俄罗斯铁路新型机车的设计和研制

中国铁路ＣＨＩＮＥＳＥ　ＲＡＩＬＷＡＹＳ　２００７／１６７World Railways世界铁路■ 巴利斯・鲁科夫摘　要：面对当前日益增长的经济需求，俄罗斯铁路新型机车的设计和研制计划分为三个阶段实施，未来５年将有数百台１４种型号的新型机车投入使用。

在俄罗斯铁路股份公司与Ｔｒａｎｓｍａｓｈ控股集团（ＴＭＨ）签订协议后，ＴＭＨ成为俄罗斯铁路股份公司惟一的机车供应商，按照规定向俄罗斯铁路提供新型的电力机车、内燃机车和天然气机车。

关键词：俄罗斯铁路；新型机车；设计；研制；牵引动力俄罗斯铁路新型机车的设计和研制１ 概况面对日益增长的经济需求和激烈的市场竞争，俄罗斯铁路面临很大压力，急需现代化和高效率的牵引动力。

俄罗斯铁路股份公司成立后，为满足企业及商业需求，开始实施设计和研制新型机车的计划，未来５年将有数百台１４种型号的新型机车交付使用。

目前，俄罗斯铁路股份公司与Ｔｒａｎｓｍａｓｈ控股集团（ＴＭＨ）就先进机车的开发、设计和大批量生产的详细计划达成一致意见。

该计划主要包括以下内容：（１）　机车功率提高１５％～２０％；（２）　电力及内燃机车能耗降低１０％～１５％；（３）　加大两次大修之间的维修间隔时间；（４）提高设备效率和可靠性；（５）干线机车设计使用寿命４０～４５年；（６）调车机车设计使用寿命５０年。

计划分三个阶段实施。

第一阶段：２００４年—２００５年７月，设备生产企业处于恢复阶段，未来机车设计实现技术现代化的过渡时期。

短期内中国铁路ＣＨＩＮＥＳＥ　ＲＡＩＬＷＡＹＳ　２００７／１６８World Railways世界铁路　２ＥＳ４Ｃ型八轴双联直流电力机车 ２ＴＥ２５Ｃ型双节机车生产的机车采用带换向器的通用直流电机，以后采用三相异步电机及相关的功率调节设备。

第二阶段：２００５年８月—２００８年９月，进行新一代机车的研制、生产和试验。

第三阶段：从２００８年１０月开始，批量生产新型机车并大量交付使用。

预计到２０１０年俄罗斯国铁每年将新增机车３．７％。

２ 新型机车的设计、研制和生产２００５年１０月，俄罗斯铁路股份公司与ＴＭＨ集团签订协议，指定ＴＭＨ集团为惟一的机车供应商。

协议规定，至２００６年１０月，ＴＭＨ集团向俄罗斯国铁交付１　３７７台电力机车、１　０３２台内燃机车、３　２７０辆客车和３　２７０辆电动车组。

ＴＭＨ集团下设多个分公司，几乎包含了俄罗斯所有的机车和客车车辆制造业，如诺沃切尔卡斯克电力机车厂、科洛姆纳机车厂、布良斯克机械制造厂、奔萨内燃机械厂、特维尔客车制造厂、地铁车辆机械股份公司、德米霍夫机械制造厂和一些专门进行机车装配与客车零部件供应的厂家。

２００５年，ＴＭＨ集团生产了１１３台干线双节电力机车、５３台干线双节内燃机车、９５台调车机车、５６辆轨道车、６４５辆客车、４２８辆电动车组（ＥＭＵ）和２　６２４辆货车。

ＴＭＨ集团生产的铁路装备５７％供给俄罗斯国铁，３３％供给俄罗斯私营铁路运营商，１０％出口国外。

２．１ 新型电力机车停产２０年后，诺沃切尔卡斯克电力机车厂开始研制生产２ＥＳ５ＣＹｅｒｍａｋ八轴电力机车，用于电压２５ｋＶ　５０　Ｈｚ的线路，取代７０年代投入使用的ＶＬ８０型机车，为货运提供服务。

Ｙｅｒｍａｋ八轴电力机车持续功率为６　１２０　ｋＷ，小时功率６　５６０　ｋＷ，允许速度１１０　ｋｍ／ｈ。

该机车装有微机控制系统和现代化的安全系统，并通过改进牵引电机控制系统和再生制动控制系统提高机车的性能，与以前的机车相比节能１５％～１８％。

２００５年１２月２９日，Ｙｅｒｍａｋ八轴电力机车样机完成验收测试并通过鉴定，２００６年底试生产３０台双节Ｙｅｒｍａｋ八轴电力机车，交付东西伯利亚和后贝加尔铁路局使用，为２００７年的批量生产奠定基础。

基于２ＥＳ５Ｃ型机车的设计，２００７年将制造两种新型机车，ＥＳ５Ｓ型单节机车和３ＥＳ５Ｓ型三机牵引机车。

诺沃切尔卡斯克电力机车厂还研制出了２ＥＳ４Ｃ型八轴双联直流电力机车，采用传统的牵引电机，最高速度１２０ｋｍ／ｈ，被指定取代作为主要货运牵引动力已经运用了３５～４０年的ＶＬ１１型机车。

２ＥＳ４Ｃ型机车的机械部分、驾驶室、再生及动力制动系统，以及部分电路与２ＥＳ５Ｃ型机车相同。

根据与俄罗斯国铁签订的协议，诺沃切尔卡斯克电力机车厂２００６年生产３台２ＥＳ５Ｃ型机车，并且开始进行Ｙｅｒｍａｋ八轴电力机车的批量生产。

根据协议，２０１０年将交付２００台Ｙｅｒｍａｋ八轴电力机车。

２００３年，科洛姆纳机车厂决定研制用于客运服务的ＥＰ２Ｃ型六轴直流电力机车，样机设计小时功率４　８００ｋＷ，运行速度１６０　ｋｍ／ｈ。

在任何气候条件下的陡坡线路上，ＥＰ２Ｃ型机车的设计能力可牵引１９～２２辆编组的客车，其转向架的设计源自ＴＥＰ７０ＢＣ型内燃机车，预计走行２４０万ｋｍ无大修，使用寿命３３年。

ＥＰ２Ｃ型机车的电子设备是与德国西门子公司联合研制的，与Ｙｅｒｍａｋ八轴电力机车采用相同的微机控制系统，目前仍使用通用的直流牵引电机，以后将采用异步牵引电机。

ＥＰ２Ｃ型机车将取代２０世纪７０年代捷克生产的ＣＨ２型和ＣＨ２Ｔ型机车，并于２００６年通过试验和鉴定，以确保２００７年批量生产。

俄罗斯国铁准备购买４００台该型双节机车，其中每年从科洛姆纳机车厂购买５０台，从雅罗斯拉夫机车厂购买３０台。

另外，还与厂商签订了提供５００台该型双联机车的协议。

ＥＰ１０型机车是由诺沃切尔卡斯克电力机车厂与庞巴迪运输公司合作生产的双流制机车，在２５　ｋＶ　５０　Ｈｚ交流供电的线路及３　ｋＶ直流线路上行驶，功率７　２００　ｋＷ，运行速度１６０ｋｍ／ｈ，采用再生制动系统。

２００５年１２月２０日，该型机车在莫斯科—明斯克和布列斯特的干线上牵引１２节编组的客车完成了试验运行。

尽管列车离开莫斯科不久因机车上的一个转换器出现故障造成停车，但试验结果令人满意。

机车用６个牵引电机中的４个，成功地完成了剩余行程的牵引，运行速度１４０　ｋｍ／ｈ，并在维亚吉玛车站，机车由直流切换为交流，到达斯摩棱斯克不到４　ｈ，到达明斯克７　ｈ俄罗斯铁路新型机车的设计和研制 巴利斯・鲁科夫World Railways世界铁路（正常运行需要９　ｈ）。

机车实际运行里程比原来每天２　０００　ｋｍ多４１９　ｋｍ。

计算结果表明，莫斯科—布列斯特线路使用ＥＰ１０型机车每月可节省１２个交路。

目前第二代ＥＰ１０型机车在北高加索铁路的Ｂｅｌｏｒｅｃｈｅｎｓｋａｙａ试验线上进行试验，同时第三代机车也在诺沃切尔卡斯克电力机车厂的试验线上进行测试。

到２０１０年，俄罗斯国铁计划购进７００台ＥＰ１０型双联机车，包括进口部件的成本，每台价格为１．３亿卢布。

根据俄罗斯国铁机车发展计划，２００６年８月购买首批１２台ＥＰ１０型机车，两台在圣彼得堡—赫尔辛基线路上投入运营，其余的１０台准备与白俄罗斯铁路合作，在莫斯科—布列斯特线路上使用，运行时间将缩短约７　ｈ。

ＥＰ１型机车为六轴单机机车，持续输出功率４　４００　ｋＷ，小时功率４　７００　ｋＷ，采用再生制动系统。

该型机车由１９９９年生产的ＶＬ６５型机车衍生而来，为客运提供服务，在２５　ｋＶ供电线路上设计运行速度１４０　ｋｍ／ｈ，适用温度－５０～４５℃。

目前在西伯利亚已有３台ＥＰ１型机车成功地进行了试运行。

俄罗斯国铁在２００６年购进１００多台，其中１５台交付西西伯利亚铁路局，用于额尔齐斯—巴尔瑙尔线路，取代ＶＬ８０型八轴货运机车，淘汰下来的ＶＬ８０型机车用来应对不断增加的货运需求。

基于ＥＰ１和ＥＰ１０的设计，俄罗斯国铁和厂商开始研制用于客运服务的ＥＰ２和ＥＰ３型机车，样机将于２００７年完成，２００８年进行试验运行。

双方已签订了２０１０年交付６０台ＥＰ１型双节机车的合同。

２．２ 新型内燃机车２００４年，俄罗斯总统普京视察科洛姆纳机车厂，向机车制造行业提出了生产新一代机车的要求，由此引发了干线内燃机车的设计与开发。

科洛姆纳机车厂生产的２ＴＥ７０型内燃电传动机车和布良斯克机械制造厂生产的２ＴＥ２５Ｃ系列机车比乌克兰生产的２ＴＥ１１６型内燃机车及其派生出的俄罗斯生产的２ＴＥ１０型机车动力更为强劲，２ＴＥ１１６型和２ＴＥ１０型机车将被淘汰。

２ＴＥ７０型机车由功率３　０００　ｋＷ的科洛姆纳Ｄ４９型内燃发动机提供动力，样机已通过了验收和鉴定。

科洛姆纳机车厂于２００６年底向位于雅罗斯拉夫的北方铁路局交付了５台。

２００５年７月，布良斯克机械制造厂生产出双节２ＴＥ２５Ｃ　Ｐｅｒｉｓｖｅｔ机车的样机，其特点为模块化设计，由八个牵引电机单独控制，黏着系数提高１５％。

由于车轮打滑减小，燃料消耗和轮周磨耗降低，适合多元控制。

２ＴＥ２５Ｃ　Ｐｅｒｉｓｖｅｔ机车从２００６年１月开始在谢尔宾卡环行道测试中心进行验收测试，测试年底完成，２００７年开始批量生产。

该厂生产的２ＴＥ２５Ａ型机车采用异步电机，被称作“ＩｌｙａＭｕｒｏｍｅｔｓ”，计划用于贝加尔—阿穆尔区段线路，预计２００７年完成测试，２００８年开始批量生产。

布良斯克机械制造厂的另一项研究成果是ＴＥＭ２１Ａ型四轴调车机车，采用异步电机，由带有涡轮增压器的８ＣｈＮ　２６／２６Ｖ四冲程发动机提供动力，功率为１　１００　ｋＷ，已有５台机车交付俄罗斯国铁在不同运营条件下进行试验。

如运营试验成功，２ＴＥ２５Ａ型和ＴＥＭ２１Ａ型机车将成为今后２５年俄罗斯国铁的标准机车。

２．３ 新型天然气机车机车柴油的消耗量占俄罗斯国铁机车运营全部成本的２５％，降低成本的办法是使用天然气。

在交通部的赞助下，俄罗斯国铁于１９８４年开始了这种新型机车的试验。

试验表明，使用天然气每年可为俄罗斯国铁节省１００万ｔ的柴油。

迄今为止，俄罗斯国铁已投入４亿卢布进行研制和试验，并在斯维尔德洛夫斯克铁路局进行了用天然气作为机车燃料的运营试验，随后在其他的地方铁路进行试验，俄罗斯国铁已拨付３．２３３亿卢布作为研制费用。

目前试验的调车机车有ＣｚＭＥ３Ｇ型、ＴＥＭ２Ｇ型和ＴＥＭ１８Ｇ型机车，其中ＴＥＭ１８Ｇ型机车可携带７９０　ｍ３、气压为２０．２　ＭＰａ的天然气。

２００６年，对２ＴＥ１１６Ｇ型干线机车的天然气改造工作也在进行，预计改造后的机车每年可节省燃料费用１３０万卢布。

与此同时，俄罗斯国铁还与俄罗斯航天工业部门合资进行燃气轮机用于调车机车和干线机车方面的研究，投入了１．３１５亿卢布。

２００６年４月ＴＥＭ３型调车机车样机开始试验，１１月进行了首次试运行。

在全长８４　７０７　ｋｍ的路网中，约有３４　２５０　ｋｍ的线路适合使用天然气机车或以燃气轮机为动力的机车。

３ 开展国际合作ＴＭＨ集团的铁路生产厂家与庞巴迪、西门子、ＭＡＮ　Ｂ＆Ｗ柴油机公司和克诺尔－布莱姆斯等公司进行合作。

ＴＭＨ集团与庞巴迪公司研制了新型的转向架和牵引电机，合作生产了ＥＰ１０型机车；与西门子Ｔｒａｎｓｃｏｎｖｅｒｔｅｒ有限公司合资生产供ＥＰ２型、２ＥＣ４型、ＥＰ３型和２ＥＳ５Ｃ型电力机车使用的异步牵引电机，同时还在进行客车高压变压器的研制。