【科普】【擴展】“頭重腳輕”的蘇聯(lián)鐵道部2TE116A型和4TE130型內燃機車
文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）
LA NUIT
TOUS LES CHATS SONT GRIS
——DICTON
在夜色里
貓皆灰色
——諺語
提示
直—直流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅動一臺直流牽引發(fā)電機，輸出直流電并供給數臺并聯(lián)的直流牽引電動機。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部2TE10V型、2/3TE10M型和2/3TE10U型內燃機車為直—直流電傳動形式。
交—直流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機，經硅整流裝置轉換成直流電后，供給數臺并聯(lián)的直流牽引電動機。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部2TE116型、2TE121型和4TE130型內燃機車為交—直流電傳動形式。
交—直—交流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯(lián)軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機，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，驅動每臺并聯(lián)的交流異步牽引電動機。法國國家鐵路BB 75000型內燃機車內燃機車為交—直—交流電傳動形式。
液力傳動：指內燃機車柴油機通過液力變矩器，用液力把柴油機的動力傳到車輪上。蘇聯(lián)鐵道部TG16型內燃機車和俄羅斯鐵道部TG21型內燃機車為液力傳動形式。
機械傳動：指內燃機車像汽車的手動變速器一樣用變速箱和離合器，把柴油機的動力傳到車輪上；但機械結構的離合器難以承受高功率，而且變速箱結構就必然十分復雜和龐大，以增加排檔數提供相對平穩(wěn)的變速性能，所以機械傳動內燃機車功率通常很低。法國國家鐵路Y 7400型內燃機車為機械傳動形式。
烏克蘭哈爾科夫馬雷舍夫工廠在本文中簡稱“KhZTM”⑴，盧甘斯克市伏羅希洛夫格勒十月革*命內燃機車制造廠簡稱“VZOR”⑵和“LTZ”⑶，俄羅斯聯(lián)邦科洛姆納工廠簡稱“KZ”⑷。
本文屬于正經科普文章，資料及圖片來源于相關技術資料，不作為商業(yè)使用，如有侵權請及時聯(lián)系刪除之。
請大家理性討論，不要在評論區(qū)干些不該干的事！
由于筆者精力和能力限制，在整理資料時恐有錯漏，也請諸位讀者糾正指教，謝謝合作！
參考
《2ТЭ116型內燃機車》，中國鐵道部鐵路工業(yè)系統(tǒng)內燃機車技術情報交流網 編，《國外內燃機車概況》，第169頁~第171頁
《蘇聯(lián)2ТЭ116型內燃機車》，肖杰 譯，《國外內燃機車》1979年07期，第3頁~第8頁
《前蘇聯(lián)超大功率內燃機車研制回顧和目前境遇》，桂寶康 譯，《國外內燃機車》2006年第1期，第40~43頁
《Тепловозы серии 2ТЭ10?！?，V.A.Rakov 著，《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》，第155~第156頁
《Тепловозы серии 2ТЭ116》，V.A.Rakov 著，《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》，第164~第166頁
《Тепловозы 2ТЭ10В》，V.A.Rakov 著，《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》，第66頁~第68頁
《Грузовые тепловозы 2ТЭ116》，V.A.Rakov 著，《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》，第73頁~第77頁
《Грузовые тепловозы 2ТЭ121》，V.A.Rakov 著，《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》，第80頁~第83頁
《Опытные грузовые тепловозы 4ТЭ130 и 2ТЭ116А》，V.A.Rakov 著，《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》，第83頁~第86頁
《2TE121 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=54
《2TE116A — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=1088
《4TE130 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=631
《2TE130 — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=632
概述
2TE116A型內燃機車是蘇聯(lián)鐵道部干線內燃機車車型之一，是由VZOR于1981年研制成功的大功率干線貨運內燃機車。由于設計上的緣故，2TE116A型內燃機車車體底架與轉向架構架之間的間隙大得甚至還能讓一個人鉆過去，被后人戲稱為“頭重腳輕”。
1982年，VZOR在2TE116A型機車的基礎上，為貝阿鐵路研制了四節(jié)重聯(lián)的4TE130型內燃機車。
背景
1966年，KZ成功研制了裝車功率為3000 hp（2200 kW）的四沖程D49型柴油機（16ChN26/26）。1967年，LTZ試制了首臺裝用1A-5D49型柴油機的TE109型內燃機車——也是蘇聯(lián)第一種采用交—直流電傳動裝置的內燃機車。
1971年，從LTZ更名后的VZOR，試制了首臺裝用3-5D49T2型柴油機的TE114型內燃機車。3-5D49T2型柴油機在結構上與TE109、2TE116型機車所使用的1A-5D49型柴油機完全相同，但在TE114型機車上按2800 hp（2087.95 kW）的裝車功率使用，以提高柴油機的可靠性及耐久性。
1970年8月，VZOR的設計師們開始設計新一代大功率干線貨運內燃機車，計劃作為2TE10L型內燃機車的換代產品，并在接下來的4個月內制定了設計圖紙。這種機車原本擬命名為TE116型，但最終被定型為2TE116型。
正當VZOR研制2TE116型內燃機車的同時，蘇聯(lián)共*產*黨中央委員會和蘇聯(lián)部長會議于1974年7月8日發(fā)布關于建設貝加爾—阿穆爾鐵路干線的法令，正式動工修建貝阿鐵路。此后不久，蘇聯(lián)重型機械工業(yè)部以及鐵道部相繼向VZOR下發(fā)文件，要求后者開發(fā)研制適用于貝阿鐵路的超大功率干線貨運內燃機車。
為什么會“頭重腳輕”？
盡管在2TE116型機車的生產和改進過程中還碰到一堆問題，但VZOR仍然于1978年試制了首組雙節(jié)8000 hp大功率內燃機車——2TE121-001號機車。
如同2TE10V型和2TE1116型機車一樣，2TE121-001號機車的走行部采用無導框式三軸轉向架。但為了改善機車的粘著性能、減小接觸應力，2TE121-001號機車的車輪直徑由傳統(tǒng)的1050 mm增大到1250 mm，轉向架的尺寸和重量也相應增大，轉向架重量比2TE116型機車增加了近40%。結果，2TE121-001號機車的軸重達到26.8 t，遠超過原本規(guī)定的25 t。
由于當時蘇聯(lián)已經決定暫緩鋪設Р65型和Р75型重型鋼軌，而且許多地區(qū)并沒有足夠的軌道養(yǎng)護設備。因此VZOR不得不在短時間內重新設計機車結構，并于1979年試制了軸重為25 t的2TE121-002號機車。
2TE116A型（2ТЭ116А）
鑒于研制2TE121型機車過程中的教訓，以及顧及各路局機務段及機車修理廠的檢修能力，重型機械工業(yè)部及鐵道部最終決定讓VZOR為貝阿鐵路研制采用輪徑為1050 mm、單節(jié)功率3000 hp的四節(jié)式內燃機車——即單節(jié)功率等級與2TE10M型、2TE116型機車相同。
在研制四節(jié)式內燃機車之前，VZOR于1980年~1982年間，制造了2TE121-003號、2TE121-004號機車，以及4組2TE116A型內燃機車。
為了降低制造成本，這4組2TE116A型機車的車體、主要機械設備和電氣設備的結構與2TE121-002號~2TE121-004號機車實現了最大程度的統(tǒng)一化，而走行部則沿用與2TE116型機車大致相同的轉向架。這樣一來，2TE116A型內燃機車“沉重”的車體與“輕小”的轉向架構成了“頭重腳輕”的強烈對比，車體底架與轉向架構架之間的間隙大得甚至還能讓一個人鉆過去。
每節(jié)2TE116A型機車裝用由裝車功率為3060 hp的5-5D49型柴油機，及A-714U2型牽引發(fā)電機組成的5-9DG型柴油發(fā)電機組。前2組機車采用新型的ED-125B型牽引電動機，后2組機車改裝ED-118V型牽引電動機。
20世紀80年代，4組2TE116A型機車在東南鐵路局科切托夫卡機務段投入運用考核，90年代被拆毀除籍。
4TE130型→2TE130型（4ТЭ130→2ТЭ130）
1982年，VZOR在2TE116A型機車的基礎上，為貝阿鐵路研制了1組四節(jié)重聯(lián)設計的4TE130型內燃機車。4TE130型機車由4節(jié)六軸機車通過車鉤、通過臺、重聯(lián)線等連接而成，首尾2節(jié)機車設有司機室，而另外2節(jié)中間補機機車雖然不設司機室，但仍設有用于調車的簡易控制臺。在結構上，4TE130型機車與2TE116A型機車十分相似，依然“頭重腳輕”。
4TE130型機車的車體、主要機械設備和電氣設備的結構與2TE121-005號機車的車體實現了最大程度的統(tǒng)一化，而走行部則沿用與2TE116型機車相同的轉向架，但構架改為使用低合金鋼制造，以確保有更好的強度及耐寒性。每節(jié)2TE116A型機車裝用由裝車功率為3000 hp的5-5D49型柴油機，及A-714UKhL2型牽引發(fā)電機組成的5-9DG型柴油發(fā)電機組。每節(jié)機車采用ED-125BUKhL1型六極串勵直流牽引電動機。
1983年，4TE130-0001號機車在VZOR廠內通過了測試，并于1984年通過了各部門進行的測試，但雙方的測試結果數據非常矛盾。因此，VZOR根據部門的測試結果進行改進，準備批量生產4TE130-0001號機車。但根據V.A.Rakov的說法，這組機車不能完全滿足西伯利亞地區(qū)的氣候條件。而在單機3000 hp這一功率等級范圍內，蘇聯(lián)鐵道部最終決定在貝阿鐵路使用已經批量生產及累積了較多經驗的3TE10M、4TE10S型機車，擔當重載貨物列車的牽引任務。
不久之后，4TE130型機車被VZOR改造成2組雙節(jié)式2TE130型機車——其中，2TE130-0001號機車由原4TE130-0001號機車的A節(jié)和V節(jié)機車組成，2TE130-0002號機車由原4TE130-0001號機車的B節(jié)和G節(jié)機車組成。原中間補機機車同時配備了司機室，但保留有中間通過臺基座，保留了控制所有四節(jié)機車的能力。
2組2TE130型機車配屬于頓涅茨克鐵路局紅利曼機務段，后改配屬于波帕斯納機務段。由于這種機車產量不大，機車配件供應亦無法得到保障，對機車的檢修造成很大困難，加上蘇聯(lián)共*產黨中央委員會總書記米哈伊爾·謝爾蓋耶維奇·戈爾巴喬夫在經濟領域展開的“改革重組”，不但未能改變蘇聯(lián)步履蹣跚的經濟狀況，反而事與愿違地激化了蘇聯(lián)的社會與經濟矛盾，使蘇聯(lián)經濟急劇惡化，2組2TE130型機車于20世紀90年代報廢拆毀，僅留下2TE130-0002號機車的B節(jié)機車車體在波帕斯納機務段內，作為儲物室使用。
技術數據表
注釋
⑴俄語：Харьковский завод транспортного машиностроения имени В. А. Малышева；烏克蘭語：Завод ?мен? В. О. Малишева。
⑵俄語：Ворошиловградский Завод имени Октябрьской Революции。
⑶俄語：Луганский Тепловозостроительный Завод；烏克蘭語：Луганський Тепловозобуд?вний Завод。
⑷俄語：Коломенский Завод。
完稿時間：2021年1月28日
發(fā)表時間：2021年1月29日
