新中国代表性货运电力机车_风闻

从20世纪50年代起，电力机车和内燃机车技术逐步成熟，开始逐步取代蒸汽机车。

电力机车和内燃机车相比蒸汽机车有两项最明显的技术优势：

第一，功率更大！

第二，速度更快！

这使用电力机车或者内燃机车牵引的铁路线路货运量更大，旅客乘坐火车的用时更少。

电力机车和内燃机车技术的成熟是铁路重载技术、高速铁路技术发展的前提。

中国从1958年起开始进行铁路电气化工作。

中国第一条电气化铁路是宝成铁路宝凤段。它北起宝鸡，南至凤州，全长91公里。

这条电气化铁路线路1954年进行设计准备，1956年正式进行设计，1958年动工兴建，1961年8月建成通车。

电力机车是电气化铁路的核心要素之一。

从上世纪50年代至今，中国铁路上的电力机车主要分为三类：韶山系列电力机车、和谐系列电力机车和进口电力机车。

韶山系列电力机车是我国自主研制的电力机车。

和谐系列电力机车是我国引进技术研制的电力机车，是当前铁路运输的主力。

进口系列电力机车在我国铁路电气化的多个时期发挥了重要作用。

进口系列电力机车

我国曾在不同时期从不同国家进口了多批电力机车。

1960年，从法国进口25台6Y2型电力机车；1971年，从罗马尼亚进口了2台6G型电力机车;1973年从法国进口了40台6G型电力机车;1987—1990年，从以法国为首的欧从欧洲五十赫兹集团进口了150台8K型电力机车。1987—1988年，从日本进口了85台6K型电力机车。1988—1991年，从苏联进口了100台8G型电力机车。（来源：中国铁路机车车辆工业五十年）

在这些进口电力机车中，最具代表性的是法国的6Y2型电力机车和欧洲五十赫兹集团的8K型电力机车。

1**、法国的6Y2型**

中国的第一条电气化铁路线路是宝成铁路宝鸡——凤州段。

宝凤线上使用的第一批电力机车是从法国进口的25台6Y2型电力机车。

从法国进口电力机车的原因是国内自主研制的6Y1型电力机车尚未成熟。

此时的电力机车是交直传动电力机车：直流电机，使用引燃管整流器进行整流。

从法国进口6Y2型电力机车还有一段有趣的故事，故事来源是当事人黄正夏和傅志寰的回忆。

在与法国阿尔斯通谈判进口电力机车时，法方开始报出了很高的价格，并且一直不肯让步。黄正夏（后来担任二汽厂长）是当时负责进口6Y2型电力机车的主要谈判人员之一，在谈判焦灼时带领法方的谈判人员去看了试验中的我国自主研发的6Y1型机车。

虽然6Y1型机车由于技术不成熟未能定型投产，但成功迫使法方人员降低了报价。

此时株洲所的一名技术人员傅志寰（后担任铁道部部长）正在北京铁路环形试验场进行我国自主研发的6Y1型机车的试验。

虽然两者当时没有交集，但是都为中国铁路的电气化做出了自己的贡献。

从这件事我们也可以看到自主研发的价值。

自主研发最低的作用也可以压低进口技术产品的报价！

2**、8K型电力机车**

1980年代中国从国外引进过三款电力机车，分别是欧洲的8K型电力机车、日本的6K型电力机车和俄罗斯的8G型电力机车。

三种电力机车车型之中，8K型机车是引进时间较早，也是技术最先进的车型；

这批电力机车基本代表了交直传动时代的最先进的技术水平。

电力机车型号中的“K”代表可控硅，代表了当时最先进的功率半导体技术。

8K型电力机车，是铁道部于1980年代通过国际招标、按照“技贸结合”方式向欧洲五十赫兹集团（以法国的阿尔斯通公司为首，包括法国的阿尔斯通公司、德国的AEG和西门子、瑞士的ABB 等公司在内的，生产50赫兹频率的电机电气设备的企业集团）订购引进的电力机车车型。

8K型机车共计150台，其中由法国整车进口148台，其余2台由五十赫兹集团通过技术转让、由株洲电力机车厂试制。

8K型机车主要在丰沙铁路、京包铁路使用，担当晋煤外运煤炭列车的牵引任务。

五十赫兹集团无偿转让8K型电力机车的全套图纸资料、机车零部件、制造工艺和检验方法，并负责培训机车试制验证和派遣专家来华指导，由株洲电力机车工厂承担机车生产工作，而株机厂及株机所同时派遗人员到欧洲多家工厂接受培训，作为验证技术转让的成效。1989年9月26日，最后两台8K型电力机车（149、150）在株洲电力机车厂落成。

这些先进技术的引进和国产化，对后来中国国产电力机车造成重要影响，不但使国产机车的技术水平及质量稳定性大为提高，并且促进了国产机车设计思想、项目管理和配套技术的发展。

1990年，在消化吸收8K型电力机车技术的基础上，株洲电力机车厂成功试制了韶山5型快速客运电力机车和韶山6型客货两用电力机车。

韶山系列电力机车

1**、韶山1型电力机车**

韶山1型电力机车的前身是6Y1型干线电力机车，这是中国以当时苏联新设计试制的H60型电力机车样机为基础设计制造的。

1958年底，第一台6Y1型1号干线电力机车在湘潭组装完成，通过试验发现作为主整流器的引燃管不能正常工作，便返厂整修。

1960年3月，2号机车在株洲机车车辆厂组装完成。在宝成铁路电气区段通电后，1号、2号两台机车都参加了现场试车，显示了电力机车牵引力大、速度高的优越性。但这两台样车由于引燃管不稳定，调压开关故障多等原因，无法正式投入进行。

引燃管、牵引电机、调压开关是中国电力机车面临的三个重大技术挑战，也是中国电力机车技术发展分代的重要参考。

1966年，铁道部决定从7号机车起全部使用硅整流器。硅整流器后由株洲所和永济电机厂制造供应。

在一系列改进基础上，1966年开始7号机车的试制，并落实了30余项重大改进。

综合4号机车的“改硅”试验和7号机车及以前的改进成果，1968年又制成8号电力机车，它标志着国产电力机车技术水平初步成熟。

从8号机车开始，韶山电力机车正式投入编列运行，标志着国产电力机车技术水平初步成熟。

铁道部正式将国产电力机车命名为韶山1型（SS1)，并开始了小批量生产。

韶山1型(SS1）电力机车从试制到批量生产，历时20余年，经过了几次重大技术改进，形成了批量生产能力。

参加韶山1型设计科研单位有株洲厂、株洲所、铁道科学研究院、湘机厂、湘潭牵引电气设备研究所（简称牵引所）、上器所等21个单位。

参加试制生产和主要协作单位有株洲厂、湘机厂、北京变压器厂等48个厂。

从1958年起到1988年底止，韶山1型机车共生产了826台。

至此，作为完成了第一代主型电力机车的使命而停止生产。

2**、韶山4型电力机车**

1958年—1998年是我国电力机车“从无到有”、“从少到多”、“从低到高”发展的40年。

1958年我国第一台干线电力机车诞生,实现了我国电力机车“零”的突破,电力机车产品“从无到有” ;

1985年我国第一台相控电力机车—8轴SS4机车诞生,其后1990年SS5相控4轴客运电力机车、1991年SS6相控6轴客货两用电力机车、1992年SS7相控6轴机车、1994年SS8相控4轴准高速客运电力机车等的研制成功,形成我国第三代电力机车的多机型系列化,电力机车品种“从少到多”。

韶山4型(SS4）电力机车是为了满足重载货物列车的运输需求，从1983年开始设计的大功率8轴6400 kW 的电力机车，牵引力达431.2 kN 。

1985年，完成了第一台样机的试制。

株洲厂为主制造厂，主要协作单位有株洲所（承担部分硅整流器、电子控制装置）、永济电机厂（承担硅整流器）、资阳内燃机车厂和益阳齿轮厂（承担齿轮）等。

韶山4型(SS4）电力机车是2000年前我国铁路货运重载的主力车型，满足了我国重载铁路的牵引需求。

在我国的第一条重载铁路——大秦铁路上，韶山4型(SS4）电力机车成功牵引了5000吨，10000吨和20000吨的重载列车。

我国进口的6Y2型和8K型、6K型电力机车都属于交直传动（交流供电，直流驱动）电力机车。

我国自主研发的韶山系列电力机车也属于交直传动电力机车。

交直传动电力机车使用直流电机进行驱动。

我国研制的韶山系列电力机车三代产品的区分是以调压调速方式和单轴功率级大小这两个基本特征来区分的。

第一代电力机车产品由SS1、SS2组成,其特征是有级调压。

第二代电力机车产品仅只有SS3 ,其特征是采用低压侧调压开关进行8级电压粗调,在每一级间利用晶闸管进行相控电压微调,实现了类似8段桥相控调压的无级调速特征。

第三代电力机车产品由多机型组成, 有SS4、SS5、SS6、SS7、SS8以及它们的派生型SS4B、SS4C、SS6B、SS7B、SS7C等,其特征均是采用多段桥相控无级调压的调速方式,机车功率有3600 kW、4800 kW、6400 kW等功率级别。

和谐系列电力机车

和谐系列电力机车属于交流传动（交流供电，交流驱动）电力机车，使用交流电机进行驱动。

电力机车的核心技术是牵引电机的变速传动技术，电力机车技术演进的主要路径是从直流牵引转向交流牵引。

控制交流电机转速需要变频变压电源, 交流传动技术的核心是交直交变流器。

和谐系列货运电力机车是2000年后我国从国外引进技术制造的交流传动电力机车，主要有三个型号：HXD1型，HXD2型，HXD3型。

在引进技术的基础上，我国的机车车辆企业研发设计了具有完全自主知识产权的大功率货运电力机车，并成为我国铁路运输的主力。

1**、HXD1型电力机车**

HXD1型“和谐”电力机车是西门子公司和中车株洲电力机车有限公司联合研制，是在西门子EuroSprinter机车平台上，以ES64F4型电力机车为原型车，结合DJ1型电力机车在大秦铁路的运用经验而开发研制的干线货运用八轴大功率交流传动电力机车。

HXD1 型机车为8轴、双节重联、功率为9600kW的重载电力机车。标准配置中机车整备重量为184吨，轴重为 23吨，加上压车铁后轴重可以增加到25吨。

HXD1型电力机车发展了多种改进型号，包括HXD1B型、HXD1C型和HXD1D型等。

HXD1B型电力机车轴牵引功率1600kW，总功率9600kW，是世界上功率最大的六轴电力机车。该机车起动牵引力大、粘着利用好，适用于国内干线重载货运牵引。

HXD1C型机车的机车电气传动系统、机车网络控制系统都具有完全自主知识产权，不仅使得机车的成本降低，而且提升了机车可用性、可维护性和可靠性

HXD1D型机车的电气系统采用自主研发的卧式牵引变压器、大功率IGBT构成的主辅一体化牵引变流器、三相异步牵引电机和分布式网络控制系统，结合多重四象限和单轴控制技术手段，具有系统先进、技术成熟、性能优越、节能高效等特点。

2**、HXD2型电力机车**

HXD2型电力机车是干线货运用八轴大功率交流电传动电力机车，由大同电力机车有限责任公司与法国阿尔斯通交通运输股份有限公司联合开发。

HXD2型电力机车在阿尔斯通公司的PRIMA系列电力机车的基础上研制，根据中国铁路线路的具体情况设计而成。

HXD2型电力机车同样发展了多种改进型号，包括HXD2B型、HXD2C型、HXD2D型、神华八轴机车、完全自主化八轴机车、复兴2B型电力机车等。

HXD2C型交流传动电力机车是由中国中车大同公司自主设计制造的新型货运机车。该车是大同公司在HXD2B机车技术平台的基础上，完全自主开发的具有自主知识产权的且达到国际同时代技术质量水平的新型机车，且是该技术平台系列产品之一。机车已成为我国重载货运的主力车型之一。

神华八轴机车是为适应神华铁路重载运输的需要，在HXD2机车基础上进行适应性设计而推出的专为地方铁路运输的机车。机车功率9600kW，单轴功率为1200kW，最高运用速度120km/h，采用国产化无线重联装置，满足大宗重载货物运输的需求。

HXD2 1000型机车是公司2011年研制的完全自主化八轴机车,机车采用完全自主研发的变流器和网络控制系统,是国内首台能实现不同变流系统完全互换的机车。机车速度等级、轴重、轴式等主要性能参数与HXD2型电力机车相同，同时保持车体、转向架、牵引、空气制动系统等结构基本不变。

复兴2B型电力机车轴重达30吨，能够在特定线路条件下牵引万吨列车，是世界重载铁路发展的标志性产品。

3**、HXD3型电力机车**

HXD3型电力机车，由中车大连机车车辆有限公司和日本东芝公司联合开发研制。

该型机车是为满足中国铁路客货需要而研发的大功率交流传动干线客货两用六轴电力机车，采用交—直—交流电传动，持续功率为7200千瓦，最高运行速度为120公里/小时。

从传动技术上看，和谐系列电力机车相比韶山系列电力机车是一次重大的技术升级。

中国利用有利的市场条件引进技术，成功实现了技术升级。和谐系列大功率货运电力机车的技术引进是“市场换技术”的一个成功典范。

在引进技术的基础上，中国的机车制造企业顺利完成了技术的消化吸收并根据中国铁路的实际情况开发出了具有完全自主知识产权的大功率货运电力机车，例如大同厂研制的复兴2B型30吨轴重的电力机车。

中国的机车制造企业之所以能够顺利消化掌握引进技术，基础是韶山系列电力机车。通过研制韶山系列电力机车，中国的机车车辆工业形成了完整的研发体系、制造体系，不仅成功研制了交直传动电力机车，而且自主研发了AC4000型交流传动电力机车。

这是中国机车车辆工业能够迅速掌握引进交流传动技术的底气所在。

当今中国不仅在高速动车技术上全球领先，在重载铁路技术上同样全球领先。

大秦铁路是全球运量最大的重载铁路，年运输量超过4亿吨。

中国在轨道交通技术上的领先是长期技术积累的结果，而不仅仅只靠技术引进。

参考资料：

1、《我国电力机车四十年技术发展综述》，刘友梅。

2、《中国电器工业发展史》

3、《中国铁路120年建设纪实》

4、《中国机车车辆工业五十年》

5、《中国铁路机车车辆工业总公司十年》

6、《艰难历程》，黄正夏。

7、《傅志寰回忆录》

8、《HXD1型电力机车》

9、《HXD2型电力机车》

10、《HXD3型电力机车》