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大螞蚱?戚墅堰與通用共同研制的HXN5,成為中國貨運主力内燃機車

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大螞蚱?戚墅堰與通用共同研制的HXN5,成為中國貨運主力内燃機車

發布日期:2019-05-15 作者: 點擊:

HXN5型内燃機車是中國鐵路的内燃機車車型之一,由南車戚墅堰機車有限公司及美國通用電氣公司(GE)共同研制,該型機車是在通用電氣公司為北美市場提供的“創新”系列内燃機車和AC6000CW型内燃機車基礎上,根據中國鐵路技術規範改進設計而成6000馬力交流傳動貨運内燃機車,機車軸式Co-Co,軸重25噸,采用單司機室外走廊車架承載結構車體、“GEVO-16”電子噴射内燃機、IGBT牽引變流器、“CCA”微機控制系統等技術,可在平直線路上單機牽引5000噸貨運列車,最高運用速度為120公裡。

和諧内5型0045号機車

自2003年劉志軍出任中華人民共和國鐵道部部長後,提出并實施鐵路“跨越式發展”,以盡快縮小在鐵路機車車輛裝備上與國際先進水平的差距。2003年11月,中國鐵道部與中國南車、北車集團及其重點企業共同制定了《加快鐵路機車車輛裝備現代化實施綱要》,并選擇了6家機車制造企業作為引進先進技術和自主創新依托的主體。2004年1月,中國國務院常務會議通過了《中長期鐵路網規劃》;2004年4月,國務院常務會議研究通過的鐵路機車車輛裝備現代化實施方案明确指出,“加快我國鐵路運輸裝備現代化,要按照引進先進技術、聯合設計生産、打造中國品牌的總體要求,力争在較短時間内,使我國機車車輛生産能力達到世界先進水平”。根據國務院确立的上述方針,中國國家發改委與鐵道部于2004年7月聯合下達了《大功率交流傳動電力機車技術引進與國産化實施方案》,正式開始了新型交流傳動大功率機車的采購過程。

2003年,中國南車集團戚墅堰機車車輛廠被中國鐵道部列為鐵路裝備行業技術引進重點扶持的六強企業之一,在鐵道部的協調下,戚墅堰機車車輛廠選定了美國通用電氣公司(GE)作為合作夥伴,并進行廣泛接觸和交流,在從技術轉讓到人員培訓等種種細節方面達成共識。2004年10月28日,中國技術進出口總公司《大功率交流傳動内燃機車采購和技術引進項目》詢價書正式發标。經過為時近兩年的商業談判後,6000馬力大功率交流傳動内燃機車采購和技術引進項目合同簽約儀式于2005年11月1日在北京舉行,中國鐵道部與美國通用電氣公司及戚墅堰機車車輛廠簽訂了内燃機車采購和技術引進項目合同,正式訂購300台大功率内燃機車,合同總額達68億元人民币(4.5億美元),雙方權益大緻各占三個采購合同總金額的50%。

通用電氣公司對該型機車的代号為ES59ACi,其中“ES”代表通用電氣的“創新”系列(Evolution Series)内燃機車産品、“59”代表機車功率為5900馬力、“AC”代表交流傳動系統,“i”為國際之意。經中國鐵道部批準,新機車被定型為HXN5型,其中“HX”是“和諧”的漢語拼音首字母縮寫、“N”代表内燃機車、“5”為戚墅堰機車車輛廠的生産廠商代号,通稱為“和諧”5型内燃機車。HXN5型機車是在通用電氣公司為北美市場提供的“創新”系列内燃機車和AC6000CW型内燃機車基礎上,根據中國鐵路技術規範改進設計而成6000馬力交流傳動貨運内燃機車,機車軸式Co-Co,軸重25噸,采用單司機室外走廊車架承載結構車體、“GEVO-16”電子噴射内燃機、IGBT牽引變流器、“CCA”微機控制系統等技術,可在平直線路上單機牽引5000噸貨運列車,最高運用速度為120公裡。

HXN5型的技術原型車——AC6000CW

采購和技術引進項目合同分别由技術轉讓、進口機車采購、散件進口國内組裝機車采購和國内制造機車采購共4個合同組成。 按照合同規定,戚墅堰機車車輛廠與通用電氣公司公司聯合設計,通用電氣公司并向戚機廠轉讓内燃機、轉向架、輕量化車體、交流傳動系統、和機車總成及試驗等11項關鍵部件或系統的有關技術。

首2台樣車完全由通用電氣公司在美國賓夕法尼亞州的伊利工廠制造、原裝進口;第3至50台機車大部分部件由通用電氣公司制造或提供、少部分部件由戚機廠制造,并由戚機廠完成總組裝;其餘的250台機車按照雙方商定、分五個階段的國産化計劃,國産化率從第一階段的30%,逐步提高到第五階段的85%,每個階段為50台機車,全部由戚機廠生産。

單司機室HXN5的後部

為滿足與通用電氣合作的技術要求,戚墅堰機車公司圍繞内燃機零部件加工與組裝試驗、機車轉向架制造、車體及鋼結構室制造、機車組裝試驗、毛坯制造與熱處理、在線檢測等6大重點系統,投資近4億元人民币進行重點技術改造,涉及設備近百項和工藝調整及工位器具。同時,為了完善零部件國産化進程和質量控制,圍繞内燃機、轉向架、輕量化車體和機車總成及試驗等技術轉讓項目,于2006年6月起分批成立了28個課題攻關組對關鍵點和難點進行技術攻關。技術轉讓方面,株洲南車時代電氣股份有限公司負責牽引變流器國産化項目,在首批300台HXN5型機車之中,有285台機車采用了國産化牽引變流器,首件制品已于2008年11月21日通過鑒定。而南車成都機車車輛有限公司承擔了機車配套的交流牽引電動機、主輔發電機、散熱器風扇電機和電阻栅制動風機的國産化任務,首套國産化電機産品于2009年3月17日試制成功。

首2台由通用電氣公司生産的HXN5型機車(0001、0002)于2008年5月落成,同年8月21日從美國啟運,8月30日運抵中國天津港;機車随後被送往中國鐵道科學研究院北京環形鐵道試驗基地,開始進行安全評估試驗和綜合性能試驗。2008年11月25日,首台國産化機車(0003)在南車戚墅堰機車公司下線,時任中國鐵道部副總工程師張曙光、中國南車集團總裁鄭昌泓、常州市委書記範燕青等人出席了剪彩儀式。2008年12月,0001、0002号機車在哈爾濱鐵路局管内投入試運行,并完成了濱洲線牽引試驗和冬季性能試驗。

2009年3月24日至4月9日,根據鐵道部的安排,HXN5型0001号進口機車和0003号國産化機車在鄭州鐵路局管内的京廣鐵路鄭州至安陽、太焦鐵路新鄉至晉城北間進行機車型式試驗,對機車運行的安全性、舒适性和走行部主要部件的動應力與疲勞壽命進行評估。2009年5月7日,HXN5型機車通過中國鐵道部的最終驗收。2009年6月22日至7月31日,0003号機車赴新疆吐魯番盆地鄯善地區進行機車夏季性能試驗,試驗内容主要包括起動加速試驗、隧道試驗、冷卻性能試驗以及機車功率試驗。2009年8月,完成高溫試驗的0003号機車返回戚墅堰廠内進行整備後,前往鐵科院進行後續的機車稱重、最大起動牽引力等整車型式試驗。

HXN5型0096号機車停靠牙克石站

2009年5月初,HXN5型機車開始批量配屬哈爾濱鐵路局哈爾濱機務段;至2010年7月初,首批300台機車已經全部交付完畢,機車主要由齊齊哈爾機務段、哈爾濱機務段、牡丹江機務段、佳木斯機務段支配運用,擔當濱洲鐵路、濱綏鐵路、綏佳鐵路等線的貨物列車牽引任務。HXN5型機車投入運用初期故障率較高,主要故障包括微機控制系統通訊中斷、空氣壓縮機故障、總風缸管路凍結、牽引電動機通風機控制器故障、智能顯示器故障、輪輪緣磨耗過快等問題。

2010年12月,HXN5型機車開始配屬烏魯木齊鐵路局庫爾勒機務段,投入到南疆鐵路吐魯番至魚兒溝、庫爾勒區段運用,貨物列車牽引重量由以往的2200噸提高到2800噸。2011年1月12日,南車戚墅堰機車有限公司與中國鐵道部簽訂第二筆300台HXN5型機車的購銷合同,總值53.15億元人民币。2011年9月起,沈陽鐵路局吉林機務段開始換裝HXN5型機車,由吉林機務段和梅河口機務段支配運用,投入沈吉鐵路、四梅鐵路、梅集鐵路等線運用。2011年10月,北京鐵路局懷柔北機務段也開始配屬HXN5型機車,由豐台機務段支配運用,擔當京原鐵路豐台西至原平間的貨物列車牽引任務,與太原鐵路局太原機務段靈丘運用車間實行跨局輪乘。2012年9月,西安鐵路局新豐鎮機務段開始配屬HXN5型機車共60台,投入侯西鐵路運用,擔當新豐鎮、蒲城至韓城間的貨物列車牽引任務。

南疆鐵路上四機重聯的HXN5機車

根據鐵道部的要求,南車戚墅堰機車公司在首批HXN5型機車的基礎上,開展了“HXN5型内燃機車雙司機室及動力學性能優化研究”,并于2012年6月6日通過鐵道部科技司會同運輸局組織的設計方案評審。采用雙司機室外走廊結構的HXN5型機車可以提高機車的實用性,降低機車的運營成本;同時并以軸箱拉杆式轉向架取代原來的導框定位式轉向架,以提高機車動力學性能,降低機車輪緣和踏面的磨耗。經過改進後的HXN5型雙司機室機車,機車編号由2001起排序。首台HXN5型雙司機室機車于2012年8月下線,已于2013年10月配屬沈陽鐵路局白城機務段。



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關鍵詞:内燃機,牽引變流器,台國産化機車

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