81盘(韶山9G型电力机车)
上一篇我们讲到了SS9G型电力机车的发展运用历程,这一篇我们来盘点一下SS9G型机车的性能参数。
图:SS9-0099牵引原色25T,可惜现在再也看不到了
性能特点
韶山9型电力机车是六轴干线客运电力机车,是在韶山8型电力机车基础上研制的系列化产品,同时吸收了韶山6B型电力机车的经验,并克服了韶山8型技术上存在的问题,其高速动力学性能、牵引和制动性能均优于韶山8型机车,适用于长距离、长大坡道、大编组旅客列车的牵引需要。不同于韶山8型机车采用的四轴Bo-Bo轴式,韶山9型机车采用六轴Co-Co轴列式,轴重为21吨,比韶山8型机车的轴重轻7.1%。韶山9型机车的最高运行速度与韶山8型相同,均为170公里/小时,但韶山9型机车的持续功率为4800千瓦,起动加速时最大功率可达5400千瓦,持续牵引力为169千牛,电制动(轮周)功率为4000千瓦,分别比韶山8型机车的持续功率、持续牵引力和电制动功率高33.3%、34.1%、48.1%。韶山9型机车克服了韶山8型在长大坡道牵引大编组列车功率不足的缺陷,可牵引18节客车在16‰、14‰、12‰、10‰的长大坡道上,分别以84公里/小时、92公里/小时、96公里/小时、105公里/小时的速度匀速上坡,提高列车的平均运营速度。
但是长大坡道牵引方面直流电传动机车相较交流电传动机车仍然有比较大的缺陷,这也就导致了中国放弃了韶山10型的研制计划,改为和国际知名企业一道进行联合研制,这导致了和谐电1型及衍生型、和谐电2型及衍生型、和谐电3型及衍生型的出现,也注定了韶山9会是最后一代交-直流电传动电力机车,结束了韶山型电力机车近40年的发展历程,成为绝唱。
图:双机SS9G牵引刷绿25GDC
总体布置
韶山9改进型机车的设备布置、车体外观有较大变化。改进型机车跟随国际趋势改用宽600毫米的贯通式中间走廊,放弃了中国“韶山”系列电力机车一贯的双侧走廊设计;车内设备随中间走廊斜对称布置,以利于轴重分配;车顶盖由原来的5个改为3个。屏柜及各部件采用模块化设计,包括1、2号硅整流柜,1、2号高压柜,2、 3号牵引通风机组,以便于部件维护和更换。同时,牵引变压器由壳式变压器改为芯式卧放变压器,悬挂在车体底架以下,降低了机车的重心高度。
同时,株洲电力机车厂也邀请了意大利著名汽车设计公司宾尼法利纳(Pininfarina),参与对改进型机车车体外形的流线型优化设计,采用圆弧微流线头型外观造型。由于宾尼法利纳也是瑞士联邦铁路Re460型电力机车车体的造型设计单位,因此这两种机车的外观也相当类似。改进型机车并改用独立通风系统,采用侧墙夹层进风道,因应冷却对象不同而分为四大通风支路。每条通风支路均有自己独立的进、出风风道,有助减低车内负压,改善机车防尘效果及防寒性能。机车采用了标准化司机室,可满足单司机值乘条件下司机在司机室内完成部分设备的转换和隔离。
图:SS9G-0108单机
电路系统
主电路
韶山9型电力机车是交—直流电传动的单相工频交流电力机车。早期型机车安装一台TBQ12-8668/25型主变压器,该型变压器采用一体化结构,与平波电抗器、列车供电滤波电抗器合并安装并共用冷却系统,冷却方式为强迫油循环导向风冷冷却。改进型机车安装一台TBQ19-8668/25型卧式结构主变压器,安装在车体底架之下。
机车主电路采用由大功率晶闸管和二极管组成的不等分三段半控桥相控整流电路,整流桥采取先大桥后小桥的顺控方式,其中一段半控桥占二分之一的整流电压用于低速区,另外两段半控桥则占另外二分之一的整流电压用于高速区,以提高高速区的功率因数。每台机车设有两组相同的整流装置,向转向架独立供电方式,同一台转向架上的三台牵引电动机并联连接。为扩大机车恒功速度范围,机车可采用晶闸管分路进行无级磁场削弱。改进型机车安装由株洲南车时代电气研制的TGZ29(0044~0111号机车)、TGZ29A(0112~0213号机车)型整流柜。
此外,机车并设有加馈电阻制动,使机车在低速区可以有较大的制动力,实现机车全过程无级调速。每台机车装有六台牵引电动机,分别安装在两台转向架上。机车采用ZD115型直流牵引电动机,是采用全叠片焊接机座机构、带有补偿绕组的六极串励直流电动机,持续功率800千瓦,短时最大功率900千瓦,绝缘等级为全H级,冷却方式为强迫风冷。
图:SS9-0067和SS9-0088
辅助电路
早期型机车采用旋转式劈相机为辅助电路供电,将主变压器辅助绕组供应单相交流电转换成三相交流电,车内许多设备如变压器、整流装置、牵引电动机、制动电阻柜等装置的通风冷却,以及空气压缩机的驱动均采用三相交流电动机,电压制式为380伏特三相交流电。而改进型机车的辅助供电电源参考了韶山7E型电力机车的方式,既可以选用静止式辅助变流器供电,也可以采用传统的劈相机系统供电;其中0044、0045号机车采用了辅助变流器,而从0046号机车开始又恢复采用劈相机。
韶山9型电力机车并设有列车供电功能,每台装备了两套完全独立的列车供电系统,输出电压为600伏特直流电,功率为2×400千瓦,采用机车集中整流、客车分散逆变的供电方式,向旅客列车提供空调、采暖、茶炉、照明等供电电源。早期型机车采用分散式列车供电装置,列车供电系统各元件分布在机车各电器柜中,不利于系统的检修和维护。而改进型机车改为采用集中式列车供电柜,集中安装整流装置及其控制系统。0044、0045号机车是最早安装列车供电柜的改进型机车,而此后的0046~0111号机车在出厂时虽预留了列车供电柜位置但未安装,0112~0125号机车安装了ZS380B(TGF7A)型的供电柜,0126~0154号机车安装了ZS380C(TGF7A)型供电柜,从2006年生产的0155号机车开始安装了经过改良的TGF28型供电柜。随着25G型直供电客车(即所说的25GDC,因为使用DC600V供电而得名)的迅速普及,所有未安装供电柜的韶山9型电力机车于2009年完成改造,恢复列车供电功能。
2015年,沈阳铁路局的其中十辆韶山9型机车供电制式改为AC380V,这些机车的交流电列车供电系统由株洲电力机车研究所研制,首台接受改造的是0006号机车;已知有0006、0008、0009、0010、0011、0016、0034及0035等若干台机车改用交流供电柜。该型机车供电插座为灰色,以便与DC600V供电机车区别。交流供电版韶山9型机车主要担当大连至北京的Z81/80、Z79/82次列车(使用的车底为庞巴迪制25T,供电方式为AC380V)的牵引任务,以及由东三省进入内蒙古东部地区普速列车的本务机车。
图:看看图片上有几台SS9G?
控制系统
在控制技术方面,韶山9型电力机车采用微机控制及逻辑控制单元(LCU)技术,用以替代传统的继电器有触点控制电路,使逻辑控制由软件来完成,从而减少机车布线,简化了控制系统的设计。韶山9型电力机车的控制系统是在韶山8型、韶山7D型电力机车的基础上发展而成,当操作机车时,司机指令传送到逻辑控制单元,由逻辑控制单元进行逻辑判断,并向微机系统输出指令,由微机系统执行机车的特性控制。除此之外,微机系统和逻辑控制系统并具有与微机显示屏的通信功能,通过三者互相配合,机车可以实施恒流准恒速控制特性控制、制动系统的恒制动力控制、防空转及防滑行控制、轴重转移补偿控制、空电联合制动控制、列车供电控制、故障诊断与故障记录等功能。从2004年开始,韶山9型电力机车开始陆续加装由广州铁路科研所开发的车载自动过分相系统,通过安装地面信号感应器、信号处理装置,并对机车的微机控制系统软件进行升级,使机车过分相时能够自动分合主断路器。
转向架
机车走行部为两台架悬式三轴转向架,构架采用“目”字形箱形梁焊接结构,轴箱采用双拉杆式定位。一系悬挂装置由螺旋圆弹簧、橡胶垫和垂向油压减震器组成;二系悬挂采用高柔圆弹簧及橡胶垫,车体与转向架之间并装有垂向减震器、横向减震器和抗蛇行减震器。牵引力和制动力通过转向架与车体底架间的低位双侧平行拉杆牵引机构传递,与韶山6B型机车相同。
韶山9型机车的驱动装置与韶山8型机车相同,牵引电动机采用双侧六连杆轮对空心轴全悬挂安装方式,电动机与齿轮箱组成的传动部件的全部重量悬挂在转向架构架上,牵引电动机的扭矩通过空心轴和两端的六连杆联轴盘传递到轮对,大幅减轻了转向架簧下重量及减小轮轨作用力。基础制动装置与韶山6B型机车相同,采用单元式单侧双闸瓦制动器;每台转向架上设有一个停车蓄能制动装置。
故障问题
韶山9型机车是采用微机控制的电力机车之一,沈阳铁路局的部分韶山9型机车在配属初期,曾经常发生系统死机问题,导致整辆机车无法启动,尤以冬天最为严重,影响列车车次的正点率。及后有关方面为在中国东北地区的韶山9型机车微机柜内加装加热器,使其微机系统在严寒环境下仍能保持稳定,大大减低微机故障率。
图:SS9G-0047牵引原色25GDC
主要技术参数:
用途:干线客运
轴式:Co-Co
传动方式:交—直传动
持续功率:4800kW
持续速度:170km/h
持续牵引力:169kN
最高速度:200km/h
最大牵引力:286kN
整备重量:126t
电流制 单相交流(50Hz)
工作电压/kV 额定值 25
最高值 29
最低值 19
电传动方式 交—直电传动
机车持续功率4800 kW
机车最大功率(SS9) 5400 kW
持续牵引力(SS9,半磨耗) 169 kN
启动牵引力(SS9,半磨耗) 286 kN
电制动方式 加馈电阻制动
制动功率(SS9)4000 kW
最大制动力(SS9) 180 kN(15km/h—80km/h)
额定速度(SS9,持续制) 99 km/h
最大速度(半磨耗)170 km/h
牵引恒功速度范围(SS9)99 km/h—160 km/h
轴式 C0-C0
机车整备重量126t (-1%+3%)
轴重(SS9)21t
传动方式(SS9) 单边直齿传动
传动比(SS9) 77/31=2.4839
车钩中心距(SS9) 22216 mm
车体底架长度(SS9) 21000 mm
车体宽度(SS9) 3100 mm
车体最高点距轨面高度(SS9) 4605 mm
转向架轴距 2150 mm
机车全轴距(SS9) 15870 mm
车钩水平中心线距轨面高度 880 mm±10 mm
受电弓滑板中心距(SS9)11100 mm
受电弓安装座距轨面高度(SS9)4140 mm
车轮直径 1250 mm(新轮)1150 mm(全磨耗)
到这里,有关SS9G型的知识就已经介绍完毕,计划下周盘点SS7E型,各位敬请期待!
解释一下我不准备做SS8型盘点的原因:SS8是一个为冲击中国铁路第一速这个片面目标而研制的一种相对比较失败的产品,现在已经基本退出中国铁路运用,本身除第一速之外可以介绍的内容相对较少,恐怕不能独立成一篇文章。(也许以后讲完SS7C之后会出番外,但是又有谁知道呢?)
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