁路机车车辆工业五十年》记载:“中华人民共和国成立后,各机车修理工厂也都投入整修机车的活动,从1949年至1952年,各工厂共整修机车6999台次,为铁路运输和发展作出了贡献。”

一、改造旧型机车

(一)改造ㄇㄎ1型蒸汽机车

中华人民共和国成立初期,铁路运量增长很快,机车保有数量难以适应运输发展的需要。为此,铁道部决定,一方面积极发展机车制造业,为运输提供更多的新造机车;另一方面也安排对既有机车进行技术改造、挖掘潜力、提高功效。这是一种投资少、收效快的办法。

从1955年起,铁道部指示各铁路局和机车修理工厂对当时的主型货运机车——ㄇㄎ1型蒸汽机车进行全面的技术改造。改造的主要内容包括:(1)改变锅炉大小烟管的布置,加装自动焚火装置,以增加燃烧率,提高锅炉供汽率,改善机车热工性能,减轻乘务员劳动强度。(2)改造煤水车,增加煤水容量,适应延长机车交路的需要。(3)动轴、摇连杆等油润方式由干油改为稀油,同时采用自动给油装置,简化机车整备作业。1956年,由唐山铁道学院、铁道部科学研究院、唐山机车工厂、戚墅堰机车工厂和古冶机务段等单位全力合作,对ㄇㄎ1型667号、1201号两台蒸汽机车进行了改造。改造结果,机车功率提高10%以上,煤耗节约4%左右。在同等工况条件下,在速度15km/h以上时,机车牵引力增高7%~8%,使老机车焕发了青春。在取得试验效果以后,铁道部进行了全路性推广,并按照扩大技术改造的标准,新造ㄇㄎ1型蒸汽机车456台。

(二)改造FD型蒸汽机车

为适应运输需要,我国于1958年和1960年从苏联引进фД型蒸汽机车1054台。经改造后定名为友好型,后改为反修型,1971年改为FD型(即将原俄文字母“фД”改为汉字拼音字母“FD”)。

фД型蒸汽机车是苏联退役后封存的机车,与中国使用的蒸汽机车在诸多方面不同,如:(1)机车调整阀前推为开汽,与中国相反;(2)方向机采用螺旋手动式,换向操作十分笨重且效率低下;(3)动轴轴瓦为活动形三瓣瓦,运行中经常外窜丢失;(4)非吸上式注水器在中国南方气温高的线路上使用经常出现惯性故障;(5)机车轮对轴距为宽轨(1524mm),必须进行轴距改造;(6)前后车钩型号与我国车辆不匹配,且高度存在差异;(7)空气制动机(嘎占采夫式)与我ET6型系统不能共用等,均需进行改造。为此,机车入关后,分批到相关指定修理厂进行改造后投入运用。

改造后的1054台FD型蒸汽机车分别投入到京广线(郑州至岳阳)、湘桂线(衡阳至柳州)、浙赣线(杭州至鹰潭)、津浦线(徐州至南京)、沪宁线(南京至南翔)、陇海线等区段使用,为完成当时的运输任务作出重要贡献。

二、仿制蒸汽机车

(一)仿制ㄇㄎ1型蒸汽机车

为实现国产蒸汽机车的目标,铁道部决定仿制旧型蒸汽机车。1951年底,铁道部组织技术力量,对ㄇㄎ1型蒸汽机车的图纸进行了整理、核对,将部件英制尺寸改为公制,修改了材料牌号。按照整理后的图纸,四方厂于1952年7月26日试制成功了中国第一台全新的蒸汽机车2121号,最先命名为“八一号”,后定名为解放型,代号JF。解放型蒸汽机车如图1所示。

图1 解放型蒸汽机车

1956年10月,铁道部组织有关单位对3台新造的解放型蒸汽机车再次进行了技术改造。改造项目主要针对机车锅炉和机械部。改造后的机车,进一步地提高了功率,降低了单位功率蒸汽消耗量和金属消耗量,从而改善了机车的技术经济性,为我国自行研制开发新型蒸汽机车,提供了可靠的依据和宝贵的实践经验。

解放型蒸汽机车,曾由四方、大连和齐齐哈尔厂生产,截至1960年停造,共生产455台。

(二)仿制ㄆㄒ6型蒸汽机车

客运机车的仿制,是在仿制解放型蒸汽机车的基础上进行的。参考机型是ㄆㄒ6型蒸汽机车。四方厂根据改进设计后的图纸,运用仿制解放型蒸汽机车的经验,仅用8个月的时间,于1956年9月试制成功2台新型蒸汽机车,被命名为胜利型,代号SL,车号为601和602。601号和602号蒸汽机车分别在北京至山海关间和北京至天津间进行过运行牵引试验,当牵引客车11辆(约510t)客车,运行速度可以持续保持在90~100km/h,机车平稳运行,其性能超越了原ㄆㄒ6型蒸汽机车。胜利型蒸汽机车如图2所示。

图2 胜利型蒸汽机车

从1956年至1959年,由四方、大连等工厂共生产胜利型蒸汽机车151台。该机车投入运营后,使国内主要干线的旅客列车扩大了编组,取得了较好的经济效益和社会效益。

三、新造改进型蒸汽机车

在对解放型、胜利型蒸汽机车进行技术改造成功的基础上,大连、四方厂从1957年开始,先后完成了建设型、人民型蒸汽机车的研制。

(一)新造建设型蒸汽机车

大连机车厂在对解放型蒸汽机车进行技术改造取得成功的基础上,结合试制胜利型蒸汽机车的设计经验和新技术,于1956年完成了改进解放型蒸汽机车的现代化设计,1957年试制成功,新车被命名为建设型,代号JS。建设型蒸汽机车如图3所示。

图3 建设型蒸汽机车

建设型蒸汽机车的主要构造特点有:

(1)改进了锅炉底圈和膨胀板的工艺设计,提高了锅炉的耐压强度,减轻了火箱质量,为给机车增添先进的技术装备创造了条件。

(2)优化了汽机部分阀装置的技术参数,采用了分动式汽阀,机械部的摩擦副采用了高频淬火新工艺,提高了使用寿命。

(3)适当加大主车架各断面,动轮轴箱改为稀油润滑,并采用了自动调整楔铁和黏着质量增加器。

(4)煤水车增加载质量,基本采用胜利型蒸汽机车的形式和尺寸设计,安装了自动焚火装置。

新造建设型蒸汽机车,在外形和性能上均比解放型蒸汽机车有较大提高,计算牵引力提高8.5%,平道牵引力提高22%,计算供汽率提高15.4%,最大功率提高16.7%,单位功率煤耗量减少12.5%,机车总效率由原来的7.2%提高至8.1%。建设型机车在4‰以上坡道上牵引货物列车能够发挥出最佳的经济效益。

建设型机车先后由大连、戚墅堰、二七和大同厂生产,于1965年停产,共生产1135台,广泛运用于京广线、京沈线、京沪线牵引货物列车。

(二)新造人民型机车

1957年,大连厂按照建设型蒸汽机车的设计思路,对胜利型蒸汽机车进行了现代化改进设计。同年,四方厂对大连厂的图纸进行了四次重大改进。1958年4月30日,首台新型客运蒸汽机车在四方厂试制成功。新车被命名为人民型,代号RM(图4)。

图4 人民型客运蒸汽机车

与胜利型蒸汽机车比较,人民型蒸汽机车具有如下特点:

1.锅炉采取全电焊结构,同时提高了锅炉压力。

2.增加了混合式给水预热装置和风动摇炉装置。

3.优化了汽机阀动装置参数。

4.动轮轴箱采用自动调整楔铁装置,安装了黏着质量增加器。

5.改变煤水车结构设计,增加煤水装载量,加装自动焚火装置。

改进后的人民型蒸汽机车,具有功率大、速度高、乘务员劳动条件改善等优点。与胜利型蒸汽机车相比,单位功率煤耗量降低11.8%,单位功率金属消耗量减少21.4%,运用功率提高28.9%。机车牵引800t客车,在平道上持续运行速度可达94.5km/h,成为当时我国主要干线的主型客运机车。

人民型蒸汽机车由四方厂生产,1966年停产,共生产258台。

四、自主研发前进型蒸汽机车

1954年11月,铁道部机车车辆工厂管理局的设计人员下放到大连厂,连同另外抽调的专业人员和一定数量的大专院校毕业生,成立了产品设计科,在苏联专家的指导下,经过20个月的艰苦努力,于1956年3月完成了新型蒸汽机车的设计工作。1956年9月18日,我国自主开发的大功率干线货运蒸汽机车在大连厂试制成功。新车命名为和平型,代号HP。1966年曾更名为反帝型,1971年定名为前进型,代号为QJ(图5)。

图5 前进型蒸汽机车

前进型蒸汽机车在锅炉、汽缸、汽阀、十字头、主要运动杆件、自动调整楔铁、防空转装置等都采用了当时最先进的结构和工艺。

同年10月13日,首台前进型蒸汽机车在天津至北京间牵引3390t货车,以75km/h的均衡速度完成首次牵引任务。经过铁道部科学研究院进行的牵引和阻力试验表明,计算供汽率可达到70kg/(m2·h);在计算供汽率70kg/(m2·h)工况下,机车功率达到2780马力,比解放型蒸汽机车大80%;过热蒸汽温度达到400℃,比解放型蒸汽机车高约50~100℃;每马力小时最低耗汽量为6.8kg,低于其他型蒸汽机车;当运行速度高于35km/h时,机车运行基本阻力和绝汽惰行阻力比改造后的ㄇㄋ1型蒸汽机车分别下降15%和50%;在运行速度同为20km/h的条件下,机车轮周牵引力比解放型蒸汽机车大41%,单位功率金属消耗量减少28%。

1956年至1961年,第一批前进型蒸汽机车生产42台。通过现场运用考验和专题试验后,发现了锅炉效率不高、蒸发量不足、高负荷运行时汽水供应困难等缺点,影响了机车牵引效能的发挥。产生以上问题的主要原因是设计人员的设计中移植了当时苏联蒸汽机车的设计理论和结构形式。尽管这些理论和结构在苏联是行之有效的,但其证明不完全适合中国的国情。针对存在的问题,确定在该型机车的牵引和热工性能方面作彻底地改进。1962年9月,铁道部将此项改造任务下达给大同厂。1963年2月,大同厂提出了A、B两个方案。同年9月,确定以B方案进行改进设计。1964年9月28日,经过改进后的新前进型蒸汽机车在大同机车工厂试制成功,编号为前进型101号。

1965年7月,铁道部科学研究院对前进型101号蒸汽机车进行了正式的牵引热工试验,试验结果表明,机车最大供汽率达到90kg/(m2·h),创造了我国蒸汽机车的最高水平。同年9月,前进型101号蒸汽机车又在哈大线进行了牵引热工运行试验,试验结果为:机车在实现最大供汽率时,牵引功率达到3580马力,在计算供汽率70kg/(m2·h)时机车牵引功率达到2980马力,在计算遮断点和计算供汽率交点处机车轮周牵引力达到23500kgf(230.4kN),机车总效率达到8.42%。

前进型蒸汽机车改进设计的效果充分证明,我国蒸汽机车的设计水平有了新的提高;也充分说明,我国已完全具备和掌握了适合我国国情的蒸汽机车设计理论和制造技术。

前进型蒸汽机车从此正式定型,并决定从1965年4月起由大同厂批量生产。截至1988年12月21日停止生产,共计制造4672台。

自1952年7月至1988年12月的36年间,我国共新造铁路运输用准轨蒸汽机车7494台,为满足运输需要,淘汰杂老型蒸汽机车、优化蒸汽机车结构奠定了基础。1952年淘汰了第一批车龄过老、配件奇缺的杂小型蒸汽机车。“一五”期间又陆续报废了一批杂小型蒸汽机车,到1958年末,全路准轨机型已由1949年的187种简化为63种,又增加了建设、人民、和平三个国产新型。1963年又陆续淘汰了11个机型。到1979年末,全路准轨蒸汽机车保有机型已简化为25种;保有蒸汽机车台数中,国产蒸汽机车已达到4991台,占总台数的65.1%。

中国从1958年开始生产内燃、电力机车,此后内燃、电力机车台数逐年增多,蒸汽机车的发展日渐萎缩。1977年是蒸汽机车最多的一年,达到7830台,占总配属台数的81.2%,5种国产蒸汽机车达到6423台,占当年蒸汽机车总台数的82.00%。到1989年,蒸汽机车占总台数的比例下降到50%。2005年10月30日,在我国集(宁)通(辽)铁路线上使用的最后1台前进型蒸汽机车(7048号)停止使用,从而完成了前进型蒸汽机车的历史任务,也结束了我国国家铁路使用蒸汽机车的历史。


来源:《铁路机车技术装备运用管理》

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