第一代國產客、貨幹線電力機車,經歷三次重大技術改進方才定型

韶山1型電力機車(SS1),是我國鐵路的第一代自主設計生產的客運、貨運兩用幹線電力機車。韶山1型電力機車原稱6Y1型,原型車為原蘇聯的N6O型電力機車,首臺機車於1958年試製成功,但因質量不過關而未能量產,此後二十多年間經歷了三次重大技術改進,從仿製走向自主設計,於1968年正式命名為“韶山1型”,1980年定型並投入量產。1958年至1988年的30年間,株洲電力機車廠共生產了826臺。

韶山1型機車在20世紀70年代到80年代是當時中國鐵路幹線主力電力機車,並拉開了中國鐵路用“韶山”來命名的鐵路幹線電力機車的生產序幕,為中國電力機車的研製與發展奠定了堅實的基礎。

韶山1型電力機車的研製始於20世紀50年代。在1956年,原鐵道部也制定了《鐵路十二年科技發展規劃》,提出“技術政策的中心環節是牽引動力的改造,要迅速地有步驟地由蒸汽機車轉到電力機車和內燃機車上去”。但由於當時中國工業剛剛起步,基礎薄弱,缺乏電力機車製造經驗,蘇聯當時的國際環境下要取得電力機車的製造技術的首選。

1957年10月,毛澤東率領代表團赴莫斯科參加十月革命40週年慶祝活動,並選派了50位技術專家隨同考察,中國藉此時機向蘇聯提出了電氣化鐵路及電力機車技術資料需求,並列入《中蘇技術合作協議》條文。隨後,中國組織了一個由第一機械工業部、鐵道部以及高校有關專家學者組成的考察團,分成電力機車總體、機械、電機、控制、電器、工藝、引燃管及高壓開關等6個專業組,於1957年12月赴蘇聯諾沃切爾卡斯克電力機車廠、全蘇列寧電工技術研究院進行電力機車製造技術考察學習。

研製電力機車首先要決定供電制式。在當時25千伏、50赫茲的交流供電制式僅在法國和蘇聯的少數鐵路使用,經過詳細論證,最終決定採用25千伏工頻單相交流制。在蘇聯專家的指導下,中國以蘇聯當時最新型、剛投入量產的N6O型電力機車為原型,結合中國鐵路的技術規範進行仿製。

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韶山1(6Y1)型的原型車—蘇聯H60(VL60)型電力機車

由於株洲機車車輛工廠和湘潭電機廠有合作製造工礦用小型電力機車的經驗,鐵道部決定以這兩家工廠承擔電力機車的試製任務。鐵科院、上海交大、北京鐵道學院、唐山鐵道學院等參加了聯合設計。1958年7月15日至20日,由國家技術委員會等組成的技術審查委員會審核了設計任務書和技術設計方案,設計過程對H60型機車進行重大修改達78處,以滿足中國鐵路的實際需要。

試製工作於同年8月開始,株洲機車車輛工廠負責機車車體、轉向架等機械部分,而湘潭電機廠負責牽引電動機、整流裝置等電氣部分。1958年11月18日,由株洲機車車輛工廠負責試製的電力機車車體、轉向架等機械部分組裝完成,隨後被送往湘潭電機廠進行總體組裝。

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《大公報》1959年1月4日的報道內容

1958年12月28日,中國第一臺幹線電力機車在湘潭電機廠出廠,定型為6Y1型,編號0001,命名為韶山號(不是韶山型)。“6Y1”型號中的“6”代表機車有六根車軸,“Y”代表採用引燃管整流,“1”代表第一種型號。6Y1型機車設計為客、貨兩用幹線電力機車,採用低壓側調壓開關調壓,功率為3900千瓦,最大速度為100公里/小時。

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1958年12月28日,首臺6Y1型電力機車於湘潭電機廠出廠

在1959年10月的國慶節期間,6Y1型“韶山號”電力機車與大連廠的巨龍型、戚墅堰廠的先行型、青島四方廠的衛星型柴油機車一同前往首都展出,並於當年12月參加第二次全國工業交通展覽會。

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進行試驗中的6Y1型0001號機車

1960年3月,第二臺6Y1型電力機車(6Y1-0002)在田心機車廠落成。1960年5月,中國第一條電氣化鐵路—寶成鐵路寶雞至鳳州段建成,6Y1型電力機車於1961年5月起赴寶成鐵路試運行,但由於製造工藝差,造成機車引燃管逆弧、調壓開關燒損和牽引電機環火三大質量問題,且制動性能不良又無電阻制動,列車下坡時危險性較大,6Y1型機車未能量產。為了解決電力機車短缺的問題,鐵道部從法國進口了一批6Y2型電力機車,於1961年8月15日正式投入寶成鐵路運行。

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6Y2型13號機車,6Y2型機車中國一共進口了25臺

面對機車的先天性質量問題,鐵道部和一機部在1961年兩度在株洲召開會議,針對6Y1型1、2號機車存在的可靠性問題,決定由田心機車車輛工廠、株洲電力機車研究所、湘潭電機廠組成6Y1型電力機車質量改進聯合工作組和技術服務組,進行技術攻關。

1966年6月生產的6Y1型0004號機車開始使用大功率硅半導體整流器取代引燃管用作整流裝置,成為中國第一臺使用硅整流器的電力機車。

1967年,通過借鑑6Y2型機車的技術,田心機車廠試製了6Y1型0007號機車,並與株洲所共同研製了1500伏四極帶補償繞組的ZQ650-1型牽引電機,研製了新的20元件帶滅弧罩的調壓開關,並設計試製空心電抗器,減小過渡電流衝擊。通過這些改進,0007號機車成功解決了引燃管、調壓開關和牽引電機三大核心問題,並採用了碳滑板單臂受電弓取代雙臂受電弓、加裝電阻制動,解決了初期的諸多故障問題。

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雙臂受電弓圖片

1968年,田心機車廠、株機所試製了6Y1型0008號機車,這是6Y1型電力機車第一次重大技術改造,改進整流裝置,牽引電機功率提至700KW,機車小時功率提至4200KW,持續功率3780KW,電阻制動功率也提至2800KW,最大速度90公里/小時。1968年4月27日,第八臺機車試製成功後,經田心機車廠報請鐵道部批准,自008號機車開始,6Y1型電力機車正式命名為韶山1型,並從1969年開始小批量生產,因此韶山1型電力機車首臺車編號是0008而不是通常的0001。1975月7月1日參與寶成鐵路全線電氣化通車典禮的機車就是008號機車。

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韶山1首臺車008號車保存於中國鐵道博物館

在生產過程中,田心機車廠、株機所又根據實際運用經驗,對韶山1型機車進行了大量改進。1971年,自韶山1型061號開始進行了第二次重大技術改進,主要包括加大主變壓器容量,用過渡硅機組代替過渡電抗器,電阻制動換為硅機組勵磁,運行級位從9級變為33級等。1976年,自韶山1型131號開始進行第三次重大技術改進,將主電路中抽式電路改為單拍式雙開口橋式整流調壓電路,取消了過渡硅機組而與主整流機組合並等。

通過三次重大技術改進,韶山1型電力機車技術趨於成熟、穩定。1980年,經鐵道部審定,自韶山1型221號車起基本定型,並開始大批量生產。至此,已經距第一臺6Y1型機車出廠超過20年時間。截至1982年底,株機廠共生產了299臺韶山1型電力機車,分別配屬4個鐵路局(西安、成都、武漢、北京)、1個鐵路公司(廣州鐵路集團)的7個機務段(寶雞機務段、安康機務段、勉西機務段、馬角壩機務段、六里坪機務段、石家莊機務段、株洲機務段),運用於寶成線、陽安線、襄渝線襄陽至安康段、隴海線寶雞至天水段、石太線等。

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韶山1 249號機車

韶山1型電力機車在1988年停產,共計製造826臺(含7臺6Y1型)。不同年代生產的機車的車號銘牌也各有特色,其中6Y1型共7臺,車號為“6Y1-0001”~“6Y1-0007”;第8臺至第649臺車號為“韶山1008”~“韶山1649”;第650臺至第826臺車號為“SS1-0650”~“SS1-0826”。

至本世紀初,韶山1型機車的使用已經接近或超過30年,開始進入報廢時期,許多機車相繼被封存或按廢鐵出售、拆解。2014年9月19日晚21時59分,韶山1型309號電力機車完成鎮城底-太原6806次客車牽引任務後,所有的韶山1型電力機車全部退出運行。

技 術 特 點

韶山1型電力機車是六軸幹線客貨通用電力機車,採用雙邊內走廊,設兩端司機室。主要電器設備以機車主變壓器為中央,平面斜對稱佈置為主,有利重量平衡。車頂兩端車底轉向架相對應處各一臺受電弓,中部一臺空氣斷路器,車頂兩端還裝有制動電阻櫃。車體為全金屬箱式承載結構,由型鋼與鋼板焊接而成。機車的兩端各設一個司機室,機車中部為變壓器室,向兩端分別為I、II端高壓室和I、II端輔助室。通風系統採用車體通風方式,側牆百葉窗為通風冷卻進風窗口,早期採用進風百葉窗窗口,後期升級為大面積豎式結構進風百葉窗,過濾效果較好,外形美觀。

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採用格柵式通風百葉窗的早期型韶山1型機車

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後期改進的韶山1 245號車,採用車身側牆垂直百葉窗通風

機車走行部為兩臺相同的三軸轉向架,採用“目”字形箱型焊接結構構架,構架由兩根縱向側梁、枕梁和管型端梁組焊而成。車輪直徑為1250毫米,採用鍛鋼車軸和有孔輻板輪對。轉向架設二系懸掛裝置:一系懸掛裝置由均衡梁和鋼彈簧組成,二系懸掛裝置由中央支承和搖擺旁承組成,每臺轉向架設二個摩擦旁承和二個搖擺旁承,牽引力和制動力由中央支承傳遞。制動裝置採用制動橫樑和制動拉桿組合式基礎制動裝置,車輪的兩側設有閘瓦。牽引電機在轉向架上採取抱軸式懸掛、雙側剛性斜齒輪傳動。

機車採用交—直流電傳動,接觸網上的25千伏單相交流電通過受電弓、主斷路器和電流互感器引入機車,經主變壓器降壓、整流器整流成直流電後,再經平波電抗器濾波,供給兩臺轉向架上六臺並聯連接的直流牽引電機。主變壓器為TGQ1-6300/25型,額定輸入電壓25千伏,額定容量6300千伏安。早期的6Y1型機車採取引燃管整流,後期的韶山1型機車均改用大功率半導體硅整流管代替引燃管,提高了可靠性,也延長了檢修週期。

韶山1型電力機車由變壓器低壓側調壓開關進行調速控制,通過改變牽引變壓器次邊低壓繞組抽頭接法調節牽引電動機端電壓,實現機車速度調節。主變壓器設22個抽頭(級位轉換觸頭18個、繞組轉換觸頭4個)。第8~60臺、第61~130臺機車分別採用過渡電抗器、過渡硅機組進行級位轉換,機車設33級調壓級,其中9級為經濟運行位。而後期生產的機車採取硅轉換調壓橋接中抽線路,取消過渡機組,通過改變主變壓器低壓繞組抽頭接法來調節電壓,實現33個全經濟運行級。除此之外,恆功區輔助調速手段為對牽引電動機實行三級磁場削弱,削弱率分別為70%、54%和45%。

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韶山1型電力機車司機室正控制檯

韶山1型電力機車司機室正控制檯,由左至右分別為空氣制動機大閘和小閘(手柄已拆除)、風缸壓力錶、琴鍵式主按鍵開關、牽引控制器、主司機臺

韶山1型電力機車採用ZQ650-1型牽引電機,該型電機是四極串勵帶補償繞組直流電動機,額定電壓1600伏,小時功率700千瓦,持續功率630千瓦,最高轉速每分鐘1835轉。

車 輛 保 存

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其 他 數 據

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(收集整理:淡漠頑強)


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