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发表于 2009-1-2 22:55:21
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translate above mentioned into Chinese,ahaha!!!
德国重载货运机车E93型简介
曾经有段时间被人们称为德国的短吻鳄,在1933年E93(还有E94/BR194型车)电动重载型货运机车被投入到德国
国家铁道的运用当中去的时候,它就代表了当时有重大意义的技术成就(或科技进步)。但是我们在深入研究(
钻研)这部机器的时候,我觉的必须划分出几个引领这项成功且具有开创性设计的重大科技成就的发展阶段来!
确定几个发展阶段
在30年代早些时候,德国国家铁路已经在运用着两种类型的重载型货运电动机车,E91(确切的说是E91.9)和
E95,但是这两种型号的机车设计和制造于20年代中期,某些人认为,它们注定是要被别的车型替换掉的。当时
德国国家铁路在运营46台E91.9型和仅仅六台大力士E95.E91.9是一种被用于有陡峭坡度和山区线路的车型,并非
是一款快速机车,E95最初设计是用来更多运行于平坦地区的车型,克劳斯.波科曼(看下相关出处)这样写到,不论
是谁,他都敢说E95仅仅是E93的真正原型和参照,当然啦,发展E95的原因是布雷斯劳-利格尼兹-阿恩斯多夫,又长
又平坦的奥波莱-科尔福特-高尔利茨线的一部分已经在计划实行电气化了,但是前面的线路还没有被建成呢,于是
德国国家铁路就把它们转向其它用途(线路和场所),这些车头在第特巴赫-劳班-高尔利兹非常活跃,大显身手,甚
至比人们想象中的要好的多.尽管它们是为非山地地区(即平原地区)研发的,E95还是在某些有一定坡度的路段尽
职尽责的完成运输任务,对于旅客列车来说,它们具有较高的加速度,尽管它们的合适最高速度只能达到70KM/H
(44MPH),它们还是平均每个月奔驰在7000KM(4340MILES)的线路上,这很让人难忘的.
1929年世界性的经济危机给德国国家铁路带来严峻后果,如果不停止所有线路的电气化改造,那么经营只能会是不
景气的,但是1930年的时候,德国国家铁路还是启动了一条重要线路斯图加特-乌尔姆的电气化改造项目,主要有两
个原因,一是这个路段的必然需要,二是用来解决当时因经济不景气而造成的失业率过高的问题(即满足就业需
要).1933年七月一日新的电气化线路全部投入运营,这条线路的一大特色就是它可能拥有德国最著名的陡坡路段,
位于盖斯林格的陡崖路段.这一路段如此陡峭,以至于到了今天,仍旧需要补机才能把重载货物列车送上陡崖路段.
一旦电气化完成,所需的补机类型显而易见就马上变成了现存的从慕尼黑调集来的E91型车了.当需要更新的机车
类型时,实际的经济状况却又不允许,当时有一种看法仍旧认为是该更换的时候了(更新换代),因为侧连杆驱动装
置系统已经过时了,因为鼻-轴悬式电动机驱动装置已经被证明是具有更大的优越性了,而且德国国家铁路也通过
进行维护保养方面的成本计算与比较也认识到了C轴式排列的侧连杆电动机驱动装置与C0鼻-轴悬式电动机驱动装
置系统相比,在维护保养方面的成本更高,金属模子是铸造而成的,替代计划又往前迈出了一步,但是这一阶段仍需
要更进一步的细分.
E44电气机车的三台原型车也已经接到手了,用于德国国家铁路的评估和评价(试验).这批机器打破以前的传统设计,
它门都是以采用两台四轮转向架和鼻-轴悬式电机驱动装置而颇具特色的机车,而试验也很快证明了当初设计的准
确无误,实际上试验也非常成功,E44被大量订购而被用于中等强度的运输服务.这项设计理念得到了更进一步的支
持,从而运用于新的重载货运机车,例如将来的E93型,也采用这样的新技术和新工艺.
最后,确切的说E95并没有成为E93机车的设计蓝本和依据,因为前者有着较为昂贵和复杂的两节连挂或重联机车系
统,它要被拆解成各自的两台(即一分为二)机车才能用于通常的运输服务和日常保养当中去,所有的电气部件和绝
大部分机械部件设备都比较复杂,总的来说,不满意的倾向于未来的E93机车身上.
E93的设计
新的重载型货运机车的设计与建造都由AEG(奥格梅讷电气会社,即德国通用电气)公司来承担,德国的经济环境,就
象世界其它地区一样,继续深陷于1929年的世界经济危机,这样一来,德国国家铁道感到不再需要两种以上的新机
车类型了(即满足于现有的类型就可以了).实际上,当时并没有考虑到作为原型车,而是量产车型了.被编了号的
E93 01和E93 02,这两台车实际上是加长的E44型车,它们有两台三轴转向架,并且用一种被称为最佳的桥式结构连
接起来.结果就是该机车同瑞士和奥地利的鳄鱼机车项目计划相比有变化,中间的结构(或构造体),桥式的连接起
了机车两台三轴转向架,包括必须的高压变(低压)压器和相关的电气与机械部件设备,这种结构的不利一面在于桥
式结构有相对高的重量(较重),一个部分解决问题的办法在于只拥有一个中心工控部件即可,这个设备能够对机器
的正常运行绝对会产生重大影响(有着重大作用,必不可却少).其它的设备,例如蓄电池组和空气压缩机都安装于
转向架外壳范围内.
在这里有一点必须要被提起,克劳斯.波克曼还没有提到的是,关于重量的严格限制极大的牵动着AEG公司设计人员
的心!对于新机车是否能被设计建造成一C0轴式,轴重被限制在20吨以内(不超过).整个中心部件(核心部件)是用
铆钉将各金属片连接起来的焊接结构!而转向架则是传统的铆钉连接结构(铆接),而非焊接结构因为后来又有了更
多其它方面的考虑.这个非常让人感到好奇,因为E44机车采用的是焊接转向架,并被证明是完全(非常)可靠的,E93
的总长度是17700MM(58英尺),前后轴距是12800MM(42英尺),电气系统也是新的,几乎被同时安装到E04和E44电气
机车上面,新的运用系统的一个显著特点是能对机车进行良好的速度和操作控制,就像是游标刻度盘那样更好的对
机车速度进行控制!
超过为期六年的(一个)试验运用阶段以后,18台E93型机车由AEG公司正式交付给德国国有铁道运营.总而言之,新的机
车表现非常良好,性能很突出,轮缘损耗远不及当初预测时的那样严重,最初首批四台机车(E93 01到E93 04)速度
被限制在65KM/H和其它速度值等,从E93 05号开始,最高速度被提高到70KM/H(44MPH)。最初那首批四台机车
限速65KM/H(40MPH)的原因主要是它们被专门(指定)用于盖斯林格路段的补机运行服务当中!
试验和评价(评估)
当初设计E93机车的时候,以下需求因素是必须要被考虑到的:
600吨的列车要在10%的路段上启动并被加速到50KM/H(31MPH);
720吨的列车要在22.5%的路段上启动并被加速到40KM/H(25MPH)。
相关计算数据表明在以上的重量条件下,36000KG(或79200磅)的启动牵引力是必须的,它能够足以将列车转入
启动加速状态,最终,最初首批四台机车的六台电动机(马达,型号EKB 620)每台能够输出385KW(516HP)总
共2310KW(3100HP)的功率,达到70%的最高速度即45.5KM/H(28MPH),并且变压器的输出功率容量为1680KVA。
这些参数条件指定(专门)用于斯图加特-乌尔姆一线,在E93的最初服务期间,就意味着朝向盖平根的列车重量
为1600吨,而朝向盖斯林根附近爱腾斯塔特的列车重量为1200吨。
机械系统装置
德国模型铁路的建造者们经常想知道为什么一部机车要做成左右形状对称的,比如E93,于是在驾始室朝向前面
和后面的位置(即朝前和朝后驾驶的位置)用数字1和2或字母V和H做标记用于某些研究。噢,原来是这样,那的
确是朝前的(V或者1意味着朝前面)和朝后的(H或者2意味着朝后面),并且这一切都听从于车头的弹簧悬挂装
置的分布。另外,那是分左侧边和右侧边的。究竟是左还是右由旅行的方向来决定,在右手通行的国家,例如德
国,中心部分的通道就是设在左侧的!
朝前部分和朝后部分连接到中间部分以后,推力和拉力就均匀分布开了。无论是靠铰链连接还是轴连接前面和后
面的部分,都是凭借于大的枢轴销或空枢部件。
整体结构做成一个简单而又结实的可靠的构架。机车的两台三轴动力转向架非常类似于图纸上的设计,这些单元
的框架包括铆接在一起的28MM厚(1.10 in.)的钢板,有四个横构件用于更进一步加强这个较大的,矩形的,盒式的
(箱式的)结构的强度!这些横构件的第一个用于保证缓冲器,车钩其它部件的安全可靠.从前面开始,车轴就被冠以
编号1,2,3,第二组接下来是4,5,6,号码6被编在最外面.
第二个横构件(横梁)恰恰位于第二根车轴的前面,这个横构件用于固定住第一根轴的鼻-轴悬式电机的套管轴部分
,沿着第二根横构件的上凸缘的枢轴销同样被固定住了.
为了防止(避免)机车中心部分过度的应力集中,用类似于那些连接蒸汽机车和煤水车部分的联轴器将引擎与所有
转向架都连接了起来.
车钩用于吸收车厢间的拉应力,而一对弹性缓冲器在机车做推送服务时用于同样的目的.缓冲器还能起到在通过弯
道后将机车拉直的作用,这样还能减少轮缘的磨耗.
从一开始,六根车轴,实际上都被做成0侧面(轴向)间隙,然而,这样将会导致每台转向架中间部分车轴的一些轮缘
损耗问题出现.每台转向架的中部车轴使用10MM(0.40 in.)厚的薄凸缘的车轮,为了进一步减缓此类(轮缘磨耗)问
题的出现,DB(德国联邦铁道)在五十年代开始启动安装轮缘润滑系统装置.常规的板弹簧悬挂装置被采用.
机车的中心部分,提供为安装主变压器和两个驾驶室的空间,其它部分以三点挂架的形式安装在转向架上.整个车
体的主要荷载由安装在中心部分每个拐角处的筒形缓冲器(即缓冲筒)来承担.每台转向架都带有两组缓冲筒,一组
在左边,另一组在右边.
车体的中心部分也是一个被铆接结构所覆盖的焊接结构,在适当位置用金属片连接起来的铆接结构.金属片的最大
部分能被迅速的移动,这样可以轻松维修和保养.只要一进入里面(内侧),参观者就会发现右侧有一条通道.主变压
器就在中心的位置上,冷却风通过车体每一侧四扇大的百页窗进入并且可以直接送到变压器内,用于冷却变压器系
统.机车驾驶员的位置同当时并存(那些能找到)的E44型机车很相似,刹车用的压缩空气由一台电动机驱动的克诺
尔型空气压缩机(气泵)提供,这台空气压缩机将压缩空气送入到两组主要的制动缸中去.每个车轮配备两组制动靴
,为了增加额外的牵引力,更具体的说,当运行到盖斯林格附近路段时,就要安装沙箱,给每一个车轮提供撒沙条件,
以增大粘着牵引力.然而从1957年开始,随着INDUSY(一种感应式自动停车装置)的投入运用,为了给这种目前广泛
使用的安全保障系统装置提供安装空间,一些沙箱便被拆除了.关于考虑到盖斯林格路段的情况,E93系列机车应该
是挺有名气的,因为E93系列机车被指定作为推送服务的机车类型,以其有无须停车即可与前部车厢解挂的特殊车
钩而成为一大特色.
电气系统装置
从E93型机车的顶部开始,你会发现那儿有两台SBS10型的由压缩空气操作的受电弓架子,由粗大的汇流母线排(杆)
连接到主电路断路器,一部充油冷却的装置,能够被提高到100MVA的操作输出容量.此外每部受电弓还有隔离开关
装置,以便在发生问题(意外)时分别及时的切断各自的电路回路保证安全.从受电弓过来的功率(15000V,16
2/3HZ)被输送至油冷却的主变压器,可以持续不断的输出1680KVA能量.变压器次边绕组有18个电抽头,其中15个抽
头与机车的15级调速模式相对应,其余三个用于辅助功能,例如向客车供暖等,这就指出了E93其实在我们一生当中
,不应该只称其为货运机车的,而它也是可以做为客运机车用的.由压缩空气操作的抽头转换开关提供的电压变换
范围即从58到551伏特,另外,还有一个凸轮操作的抽头转换开关用于精确调整机车的运行速度(变换电压即可调速
),E93型机车由六台型号为EKB620的电动机(马达)提供动力来源,每台电动机的功率为650KW(870hp),有十磁极串
励绕组鼻-轴悬式电动机彼此并列的连接,使用的是强迫通风冷却系统,它们的功率由经过一个减速齿轮箱传送.通
过较小的改变,几台电动机已经同那些能找到的E95型机车的相差无几了(即很相似,相同),并且已经显现出出色的
可靠性和易保养维护性了.引擎一侧的那些百页窗用于引导冷却空气到需要通风冷却的电气部件那里去.以12个制
动电阻器为一层的电阻制动装置被安装于引擎盖的顶部位置(便于通风降温和散热).
二战前和战后的使用情况
第一台E93型机车,确切的说是E93 01最初是被用来作为科恩维斯海姆(斯图加特)-盖斯林根-乌尔姆的货运列车服
务而建造的,正式交付使用是在1933年的夏季,位于斯图加特附近科恩维斯海姆的整备设备场,E93 02型机车也紧
随其后于当年的十一月在同样地点交付使用.两台以至更多的机车在其后的1935年,九台以至更多的机车在1937年
也相继交付使用.当E93 07和E93 08出厂以后,它们被指定用于BW 乌尔姆地区的运输服务,后者一直保留到1951年
.E93型机车的一大任务(同时也是一大特点)就是被用于盖斯林格台阶地区路段的推送列车服务! |
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