日本國鐵ED74型電力機車
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ED74 | |
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概覽 | |
類型 | 電力機車 |
原產國 | ![]() |
生產商 | 三菱電機、三菱重工業 |
生產年份 | 1962年 |
產量 | 6台 |
主要用戶 | ![]() |
技術數據 | |
華氏輪式 | 0-4-4-0 |
UIC軸式 | Bo'Bo' |
軌距 | 1,067毫米 |
輪徑 | 1,120毫米 |
軸重 | 16.25噸 |
轉向架 | DT129 |
軸距 | 2,800毫米 |
機車長度 | 14,300毫米(連結器中心距) |
機車寬度 | 2,805毫米 |
機車高度 | 4,260毫米(降弓狀態) |
整備重量 | 65.0噸 |
供電電壓 | AC 20kV 60Hz |
傳動方式 | 交—直流電 |
牽引電動機 | MT52 × 4 |
最高速度 | 100公里/小時 |
持續速度 | 45.6公里/小時 |
牽引功率 | 1,900千瓦(小時) |
牽引力 | 14,100公斤(持續) |
制動方式 | EL14AS自動空氣制動機、手制動機 |
安全系統 | ATS-S |
ED74型電力機車(日語:ED74形電気機関車)是日本國有鐵道的交流電力機車車型之一,適用於供電制式為20千伏60赫茲的工頻單相交流電氣化鐵路。
發展歷史
開發
1962年,位於敦賀市的北陸隧道建成通車,同時北陸本線敦賀至福井區段亦完成交流電氣化改造。考慮到北陸隧道內有超過10公里的11.5‰長大坡道,加上日本海沿岸氣候潮濕多雨的特點,四軸電力機車的粘着性能將不能滿足牽引需要,因此日本國有鐵道開發研製了新型的六軸交流電力機車,即EF70型電力機車。
與此同時,為滿足福井至金澤區段電氣化後的運輸需求,日本國鐵又在EF70型電力機車的基礎上,研製了四軸的ED74型電力機車。ED74型電力機車相當於取消了中間轉向架的EF70型電力機車,兩者在結構和技術上都有許多共通的特點,同樣採用變壓器高壓側有級調壓、矽整流器單相全波整流、MT52型直流牽引電動機等成熟技術。機車軸配置為Bo-Bo,整備重量為65噸,小時功率為1900千瓦[1]。
製造
1962年,三菱電機、三菱重工業共生產了6台ED74型電力機車,生產預算由日本國鐵昭和36年度第三次債務承擔。根據最初的北陸本線本務機車配屬計劃,田村至福井的機車交路由EF70型電力機車擔當,而福井以北平原地區的機車交路則由ED74型電力機車擔當。但隨着北陸本線列車牽引定數的提高,大多數旅客列車及貨物列車的牽引任務均由EF70型電力機車擔當,最終ED74型電力機車僅製造了6台後就不再增產。
運用
ED74型電力機車投入運用初期,均配屬於敦賀第二機關區(今西日本旅客鐵道敦賀地域鐵道部敦賀運行中心車輛管理室),主要擔當田村至金澤間的旅客列車牽引任務。1968年10月1日,日本國鐵實施全國鐵路運行圖調整,北陸本線的最大牽引定數提高至1200噸,旅客列車及貨物列車的牽引任務均由EF70型電力機車擔當。此後,ED70型電力機車逐漸退居二線,ED74型電力機車則轉往九州地區使用,用於牽引日豐本線的寢台特急列車(藍色列車)。
ED74型電力機車轉配屬九州的大分運轉所(今九州旅客鐵道大分鐵道事業部大分車輛中心)前,均在松任工廠(今金澤綜合車輛所)進行了技術改造,改造內容包括增加2.2噸的壓鐵配重,機車整備重量提高至67.2噸,使之與ED76型電力機車具有相同的牽引定數;同時,加裝了總風管以滿足20系客車空氣彈簧的用風需要。由於日豐本線的最高速度限制為95公里/小時,因此無需加裝電傳操縱空氣制動機和列車乘務員有線電話等設備。
當時,九州地區的大多數普通旅客列車仍採用蒸汽供暖,而ED74型電力機車沒有搭載蒸汽鍋爐,因此僅用於擔當「富士號」、「彗星號」寢台特急列車、以及貨物列車在門司至大分間的牽引任務。此外,出於軸重限制的原因,ED74型電力機車限定運用於路線條件較好的大分以北區段。1978年10月國鐵運行圖調整後,ED74型電力機車全部中止營運和封存,並長時間放置在高城車站內,至1982年全部報廢。
技術特點
總體佈置
ED74型電力機車是客貨運通用的交流電力機車,適用於供電制式為20千伏60赫茲的工頻單相交流電氣化鐵路。車體採用整體承載式全鋼焊接結構,車體兩端採用具有大面積前窗玻璃的非貫通結構。車體兩端各設有一個司機室,司機室內機車運行方向的左側設有司機操縱台,司機室兩側設有供乘務員乘降的側門。車體中部是設有各種機械及電氣裝置的機械室,內設有貫通式雙側內走廊連接兩端司機室。車頂安裝有兩台PS100C型雙臂式集電弓、高速斷路器、避雷器、主熔斷器等高壓電氣設備。
電氣系統
ED74型電力機車是交—直流電傳動的整流器式電力機車,機車主電路由空氣斷路器、主變壓器、矽整流器、調壓開關、牽引電動機、電路保護裝置等組成。機車從架空電纜獲取高壓交流電後,首先經過主變壓器降低電壓,再通過整流器轉換成脈流電(即方向不變而只有電壓變化的直流電),並供電給牽引電動機。
機車裝用一台TM8型單相主變壓器,額定容量為1920千伏安,冷卻方式採用強迫油循環導向風冷卻。機車使用變壓器高壓側調壓,通過主變壓器原邊(高壓側)的調壓開關改變變壓器牽引線圈的抽頭及輸出電壓,組成共25個調壓級。整流裝置採用RS10型矽整流器,額定功率為1830千瓦,額定整流電壓為900伏特,額定整流電流為2040安倍。
牽引電動機採用MT52型四極直流串勵摩打,小時功率為475千瓦,額定電壓為900伏特,四台牽引電動機全部永久並聯連接。為擴大機車的恆功調速範圍,還可以對牽引電動機施行一級磁場削弱,磁場削弱率為70%。
和EF70型電力機車一樣,ED74型電力機車亦設有列車供電系統,主變壓器具有一個供電線圈,能夠為旅客列車的電熱取暖裝置供應1500伏特單相交流電,司機室側門旁邊並裝有一盞供電狀態指示燈。
轉向架
機車走行部為兩台DT129型二軸轉向架。構架採用「日」字形的鋼板焊接結構,軸箱採用導框式定位結構,轉向架固定軸距為2800毫米。牽引電動機懸掛裝置採用軸懸式,牽引電動機的一側通過抱軸承剛性地支承在車軸上,另一側通過吊杆懸掛在轉向架構架上,牽引電動機輸出的轉矩通過一級減速齒輪傳動輪對,齒輪傳動比為4.44(16:71)。
轉向架採用無搖枕的全旁承支重結構,車體全部重量通過六組旁承彈簧由三台轉向架支承。一系懸掛為軸箱頂端捲簧,二系懸掛為構架外側的旁承彈簧,旁承彈簧採用每側兩個並聯的螺旋圓彈簧組,並配有垂向油壓減震器。基礎制動裝置為雙側閘瓦制動,每個輪對左右各設有一個軔缸,並設有制動橫樑以保證兩側閘瓦同步作用,另外還設置了閘瓦間隙調整器。
為了充分利用機車粘着重量及減少軸重轉移,ED74型電力機車首次採用了「Z」字形低位斜牽引杆裝置來傳遞牽引力和制動力。牽引杆和牽引拉杆座呈對角斜對稱佈置,與連接於構架下的三角形迴轉支承和橫向連杆組成牽引杆系統,使牽引杆的牽引點交於軌面,理論上轉向架內無軸重轉移。這種形式的轉向架後來不僅成為日本國鐵電力機車的標準轉向架,還被廣泛應用到出口的電力機車上。
參考文獻
- ^ 日本國有鉄道. シリコン整流器形機関車. 鉄道辞典 補遺版. 日本國有鉄道. 1966: 116 (日語).
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