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日本国铁ED74型电力机车

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ED74
概览
类型电力机车
原产国 日本
生产商三菱电机三菱重工业
生产年份1962年
产量6台
主要用户日本 日本国有铁道
技术数据
华氏轮式0-4-4-0
UIC轴式Bo'Bo'
轨距1,067毫米
轮径1,120毫米
轴重16.25吨
转向架DT129
轴距2,800毫米
机车长度14,300毫米(车钩中心距)
机车宽度2,805毫米
机车高度4,260毫米(降弓状态)
整备重量65.0吨
受流电压AC 20kV 60Hz
传动方式交—直流电
牵引电动机MT52 × 4
最高速度100公里/小时
持续速度45.6公里/小时
牵引功率1,900千瓦(小时)
牵引力14,100公斤(持续)
制动方式EL14AS自动空气制动机、手制动机
安全系统ATS-S

ED74型电力机车(日语:ED74形電気機関車)是日本国有铁道交流电力机车车型之一,适用于供电制式为20千伏60赫兹的工频单相交流电气化铁路

发展历史

开发

1962年,位于敦贺市北陆隧道建成通车,同时北陆本线敦贺福井区段亦完成交流电气化改造。考虑到北陆隧道内有超过10公里的11.5‰长大坡道,加上日本海沿岸气候潮湿多雨的特点,四轴电力机车的粘着性能将不能满足牵引需要,因此日本国有铁道开发研制了新型的六轴交流电力机车,即EF70型电力机车

与此同时,为满足福井至金泽区段电气化后的运输需求,日本国铁又在EF70型电力机车的基础上,研制了四轴的ED74型电力机车。ED74型电力机车相当于取消了中间转向架的EF70型电力机车,两者在结构和技术上都有许多共通的特点,同样采用变压器高压侧有级调压、硅整流器单相全波整流、MT52型直流牵引电动机等成熟技术。机车轴式Bo-Bo,整备重量为65吨,小时功率为1900千瓦[1]

制造

1962年,三菱电机、三菱重工业共生产了6台ED74型电力机车,生产预算由日本国铁昭和36年度第三次债务承担。根据最初的北陆本线本务机车配属计划,田村至福井的机车交路由EF70型电力机车担当,而福井以北平原地区的机车交路则由ED74型电力机车担当。但随着北陆本线列车牵引定数的提高,大多数旅客列车及货物列车的牵引任务均由EF70型电力机车担当,最终ED74型电力机车仅制造了6台后就不再增产。

运用

ED74型电力机车投入运用初期,均配属于敦贺第二机关区(今西日本旅客铁道敦贺地域铁道部日语敦賀地域鉄道部敦贺运转中心车辆管理室),主要担当田村至金泽间的旅客列车牵引任务。1968年10月1日,日本国铁实施全国铁路运行图调整,北陆本线的最大牵引定数提高至1200吨,旅客列车及货物列车的牵引任务均由EF70型电力机车担当。此后,ED70型电力机车逐渐退居二线,ED74型电力机车则转往九州地区使用,用于牵引日丰本线寝台特急列车蓝色列车)。

ED74型电力机车转配属九州的大分运转所(今九州旅客铁道大分铁道事业部日语大分鉄道事業部大分车辆中心)前,均在松任工厂(今金泽综合车辆所日语金沢総合車両所)进行了技术改造,改造内容包括增加2.2吨的压铁配重,机车整备重量提高至67.2吨,使之与ED76型电力机车具有相同的牵引定数;同时,加装了总风管以满足20系客车空气弹簧的用风需要。由于日丰本线的最高速度限制为95公里/小时,因此无需加装电空制动机和列车乘务员有线电话等设备。

当时,九州地区的大多数普通旅客列车仍采用蒸汽供暖,而ED74型电力机车没有搭载蒸汽锅炉,因此仅用于担当“富士号”、“彗星号”寝台特急列车、以及货物列车在门司大分间的牵引任务。此外,出于轴重限制的原因,ED74型电力机车限定运用于线路条件较好的大分以北区段。1978年10月国铁运行图调整后,ED74型电力机车全部停运和封存,并长时间放置在高城车站日语高城駅内,至1982年全部报废。

技术特点

总体布置

ED74型电力机车是客货运通用的交流电力机车,适用于供电制式为20千伏60赫兹的工频单相交流电气化铁路。车体采用整体承载式全钢焊接结构,车体两端采用具有大面积前窗玻璃的非贯通结构。车体两端各设有一个司机室,司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台,司机室两侧设有供乘务员乘降的侧门。车体中部是设有各种机械及电气装置的机械室,内设有贯通式双侧内走廊连接两端司机室。车顶安装有两台PS100C型双臂式受电弓高速断路器避雷器主熔断器等高压电气设备。

电气系统

ED74型电力机车是交—直流电传动的整流器式电力机车,机车主电路由空气断路器、主变压器、硅整流器、调压开关、牵引电动机、电路保护装置等组成。机车从架空接触网获取高压交流电后,首先经过主变压器降低电压,再通过整流器转换成脉流电(即方向不变而只有电压变化的直流电),并供电给牵引电动机

机车装用一台TM8型单相主变压器,额定容量为1920千伏安,冷却方式采用强迫油循环导向风冷却。机车使用变压器高压侧调压,通过主变压器原边(高压侧)的调压开关改变变压器牵引绕组的抽头及输出电压,组成共25个调压级。整流装置采用RS10型硅整流器,额定功率为1830千瓦,额定整流电压为900伏特,额定整流电流为2040安倍。

牵引电动机采用MT52型四极直流串励电动机,小时功率为475千瓦,额定电压为900伏特,四台牵引电动机全部永久并联连接。为扩大机车的恒功调速范围,还可以对牵引电动机施行一级磁场削弱,磁场削弱率为70%。

和EF70型电力机车一样,ED74型电力机车亦设有列车供电系统,主变压器具有一个供电绕组,能够为旅客列车的电热取暖装置供应1500伏特单相交流电,司机室侧门旁边并装有一盏供电状态指示灯。

转向架

机车走行部为两台DT129型二轴转向架。构架采用“日”字形的钢板焊接结构,轴箱采用导框式定位结构,转向架固定轴距为2800毫米。牵引电动机悬挂装置采用轴悬式,牵引电动机的一侧通过抱轴承刚性地支承在车轴上,另一侧通过吊杆悬挂在转向架构架上,牵引电动机输出的转矩通过一级减速齿轮传动轮对,齿轮传动比为4.44(16:71)。

转向架采用无摇枕的全旁承支重结构,车体全部重量通过六组旁承弹簧由三台转向架支承。一系悬挂为轴箱顶端螺旋弹簧,二系悬挂为构架外侧的旁承弹簧,旁承弹簧采用每侧两个并联的螺旋圆弹簧组,并配有垂向油压减震器。基础制动装置为双侧闸瓦制动,每个轮对左右各设有一个制动缸,并设有制动横梁以保证两侧闸瓦同步作用,另外还设置了闸瓦间隙调整器。

为了充分利用机车粘着重量及减少轴重转移,ED74型电力机车首次采用了“Z”字形低位斜牵引杆装置来传递牵引力和制动力。牵引杆和牵引拉杆座呈对角斜对称布置,与连接于构架下的三角形回转支承和横向连杆组成牵引杆系统,使牵引杆的牵引点交于轨面,理论上转向架内无轴重转移。这种形式的转向架后来不仅成为日本国铁电力机车的标准转向架,还被广泛应用到出口的电力机车上。

参考文献

  1. ^ 日本国有铁道. シリコン整流器形機関車. 鉄道辞典 補遺版. 日本国有铁道. 1966: 116 (日语).