阅读前的提示

  • 直—直流电传动:指电力机车/电力动车组从直流电气化铁路接触网受流,向直流牵引电动机供给直流电。本文提及的法国国家铁路BB 9003号和BB 9004号电力机车为直—直流电传动形式。

  • 直—交流电传动:指电力机车/电力动车组从直流电气化铁路接触网受流,经过逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。俄罗斯铁路2ES10型电力机车为直—交流电传动形式。

  • 交—直流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流后,向直流牵引电动机供给直流电。法国国家铁路BB 16500型电力机车为交—直流电传动形式。

  • 交—交流电传动:指电力机车/电力动车组从交流电气化铁路接触网受流,无需经过变压—整流—逆变,直接变频后向交流牵引电动机供给交流电。瑞士联邦铁路Ee 3/3型电力机车为交—交流电传动形式。

  • 交—直—交流电传动:指电力机车/电力动车组从交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流—逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。欧洲隧道公司9型电力机车为交—直—交流电传动形式。

  • 多电流制电力机车/电力动车组:本文提及的“多电流制”,是指采用直—交流电传动+交—直—交流电传动,或者是直—直流电传动+交—直流电传动,但受流电压为两种或两种以上的电力机车。本文提及的法国国家铁路TGV Sud-Est型、TGV Atlantique型和TGV POS型电力动车组即为多电流制电力机车。

  • 法国国家铁路公司在文中简称“SNCF”⑴,法国高速列车简称“TGV”⑵;瑞士布朗-博韦里股份公司简称“BBC”⑶,瑞士机车和机器制造厂简称“SLM”⑷,法国电气牵引设备公司简称“MTE”⑸。

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  • 由于笔者精力和能力限制,在整理资料时恐有错漏,也请诸位读者纠正指教,谢谢合作!

资料参考来源

  • 《世界铁路的高速记录》,樊滨元 译,《国外铁道车辆》1980年04期,第63页

  • 柳宇刚、顾振国著,《牵引传动装置》,第20页~第34页

  • 《卢瓦尔—克洛索铁路工厂》,郭志学 译,《国外铁道车辆》1988年06期,第54页~第56页

  • 《电枢空心轴全悬挂传动装置》,柳于刚 著,《机车电传动》1990年01期,第31页~第34页

  • 《准高速机车架悬式转向架设计制造和试验(上)》,葛来薰 著,《内燃机车》 年期,第2页~第13页

引子

在法国上莱茵省米卢斯火车城博物馆,我们可以见到这样1台4轴电力机车,其每侧有一块铭牌写道:

RECORD MONDIAL DE VITESSE

331 km/h

29 MARS 1955

大意为:

世界速度纪录

331 km/h

1955年3月29日

几经考证,我发现这铭牌来自于1台车号为BB 9004号的电力机车。那么问题来了,BB 9004号电力机车是何许车也?

概述

BB 9001号、BB 9002号、BB 9003号和BB 9004号机车是SNCF于1952年和1954年间从法国和瑞士两国的机车制造商采购的4台技术验证性质的直流电力机车,旨在测试全动轴在运行中的特性,并验证高速运行时的机械和电气特性。

背景

从1942年起,SNCF一直在寻找功能强大,但重量却比当时运用中的2D2 5000型、2D2 5100型、2D2 5300型、2D2 5400型和2D2 5500型电力机车轻的直流电力机车。

为此,SNCF向法国和瑞士两国的机车制造商订购旨在测试全动轴在运行中的特性,并验证高速运行时的机械和电气特性的电力机车。最终,SNCF于1953年从SLM和BBC订购采用BBC圆盘式电机空心轴驱动装置的BB 9001-9002号电力机车,并于1952年~1954年间从MTE订购采用安德烈·杰奎明式轮对空心轴驱动装置的BB 9003-9004号电力机车。

技术数据表

世界速度记录是如何获得的?

SNCF自20世纪50年代起多次进行高速试验以收集数据。1954年2月21日,未经任何改造的CC 7121号机车牵引定额111 t的3节试验车在第戎—博讷区段的最高试验速度达到243 km/h。这次成功更进一步鼓励SNCF于1955年初进行另外一系列高速试验。

1955年3月26日,BB 9004号机车与3节改造为流线设计的DEV U46型试验车连挂⑹,在波尔多-圣让—伊伦铁路法克蒂尔-比加诺斯——莫尔桑克斯区段最高试验速度达到276 km/h。

同年3月28日,CC 7107号机车牵引定额103.5 t的3节DEV U46型试验车,在将接触网网压由1.5 kV提高到1.9 kV、传动齿轮比由2.606修改为1.145、加装轮盘制动、提高机车牵引功率的条件下,于相同区段以瞬时速度326 km/h再次刷新了世界电力机车速度纪录,瞬间峰值功率达到8900 kW。但由于当时的铁路技术对机车高速运行时的受电弓—接触网关系并没有太多认识,导致机车在高速试验期间出现严重弓网拉弧,并在冲击最高速度之后发生受电弓弓头、滑板脱落的事故,但幸运地并没有对架空接触网造成破坏。

3月29日,BB 9004号机车也在相同区段上达到了331 km/h的最高试验速度,成为当时世界上速度最快的电力机车。期间,机车后部受电弓在运行速度超过250 km/h时开始磨损,到290 km/h时发生与CC 7107号机车相近的事故,所幸前端受电弓成功及时升起并继续运行。

但是,由于记录实际速度的手段、气象学和输电技术等问题,特别是为了平衡各制造商的利益,SNCF在BB 9004号和CC 7107号2台机车各自的速度纪录铭牌上,均标记为“331 km/h”。

至于BB 9003号机车,它于同年4月19日在巴黎-蒙帕纳斯—布雷斯特铁路巴黎-蒙帕纳斯—勒芒区段进行远程遥控测试。

测试结束后的运用

测试结束后,BB 9003号和BB 9004号机车返回最开始的配属地点——巴黎-里昂机务段,与BB 9001号、BB 9002号以及2D2 9100型机车一同担当“帝国大动脉”的干线客运交路。但随着SNCF于1957年订购的BB 9200型机车到位,这4台技术验证的电力机车于1958年转移配属至位于法兰西岛大区上塞纳省的蒙鲁日机务段,与2D2 5400型机车一道担当巴黎-蒙帕纳斯—布雷斯特铁路巴黎-蒙帕纳斯—勒芒区段的干线客运交路。

1964年,SNCF将勒芒—雷恩区段接触网网压由1.5 kV直流电变更为25 kV 50 Hz交流电,同时从MTE采购BB 25200型机车。这样一来,这4台技术验证的电力机车于1965年又一次转移配属至圣乔治新城机务段,担当第戎或拉罗什-米热讷方向的干线客运交路。

然而,像许多验证机车一样,它们的可靠性也越来越低。1969年,BB 9003号和BB 9004号机车转移配属至阿维尼翁-中央机务段——这是它们的最后一次转移配属;而BB 9001号和BB 9002号机车仍配属于圣乔治新城机务段。1972年前后,它们相继退役。

保存

BB 9003号和BB 9004号机车退役后封存于罗讷河口省阿尔勒多年。1979年7月,SNCF选中BB 9004号机车作为米卢斯火车城博物馆藏品,但实地考察发现BB 9004号机车的车体老化严重,无法修复。SNCF遂退而求其次,将BB 9003号机车的车体和车架,与BB 9004号机车的机械部分、转向架和司机控制台组装在一起,送往火车城博物馆静态展示。

速度纪录的打破

BB 9004号机车的速度纪录一直保持了50多年,直到2006年9月2日。当时归西门子公司所有的“欧洲短跑手”1216-050-5号机车在移除雨刮器和排障器的情况下,于德国巴伐利亚州半新建半改造的纽伦堡—因戈尔施塔特—纽伦堡高速铁路,先后创下344 km/h和357 km/h两次速度纪录,打破了BB 9004号机车的331 km/h的速度纪录。

测试完成后,1216-050-5号机车抵达位于巴伐利亚州金丁市镇的金丁站,与CC 7107号和BB 9004号机车会面,一同展出。

后记

当年我在观看V 150号动车组刷新速度纪录的视频时,内心感到震撼。但如今当我整理CC 7107号、BB 9004号电力机车、TGV Sud-Est 16号、TGV Atlantique 325号,以及V 150号动车组的测试运行资料时,却发现创下这些速度值,是历代无数技术人员的不断努力而来的成果。

让我们向背后默默付出的技术人员们致敬!

注释

⑴法语:Société Nationale des Chemins de fer Franais

⑵法语:Train à Grande Vitesse

⑶法语:Brown, Boveri & Cie。

⑷德语:Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik;法语:Société Suisse pour la Construction de Locomotives et de Machines。

⑸法语:Matériel de Traction lectrique。

⑹最后1节客车尾部加装整流罩。

完稿时间:2021年3月11日

发表时间:2021年3月16日

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宁柳跨越

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