为什么美国铁路上的火车主要是内燃机车?
内燃机车是以柴油发动机为动力来源,并通过传动装置驱动车轮的铁路机车,其热效率和输出功率远远超过蒸汽机车。
美国是最早进行内燃机车大规模应用的国家,因为美国石油资源丰富,而且很多线路不是电气化铁路。此外,在20世纪早期,由于美国经常发生煤矿工人罢工事件,煤炭的供应非常不稳定,同时价格很高。
但美国在德克萨斯等地新开了很多油井,油价非常便宜,美国的很多蒸汽机车就都被内燃机车取代了,而同时期的西欧还主要是蒸汽机车。
而且由于蒸汽机车对煤和水的消耗很大,美国中西部的山地地区有很多难以运行蒸汽机车的路段,缺水又缺煤,这也大大促进了内燃机车的普及。
后来随着航空业的发展,美国就跳过了发展电力机车的时代,进入了航空运输,美国还因此拆掉了很多铁路。此外,还有一点就是美国的公路运输业也很发达,几乎家家都有小汽车,乘坐火车的需求不大。
虽然美国拥有世界上最大的铁路网,总长22万公里,但是电气化率远远低于我国,我国辽宁省的电气化铁路长度都超过美国全国。
此外,由于对铁路进行电气化改造的成本很高,美国铁路虽然货运运量很大,不过利润率并不高,而且货运对于速度要求不高,所以,美国电力机车的应用相对较少。
因此,美国的内燃机车性能很好。还曾经还出口给我国很多,比如ND5、AC6000CW(我国戚墅堰机车厂与美国GE公司还据此联合开发了HXN5型内燃机车),我国的HXN3型电力机车也是由中国北车集团大连机车车辆有限公司及美国EMD公司(易安迪)共同研制的。
所以,美国的铁路上的火车主要是内燃机车,并且很少建设高速铁路。
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每一轨道在看不见的地方都会有一个可以动的机关,轨道得到转换的信号,渐渐地的就会进行融汇成需要进行转换的轨道。
火车车轮的内侧是有轮缘,它卡在两条钢轨的内侧,既能约束火车的运行,又能防止火车发生脱轨,特别是变轨的时候能够很好的预防跑轨。
轮缘还有一个目的就是控制火车运行的方向,想要实现火车变轨,改变轮缘的位置即可。想要控制轮缘的位置就需要使用到道岔。
扩展资料:人类历史上最重要的机具,早期称为蒸汽机车,有独立的轨道行驶。铁路列车按载荷物,可分为运货的货车和载客的客车,亦有两者一起的客货混运车。
火车是人类利用化石能源运输的典例。1804年,由英国的矿山技师德里维斯克利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车,时速为5至6公里。
因为当时使用煤炭或木柴做燃料,所以人们都叫它“火车”,于是一直沿用至今。1840年2月22日,由康瓦耳的工程师查理礠里维西克所设计了世界上第一列真正在轨上行驶的火车。
为什么美国火车多是内燃机车?
要回答这个问题,需要首先澄清一个误解,“美国的铁路十分落后”?恰恰相反美国是世界上铁路最发达的国家,1916年,美国铁路总里程达到 历史 最高峰,“41 万公里”。此后,由于高速公路和民航的发展,大量线路被拆除和封闭, 路网长度不断缩减,但迄今仍以约 23 万公里居世界第一。我国近年来铁路大发展,至2019年末,多条高铁开通,全国铁路里程达到13.9万公里。但与美国相比,铁路里程还有比较大的差距!
再来说美国火车为什么多是内燃机车,这是由美国 社会 、经济状况决定的,主要原因如下:
.1、美国很早就建成完善的铁路网,尽管现在内燃机车从技术上讲有点落后,但现在也足可以满足美国 社会 的使用需求!
2、美国高速公路和航空运输发达。美国人出行,近途开 汽车 ,远程坐飞机,美国各种机场达到20000多个,是其他国家远远比不了的!
3、美国的铁路以货运业务为主,主要是来往于东西海岸之间的集装箱。目前铁路货车轴重普遍为30t集装箱装采用双层运输方式。两层AAA的箱子用专用平车装好后高度还是过高,电气化铁路的界限满足不了要求。
4、铁路的电气化改造投资很高,除了接触网、牵引变电所、还有给接触网供电的馈线、给牵引变电所供电的高压输电线路这些供电设施外。还需要桥梁隧道的改建等等……不划算。
5、美国油价低,使用内燃机车性价比高。电气化铁路接触网等供电设施高额维护费,是美国铁路公司的经营者们无法接受的。
6、美国干线货运铁路质量非常好,在美国你看到一列挂着七八台甚至十来台内燃机车的重载货物列车,这种列车用来横跨大陆来往于东西海岸的直达货物,美国轨距和我们是一样的1435mm准轨。中国的火车(动车除外)在上面跑绝对不成问题,但反过来直接把美国的火车开到中国来非把我们的铁路压坏不可!电力机车一样可以牵引万吨货列,,但是投资、改造、维护费用太高,是十分不划算的!
综上所述,美国很早就建成完善的铁路网,尽管内燃机车从技术上讲有点落后,但对于美国目前 社会 经济需求来说足够用了,没必要再去投巨资建设现代的高速电气化铁路!
相反,我国由于国情不同,正是需要大力发展铁路建设!我国高铁近年来发展迅猛,成为目前世界上最大的高铁里程,京广线2298公里,是世界上最长的高速铁路线。预计到2020年,中国高铁线路总里程将达到5万公里!
美国铁路比较老,许多铁路有着上百年的 历史 ,绝大部分铁路都是二战之前建设的,二战之后基本没有建设新线。当电气化铁路在世界上普遍建设的时候,美国的铁路已经进入了衰退期。
一方面是由于新型交通工具如航空、高速公速等抢占了美国铁路的市场,在远程客运方面,航空快捷,对美国这样的发达国家而言,人们普遍有能力承担。而高速公路方便,在美国这个车轮上的国家也大受欢迎。在货运领域,由于美国战后重工业长期低迷,因而对铁路的需求又一直不旺。
另一方面也是也与美国政治上的不积极有关,在美国各级议会和政府中有大量的来自航空、石油、 汽车 界的代言人,他们不希望美国铁路的现代化抢占他们的市场,而美国的铁路又多是私有的,没有政府的介入,铁路这种高投资的基础设施建设很难大规模开展,这就是为什么在战后世界各国积极发展铁路这种高效运输工具的时候,美国却陷入了沉默,只靠吃老本,对旧有线路小修小补没有大的发展。虽然近些年,美国政界的一些有识之士认识到了铁路这种古老的运输工具的巨大潜力,但可惜雷声大雨点小,铁路在美国的发展依然止步不前。在各国大量建设高速的时候,美国却长期没有多大进展,甚至远远落后于新兴的铁路大国中国。
这个题目很容易让人误解,认为美国铁路运输相对落后,而且内燃机车没有电车先进。
美国铁路运输近些年的发展确实不太好,但是内燃机车并不是比电车落后的机型,这要看应用在哪个领域。
如果以客运为主,电车在速度和舒适度方面比内燃机车要好。但如果以货运为主,内燃机车的牵引力以及运输成本则比电车有优势。
我国高铁大力发展,取得了举世的成就,大量高速稳定的电车取代了以前的内燃机车,这让人们产生一种错觉,认为电车比内燃机车要先进。
但事实上,内燃机车并不落后,而且是在电车之后才出现的,美国是世界上内燃机车技术最先进的国家。1925年,美国第一台柴油机车正式投入运营,内燃机车比蒸汽机车效率更高,更清洁,相比电车受限制较少。
美国内燃机车的马力已经突破6000匹,牵引力普遍达到了700kn。而且当前美国的内燃机车也完全符合环保标准,t4排放标准的机车基本看不到黑烟。
目前世界上最长的列车长度达到了7353米,总重量99374吨,由美国的8台AC6000CW内燃机车牵引,平均每台内燃机车分摊了12000吨的重量。
所以美国的内燃机车并不是我们印象中的“落后机车”。但是电车在速度和载人方面确实要比内燃机车更好,美国为什么不发展更高速的高铁呢?主要是由美国的国情决定的,具体有以下几个原因:
中国近些年高铁发展迅猛,铁路里程达到了14.6万公里。但是铁路里程最长的国家是美国,目前约为26.8万公里,曾经最辉煌的时候,美国的铁路里程达到了41万公里,可以想象美国的铁路真的不落后。
但也正是因为美国的铁路里程居世界首位,如果要改成高铁或者换成电车的话,所花费的成本是难以想象的。
在运输方面,内燃机车燃烧柴油,相比电车的耗能更加节省,内燃机车的运输成本比电车要低。
所以出于成本考虑,美国没有将内燃机车换成电车。
从美国的好莱坞大片以及新闻报道中,我们经常看到美国人选择的出行方式要不就是私家车,要不就是飞机,很少看到做火车出行的美国人。
这是因为美国的公路运输和航空交通非常发达,美国公路里程超过650万公里,几乎覆盖美国的各个角落,加上美国家庭几乎都有私家轿车,近处的外出基本上都会选择驾车出行。远程旅行的话,基本上都会选择飞机。
所以说,美国公路和航空交通的发展,取代了铁路运输的客运功能,很少人选择铁路出行。将内燃机车改成电车,完全没必要。
我国铁路运输除了货运,更多的是肩负这客运的作用,尤其每年春运是全国性的人员大流动,很难相应没有铁路运输会是什么样的情景。
而美国则不同,美国的铁路的主要功能是货运,长距离大宗货物的运送,是美国铁路的主要任务。
在运输货物方面,内燃机车比电车牵引力更大,成本更低,所以内燃机车是更好的选择。
美国的经济发展方式与我们不同,我国的铁路运输由国家掌控背书,而美国的铁路很多都是私营的。
将内燃机车换成电车是一个只能靠国家的力量,才能完成的事业,美国的铁路“主人”根本没有能力完成淘汰内燃机车的壮举。况且这些私营企业主,也不愿意花费大量资金,将内燃机车换成电车。
所以美国铁路运输的经营性质,也决定了他们的内燃机车不会轻易更换。
美国三权分立的政治制度,两党轮流坐庄,在很多大型工程方面很难达成共识。
将内燃机车换成电车,更新升级铁路运输系统,是个全国性的大工程,必须民主党与共和党通力合作才能完成,然而两党是不会合作的。
其实美国也不是没有想过发展高铁,拜登在与特朗普竞选总统时,就提出过建设高铁的设想。如今的拜登政府,也计划修建高铁。但拜登政府面临的问题是资金来源,国会不一定会批准大笔的资金,用于铁路运输的支出。
美国前交通部长拉胡德表示,如果美国国会两党无法进行跨党派合作,修建高铁这样的超级工程,根本无法实现。
再者,美国国会议员,很多都是公路和航空业的代言人,他们也不愿意让高铁发展起来。
所以美国的政治制度,也是美国无法发展高铁的原因之一。
内燃机车并不比电车落后,也不能因为美国没有高铁,就判断美国的铁路运输不先进。
美国火车大多采用内燃机车,这跟美国的具体国情是有关系的,不能简单的认为,发展高铁才是铁路先进的体现。
读者朋友们如果有更好的见解,欢迎在评论区发表意见!
小伙伴们,这真是个有意思的问题。我们这边搞高铁,复兴号,美国那边无动于衷,遍地跑的是内燃机车,是不是美国人缺心眼呢?
我想,你要是这么想的话,那也太不懂美国的国情了,也就是说,不能用我们的眼光看美国的事情。
我认为,美国大多还在使用内燃机车有以下你个原因。
一.美国是个坐在 汽车 轮子上的国家大家知道, 汽车 在美国人的日常生活中,并不算什么了不起的的东西,一般人都拥有一辆 汽车 ,拥有几辆的也不奇怪。甚至,一个美国人,在远离工作一百公里左右,天天开着 汽车 去上班的也大有人在,这并不是什么稀奇的事,这同我们远离工作单位三四十公里,天天开车上班一样,没有什么区别。
因此,在中短途上,美国人开车旅行,就很少坐火车了。
二.美国的空中交通发达一般来说,美国人想从南方到北方,或从东海岸到西海岸如果路途和遥远的话,他们首选的是飞机。因为飞机快捷并且安全。何况中间还隔着一个国家呢。
由于美国国土是一个不连续的国土,这也逼迫着人们首选远途旅行想到了飞机。
三.美国的制造业的没落美国的主要经济支柱是飞机制造,电子芯片及军火制造及农业。在民用方面,哪怕是一台电视机都需要进口,更不要说服装,鞋帽了。
再有,就是美国的资产都在那几家大财阀手中,他们就是资金利益最大化,发展高铁对他们来说达不到利益最大化,因此,他们对火车是不是电器化,高铁化毫无兴趣。
所以,在美国,火车大都是内燃机车,你就不要大惊小怪了。
因为美国铁路运营考虑的是成本,烧油比用电成本相对低,而且一旦电网发生故障就会彻底停运。电气化铁路不但机车需要维护,电网也需要维护,发生战争一旦被破坏,光修复的电网的时间就可能贻误战机!!
美国地广人稀,铁路私有化,航空业高度发达有2万多个机场,还有成熟的高速公路系统,所以铁路基本只靠货运盈利,很多铁路大部分路段都在荒芜人烟的地方,电气化建设维护成本太高,购买电力机车也要花钱,而且美国的人工也很贵。为了降低运营成本提高运量,都采用35吨轴重的重载铁路,线路维护都不怎么样,就尽可能提高机车的性能和效率。而且美国油价低,电气化铁路没有优势,也造就了现在美国内燃机车,大多为六轴机车,功率才4000多马力,牵引力却有800多kn。同样为六轴机车,国内的HXD2B功率有9600kw,牵引力才584kn。
目前的世界纪录最长火车保持者,澳大利亚必和必拓公司开行的世界上最长最重的货物列车,列车全场7353米,一共有682节车厢8台美国产AC6000CW型内燃机车,列车总重达到了99374吨。堪称10万吨级列车。平均一台机车分担了12000多吨的重量。而国内的HXN5的原型车就是AC6000CW,到目前为止HXN5和HXN3都是国内所有六轴机车牵引力最大的。
美国石油资源丰富,而且很多线路不是电气化铁路。而且这和美国 历史 有关系,在20世纪早期,美国经常发生煤矿工人罢工事件,煤炭的供应非常不稳定,同时价格很高。
但美国在德克萨斯等地新开了很多油井,油价非常便宜,美国的很多蒸汽机车就都被内燃机车,而同时期的西欧还主要是蒸汽机车。
后来随着航空业的发展,美国就跳过了发展电力机车的时代,进入了航空运输,美国还因此拆掉了很多铁路。此外,还有一点就是美国的公路运输也很发达,几乎家家都有小 汽车 ,乘坐火车的需求不大。
所以,没有电气化的铁路仍然使用内燃机车,而且美国的内燃机车性能很好,曾经还出口给我国很多,比ND5、AC6000CW(我国戚墅堰机车厂与美国GE还据此联合开发了HXN5型内燃机车)。
美国铁路发展比较早,加上铁路公司都是私有公司,更换电力火车需要成本核算;单单是整条铁道线路更换电力系统的成本就高得惊人,还要购买电力车辆,这些成本都是非常巨大的;短期内不能回本是没有哪个私有公司愿意去做的,除非美国政府掏钱去做;但是,美国是石油出口大国,大量便宜的燃油,而且高速公路网络发达,美国政府哪里可能出钱更换铁路,购买电力机车;美国政府正需要美国老百姓大量购买本土品牌的 汽车 呢!
虽然美国的铁路总里程达到了32万公里,而中国目前才有12万公里,但是美国铁路比较老,许多铁路有着上百年的 历史 ,绝大部分铁路都是二战之前建设的,火车也多为内燃机车,当然美国铁路的设计规划目的都很明确,就是为了货运,美国的内燃机车的牵引能力要比我们国家的厉害很多,货运能力非常强大。
美国对电气化的机车需求不是很大,美国在高铁还没发明的时候就已经有了非常发达的洲际高速公路系统和航空系统,美国不像中国有那么多人口300W以上的城市,美国的主要城市都集中在东西海岸,五大湖地区,进有高速,远有飞机,发展现代化的普通电气机车没有太大的意义,何况内燃机车在货物运输方面经济效益是最大的!
但说到美国发展现代化的高铁,面临的困难是空前的,因在建设这种跨越各州的高铁项目时面临的阻力和成本都会很大!如果像中国一样是国家统筹的话,建高铁美国难道不想吗!但美国却没有能力征收各州的土地,高铁你往哪里建,另一方面也是也与美国政治上的不积极有关,美国是议会制国家,各级议会和政府中有大量的来自航空、石油、 汽车 界的代言人,理所当然,他们并不希望美国铁路的现代化抢占他们的市场,这也就是为什么在二战后世界各国积极发展铁路这种高效运输工具的时候,美国却陷入了沉默,只靠吃老本,对旧有线路小修小补!
虽然美国铁路总里程很大,交通设施也非常先进,但就铁路运输这一方面,美国已经远远落后了!
首先美国的客运货运周转量出中国要少很多。二战后几十年间美国从工业制造大国转型为 科技 金融服务大国,所谓的美国制造大多是美国拥有产权或者公司是美国的,但制造地却在世界各地,加之没有 科技 含量利润超低曰用大都来自世界各地!其次也可以说是地广人稀, 汽车 ,高速公路,飞机,机场十分发达!再次美铁都是私营公司,对国民福利与他无关!最后美国是强盗国家世界的石油就是他家的石油他想多少买谁敢不答应,利比亚,伊拉克就是例子,况且还有一批奴才国家脸贴着美国屁股白送,你说石油能贵吗!均合上述原因美国不需要电气化高速铁路,也没有建设的国家需求!和中国不一样,人民铁路为人民!至于说害怕战争一来全瘫痪了更是无稽之谈,为了备战就不要发展了嘛!
突进9系列是美国通用电气生产的最后一个突进系列内燃机车了,因为随着时代的发展,交流牵引电动机的崛起,传统的直流电动机在性能提升上已经出现了极大的局限性,之前我们在介绍易安迪公司的内燃机车时,细心地读者应该发现了一个问题,安装直流牵引电动机的机车和安装交流牵引电动机的内燃机车在轴重、输出功率基本没有太大变化的情况下牵引力出现了断崖式的飞跃,这就是交流电动机的特长所在。
一、突进9系列概况
突进9系列是通用电气运输系统公司制造的最后一个突进系列内燃机车,从90年代中期开始投产并取代了突进8系列,并在进入21世纪之后的2000年中期被最新型的进化系列替代,不过突进9到现在为止都是美国铁路最常见内燃机车之一。
运行中的C40-9型内燃机车
突进9系列内燃机车可以看做是突进8系列的改进版,和前作一样,突进9系列也安装了一个带有微处理器的柴油机控制单元和一个模块化的车身结构,这对于机车的操作和维护起了很好的简化作用。突进9系列所有车型都安装了一台通用16缸涡轮增压7FDL四冲程柴油机,该柴油机安装了电气燃油喷射装置和分体式冷却系统。另外突进9的走形部安装了最新的HIAD高粘着性转向架,该转向架可以在较低轴重的情况下提供稳定的附着力,另外还有防空转微处理器系统来对其进行控制。
不过和突进7还有突进8不同,由于性能上的需求越来越高,突进9不再生产4轴内燃机车,通用电气的主力货运机车和易安迪的GP系列一样在上世纪的90年代停止了4轴内燃机车的开发和使用。
二、突进9系列6轴内燃机车
1、突进9系列40C型内燃机车
通用电气D9-40C,也可以称为C40-9,是一款4000马力级内燃机车,由通用电气运输系统公司位于宾夕法尼亚州伊利市的机车工厂在1995年1月到3月制造的货运机车。C40-9型内燃机车装备了一台16缸7FDL-16型柴油机,输出功率4000马力,相比于它的后辈C44-9W来说功率还是要低了400马力,机车一共生产了125台,全部配属在诺福克南方铁路公司。
C40-9采用了标准化司机室设计(窄前鼻),是突进9系列唯一一款采用标准化司机室的内燃机车。除了前鼻不同以外,这款车和后来的C40-9W可以说是完全相同的,所有的C40-9都安装了车顶空调机组,所以这款机车远看就像戴了一顶帽子。
C40-9型内燃机车,采用标准化司机室,可以看到车顶空调机组
进入到了2015年的中期,诺福克南方铁路公司对治下的C40-9型内燃机车进行了输出功率升级,升级后的机车输出功率提高到了4400马力,所有的机车在进入了184天的维护周期之后开始升级。
另外同样在2015年,诺福克南方铁路公司把8879号车进行了交电化改造,机车换装了交流牵引电动机,另外司机室换成了最新的通用电气宽司机室,操作方面安装了机车限速器(LSL系统)和机车信号。这次改造的目的除了直流机车交流化以外,也是为了测试诺福克南方铁路公司治下125台C40-9型内燃机车在交流改装上的经济性和可行性,当测试通过之后,诺福克南方铁路公司将计划一次更大的改造,将其之下1797台C44-9W车队进行大规模的升级。C40-9型8879号车的改造工作分包给了位于纽约丹斯维尔的美国动力公司(AMP)完成,该机车是美国MP系列内燃机车的生产厂家。随后8900号车也被送往这家公司,AMP公司也不辱使命很快把两台机车改造完毕,诺福克南方铁路公司把这两台车重新定型为了AC44C6M。截止到2018年11月,所有的C40-9型机车全部退休,将于2019年重建。
在这里我不得不吐槽一下,看看人家美国对机车的运用方式,在21世纪这个讲究可持续发展的今天,美国铁路公司对其治下内燃机车的运用方式可以说是精打细算,我觉得这种运用方式在任何时代任何时期都是合理的,毕竟资金不是大风刮来的,降低成本提高利用率才是根本。
机车基本参数如下:
机车型号:突进9系列40C型
生产年限:1995年1月到3月
生产数量:125
主要用户:诺福克南方铁路公司
机车轴列式:Co—Co
轨距:1435mm
转向架:通用电气HiAd(大小写没错,原型号就是这样)
轮径:1016mm
机车全长:22.3m
机车整备重量:190吨(指满燃料,满砂箱冷却水润滑油等)
油箱容积:17000L
润滑油:1600L
砂箱容积:1.1m
柴油机型号:7FDL-16
牵引电动机:B13B
构造速度:110km/h
输出功率:4000hp
起步牵引力:620kN
持续牵引力:480kN
改造后型号:AC44C6M
2、AC44C6M型内燃机车
介绍这款机车之前,还记得我在文章开头说的交流牵引电动机在性能上的飞跃式提升吗,看了这款机车的介绍你就明白这个飞跃到底是飞跃了多高。
AC44C6M型内燃机车并不归属于我们下章节要介绍的AC系列,这款机车是由通用电气公司、美国动力公司和诺福克南方铁路公司联合改建的一款内燃机车,主要原型车是就是上文中提到的C40-9型,不过后来也有一些其他型号被改造之后加入了这个系列。机车主要在朱尼亚塔车间和罗诺克车间进行翻修改造,这个项目于2015年9月开始启动。AC44C6M型内燃机车还是保留了16缸7FDL-16型柴油机,不过牵引电动机换装成了通用电气交流5GEB13B7型牵引电动机,另外司机室采用了ES44AC型机车的设计,从外观上看,机车除了司机室前段结构,其余的部分没有什么太大变化。不过内部结构就不同了,AC44C6M型内燃机车采用了地板下空调、新型机车信号、机车限速器LSL系统、DPU遥控系统、PTC和ECP制动系统等等,这些都是C40-9原型车上所没有的重大技术改进。
诺福克南方铁路公司是这个项目计划的唯一运营商,该公司计划重建所有125台C40-9型机车,车号也会从8764—8888变成4000—4124。通用电气后来也同意协助诺福克南额外改造450台C44-9W型机车,车号4125—4574。截止到2018年年底,朱尼亚塔和罗诺克两个车间重建了所有的C40-9。
其中前6台机车诺福克南方铁路公司采用了特殊涂装,不再使用传统的跃马黑白涂装,其中4002和4003号车由于是在罗诺克重建,和4004以及4005这两台朱尼亚塔重建的机车相比涂装颜色有所不同。而4000、4001则采用了蓝金白三色涂装。
罗诺克改造的AC44C6M型机车,朱尼亚塔改造的机车就是车蓝色的鬃毛涂装换成了红色
2015年12月28日,4000号车和4001号车首次亮相,4002号在2016年9月1日下线,4004号车则是在2016年8月16日出厂,最后两台是4003和4005号车,2016年12月15日投入使用。
截止到了2018年6月,125台C40-9型机车全部改造完毕,另外还有17台C44-9W也完成了这样改造,4000号和4001号车在弗吉尼亚州和西弗吉尼亚州的线路上进行了牵引煤炭列车广泛性试验,后来也在其他线路进行了运行试验。
整个2017年期间由57台机车完成了改造,这些机车基本都是处于停运或者等待退役的状态,其中有13台在沃斯堡、4台在罗阿诺克、9台在奥尔托纳,其余的机车来自各个封存车库。2017年8月,诺福克南方铁路公司和通用电气达成协议,从2018年开始到2022年期间,将500台C44-9W型内燃机车也改造成AC44C6M型机车,这批机车编号4075—4574,计划每年改造100台,其中50台由通用电气公司改造,50台由诺福克南方铁路公司自己改造,主要改造地在朱尼亚塔和罗诺克。另外还委托CAF美国公司为2台机车生产了电气部件,这两台安装了CAF电气设备的机车被定型为了AC44C6CF。
2017年10月,加拿大太平洋铁路公司启动了一个类似的改造项目,不过他们是将旧化的AC400CW车队改造成了AC44--CWM。
AC44C6M型内燃机车基本参数:
生产年限:2015年8月至今
改在台数:目前142台
轴列式:Co—Co
轨距:1435mm
轮径:1016mm
机车全长:22.3m
机车整备重量:196吨(全满状态)
润滑油:1600L
砂箱容积:1.1m
柴油机型号:通用电气7FDL-16型
牵引电动机:通用电气5GEB13B7 AC型
构造速度:121km/h
输出功率:4400hp
起步牵引力:890kN(从620提升到了890)
持续牵引力:800kN(从480提升到了800)
各位,看到上面数据的变化有什么感想,C40-9型内燃机车在经历了一系列的改造之后变身为AC44C6M型,性能的提升呈现断崖式飞跃,机车的性能已经和易安迪最新的SD70ACe-T型和SD90MAC-H型持平,但是各位不要忘了,易安迪的机车是新造机车,而这款AC44C6M型机车是改造机车,制造成本之低可想而知。
3、突进9系列40CW型内燃机车
C40-9W型内燃机车是通用电气位于宾夕法尼亚州伊利市的运输系统公司在1996年1月到2004年9月期间制造的电传动内燃机车,一共为诺福克南方铁路公司制造了1090台,车辆编号8889—9978,另外为CSX提供了53台按照突进9标准制造的C40-8W,车号9000—9052,这个在上个章节有简介。
作为了突进9系列的一员,C40-9W和C44-9W采用了相同的车架、HIAD转向架、16缸7FDL柴油机和752AH-31型牵引电动机。不过输出功率不同,C40-9W只有4000马力,主要原因是C40-9W柴油机控制单元中的软件限制了柴油机的最大功率,其实机车乘务员是可以用这个软件在需要的情况下解除输出功率的限制,这样可以有效的延长柴油机的寿命并降低油耗。其实C40-9W型机车可以看做安装了宽前鼻司机室的C40-9,不过相比于标准化司机室,C40-9W的宽大司机室更加舒适。
C40-9W型宽司机室内燃机车
前文提到过,CSX公司配属的C40-8W型机车其实就是披着突进9外壳的突进8机车,特别是前三台机车,由于一开始输出功率是4400马力,最早被定型为C44-8W,后来为了保证机车的使用效率和年限降低到了4000马力,这才加入了C40的大家族,不过CSX这批机车安装了GSC浮垫3型转向架,而不是Hi-Ad转向架。
2013年底,诺福克南方铁路公司开始把C40-9W升级为C44-9W,输出功率从4000马力(其实标准是4023马力)提高到4400马力,升级在2015年完成。2017年,这批机车也加入了AC44C6M机车改造项目中,预计到2027年,1090台机车将全部升级改造,其中第一批的400台将在2022年下线。
该机车参数基本和C40-9一致,在此不再赘述。
4、突进9系列44CW型内燃机车
C44-9W型内燃机车是通用电气运输分公司位于宾夕法尼亚州伊利市的机车工厂生产的一款电传动内燃机车,作为突进9大家族的一份子,C44-9W型内燃机车和C40-9W型机车的车架、HiAd转向架、16缸7FDL柴油机以及752AH-31型牵引电动机全部通用,前文也说了C40-9W型机车因为软件的限制输出功率只有4000马力,而C44-9W输出功率达到了4400马力。
C44-9W的产量非常庞大,一共生产了2494台,从1993年一直生产到了2004年,是通用电气产量最大的内燃机车之一,不过CSX和加拿大太平洋铁路公司更喜欢AC系列中的AC4400CW,尽管这两个车非常接近,但是后者采用了交电传动。2005年1月1日,美国开始实施更严格的排放要求,C44-9W型内燃机车正式停产并被ES44DC型机车取代。
C44-9W型内燃机车
很多北美铁路公司都是C44-9W的用户,这里面包括了芝加哥和西北部铁路公司、前艾奇逊托皮卡圣太菲公司(ATSF)、合并后的伯灵顿北及圣太菲铁路公司(BNSF)、CSX、南太平洋铁路公司、加拿大国家铁路、加拿大不列颠哥伦比亚铁路以及联合太平洋铁路,可以说脚步遍布北美地区。前文说到过诺福克南方铁路公司还购买了1090台C40-9W,这款车和C44-9W非常相似。
其中BNSF4723号车是微软模拟火车中一台可操作机车,另外这款车也是模拟火车2019和Tranz中的可驾驶机车,这款车在美国铁路界也算是家喻户晓的。
BNSF在后来运用的过程中把一部分C44-9W型机车进行了改造,改造后的型号为AC44C4M,机车采用了A1A—A1A的轴列式,内部控制系统接近ES44C4型内燃机车。
诺福克南方铁路公司则打算把这些机车进行交流化改造,2015年11月,这个改造项目被归类到了AC44CM的项目中。
机车参数如下:
生产年限:1993年—2004年
轴列式:Co—Co
轨距:1435mm;1600mm(出口巴西)
转向架:通用电气HiAd
轮径:1067mm
机车全长:22.45m
机车宽:3.12m
机车高:4.88m
机车自重:192.8t(注意和前面的整备重量区分开,这是机车自身净重)
油箱容积:19000L
柴油机型号:通用电气7FDL16
柴油机规格:四冲程16缸V型排布,吸入式涡轮增压
主发电机:通用电气GMG197
牵引电动机:通用电气5GE752AH直流型
构造速度:119km/h
起步牵引力:631.65kN
持续牵引力:469.61kN
持续速度:21km/h
5、C38EMi和C44Emi型出口内燃机车
这两款内燃机车是通用电气在2006年到2008年之间为巴西MRS公司设计的一款出口型内燃机车,原型车就是前文提到的C44-9W型内燃机车。
C38EMi型内燃机车
从型号我们就可以看得出来,C38EMi是在原车基础上将内部微处理器和电子系统做了调整,把电子燃油喷射装置也做了对应的修改,柴油机的输出功率降低到了3800马力,第一批购买了40台,属于这种。后面又追加购买了45台解除了对柴油机的限制,输出功率恢复到了4400马力,因此这批机车型号为C44EMi。
6、C38AChe型内燃机车
C38AChe型内燃机车是通用电气为中国铁路制造的一款出口型内燃机车,该机车基于前文提到的C44-9W型内燃机车改造而来,国内定型NJ2型,这台机车是专门为青藏铁路高海拔运行的定制款机车,主要用于西宁到拉萨的客货列车牵引,机车输出功率达到了5100马力,轴列式Co—Co,下面我们将对该机车进行详细的介绍。
C38AChe型内燃机车
7、中国铁路NJ2型内燃机车
NJ2型内燃机车是中国铁路的内燃机车车型之一,由美国通用电气公司设计制造,专门用于担当青藏铁路格尔木至拉萨区段客、货运列车牵引任务,全数78台机车均配属青藏铁路公司格尔木机务段。NJ2型机车采用电子控制燃油喷射内燃机、交流传动技术,在空气稀薄的高原铁路沿线特殊的地理环境和气候条件下仍可具有较高可靠性和牵引性能。
2001年6月,青藏铁路二期工程(格尔木至拉萨段)正式全面开工建设,青藏铁路高原内燃机车的研制任务也同时启动。高原内燃机车的研制由戚墅堰机车车辆厂进行,当时并未考虑采用进口机车。2002年5月,中华人民共和国铁道部科技司与戚墅堰厂签订了《青藏线高原内燃机车的研制及线路试验》科研项目合同,要求试制2台青藏线高原内燃机车样车。2002年10月底,两台被命名为“雪域神舟”的东风8B型9001、9002号高原内燃机车研制成功。2003年初,“雪域神舟”号机车在青藏铁路已铺轨路段进行高原性能试验,试验结果表明机车各项数据基本达到设计要求。
东风8B型9001雪域神州号内燃机车,车体采用了白蓝雪山涂装,车体还有藏文,只可惜生不逢时
当时“雪域神舟”号曾经有望成为青藏铁路的主力牵引机车,但从2003年3月刘志军出任中国铁道部部长后,中国铁路发展政策出现重大转变。刘志军上任后提出铁路要实现“跨越式发展”,不能继续在原有基础上慢慢前进,而应该同其他行业一样,积极引进国外的先进技术,最短时间内提高中国铁路的技术水平。对于青藏铁路这个高标准工程,刘志军明确提出要把它建设成世界一流的高原铁路,实现“三个目标”:“把旅客列车在全线运行时间压缩到最短;全线行车设备实现免维修;沿线基本实现无人管理”。与此同时,中央政府于2004年底决定作出对青藏铁路提前一年通车的要求,更使“可靠性”成为决定青藏铁路设备采购的重要标准,使得铁道部在部分设备的采购上最终放弃了国产设备。
对于高原铁路机车的采购,铁道部采取了全部整车进口的方式,由美国的通用电气(GE)和易安迪(EMD)竞标;通用电气公司以C44-9W型内燃机车为基础,提出C38AChe型高原内燃机车的方案,而易安迪公司亦以SD90MAC型内燃机车为基础,向中国推荐JT46型高原内燃机车,虽然易安迪落选了,但是后面的和谐内3型机车依然采用了易安迪SD90MAC的设计。最终,通用电气公司于2004年10月获得中国铁道部78台C38AChe型内燃机车的订单,中国铁道部委托中国技术进出口总公司与通用电气公司签订了采购合同,这也是继1984年进口的ND5型内燃机车之后通用电气为中国铁路提供的第二种铁路机车。该型机车在中国被定型为NJ2型,其中“N”代表内燃机车、“J”代表交流传动。此外,通用电气公司还与中国铁道部签订了引进用于青藏铁路的增强型列车控制系统(ITCS)的合同。
NJ2型内燃机车采用交—直—交流电传动,机车由通用电气公司位于宾夕法尼亚州伊利的工厂生产,而转向架则由澳洲戈尼南公司(United Goninan)制造。青藏铁路公司在机车引进前选拔技术职工并进行先期培训,随后送往美国监造机车,并接受技术培训。2006年1月9日,首批3台机车运抵天津港,同时并接卸了装载机车设备的14个集装箱。根据安排,3台机车于2006年1月21日运抵西宁机务段格尔木运用车间,随后中国铁道部、中国铁道科学研究院、青藏铁路公司合作,对NJ2型机车在冬季严寒的青藏地区进行了一系列性能试验,包括动力学性能试验、双机和三机重联试验、低温起动试验、长大坡道制动试验等项目,以获取第一手实验数据,并为后续的75台机车的技术改进提供重要数据。试验结果表明,NJ2型机车各项性能指标均达到了合同要求。
早期白色涂装的NJ2
2006年3月1日,青藏铁路格尔木至拉萨段交付临管营运,开行货物列车;2006年5月1日,开始不载客(空车运行)的旅客列车试运行;2006年7月1日,青藏铁路格拉段正式开通运行,开行北京西至拉萨、成都(重庆)至拉萨、西宁(兰州)至拉萨三对特快旅客列车,在格拉段采用NJ2型机车三机或双机重联牵引。截至青藏铁路开通运行时,已经投入使用的NJ2型机车共有10台,因此运行初期在机车运用紧张的情况下会安排NJ2型机车和东风8B型、东风4B型机车重联牵引。全数78台NJ2型机车于2006年1月至2007年3月间陆续运抵中国,随着机车陆续到位,青藏铁路格拉段客货列车的牵引机车自2006年12月1日开始全部统一采用NJ2型机车;最后6台机车于2007年3月19日在天津港完成接卸。
NJ2型机车投入运用的初期,机车部分零部件曾经出现一些质量问题。国家质量监督检验检疫总局和铁道部于2006年11月起草了一份名为《质检总局对青藏铁路进口设备检验监管情况及存在问题的分析》的内部报告。报告中指出,在累计150万公里的运行过程中,已投入使用的18台NJ2型机车和ITCS信号系统共发生16个重大质量问题,包括机车走行部扫石器松动脱落、机车空压机冷却器故障、内燃机散热器漏水、机车横向减震器断裂脱落、轴箱导框摩擦板惯性脱落等,而由于通用公司设计、制造方面的原因所引发的问题有6个。经铁道部、青藏铁路公司与通用电气公司协商,合作针对各种故障制定了相应的改进措施,所有改造于2007年11月底全部完成,机车故障率逐年下降。
NJ2型机车采用整体承载结构棚式车体,设有单端司机室;为了便于机车运行过程中司机对动力室的巡检,机车采用双侧贯通式内走廊布置。机车可以多机重联方式运用,司机从本务机车控制所有重联机车,机车前后两端均有端门可与相邻机车或车辆连通;为保证可靠性,当其中一台机车故障时,故障机车可从重联的其他机车获得直流辅助电源和压缩空气,用于内燃机加热、司机室加热、供氧、照明等功能。每台机车的燃油箱容量达到9000升,当其中一台机车无法牵引运行时,故障机车能够把自身燃油供给相邻的机车。
空气制动系统采用克诺尔公司的“CCB II”微机控制电空制动系统,具有保压和非保压制动、阶段缓解等功能。机车最大起动牵引力达到534千牛,持续牵引力达到427千牛;最高运行速度为120公里/小时,持续速度为18.3公里/小时。三机重联牵引3000吨货车或960吨客车时,在20‰的长大上坡道运行时平衡速度分别达35公里/小时、85公里/小时;在20‰的长大下坡道运行时,单独使用电阻制动可使3000吨货车、960吨客车速度稳定在80公里/小时、100公里/小时左右。单机制动试验中,制动初速120公里/小时的紧急制动有效制动距离在800米以内。
机车适用于环境温度为-35℃~35℃的高原地区。针对高原地区的球状闪电现象,机车采用了英国比威公司(Brecknell Wills)的防雷装置,每根车轴均设有接地电刷。机车并加装制氧机,既可用面罩供氧也可以用弥散方式供氧。 为适应机车长途运行的需要,车上设置了非直排式厕所。
后期涂装全部换成了绿色带黄色条纹
机车装用一台通用电气公司制造的7FDL-16AD1型柴油机,为16气缸、四冲程、废气涡轮增压的V型中速内燃机;气缸直径为9英寸(228.6毫米),活塞行程10.5英寸(266.7毫米);功率能随海拔高度自动修正,AAR标准状态下的标定功率为4500马力(3356千瓦),海拔2828米的装车功率3000千瓦,海拔5000米的装车功率达到2700千瓦。内燃机采用了通用电气公司的电子控制燃油喷射系统和博世公司的高压喷油泵,并设有可变喷油提前角控制和内燃机起机控制功能,内燃机在起机时不冒黑烟,并使内燃机具有较低的燃油消耗率及排放指标,达到美国环保局0级(EPA Tier 0)排放标准。
NJ2型机车为交—直—交流电传动内燃机车,采用通用电气公司的交流传动系统,包括5GMG207型交流发电机、17KG525型牵引逆变器和5GEB30型牵引电动机。5GMG207型交流发电机为三相同步无刷发电机,额定功率为3000千瓦。17KG525型牵引逆变器采用IGBT为功率控制器件,采取脉宽调制(PWM)和六阶梯波方式相结合的控制策略。5GEB30型牵引电动机为三相异步牵引电动机,功率为460千瓦。牵引状态时,内燃机直接驱动同步牵引发电机发出三相交流电,分别供给3个整流模块,转换成中间直流电压后供给6台牵引逆变器,再将直流电转换成频率、电压可调节的三相交流电,由微机控制系统分别向2台转向架上的6台三相异步牵引电动机实现轴控式供电,通过传动齿轮驱动车轮。
NJ2型机车的运行控制系统采用由通用电气公司开发的“综合控制架构”(Consolidated Control Architecture,CCA)系统,与AC6000CW型内燃机车的控制系统大致相同。该系统以3台智能显示器作为机车的控制计算机,通过一个串联的ARCNET局域网通讯网络,控制机车上所有其他计算机和控制装置的运行,包括内燃机控制、牵引控制、制动控制、辅助电源控制、重联控制、粘着控制、故障诊断和检测等功能。NJ2型机车并装设了上千个不同功能的传感器,具有气压、温度、转速等检测监控功能,机车各主要部件的运作状态信息会直接显示在智能显示屏上。
机车走行部为两台三轴转向架,转向架为导框式结构,一系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧,二系悬挂为构架和车体之间的橡胶旁承。牵引力和制动力通过中心牵引销传递。牵引电动机采用滚动轴承抱轴半悬挂安装方式,采用单侧齿轮传动方式驱动轮轴。
NJ型内燃机车基础参数:
类型:内燃机车
原产国:美国
生产商:通用电气
生产型号:C38AChe
序列编号:0001~0078
生产年份:2006年—2007年
产量:78台
主要用户:中国铁路总公司
轴列式:Co—Co
轨距:1435mm
轮径:1050mm(新轮)
轴重:23t
轴距:1850mm
机车长度:20853mm(车钩中心距)
机车宽度:3119mm
机车高度:4765mm
整备重量:138吨
燃料:柴油
燃料储备量:9000L
水储备量:925L
传动方式:交—直—交流电
柴油机:7FDL-16AD1型内燃机
柴油机功率 3,356kW(AAR状态)
牵引发电机:5GMG207
牵引电动机:5GEB30
最高速度:120km/h
持续速度:
20.2km/h(ARR状态)
20.4km/h(海拔2828米)
19.8km/h(海拔4100米)
18.3km/h(海拔5072米)
牵引功率:
5120kW(ARR状态)
5160kW(海拔2828米)
5026kW(海拔4100米)
4666kW(海拔5072米)
牵引力 534千牛(起动)
427千牛(持续)
设计加速度:
0.345km/h/s(ARR状态)
0.348km/h/s(海拔2828米)
0.339km/h/s(海拔4100米)
0.314km/h/s(海拔5072米)
制动方式:踏面制动、电阻制动
三、突进9系列8轴内燃机车
包含了突进9系列40BBM型内燃机车和40BBW型两种机车,统称为BB40-9W型内燃机车,这款机车是C40-9W的8轴窄轨版本,一共生产了141台,全部都属于巴西EFVM米轨铁路公司,由于巴西的轨道容许轴重只有25吨,这一点远远低于北美的32.4吨,另外由于米轨的轨距,普通的牵引电动机也无法安装,而米轨用电机又无法承受主发电机的负荷,因此经过改造之后,机车采用了4台Bo米轨转向架,这样多出的轴分摊了机车的质量降低了轴重,同时多出的两台米轨电机也分摊了主发电机的负荷。机车车号1113到1253。
BB40-9W型内燃机车
四、结束语
这个章节内容不算多,其实主要原因还是通用电详细的分型,我在编排的时候也可以按照大分型来进行分章。突进9系列内燃机车可以被认为是通用电气进入现代化的标志,微机操控,交流化改造,模块化设计等等,这都为接下来的新型机车奠定了良好的机车,下个章节我们将介绍两个并列的型号系列,分别是美国交流电传动系列(AC)系列和进化(ES)系列,之所以把这两种机车放在一起介绍主要原因还是因为一款我国内燃机车把这两个型号联系在了一起。各位敬请期待。
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1、电传动
直流电传动、交直流电传动和交直交(简称交流)电传动。东风、东风2和东风3型机车,为直流电传动机车东风4型以后研制的电传动内燃机车,均为交直流电传动机车
1999年以后 陆续出现了一些交流传动机车
比较成功的有大连厂的东风4DJ型 和戚墅堰厂的东风8CJ型
国产电传动机车都命名为东风*型 进口的则是ND*型
电传动机车在国内最知名的是由戚墅堰机车车辆厂制造的东风11G型和东风8B型
2、液力传动
一般(机械换向)液力传动和液力换向的液力传动另有一种为液力一机械传动。北京型和东方红系列机车均为液力传动机车多数GK系列工矿机车为液力换向机车。
国产的液力传动一般是东方红*型和北京*型 还有工矿机车GK系列 进口的则是NY*型
液力传动机车在国内最知名的 就属美国通用电器公司 的ND5型了
3、机械传动
这个国内应该很少见;只在小功率的地方铁路和工矿机车上少有运用
我国干线内燃机车以电传动东风型为主
液力传动的现在比较少了 不过以前的首长专列都是用联邦德国汉寿尔工厂NY6、NY7牵引的电传动内燃机车,只有一台戚墅堰机车车辆厂制造的东风11Z型 用来牵引专列
内燃机车传动装置的作用
每循环供油量一定时,柴油机的扭矩随转速的变化不大柴油机的功率与转速近似正比变化,只有在标定转速下才可能达到标定功率。为了使柴油机的功率得到充分发挥和合理利用,实现机车牵引特性的要求,内燃机车必须设传动装置,作为柴油机曲轴和机车动轴的中间环节,将柴油机的扭矩、功率——转速特性转换为内燃机车的牵引特性:即机车起动和低速牵引时有较大的牵引力列车起动后,当机车主控制器手柄处于给定位置,柴油机转速、功率一定,列车运行阻力小于机车牵引力时(加速力为正值),机车速度沿牵引特性曲线提高(牵引力随之减小)当列车阻力大于机车牵引力时 (加速力为负值),机车速度沿牵引特性曲线下降(牵引力随之增大)同时,通过传动装置实现机车换向、动力制动等工况转换功能,满足列车牵引的要求。
如果是内燃机车牵引,靠柴油来提供能源。还有是电力机车以架空电缆或第三轨提供电力来推动电动马达。牵引动车是8节车厢为一组,5动3拖。即每8组车厢中有5节是有动力的,有3节是拖行的。
扩展资料:
多数的动力分布式列车因加减速性能较佳,适合走停很频繁的通勤客运列车或是纵坡度变化大的崎岖地形。但因列车组里面各车厢的编组需固定,难以灵活变更调度,所以货运上的使用并不普遍。 EMU的电动机一般是安装在车厢底转向架之上。
一列动力分布式列车之内不一定是每个车厢都带有发动机,列车内无动力的车辆称为“无动力客车”。为了方便了解列车组的动力车构成,一般为以英文字“M”(motor / 马达)与“T”(trailer / 无动力车卡)来分别代表动力车厢与无动力车厢的分布,例如,6M2T表示这列共有8节车厢的列车组中有6节动力车厢与2节无动力车厢,而4M则表示整列列车四个车厢都为动力客车。
相较于动力分布式,动力只集中在车头(机关车)的牵引方式,称为动力集中式列车。
参考链接:百度百科-动力分布式列车