日本國鐵DD50型柴油機車
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DD50 | |
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![]() 在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 | ![]() |
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 | ![]() |
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(連結器中心距) |
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,由新三菱重工業和三菱電機於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DB10、DD10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,受到美國和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,隨着三藩市和平條約的簽訂,日本在1952年完成了從統制經濟到市場經濟的轉變,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轉[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,機車軸配置為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D52、C62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,加上機車不能在軸重限制為14噸的四級路綫上使用,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敦賀運轉中心車輛管理室),擔當北陸本線米原至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,在四國地區的土讚線進行為期半年的試運轉,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,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型柴油機車逐步中止營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
總體佈置
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系電動列車的「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線圈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捲簧。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
- ^ 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).
- ^ 2.0 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).
- ^ 3.0 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).
- ^ 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).
- ^ 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).
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