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上一期我们讲了红旗型蒸汽机车这次我们讲讲中国的客运蒸汽机车之王-人民型蒸汽机车 人民型蒸汽机车是中国铁路干线客运用的过热式蒸汽机车。以胜利6型蒸汽机车(南满洲铁道使用的Pashiro型)作为技术平台 胜利6型蒸汽机车1957年由大连机车车辆工厂改进设计,交由青岛四方机车车辆厂试制,由四方厂对图纸进行了改进。1958年4月首台机车试制成功,命名为"人民型",车型代号RM,并开始批量生产。机车轴式为2-3-1,人民型蒸汽机车不少零部件可以与建设型蒸汽机车互换使用。 人民型蒸汽机车技术参数机车参数制造厂 四方厂 首台生产年份 1958 累计产量/台 258 用途 客运 轴式 2-3-1 轨距/mm 1435 整备质量/t 101.54 动轴轴重/t 21.04 轮周功率/kW(马力) 1400(1900) 模数牵引力/kg 18050 机车总效率 7.92% 单位马力质量/kg 47.26 构造速度/km/h 110 通过最小曲线半径/m 145 固定轴距/mm 3660 机车总轴距/mm 10110 机车及煤水车总轴距/mm 20406 最大高度/mm 4790 最大宽度/mm 3240 机车及煤水车总长/mm 23252 煤水车装煤量/t 15 煤水车装水量/m3 35 锅炉参数火箱型式 圆顶式宽火箱 过热器型式 A型 蒸汽压力(大气压) 15 炉床面积/m2 4.838 管板间距离/mm 4900 大烟管数目X直径/mm 50X133X125 小烟管数目X直径/mm 88X51X46 总蒸发传热面积/m2 193.26 过热传热面积/m2 97.88 火箱容积/m3 8.418 汽机参数汽缸数目 2 汽缸直径/mm 570 鞲鞴行程/mm 660 汽阀直径/mm 300 进气余面/mm 33 排气余面/mm -3 进气导程/mm 6 最大遮断比 84% 主要结构特点人民型蒸汽机车(代号RM)是大连厂于1957年在新胜利型机车的基础上进一步改进设计而成。四方厂于1958年试制出第一台,1959年起批量生产,至1966年停产,共生产了258台。人民型机车在结构上主要有以下特点; 人民型蒸汽机车透视图⑴锅炉蒸汽压力为15k/cm2,构造速度为110km/h; ⑵锅炉采用全电焊焊接结构,过热管为50组,过热面积与蒸发面积之比达0.506,汽室温度可达409t,锅炉调整阀为上提式,过热箱是铸钢组合式; ⑶汽缸用铸钢制造,汽室采用特氏分动式鞲鞴汽阀,汽阀鞲鞴是铸钢的,安装铸铁的二瓣分解式涨圈,鞲鞴杆填料盒和汽阀杆填料盒采用特种铸铁填料; (4)增加了混合式给水预热器,给水量为400L/mm,装有两个非吸上式注水器; ⑸空气压缩机多数为MT3型复式,排风量为3100L/min,用5管压油机给油; ⑹导、动、从轴箱均用14管压油机集中给油,汽缸、汽室用14管压油机给油; ⑺煤水车底架及水柜、煤槽均采用焊接结构,水柜内装有浮标式水位指示计; ⑻加装了C-3型加煤机; C-3型加煤机⑼采用了封闭式司机室,室内宽敞,光线充足,各种操纵装置和仪表布置合理; ⑽安装了速度表及热电偶高温度计; ⑾阀装置各杆连接部采用滚动轴承。 人民型蒸汽机车检修技术改进至1960年,四方厂对该车先后进行6次改进:改进排烟装置及煤槽撒水管路;滑块改为稀油润滑;加装风动上水、轴温显示等5种装置;司机室加后通风窗;煤槽内加推煤机;右侧加汽笛操纵阀;火箱和灰箱内加装助燃器;加装冷、热水泵等14种强化器;加装过热补助器;风泵用过热蒸汽;导、从煤轮轮辐用辐板式等。 1963年后,根据运用中发现的问题又进行了一些技术改进,如改变了阀装置尺寸,小烟管改为料根,加装了导烟板等,使原设计更趋完善。 加装了导烟板后的人民型蒸汽机车相信大家都有一个疑问? 为什么,人民型蒸汽机车只有110公里,而同样是4-6-2太平洋机车外国的却跑200公里。 其实是因为用途不同 我们以中国的胜利7型蒸汽机车,英国的A4型蒸汽机车为对比对象。 从两个方面进行对比一个内部因素(机车本身),一个外部因素。 胜利7型蒸汽机车 胜利7型蒸汽机车,为铁路一种干线客运用途的煤水车式蒸汽机车,前身为南满洲铁道的パシナ(Pashina,意指Pacifics第7型)型。 パシナ型机车为达到高速运营、长途无停车的要求,而由被称为“机车之王”的吉野信太郎设计[1]。在设计上,Pashina型机车采用完全流线型车体[2],减少30%的空气阻力[1],并使用普鲁士蓝涂装[2]。此外,Pashina型机车装有施密特式E型给水预热装置、自动加煤机,煤水车的转向架使用SKF滚动轴承。 看似胜利7型机车比人民型先进,实际上人民型要比胜利7型先进。 胜利7型蒸汽机车 炉床面积6.24平方米 蒸发传热面积275.7平方米 锅炉压力15.5千克/平方厘米 人民型蒸汽机车 炉床面积4.84平方米 蒸发传热面积193.3平方米 锅炉压力15千克/平方厘米 在炉床面积,蒸发传热面积都不如胜利7型的情况下,胜利7型的锅炉蒸发率只有60千克,而人民型的锅炉蒸发率却达到了65千克。 可以看出人民型的锅炉要比胜利7型先进 为什么胜利7最高速度130公里,人民型只有110公里 从内部因素(机车本身)来讲,不算导流罩因为这个没有难度 从机车本身来说,人民型机车就是吃亏在机车个头以及动轮直径上。 胜利7型动轮直径2米,人民型动轮直径1.75米,在客运机车中人民型机车的动轮已经算小的,大部分的客运机车动轮直径都是在2米左右。 人民型机车为什么要采用小动轮,这和它的用途有关,我们等一会再说。 A4型蒸汽机车 人民型与之对比除了动轮直径方面,还有一个主要原因,A4是3气缸机车,人民型只是普通的双气缸机车。 如解放2型蒸汽机车 解放2型是美国机车公司早期制造单式三汽缸蒸汽机车,1924年完工时进行完整的测试,当时引起铁路业者注目。其动轮轮径虽然只有1,370mm,但测试时车速却能达到101.4km/h(63 mile/h)之高速(动轮转速达392rpm)。 从上可以看出三气缸机车的优势,即便如此为什么欧洲普通的双气缸机车如德国05型速度都在200公里,为何差距如此之大。 有一个很重要的原因外部因素 就是编组还有线路 为什么欧洲蒸汽能跑这么快,很大一部分就是编组少列车吨位低,欧洲人少,客车编组就相当于我们的通勤车而已。 如德国的BR05,200公里测试时编组只有4辆(总重197吨),而英国野鸭号试验所用列车编组有7辆(总重240吨)。 而苏联l20型测试,则更加过分而美国的特快列车1200吨,实际800吨左右,虽然美国吨位大,可是机车功率也大,如S1型蒸汽机车7200马力普遍的客运机车马力都是4000马力以上。而可怜的人民型蒸汽机车只有1900马力,编组。。而且中国的客车都是重型客车,欧洲客车一节30吨左右,中国的如,21型客车,一节自重就47吨人民型蒸汽机车1900马力,在平道牵引17节编组800吨列车时,速度可以达到94.5公里,在6‰的换算坡道上速度可以达到56公里每小时,在上个世纪60年代人民型蒸汽机车成为了我国的客运之王。美国7200马力牵引800吨列车,才是160公里每小时,人民型1900马力牵引800吨列车达到94.5公里,这实际上已经是太平洋式机车的极限了!你让野鸭来牵引800吨列车,相信它也不会比人民型快多少!中国特色人多,编组长,最少一般都是13节左右,大概600吨,这就是为什么人民型的动轮直径小的原因,在速度与力量上,人民型更偏向于力量因为其设计初衷就是牵引长途重载客运列车,由此减少了过分高速的要求,实际上野鸭200多公里是测试时速,实际时速没有怎么高如美国特快列车规定速度130~160公里,实际运行很少有超过120公里,世界蒸汽机车的实际运行时速评价也是120公里左右而已,人民型110公里也不会显得太慢,人民型蒸汽机车更加偏向于实际运行速度。 对于中国的要求长编组重载客车牵引,实际上4-6-2太平洋机车已经是极限,要想更高要用4-8-4联盟型机车才行,这也是为什么美国这么多4-8-4的原因。可即使是4-8-4机车在当时中国的情况下也不会比人民型快多少!首先我们了看看4-6-2机车和4-8-4机车4-8-4机车虽然力量大,但是动轮多,连杆重,高速运行时对钢轨敲击非常大,由此限制了运行速度 4-6-2机车对钢轨敲击小,但是力量不足 力量与速度不可兼得!在美国4-8-4机车一般都是160公里左右,只有在线路质量特别好的情况下才有可能开到180公里,而当时中国的线路,限速大部分都是60-90公里,100公里以上的线路寥寥无几,所以就是采用4-8-4机车速度也不会快到那里去! 据说当时大连机车厂曾经以苏联的P36型蒸汽机车为基础,设计了一款4-8-4英雄型蒸汽机车,但是仅仅是完成了设计图而已!在当时中国的环境下,线路差,编组长,吨位重又想跑高速(160公里以上),实际上蒸汽机车已经是力不从心,要内燃电力机车才可以。所以1966年中国停止了人民型蒸汽机车生产,转而去生产东方红3型等内燃机车去了东方红3型内燃机车也成为我国第二代客运机车之一。 |
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