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关于中国电力机车发展的研究报告1、总体概括中国制造的电力机车自1958年第一台电力机车诞生到2010年的52年发展历程中，经历了由韶山型系列直流传动电力机车到和谐型系列交流传动电力机车的发展，经历了由技术引进到消化吸收到自主创新的历程，走出了具有中国铁路特色的技术创新道路。2003年以来，为适应中国国民经济高速发展，中国铁路制造业在 “引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”基本原则指导下，坚持“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术方针，遵循“引进、消化吸收、再创新”的技术路线，卓有成效地实施了铁路技术装备现代化的跨越式发展。以中国南车株机公司、中国南车戚机公司、中国北车连车公司、中国北车同车公司为代表的四家中国电力机车制造企业，在铁道部总体部署下，锁定世界铁路最先进技术，分别与德国西门子公司、美国GE公司、美国EMD公司、法国阿尔斯通公司、日本东芝公司进行技术合作，通过技术转让，联合设计等方式先后研制成功了HXD1、HXD2、HXD3、HXD1B、HXD2B、HXD3B、HXD1C、HXN3、HXN5等和谐系列交流传动机车。通过技术引进，中国电力机车制造企业成功掌握了机车总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、网络控制系统、牵引电机、驱动装置、制动系统等九大关键技术，以及受电弓、真空主短路器、高压（电压/电流）互感器、司机控制器、辅助设备/牵引电机通风机、空压机、机车空调、复合冷却塔、车钩缓冲器、车载卫生装置十项主要配套技术。开创了我国自主研制牵引变流器、网络控制系统、大功率牵引变压器、大功率牵引电机等重要零部件的先河；构建了与国际接轨的技术标准体系。中国铁路牵引技术实现了从直流传动到交流传动的根本转换，由采用直流传动技术的韶山系列机车上升到和谐系列交流传动机车。通过技术引进工作,和谐型机车制造企业在短短的几年时间里,完成了2642台机车的生产任务,极大缩短了机车设计制造周期,满足了铁路运输高速增长的需求。在引进先进技术的同时也同步引进了先进的质量管理理念，和先进的管理方法和手段，各机车制造厂和主要供应商，在质量管理、供应商管理、产品设计平台搭建等方面，整体上得到显著提升，基本构建了具有世界先进水平的大功率交流传动机车设计平台;形成了具有国际水准的交流机车制造技术平台;提升了质量管理体系持续改进的能力；初步形成比较完善的供应商管理体系；初步建立机车运用信息数据库，构建了售后服务保障体系；部分企业顺利通过国际铁路行业最高管理标准（IRIS标准认证），项目管理模式日渐成熟，轨道交通装备的可靠性、可用性、可维护性和安全性活动（RAMS活动）初步开展。各类机车的基本信息如表1所示：时间机车型号生产产家功率用途最高时速1958年底6Y1株洲电力机车厂等3900KW客货两用100km/h 1961年6Y2进口4740KW货运101km/h1968年SS1株洲电力机车厂3780KW客货两用90Km/h1969年SS2株洲电力机车厂等4800KW试验车100km/h1978年底SS3株洲电力机车厂等4320KW客货两用100km/h1985年SS4株洲电力机车厂等3200KW货运100 km/h1990年SS5株洲电力机车厂等3200KW客运140km/h1991年SS6株洲电力机车厂等 4800 KW客货两用100km/h1992年SS7大同机车厂4800 KW客货两用100km/h1994年SS8株洲电力机车厂等3600KW客运170km/h1998年SS9株洲电力机车厂等4800 KW客运170km/h2012年和谐系列南车集团北车集团7200KW客运176km/h表1 电力机车基本信息2、 具体信息2、1 6Y1型电力机车1957年，中国组织了一个由第一机械工业部、铁道部以及高校有关专家学者组成的电力机车考察团，于1958年初赴前苏联考察 。考察团用半年时间，在前苏联专家帮助下，以当时前苏联新设计试制成功的H60型铁路干线交直流传动电力机车样机为基础，结合中国铁路规范，选用单相交流工频25kV电压制，作出了机车的设计方案。考察团回国后，组成电力机车设计处，在前苏联专家帮助下，进行了全面设计。1958年底，湘潭电机厂在株州电力机车工厂等厂所协助下，试制出了中国第一台电力机车，即6Y1型干线电力机车。6Y1小时功率3900KW，最高速度100km/h， 6轴。机车经环形铁道运行试验，由于作为主整流器的引燃管不能正常工作返厂整修。 1959年起，株州工厂和株州电力机车研究所（下称株洲所）等厂所联合对6Y1机车进行了多次试验，做了很多改进，到1962年共试制5台机车，并在宝凤线上试运行。但是由于引燃管、牵引电机、调压开关等仍存在问题，6Y1型未能批量生产。2、2 6Y2型电力机车 1961年，中国第一条电气化铁路宝鸡到凤州线建成，由于6Y1型机车性能不过关，国家从法国阿尔斯通公司进口了部分6Y2型电力机车，其功率（指持续功率）4740KW，最高速度101km/h， 6轴。2、3 SS1型电力机车 SS1型电力机车是我国第一代(有级调压、交直传动)电力机车。它是由我国1958年试制成功的第一台引燃管6Y1型电力机车(仿苏联20世纪50年代H60机车)逐步演变而来，但其三大件(引燃管、调压开关、牵引电动机)可靠性较差，而经历了三次重大技术改造。 第一次技术改造从8号车开始:首先是采用200A、600V螺栓型二极管取代引燃管组成中抽式全波整流桥;牵引电动机改为4极、有补偿绕组的高压牵引电动机;由于低压侧调压开关的级位转换电路中过渡电抗器的跨接会产生环流，使开关触头分断极为困难，调压开关经常 放炮。 第二次技术改造从61号车开始:采用 300A、1200V平板型二极管组成中抽式全波整流电路，利用二极管的反向截止特性组成过渡硅机组，取代过渡电抗器以消除级位转换电路中的环流，大大提高了调压开关可靠性，也使33个运行级全部成为经济运行级。 第三次技术改造从131号车开始:将主电路中抽式电路改为单拍式双开口桥式整流调压电路。该电路取消了过渡硅机组，而与主整流机组合并。整个机组采用500A、2400V的整流二极管。这种改造于1980年从SS1-221号车定型，这也就是这里介绍的SS1型电力机车。2、4 SS2型电力机车株洲厂和株洲所于1966年开始韶山2（SS2）型电力机车的设计工作。在吸取了法国6Y2型大量先进技术基础上，于1969年在株洲工厂设计试制出第一台机车。其小时功率4800KW，最高速度100kmh， 6轴。采用高压侧调压开关32级调压，硅整流器整流，800KW，6级低压脉流牵引电动机，并大量采用了其他先进技术。后经两次改造，于1978年投入试运行。主要改进有采用大功率晶闸管两段半控桥相控调压，相控他励牵引电动机和电子控制等新技术。SS2虽然由于个别技术不能配套，未能批量生产，但它为SS1机车改进，以及其他型号机车、动车的设计生产积累了宝贵经验。2、5 SS3型电力机车 SS3型电力机车是我国第二代(级间相控调压、交直传动)客货用电力机车。该型机车是在吸收了SS1、SS2型电力机车成熟经验，由株机厂和株洲所共同研制，并于 1978年底试制出厂。2、5、1 SS3B型电力机车 韶山3B(SS3B)型电力机车是大功率半导体整流、客货运两用干线电力机车。其电流制为工频单相交流。牵引及制动功率大，起动平衡，加速快，工作可靠，司机室工作条件良好，污染少，维修简便。 SS3B型电力机车为大功率硅半导体桥式全波整流，采用调压开关与晶闸管相控结合的平滑调压，牵引特性为恒流控制特性。具备加馈电阻制动特性，比SS3型机车具有更优越的制动特性。机车采用脉流串激式4极牵引电动机，大面积立式百叶窗车体通风方式。车内设备按斜对称空间布置，采用成套组装，有双边走廊。2、6 SS4型电力机车 韶山4(SS4)型电力机车是由各自独立且又互相联系的两节车组成，每节车均为一个完整的系统。主电路采用四段经济半控桥，相控调压。它具有恒压或恒流控制的牵引特性和恒速或恒励磁控制的电阻制动特性。空气制动采用DK1型电空制动机。 每节车有两个两轴转向架。牵引电动机采用抱轴悬挂式。垂直力传递系统由两系悬挂装置组成，其中第二系采用了橡胶金属叠层弹簧，有较好的波动性能。牵引力传递系统则采用斜拉低位牵引杆，有较高的粘着性能。车体广泛使用高强度低合金结构钢。 该机车牵引及制动功率大、起动平稳、加速快、工作可靠、司机室工作条件良好、污染少、维修简便。2、6、1 SS4B型电力机车 为实现干线货运机车简统化、系列化目标，进一步提高机车安全性、可靠性、互换性，根据铁道部科技函1991499号和1992239号文件，由株机厂和株洲所共同研制SS4B型8轴重载货运电力机车。该型机车是我国第三代(无级调压、交直传动)相控电力机车。遵循我国电力机车标准化、系列化、简统化的设计原则，继承SS4型、SS4G型机车的成熟技术，大量吸收消化国外8K、6K、8G、6G型等机车的先进技术。1995年12月SS4B型001号电力机车落成。 2、7 SS6电力型机车 SS6型机车有两个三轴转向架（Co-Co)。采用单边直齿轮弹 性传动滚动抱轴承。牵引电机为日本日立公司提供的800KW牵引电动机。机车主电路为两段桥相控无级调压，转向架独立供电，具有轴重转移的电气补偿功能；为减少无功损耗，机车采用了功率因数补偿装置。 机车牵引起动控制为恒流限速特性控制，制动控制为准恒速或恒功制动控制。为充分发挥牵引或制动粘着力，机车具有防空转、防滑行控制功能。机车电制动为电阻制动，空气制动采用DK-1电空制动机 韶山6型（SS6）铁路干线客货两用电力机车是为国郑州-宝鸡铁路电气化工程国际招标而设计的。该型机车以成熟的韶山型电力机车系列的技术为基础，并采用了大量的国际先进技术，具有起动加速快、牵引力大、恒功速度范围宽、操纵方便、工作可靠等特点2、7、1 SS6B型电力机车 SS6B型电力机车是1992年为郑宝铁路电气化工程提供的国际招标第三批电力机车。它是由株机厂和株洲所共同研制开发的6轴干线用交直传动相控电力机车。该型机车的设计，以国内外交直传动相控电力机车成熟的技术和经验为基础，并根据铁道部关于开展电力机车简统化、系列化的精神，较大范围内采用和吸收了SS4和SS6型机车的技术。样车于1992年12月完成.2、8 SS7型电力机车 SS7型电力机车是轴式为3B0的交直传动相控电力机车，它是铁道部八五期间的重点科研项目，设计任务书文号是科技函1990213号。其研制目的是采用3B0转向架，以适用于山区小曲率半径线路，可减小机车轮缘磨耗，并提高机车牵引能力。SS7型电力机车及其派生系列均由大同厂、成都厂和株洲所共同研制。首台SS7型电力机车于1992年12月30日试制出厂2、8、1 SS7B型电力机车 韶山7B型电力机车为铁道部重点科技项目。它是1996年设计完成，1997年试制成功的一种新型的重载货运电力机车。 韶山7B型电力机车是韶山7型电力机车系列化产品之一，也是我国铁路“重载提速”政策重点实施步骤。其走行部、传动系统等，都是引进、消化、吸收国外交-直机车的先进、成熟技术达到国内先进水平，并接近了世界水平。2、8、2 SS7C型电力机车 韶山7C型电力机车从牵引客车的实际出发，吸收国内外客车的成熟经验，对机车的牵引性能、动力学性能、主要电机电器性能等方面进行了专门设计，它具有以下特点： 牵引性能优良，加速和高速性能匹配合理；轴重轻、簧下重量小，动力学性能在既有线路上表现良好；满足客车的用电、用风要求；运用可靠等。韶山7C型电力机车是技术先进、布置合理、外形美观、运用可靠、维护方便、操作顺畅的主型客运电力机车。2、9 SS8型电力机车 SS8型电力机车是用于准高速干线客运的交直传动相控电力机车。它是 八五期间国家重点科技攻关项目(专题合同编号: 85-402-01-02)，由株机厂和株洲所共同研制。原设计用于厂深线准高速铁路，现已用于我国主要干线电气化铁路快速客运。SS8型电力机车，1998年6月24日在京广线的许昌至小商桥区间创造了240km/h的中国铁路高速纪录。SS8型电力机车对推动我国客运准高速及高速机车的发展具有重要意义。2、10 SS9型电力机车 SS9型电力机车是根据铁道部科技研究开发项目(合同编号:98J12)，由株机厂和株洲所联合研制的大功率6轴客运交直传动相 控电力机车，它用于牵引160km/h准高速旅客列车。其研制目的是加大机车功率，提高牵引力，以满足具有长大坡度线路的满编旅客列车准高速运行的需要。该机车在研制过程中坚持了简统化、标准化、系列化的原则。 SS9型机车吸取了SSg、SS6B型机车的经验，两台样机已于1998年12月26日竣工。SS9G型电力机车 SS9型客运电力机车是依据铁道部科技研究开发项目要求而设计的六轴干线客运电力机车，它用于牵引160km/h准高速旅客列车。其研制目的是加大机车功率，提高牵引力，以满足较大坡度线路的旅客列车提速需要，该车型是韶山型电力机车系列产品，在研制过程中坚持了简统化，标准化，系列化的原则。SS9型机车是吸取了SS8型机车和SS6B型机车的成功经验，并溶进了先进技术设计而成。第一，二台样机于1998年12月26日竣工完成，并交付郑州机务段进行考验运用。为了牵引秦沈线过境旅客列车需要，SS9机车投入批量生产，其中，SS9-00010043号机车为SS9型；2002年，株洲厂从0044号机车开始了技术改造，主要对其通风方式，外形等方面进行了较大改动，形成了我们常说的SS9G机车。目前SS9和SS9G机车总共已生产了100台左右，主要配属给沈阳局沈阳机务段和北京局北京机务段，在哈大线和秦沈线运用。 SS9和SS9G机车转向架的主要结构特点是：采用轮对空心轴六连杆驱动装置，充分借鉴国产SS8型机车的成熟技术；二系弹簧采用高圆弹簧支承，配以垂向，横向液压减振器和抗蛇行液压减振器；一系是钢圆簧加液压减振器结构；转向架总静挠度较大；牵引电机全悬挂；基础制动装置采用独立单元式单侧制动；停车制动采用蓄能制动；牵引方式为双侧平拉杆；转向架还配有撒沙装置，接地装置，轮缘润滑装置，横向和垂向止挡等附属部件。其通过最小曲线半径为125m（v5km/h），一系弹簧静挠度为54mm，二系弹簧静挠度为90mm，牵引点高460mm，机车制动率为44%，160km/h紧急制动距离1560m，停车制动率为15.6%，车体与转向架横向，垂向距离分别为30mm，40mm。其结构大体类似SS6B机车构架，采用“目”字形箱形梁焊接结构，由两根鱼腹形直侧梁，两根横梁，两根端梁组焊而成，整体刚度，强度大。该转向架最大轴重转移量为18.19kN，粘着利用率为91.6%，非线形蛇行临界速度达到300km/h，这些可以说是确保该型机车高速，平稳运行的充分条件。