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铁路机车飞天之心——航空发动机改燃气轮机得铁路应用

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发表于 2018-9-9 13:10:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
这个是法国的透默3F涡轮轴发动机应用在美国、法国、伊朗铁路机车上的情况。这是作为主动力,单机功率不够,采取双机并车的形式,电传动。
透默3涡轮轴发动机是法国直升机超黄蜂直升机(3发并机)和超美洲豹(双发并车)的标配发动机。这两型直升机我国都进口过,超美洲豹直升机曾是要员专机。超黄蜂我国仿制了型号是Z-8。包括其发动机也进行了仿制,型号是WZ-6,常州制造。不过仿制初期,那性能简直不堪,寿命短得吓人,所以初期Z-8装备量非常少。结果就成了和面调汤的恶性循环。后期改进了不少,于是Z8及其改型的装备量也就上来了。
所以早年俺曾想,同样可以用于铁路机车动力。


 楼主| 发表于 2018-9-9 13:17:55 | 显示全部楼层
上图失败!这破图床!
抱歉,只有链接了:
https://lt.cjdby.net/forum.php?m ... =2497685&extra=


 楼主| 发表于 2018-9-9 13:22:00 | 显示全部楼层
第二个是法国阿斯泰祖燃气轮机,从阿斯泰祖涡轮轴发动机改过来的。功率大概680kW,在铁路机车内作为辅助发电机的驱动机。
这个是配的小羚羊直升机,小羚羊直升机我国进口过一批。在我国和其发动机类似的是全面引进的阿赫耶涡轮轴发动机(国内编号WZ-8),配套全面引进的海豚直升机(国内编号Z-9)。
 楼主| 发表于 2018-9-9 13:25:50 | 显示全部楼层
第三个是我国的WJ-6涡轮螺旋桨发动机改的铁路机车动力燃气轮机。配长征-4型机车。这发动机引进苏联发动机(苏联配AN-12,我国配Y-8、Y-7某特种验证机和新研制的水上飞机),这机型刚开始也不如苏联原版,后来逐步改进至堪用的地步。如今我国这个功率等级有新的核心技术平台在研发中,基本能做到随行就市。
 楼主| 发表于 2018-9-9 13:29:42 | 显示全部楼层
机车空间和轴重限制,燃气轮机只能采用简单循环模式,所以热效率、燃油经济型不如同等级废气涡轮增压4冲程柴油机。目前只有美国可能还有活的,在干活的。
军舰上一方面可采用复杂循环提高热效率和燃油经济性,另外可以用其高温尾气进一步和蒸汽轮机动力或者只和废热锅炉匹配进一步利用废热,从而提高经济性。
发表于 2018-9-9 16:37:31 | 显示全部楼层
长征4什么鬼?
我国不是只造了两种长征
发表于 2018-9-9 22:16:02 | 显示全部楼层
酒后胡言 发表于 2018-9-9 13:29
机车空间和轴重限制,燃气轮机只能采用简单循环模式,所以热效率、燃油经济型不如同等级废气涡轮增压4冲程 ...

这种模式不少燃气发电厂喜欢玩,燃气轮机-燃气余热加热水-蒸汽-汽轮机
我记得有的发电厂是一台燃气轮机的余热生产的蒸汽带动两台汽轮机,俗称:一拖二
发表于 2018-9-11 23:10:15 | 显示全部楼层
始终是带有实验性质。燃气轮机机车除非一直保持在大功率输出状态,否则性能的优势完全被油耗盖过去。具体数据找不着了,当年美国人的试验。
和柴油机相比,还是得不偿失,除非等待什么技术革新吧。小型涡轮轴发动机当辅助动力系统还算可以有?
发表于 2018-9-12 07:16:10 | 显示全部楼层
酒后胡言 发表于 2018-9-9 13:29
机车空间和轴重限制,燃气轮机只能采用简单循环模式,所以热效率、燃油经济型不如同等级废气涡轮增压4冲程 ...

美国那个可能是活的,但是多数时候应该是在博物馆里当爷爷伺候着,只是偶尔拉出来溜溜。
发表于 2018-9-12 07:34:24 | 显示全部楼层
SS7D-0042 发表于 2018-9-11 23:10
始终是带有实验性质。燃气轮机机车除非一直保持在大功率输出状态,否则性能的优势完全被油耗盖过去。具体数 ...

燃气轮机美国苏联都搞过,国内也搞过。

虽然叫燃气轮机,但实际是烧重油的。重油是分馏之后剩下的,当时算是废料,这些燃气轮机一定程度上相当于是废物利用。

后期出现裂化技术,重油可以继续裂化成包括汽油和柴油在内的轻油,所以燃气轮机马上就过时了。

那个年代烧重油的不光是燃气轮机,还有蒸汽机车,美国的大男孩4-8-8-4,挑战者4-6-6-4,前置驾驶室2-8-8-2(这车的结构决定了它天生只能烧油),FEF系列(4-8-4)等都是烧重油的,煤水车挂两节,说是煤水车,其实已经没有煤了,两节车一节装水,一节装油,看图片还有挂3节的,两个油罐车。美国联合太平洋的燃气轮机车,最后挂的那一节燃料车,貌似就是重油蒸汽机车的油罐车。


发表于 2018-9-12 07:36:47 | 显示全部楼层
SS7D-0042 发表于 2018-9-11 23:10
始终是带有实验性质。燃气轮机机车除非一直保持在大功率输出状态,否则性能的优势完全被油耗盖过去。具体数 ...

美国联合太平洋的燃气轮机车设计的比较有意思,它实际是一台普通柴油机车跟一台燃气轮机车连在一起的,低速小功率移动的时候用柴油机车牵引列车,等需要大功率的时候才让燃气轮机车开始发力,所以燃料经济性也许会好点,低速移动的时候操作性也能好点。

发表于 2018-9-12 21:43:44 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-9-12 07:36
美国联合太平洋的燃气轮机车设计的比较有意思,它实际是一台普通柴油机车跟一台燃气轮机车连在一起的,低 ...

实际上我国长征系列也带小柴
要不然单机时候实在是太浪费
发表于 2018-9-12 21:57:57 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-9-12 07:36
美国联合太平洋的燃气轮机车设计的比较有意思,它实际是一台普通柴油机车跟一台燃气轮机车连在一起的,低 ...

这个倒是没注意。

后期蒸汽机车使用燃油动力的其实不少,不过国内好像没有?毕竟中国煤多。前置驾驶室的那个车,我只能用奇葩来描述它,那家伙要是迎头撞车就惨了。蒸汽机车没有再使用前置驾驶室也有这个原因

发表于 2018-9-12 23:21:31 | 显示全部楼层
SS7D-0042 发表于 2018-9-12 21:57
这个倒是没注意。

后期蒸汽机车使用燃油动力的其实不少,不过国内好像没有?毕竟中国煤多。前置驾驶室 ...

那个前置驾驶室纯粹是为了应付美西加州和内华达州之间那一带的山区长隧道的。

标准型蒸汽机车烟囱在前边,乘务员熏的受不了,所以就倒着开,但是倒着开带来另一个问题就是瞭望,看信号机也不方便,所以最终就诞生了这种奇葩型。

至于说撞车,那没招。当初这车是南太平洋铁路公司定制的,还有一个什么铁路公司曾经也想要这车,后来好像也是因为这个最终没要。


发表于 2018-9-12 23:23:10 | 显示全部楼层
CRS 发表于 2018-9-12 21:43
实际上我国长征系列也带小柴
要不然单机时候实在是太浪费

不光是浪费吧,我估计单机如果只用燃气轮机,那挪个车绝对刺激,挂车的时候估计……

发表于 2018-9-15 09:43:58 | 显示全部楼层
大同机车厂新产品开发
大同机车厂新产品开发9.jpg
大同机车厂新产品开发10.jpg
大同机车厂新产品开发11.jpg
 楼主| 发表于 2018-9-15 11:17:45 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-9-12 23:21
那个前置驾驶室纯粹是为了应付美西加州和内华达州之间那一带的山区长隧道的。

标准型蒸汽机车烟囱在前 ...

请问有照片吗?在收集中。

司机室前置的蒸汽机车肯定是小众。因为司炉就麻烦了,要么就是前进的那种螺旋给煤机,另外机械摇床。要么就是两端,一端司机室,一端司炉室。
不过美国那种烧重油的蒸汽机车就无所谓了,燃油系统很好远程控制。
司机室后置也是一种传统安全措施,有足够大的空间和结构缓冲,所以老妹的电力和内燃机车还有浓浓的蒸汽味道,司机室前面一大坨空间。


 楼主| 发表于 2018-9-15 11:36:52 | 显示全部楼层
ljt 发表于 2018-9-15 09:43
大同机车厂新产品开发

敢情,前面的长征都是汽轮机厂开发的工业燃机。最后才轮到航改燃。当年工业燃机的功重比小,而航改燃虽然功重比大了,但是寿命短了。
另外,燃气轮机的优势在于干线长途,然而现在随着电气化率的提高,燃气轮机的尾气是个大麻烦。哥一直好航空那一口,小时候也喜欢铁路(母亲家是铁路世家,外公是成渝铁路建设者,后来的运营者),所以大学时旁门左道(化工院校化工专业)研究航空发动机曾这么设想过:燃气轮机动力机车和蒸汽机车重连,燃气轮机机车采用电传动。燃气轮机的尾气送蒸汽机车烧废热锅炉,蒸汽驱动蒸汽轮机(而非往复式蒸汽机)发电,进而电传动。于是就固定重连了:燃气轮机机车,蒸汽轮机机车,油水车。
难点是固定重连条件下,燃气轮机高温尾气管道的柔性连接可靠性和密封问题。不过我国不是曾试验过煤气发生烧煤气的蒸汽机车吗,煤气发生炉车的高温煤气送蒸汽机车部分的重连柔性连接倒是可以借鉴。不过当年查不到具体资料。当年大学时搞旁门左道设计时是考虑的高温高压金属编织软管。还有就是球面肘节万象接头。
貌似70年代石油危机时,美国也称考虑过水煤浆形式和喷吹煤粉的新型蒸汽机车,不过采用的是蒸汽轮机发电,然后电传动。美国佬有没有搞过煤粉通过煤气化再烧煤气的新型蒸汽机车就没有了解了。


 楼主| 发表于 2018-9-15 11:39:40 | 显示全部楼层
ljt 发表于 2018-9-15 09:43
大同机车厂新产品开发

另外,就是现实中的青藏铁路都发生过隧道内违规操作导致缺氧窒息的事故。当年论证青藏铁路采用燃气轮机的人有没有考虑过怎么过隧道的问题。
发表于 2018-9-16 09:27:42 | 显示全部楼层
酒后胡言 发表于 2018-9-15 11:17
请问有照片吗?在收集中。

司机室前置的蒸汽机车肯定是小众。因为司炉就麻烦了,要么就是前进的那种螺 ...

司机室前置的蒸汽机车,美国南太平洋的4-8-8-2是烧油的,但是欧洲还有一些小型的前置驾驶室,那些车是烧油还是烧煤就不知道了。

刚才查了一下维基百科,烧煤的车有的会在原来驾驶室位置有一个司炉室。

https://en.wikipedia.org/wiki/Cab_forward

南太平洋的前置驾驶室机车其实也有好几个版本。

800px-Southern_Pacific_4294,_a_cab-forward_steam_locomotive.jpg
南太平洋AC-12,4-8-8-2

Mallet_compound_locomotive_Southern_Pacific_Railroad_1910.JPG
南太平洋MC-2,2-8-8-2

Southern_Pacific_reverse_cab_locomotive_4002.jpg
南太平洋AC-1,2-8-8-2

Southern_Pacific_cab_forward_mallet_locomotive_4030.jpg

南太平洋MC-4(不过实际图片注解说是MC-6),2-8-8-2

Southern_Pacific_forward_cab_mallet_locomotive_4100.jpg

南太平洋AC-4,4-8-8-2

Southern_Pacific_cab_forward_locomotive_4126.jpg
南太平洋AC-6,4-8-8-2

Southern_Pacific_forward_cab_locomotive.jpg

南太平洋AC-8,4-8-8-2


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