德国联邦铁路210型柴油机车(德语:DB-Baureihe 210)是德国联邦铁路的一款柴油机车型号,主要用于牵引最高时速为160km/h的快速列车服务,共计生产有8台。机车的特点是搭载有一具燃气涡轮发动机(燃气轮机),能在必要时提供额外的动力。这也使其成为德国当时功率最大的四轴柴油机车。
210型柴油机车 | |
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概览 | |
类型 | 柴油内燃发动机辅以燃气涡轮发动机 |
生产商 | 克虏伯 |
序列编号 | 210 001-008 |
生产年份 | 1970年—1971年 |
产量 | 8 |
技术数据 | |
UIC轴式 | B'B' |
轨距 | 1,435毫米(4英尺8+1⁄2英寸) |
轮径 | 2,800毫米 |
轴重 | 20.5吨 |
轴距 | 8,600毫米 |
机车长度 | 16,400毫米(缓冲器间距) |
机车宽度 | 3,136毫米 |
机车高度 | 4,275毫米 |
整备重量 | 82吨 |
燃料储备量 | 3,650升 |
传动方式 | 液力传动 |
传动装置 | 福伊特 L820 wbrs |
发动机 | 主:MTU 12V 956 TB 10型柴油机 辅:莱康明 T53-L 13燃气涡轮发动机 |
最高速度 | 160公里/小时 |
牵引功率 | 主:1,839千瓦 辅:845千瓦 |
牵引力 | 235千牛 |
制动方式 | 液力制动 |
研发背景
1950年,德国联邦铁路开始对瑞士联邦铁路Am 4/6型柴油机车进行运营测试,这台机车便是通过燃气轮机传动。由于与德国联邦铁路V200型柴油机车相比,前者的油耗更高,因此被证明了不符合经济性原则。在该项测试后,德国联邦铁路不再考虑使用燃气轮机作为柴油机车的主要动力来源。
至1960年代,首批德国联邦铁路V160型柴油机车开始投入运营,它们原本被设计用于中型列车服务。而对于条件更为苛刻的运用,例如在慕尼黑-林道间蜿蜒的非电气化铁路中的优质和重载客运列车牵引,德国联邦铁路开始考虑将这些机车的性能进行改良后担当。基于此原因,以燃气轮机作为单引擎V160型柴油机车的助推器在当时又成为极具发展前景的概念。燃气轮机凭借较小的体积及重量优势使得这项改良容易实现,尤其重要的是,它可以被内置在标准化外形的V160型机车之中。由燃气轮机产生的高油耗仅在需要时由柴油发动机接入,从而达到避免在整个负载范围内运作的燃油经济性。它在爬坡的路段中可以增加25km/h的速度运行,其液压传动系统在传动端设有一条额外的涡轮增压转轴。
这一概念在1966年经过成功测试后,其原型机被定型为德国联邦铁路V169型柴油机车,自1968年起又被改称为219型(DB-Baureihe 219)。然而,德国联邦铁路决定在此原型机的后续车型中配备功率更大的莱康明T53型燃气轮机。这款发动机已被选定用于德国联邦国防军的UH-1直升机。而设于奥贝鲁尔塞尔的科洛克纳-洪堡-道依茨公司在德国联邦国防军的授权下,能对这款发动机进行维护及修理。自1970年起,T53型燃气轮机开始交付使用,210型柴油机车正式诞生。
技术结构
210型机车在技术上几乎与218型机车完全相同。它们在主牵引力方面都采用同样的、由MTU腓德烈斯哈芬有限公司生产的12缸V型引擎,同样的电力传动系统和大致相同的底盘。然而由于前者的设计最高时速为160km/h,因此需要配备一个额外的液力制动装置。出于同样的原因,210型还对传动轴作出了相应的强化修改,并加厚了刹车片。
由于燃气轮机在输出端的最佳性能是每分钟19250转,因此它还需要一个液压变速箱,将功率降低为每分钟6000转。主柴油机与燃气轮机(例如219型001号车)有两条独立的输出传动轴通过齿轮连接,每个液压舱均可自主填满或清空。燃气轮机按845千瓦的标准设计,但被节流以保护柴油机及电机的运转。机车的主要动力由柴油机供给,燃气轮机可设置为开/关或空闲模式。涡轮产生的废气通过机车顶上类似烟囱的排气装置排出,这一排气装置也成为它与其它V160型柴油机车在外观上的主要特征区别。
运营
在原型车219 001号机车累积了充分的运行经验后,其后续车型被定型为210型,并在1970年末至1971年初迅速投入常态化运营。1971年,全部8台210型柴油机车均调配肯普滕机务段,开始担当定期班次的牵引任务,这当中包括由慕尼黑-苏黎世间的全欧快车巴伐利亚号和其它重载快速列车。210型柴油机车的牵引范围包括阿尔高铁路全线直至边境车站林道。在运营初期,210型柴油机车的表现完全符合人们的预期,然而,它在冬季对客车的供暖能力较弱,因此这时重载列车往往需要使用两台218型机车重联运行,以满足所需的客车供暖要求。
为了方便对燃气轮机进行保养维护,肯普滕机务段专门设立了特殊的维修车间,相关人员均接受过科洛克纳-洪堡-道依茨公司的培训。车间的主要维修任务是将有问题的燃气机轮从受影响的机车中移除,并安放在一个特殊的容器中移交制造商。为确保8台210型柴油机车的正常运营,德国联邦铁路还持有2具备用燃气轮机(总共10具),可在任意1台机车发生故障后及时完成燃气轮机的更换,更换耗时约为6小时。
起初,燃气轮机的工作令人满意。直至1978年3月24日,燃气轮机的运作发生了一次灾难性的故障:210型003号车在牵引D1512次列车至肯普滕东站时,全功率运转的燃气轮机叶轮发生爆破。德国联邦铁路随即对所有的燃气轮机进行召回检查,并对当中发生乏力现象的叶轮进行更换。在210型008号机车最后于1978年10月13日完成检查后,全部带燃气轮机的机车又恢复正常运营。然而不幸的是此后不久、同一台机车在1978年12月31日驶往艾歇瑙途中因压缩机叶轮爆破,从而切断了输油管,造成机车的燃气轮机舱起火。尽管菲尔斯滕费尔德布鲁克车站的消防队员迅速来到现场将火扑灭,避免了机车严重损毁,但德国联邦铁路决定从此终止使用燃气轮机。
在随后的调查结果表明,在铁路运营中,燃气轮机为主柴油机增强动力时因频繁重启,大大缩短了其使用寿命。而在直升机的运营中,燃气轮机因可维持连续运转而经受住更长时间的考验。为了避免发生更大的意外、更频繁的维修频率以及更频繁的更换机组——加上燃气轮机本就高企的燃油消耗,已经不再符合经济原则,德国联邦铁路决定移除所有燃气轮机,并将原有类别转换至采用传统往复式发动机的运营,这些改造过的机车被重新定型为218.9型。
改造为218.9型
在改造的过程中,德国联邦铁路去除了原机车设于车顶的排气装置、消音器和涡轮控制器。液压传动系统也发生了变化,为了平衡配重还增加了镇流器。原210型机车的最高限速由160km/h降低为140km/h。从此,阿尔高铁路的重载旅客列车均由218型双机重联担当。以下为210型机车进行重新编号的精确列表[1] :
改造日期 | 原编号 | 新编号 |
---|---|---|
1980年2月8日 | 210 007 | 218 907 |
1980年5月30日 | 210 003 | 218 903 |
1980年10月2日 | 210 005 | 218 905 |
1980年12月4日 | 210 006 | 218 906 |
1981年2月10日 | 210 001 | 218 901 |
1981年2月24日 | 210 002 | 218 902 |
1981年4月22日 | 210 008 | 218 908 |
1981年7月22日 | 210 004 | 218 904 |
改造后的燃气轮机机车最初仍配属肯普滕机务段,并与该机务段的其它218型机车担当同样的牵引任务。自1983年起,它们调配至不伦瑞克机务段,2003年又转配施滕达尔机务段。在2004年至2006年期间,全部218.9型机车均宣告退役并在其后报废。
210.4型
在1996年9月至1999年1月期间,德国铁路将12台218型机车的最高限速改造为160km/h,并使用一个全新的型号——210.4型。这些机车并不搭载燃气轮机,但重新设计的目的是为了:它们与原来的210型机车都使用160km/h的最高限速。这项改造是为了满足汉堡-柏林间的城际列车服务自1996年起进行的提速要求,因为这条线路并未实现全线电气化。其中编号为210 430号至210 434号以及210 456号至210 462号的共计12台机车转为配属吕贝克机务段[2]。
参考资料
外部链接
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