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日本國鐵DD50型柴油機車

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DD50
亞洲和遠東經濟委員會鐵道展覽會上展出的DD50型柴油機車(1954年)
概覽
類型柴油機車
原產國 日本
生產商新三菱重工業三菱電機
生產年份1953年—1954年
產量6台
主要用戶日本 日本國有鐵道
技術數據
UIC軸式Bo-Bo
軌距1,067毫米
輪徑1,000毫米
軸重15噸
轉向架DT100
機車長度11,800毫米(車鈎中心距)
機車寬度2,945毫米
機車高度4,012毫米
整備重量60噸
傳動方式直—直流電
發動機三菱重工 8LDA25
發動機功率1000馬力(746千瓦)
最高速度90公里/小時
持續速度29公里/小時
牽引力15,000公斤(起動)
6,500公斤(持續)
制動方式DL14B自動空氣制動機、手制動

DD50型柴油機車(日語:DD50形ディーゼル機関車)是日本國有鐵道的電力傳動柴油機車車型之一,由新三菱重工業三菱電機於1953年設計製造,也是日本國鐵在戰後研製的第一款柴油機車。

開發背景

日本鐵道省早於昭和初期已經開始柴油機車的研究和試驗。1920年代末,作為第一次世界大戰的賠償物品,日本從德國引入了兩台600馬力柴油機車,分別是採用電力傳動的DC11型柴油機車,以及採用機械傳動的DC10型柴油機車。除此之外,日本亦在二戰前自行試製了DB10DD10型柴油機車,但由於當時日本工業製造水平較低,這些試驗性質的柴油機車沒有投入批量生產[1]第二次世界大戰期間,由於日本國內實行燃料統制制度,柴油機車的研製和改進亦被迫擱置。

1950年代初,受到美國聯邦德國大力推動牽引動力內燃化改革的影響,日本國有鐵道也開始計劃非電氣化幹線的牽引動力現代化。與此同時,隨着舊金山和平條約的簽訂,日本在1952年完成了從統制經濟市場經濟的轉變,日本國鐵隨即恢復新型柴油機車的研製工作。1953年2月,由新三菱重工業和三菱電機試製的第一台DD50型柴油機車問世,成為日本國鐵在二戰後製造的首台國產柴油機車,同年3月上旬第二、三台機車亦完成試製。1953年4月起,DD50型柴油機車開始在北陸本線投入試運行[2]。1954年,根據首批三台機車的試驗結果,又試製了第二批三台DD50型柴油機車。除了車體外形和少數部件有所改變外,兩批機車均大致相同。

DD50型柴油機車是1000馬力的電傳動柴油機車,機車軸式為Bo-Bo,平均軸重為15噸。車體及轉向架等機械部分由新三菱重工業三原製作所製造,而電器設備則由三菱電機製造。該型機車的設計是以重聯運用為原則,通常由兩台機車尾部對接而成為一組2000馬力的機車組,因此採用了單端司機室和尾端貫通門的設計。兩台DD50型柴油機車重聯牽引時,其發揮的牽引力與D52C62型蒸汽機車相若。當時一台DD50型柴油機車的造價為6200萬日元,兩台機車則需要超過1.2億日元,是同等功率的D52型蒸汽機車的三倍以上。雖然柴油機車的購置成本遠高於蒸汽機車,但實際運用顯示其燃料成本僅為蒸汽機車的三分之一[3]

由於DD50型柴油機車在大多數情況下都需要重聯運用,導致其整體經濟性與蒸汽機車相比並無突出之處;而且作為日本最初的國產幹線柴油機車,柴油機和電傳動系統仍存在許多不足之處,機車投入運用後頻繁發生各類故障。此外,該型機車亦沒有安裝為旅客列車供暖的蒸汽鍋爐,旅客列車在冬季仍需要加掛燃煤的暖房車日語暖房車,加上機車不能在軸重限制為14噸的四級線路上使用,這些原因都令DD50型柴油機車無法得到進一步發展。日本國鐵在這六台機車完成試驗後,就不再購置更多的DD50型柴油機車,但其研製經驗為1957年出現的DF50型柴油機車奠定了基礎。

運用歷史

1950年代初,DD50型柴油機車投入運用初期全部配屬金澤鐵道管理局敦賀機關區(今西日本旅客鐵道敦賀地域鐵道部日語敦賀地域鉄道部敦賀運轉中心車輛管理室),擔當北陸本線米原敦賀間的列車牽引任務,以替換原本使用的C57、D51型蒸汽機車。雖然DD50型柴油機車最初計劃用於牽引貨物列車,但由於柴油機車不會像蒸汽機車那樣噴出煤灰煙塵,因此在實際運用當中以牽引北陸本線的優等旅客列車為主,包括「日本海號」和「北陸號」臥鋪急行列車[3]

1956年4月至10月期間,DD50 4號機車借出予四國鐵道管理局高松機關區,在四國地區土讚線進行為期半年的試運行,並與DF40型柴油機車做對比試驗[4]。1957年,搭載蒸汽鍋爐的DF50型柴油機車投入北陸本線運用後,DD50型柴油機車改為用於牽引貨物列車為主;同年,原敦賀機關區更名為敦賀第一機關區。此外,DD50型柴油機車亦會在敦賀至今莊間大坡度區間使用,為DF50型柴油機車牽引的貨物列車擔當補機

1962年北陸隧道建成通車後,DD50型柴油機車轉配屬富山機關區日語富山機関区,擔當富山編組站至南福井、高岡間的貨物列車牽引任務。1967年,隨着北陸本線的交流電氣化區段逐步延伸,DD50型柴油機車全部轉配屬米原機關區,擔當北陸本線米原至田村間的列車牽引任務。由於當時交直流兩用的多電流制電力機車尚未普及,從東海道本線往北陸本線方向的直通列車均採用「間接接續方式」作為過渡措施,因此需要DD50、DE10型柴油機車在米原至田村間擺渡運行[5]

1975年3月10日國鐵運行圖調整後,漸趨老化的DD50型柴油機車逐步停運並封存在米原車站內。1977年12月26日,所有DD50型柴油機車除籍報廢及解體。

技術特點

總體布置

DD50型柴油機車採用單端司機室和非承載式結構的箱型車體。車體外觀方面,機車採用了帶有兩扇前窗的半流線型車頭外形,其設計參考自80系電力動車組的「湘南型」車頭外形,司機室前端中央稍為屈曲和突出,前窗部分和「湘南型」外形一樣有明顯的後傾角。尤其是1953年製造的第一批機車,由於具有尺寸較大的前窗玻璃,加上採用國鐵柴油機車的茶色標準塗裝,令DD50型柴油機車在當時得到了「海坊主」的綽號。而1954年製造的第二批機車則採用尺寸較小的前窗玻璃,並裝有獨立的排障器

車體從前端至後端分別為司機室、動力室和冷卻室三個部分。司機室內機車運行方向的左側設有司機操縱台,右側設有副司機座席及手制動手柄,司機室兩側設有供乘務員乘降的側門,司機室的冬季供暖由柴油機冷卻水提供。動力室內安裝了一套柴油發電機組,以及勵磁機、電阻器、輔助發電機、控制電器櫃等配套設備,柴油發動機組前後兩端還各設有一台牽引電動機通風機。冷卻室設有油水系統冷卻裝置,包括柴油機和機油熱交換器的冷卻水散熱系統,冷卻室中央裝有一個軸流式冷卻風扇,兩邊側牆上裝有大型散熱器;冷卻室內下部還裝有一台電動空氣壓縮機、兩個膨脹水箱和四個總風缸;冷卻室後端設有一道貫通門,以便機車重聯時乘務人員通過到另一台機車。車身兩側下部設有四個蓄電池安裝口。機車下部兩台轉向架之間吊掛着一個2000升的燃油箱[2]

柴油機

DD50型柴油機車裝有一台三菱重工製造的8LDA25型柴油機,由瑞士蘇爾壽公司轉讓技術及授權生產,是在1930年代開發的6LDA25型柴油機基礎上改良而成。這款柴油機是蘇爾壽公司的標準產品之一,被廣泛運用於當時世界上多種柴油機車,後來由三菱重工業製造的DF50型基本番台柴油機車亦採用了該型柴油機。

8LDA25型柴油機是一種四衝程直列式、八氣缸、廢氣渦輪增壓的水冷式中速柴油機,機體是由鋼板焊接而成的完全密閉式箱型結構,並採用耐熱鋁合金鍛造的整體結構活塞。柴油機的氣缸直徑為250毫米,活塞行程為320毫米;小時功率為1000馬力(746千瓦),額定轉速為每分鐘850轉;持續功率為900馬力(671千瓦),額定轉速為每分鐘800轉。柴油機採用氣動式液壓調速器,使柴油機轉速能夠在每分鐘460~850轉之間按19個調速級位變化[2]

傳動系統

DD50型柴油機車使用直—直流電傳動裝置,柴油機直接驅動一台直流牽引發電機,並將發出的直流電供給四台並聯的直流牽引電動機。機車裝用一台獨立勵磁的八極直流牽引發電機,採用鑄鋼製中空電樞軸和半密閉式自然通風冷卻,額定功率為580千瓦,額定電壓為420伏特,額定電流為1380安培,額定轉速為每分鐘800轉。勵磁機用來供給牽引發電機提供勵磁電流,並使牽引發電機具有恆功率勵磁特性[2]

每個轉向架裝有兩台四極串勵直流牽引電動機,採用密閉式強迫通風冷卻,額定電壓為420伏特;小時制條件下的額定功率為160千瓦,額定電流為420安培;持續制條件下的額定功率為130千瓦,額定電流為345安培。為了擴大機車的的恆功率調速範圍,還可以通過在牽引電動機勵磁繞組並聯分流電阻的方法,對牽引電動機進行一級磁場削弱,磁場削弱率最深為50%[2]

轉向架

機車走行部為兩台DT100型二軸搖枕式轉向架,構架採用「日」字形一體化鑄鋼結構,固定軸距為2300毫米,軸箱採用導框式定位結構。一系懸掛為軸箱頂端的螺旋彈簧。二系懸掛由搖枕裝置構成,搖枕彈簧採用鋼板彈簧。基礎制動裝置採用雙側踏面制動輪對的兩側均設有閘瓦以施加壓力。牽引電動機採用軸懸式驅動方式,輸出的扭矩通過一級減速齒輪傳遞給輪對,牽引齒輪傳動比為16:73(1:4.56)[2]

參考文獻

  1. ^ 久保田博. DD50 よりDD51 形式ティーゼル機関車まで. 《交通技術》 (交通協力會). 1963年9月: 22–26 (日語). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 豬野淳之助. DD50形電気式ディーゼノレ機関車の概要. 《交通技術》 (交通協力會). 1953年3月: 24–28 (日語). 
  3. ^ 3.0 3.1 西尾源太郎. DD50形電気式デイーゼノレ機関車の使用実績. 《交通技術》 (交通協力會). 1954年9月: 24–27 (日語). 
  4. ^ 四国の機関車・ディーゼル車. 香川近代史研究会. [2014-03-04]. (原始內容存檔於2016-03-25). 
  5. ^ 存档副本 国鉄DD50の遊び方(4). [2014-03-04]. (原始內容存檔於2014-03-04).