【科普】法國(guó)國(guó)家鐵路單司機(jī)室內(nèi)燃機(jī)車概況(上篇)——BB 63000型和BB 63500型

文章作者:西瓜昌真濕基(嗶哩嗶哩和百度昵稱:寧柳跨越)
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——法國(guó)國(guó)家鐵路 宣
提示
直—直流電傳動(dòng):指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)(或燃?xì)廨啓C(jī)車燃?xì)廨啓C(jī))通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)直流牽引發(fā)電機(jī),輸出直流電并供給數(shù)臺(tái)并聯(lián)的直流牽引電動(dòng)機(jī)。本文提及的法國(guó)國(guó)家鐵路BB 63000型和BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車為直—直流電傳動(dòng)形式。
交—直流電傳動(dòng):指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)(或活塞式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī))通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相交流同步牽引發(fā)電機(jī),經(jīng)硅整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電后,供給數(shù)臺(tái)并聯(lián)的直流牽引電動(dòng)機(jī)。本文提及的法國(guó)國(guó)家鐵路BB 64700+TBB 64800型內(nèi)燃動(dòng)力單元為交—直流電傳動(dòng)形式。
交—直—交流電傳動(dòng):指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相交流同步牽引發(fā)電機(jī),向牽引包供給電能,由牽引包提供電流給逆變器,逆變器輸出電壓和頻率可變的交流電流,驅(qū)動(dòng)每臺(tái)并聯(lián)的交流異步牽引電動(dòng)機(jī)。美國(guó)通用電氣公司TE33A型內(nèi)燃機(jī)車為交—直—交流電傳動(dòng)形式。
液力傳動(dòng):指內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)通過(guò)液力變矩器,用液力把柴油機(jī)的動(dòng)力傳到車輪上。法國(guó)國(guó)家鐵路BB 61000型內(nèi)燃機(jī)車為液力傳動(dòng)形式。
機(jī)械傳動(dòng):指內(nèi)燃機(jī)車像汽車的手動(dòng)變速器一樣用變速箱和離合器,把柴油機(jī)的動(dòng)力傳到車輪上;但機(jī)械結(jié)構(gòu)的離合器難以承受高功率,而且變速箱結(jié)構(gòu)就必然十分復(fù)雜和龐大,以增加排檔數(shù)提供相對(duì)平穩(wěn)的變速性能,所以機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車功率通常很低。法國(guó)國(guó)家鐵路Y 7400型內(nèi)燃機(jī)車為機(jī)械傳動(dòng)形式。
雙模式動(dòng)力機(jī)車:本文提及的“雙模式動(dòng)力”,是指一種可以從電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流或柴油機(jī)獲得動(dòng)力的機(jī)車。西門子Vectron DE型雙模式動(dòng)力機(jī)車即為雙模式動(dòng)力機(jī)車。
法國(guó)國(guó)家鐵路公司在本文內(nèi)均簡(jiǎn)稱“SNCF”⑴,地方和工業(yè)鐵路公司簡(jiǎn)稱“VFLI”⑵;法國(guó)布里索諾和洛茲公司簡(jiǎn)稱“BL”,阿爾薩斯機(jī)械制造公司簡(jiǎn)稱“SACM”。
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概述
BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車是BL在1953年到1964年期間交付給SNCF的一種調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車。為了彌補(bǔ)BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車的輸出功率不足,BL在1956年推出能輸出更大功率的BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車,交付給SNCF。

040 DE 1號(hào)~040 DE 192號(hào)→BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車
20世紀(jì)50年代初,法國(guó)國(guó)內(nèi)鐵路網(wǎng)的重建基本上完成。為了替代年事已高的140 C型蒸汽機(jī)車,以及與公路運(yùn)輸展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng),BL應(yīng)SNCF訂單,于1953年研制出040 DE型內(nèi)燃機(jī)車。
到1962年1月1日,BL向SNCF交付了192臺(tái)040 DE型內(nèi)燃機(jī)車,車號(hào)為040 DE 1號(hào)~040 DE 192號(hào);同日SNCF將040 DE型內(nèi)燃機(jī)車重新定型為BB 63000型,在此之前的192臺(tái)機(jī)車車號(hào)更改為BB 63001號(hào)~BB 63192號(hào)。到1964年停產(chǎn)時(shí),BL向SNCF交付了250臺(tái)BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車。

BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車主要分為三批,均配備了瑞士蘇爾壽公司制6LDA22型柴油機(jī),主要區(qū)別在于第二批和第三批機(jī)車具有更高的裝機(jī)功率:
BB 63001號(hào)~63108號(hào):600 hp的6LDA22-B型和6LDA22-C型柴油機(jī);
BB 63109號(hào)~63195號(hào):725 hp的6LDA22-C型、6LDA22-D型和6LDA22-E型柴油機(jī);
BB 63196號(hào)~63250號(hào):750 hp的6LDA22-E型柴油機(jī)。
BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車幾乎遍布于法國(guó)所有的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路線。如今,大部分BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車已經(jīng)從SNCF的現(xiàn)役機(jī)車車輛序列中退出。最后一臺(tái)機(jī)車——BB 63181號(hào)機(jī)車在完成尼斯城站和尼斯圣羅奇站之間的調(diào)車任務(wù)后,于2011年底退役。但應(yīng)當(dāng)注意的是,有19臺(tái)BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車在1990年前后被改造為“Unité B”TBB 64800型補(bǔ)機(jī)拖車,與23臺(tái)BB 64700型內(nèi)燃機(jī)車重聯(lián)用于調(diào)車。
VFLI獲得了部分BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車,并重新定型為BB 300型。

040 DE 501號(hào)~040 DE 790號(hào)→BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車
為了彌補(bǔ)BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車的輸出功率不足,SNCF決定使用SACM制造的MGO V12 SH型柴油機(jī),該型柴油機(jī)自1952年以來(lái)的運(yùn)行結(jié)果表明它更強(qiáng)大,更緊湊,更輕便。
BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車的車架與其前身BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車的車架相同,但由于采用了新的柴油機(jī),BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車的布局作了一些調(diào)整。

到1962年1月1日,BL向SNCF交付了290臺(tái)040 DE型內(nèi)燃機(jī)車,車號(hào)為040 DE 501號(hào)~040 DE 790號(hào);同日SNCF將500系040 DE型內(nèi)燃機(jī)車重新定型為BB 63500型,在此之前的290臺(tái)機(jī)車車號(hào)更改為BB 63501號(hào)~BB 63790號(hào)。到1971年停產(chǎn)時(shí),BL向SNCF交付了580臺(tái)BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車。
VFLI獲得了部分BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車,并重新定型為BB 400型。

040 DE 400號(hào)~040 DE 423號(hào)→BB 63400型內(nèi)燃機(jī)車
BL在1959年到1960年期間,向SNCF交付了23臺(tái)裝用SACM制造的MGO V12 SH型柴油機(jī)的040 DE型內(nèi)燃機(jī)車,車號(hào)為040 DE 401號(hào)~423號(hào)。1962年1月1日,SNCF將400系040 DE型內(nèi)燃機(jī)車重新定型為BB 63400型,車號(hào)改為BB 63401號(hào)~BB 63423號(hào)。
2臺(tái)BB 63400型內(nèi)燃機(jī)車于2011年到2012年間改造為BB 64600型內(nèi)燃機(jī)車;BB 63406號(hào)機(jī)車仍在運(yùn)用狀態(tài),并被SNCF Réseau用于牽引路用列車。

改造
BB 64700+TBB 64800型內(nèi)燃動(dòng)力單元
為滿足重型調(diào)車需求,SNCF在198*9年至1993年間,將23臺(tái)BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車改造為BB 64700型內(nèi)燃機(jī)車,同時(shí)將19臺(tái)BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車改造為TBB 64800型補(bǔ)機(jī)單元。
與BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車相比,BB 64700型內(nèi)燃機(jī)車的司機(jī)室增高,就像BB 66000型內(nèi)燃機(jī)車一樣,直流牽引發(fā)電機(jī)被交流牽引發(fā)電機(jī)替代;而與BB 63000型內(nèi)燃機(jī)車相比,TBB 64800型補(bǔ)機(jī)單元車架被縮短,并移除了油箱、柴油機(jī)和司機(jī)室,車體高度有所降低,且只能與BB 64700型內(nèi)燃機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行,形成動(dòng)力單元。

“Plathée”BB 63413號(hào)機(jī)車
2009年4月,SNCF與法國(guó)Socofer公司合作,在BB 63413號(hào)機(jī)車上安裝電儲(chǔ)能器以及氫燃料電池⑶,并將其昵稱為“Plathée”⑷。
“Plathée”的電儲(chǔ)能器是一種組合式系統(tǒng),由基于雙層電容器的儲(chǔ)能器(12 kW·h)和電化學(xué)鎳鎘蓄電池⑸(50 kW·h)組成。電容存儲(chǔ)器的作用主要是在短時(shí)間內(nèi)保證最大功率需求,而蓄電池則提供基本功率用于牽引和輔助設(shè)備的供電。

為獲取對(duì)比數(shù)據(jù),SNCF同時(shí)對(duì)裝用傳統(tǒng)電傳動(dòng)裝置的同級(jí)別內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表示,在進(jìn)行干線作業(yè)時(shí),混合動(dòng)力機(jī)車的燃油消耗降低20 %左右。不過(guò),運(yùn)行結(jié)束時(shí),由于柴油發(fā)電機(jī)組功率不足,蓄電池的充電出現(xiàn)了問(wèn)題。
和預(yù)想的一樣,“Plathée”在進(jìn)行調(diào)車作業(yè)和空轉(zhuǎn)工況下是最節(jié)省燃油的,與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車相比,前者節(jié)約燃油40 % ,后者節(jié)約86 %。
“Plathée”于2011年試驗(yàn)結(jié)束后退役,后在米盧斯火車城博物館展示。
BB 64600型內(nèi)燃機(jī)車
2010年到2013年間,SNCF將38臺(tái)BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車和2臺(tái)BB 63400型內(nèi)燃機(jī)車改造為40臺(tái)BB 64600型內(nèi)燃機(jī)車,部署于SNCF Infra用于牽引路用列車。2015年1月1日,SNCF Infra改組為SNCF Réseau后,這些BB 64600型內(nèi)燃機(jī)車仍為后者所用。
改造措施包括加裝機(jī)車重聯(lián)裝置、KVB安全系統(tǒng)、無(wú)人警惕裝置和GSM-R無(wú)線通信設(shè)備等。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

后記
雖然說(shuō)BB 63000型和BB 63500型內(nèi)燃機(jī)車的持續(xù)牽引功率率均不超過(guò)450 kW,但這些內(nèi)燃機(jī)車的投入運(yùn)用不僅取代了蒸汽機(jī)車,同時(shí)也開(kāi)啟了法國(guó)的單司機(jī)室內(nèi)燃機(jī)車制造史。
注釋
⑴法語(yǔ):Société nationale des chemins de fer fran?ais。
⑵法語(yǔ):Voies ferrées locales et industrielles。
⑶氫燃料電池于2009年9月進(jìn)行了運(yùn)行測(cè)試,但于2009年10月被拆除,后來(lái)SNCF又對(duì)“Plathée”進(jìn)行了不帶氫燃料電池的測(cè)試運(yùn)行。
⑷法語(yǔ):PLAte-forme pour Trains Hybrides économes en énergie et respectueux de l'Environnement,大意為“高效節(jié)能環(huán)保的混合動(dòng)力火車平臺(tái)”。
⑸原本計(jì)劃采用鎳鋅蓄電池,但由于難以獲得必要的蓄電池,因此改用鎳鎘蓄電池。
參考
《混合動(dòng)力機(jī)車》,M·卡赫 著,于福鵬 譯,《國(guó)外鐵道機(jī)車與動(dòng)車》2016年4月第4期,16~19頁(yè)
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《Trains d'Europe : BB 63000 SNCF》:http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/63000.htm
《Trains d'Europe : BB 63500 SNCF》:http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/63500.htm
《Trains d'Europe : BB 64600 SNCF》:http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/64600.htm
《Trains d'Europe : BB 64700 & TBB 64800 SNCF》:http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/64700.htm
《Trains d'Europe : BB 63413 SNCF》:http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/plathee.htm
《BB 63000 - BB63000》:http://letraindalain.free.fr/galerieD.php?numserie=BB%2063000
《BB 63400 - BB63400》:http://letraindalain.free.fr/galerieD.php?numserie=BB%2063400
《BB 63500 - BB63500》:http://letraindalain.free.fr/galerieD.php?numserie=BB%2063500
《BB 64600 - BB64600》:http://letraindalain.free.fr/galerieD.php?numserie=BB%2064600
《BB 64700 + TBB 64800 - BB64700 + TBB64800 - Truck BB 64800》:http://letraindalain.free.fr/galerieD.php?numserie=BB%2064700%20TBB%2064800
