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KZ4A型電力機車

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KZ4A
KZ4A 0002
概覽
類型電力機車
原產國 中國
生產商南車株洲電力機車
序列編號KZ4A 0001～0005
KZ4AC 0006～0027
生產年份2004年—2010年
產量27台
主要用戶哈薩克斯坦 哈薩克斯坦國家鐵路
技術數據
UIC軸式Bo'Bo'
軌距1,520毫米
輪徑1,250毫米（新輪）
軸重20.5～22噸
軸距2,900毫米（固定軸距）
機車長度20,032毫米（車鉤中心距）
機車寬度3,100毫米
機車高度4,040毫米
整備重量82～88噸
受流電壓AC 25kV 50Hz
傳動方式交—直—交流電
最高速度210公里/小時
持續速度84公里/小時
牽引功率4,800千瓦
牽引力264千牛（起動）
206千牛（持續）
制動方式再生制動、輪盤制動
制動功率4,400千瓦
列車制動空氣制動

KZ4A型電力機車是哈薩克斯坦國家鐵路的電力機車車款之一，由中國南車株洲電力機車有限公司生產。KZ4A型電力機車為交流傳動的高速幹線客運用電力機車，機車持續功率為4800千瓦，最高速度為210公里/小時；首5台KZ4A型機車採用南車株洲電力機車研究所開發的交流傳動系統，而其餘22台KZ4AC型機車改為採用西門子公司的交流傳動系統。

發展歷史

KZ4A

2001年，哈薩克斯坦國家鐵路（KTZ）為採購一批新型客運電力機車和客車車輛進行全球招標，中國南車集團株洲電力機車廠以良好的性價比最終奪得了3台電力機車的訂單，雙方並於同年11月5日在中國株洲簽訂購置合同，造價為937.8萬美元。新型機車被定型為KZ4A型（0001～0003），採用交流傳動技術，成為繼出口往烏茲別克斯坦的O'zbekiston型電力機車後，中國第二款出口國外的交流傳動電力機車[1]。KZ4A型機車應用了DJ「九方」、DJ1、DJ2「奧星」及DJJ2「中華之星」等交流傳動機車的技術和經驗。每台機車裝有兩台株洲電力機車研究所開發的TEP28WG04型水冷GTO-VVVF牽引逆變器和TEC02型微機控制系統[2][3]。機車軸式為Bo-Bo，採用當地的1520毫米寬軌軌距，最高時速210公里，適用於高速幹線客運。

2004年3月12日，首台KZ4A型電力機車在株洲電力機車廠正式下線[4]；同年3月底，三台機車付運哈薩克斯坦。2004年4月起，KZ4A型電力機車在哈薩克斯坦的鐵路上進行為期三個月的運行試驗，試驗項目由哈薩克斯坦國家鐵路和中國鐵道科學研究院合作進行，至7月18日完成線路測試。

2004年7月22日，KZ4A型電力機車開始在阿斯塔納和阿拉木圖區間的長約1300公里的電氣化鐵路投入服務，擔當牽引從西班牙引進的「Talgo 200」高速旅客列車，當時圖定運行時速為145公里/小時，每週運行5個往返。同年8月1日是哈薩克斯坦國家鐵路始創100周年紀念日，哈薩克斯坦郵政部門為此專門以KZ4A型電力機車為背景，設計出版了一張小型張紀念郵票[5][6]。

2005年9月，鑑於KZ4A型電力機車運行表現良好，哈薩克斯坦國家鐵路再次向株洲電力機車廠增購2台機車（0004～0005），並於2006年交付使用[7]。2台新機車根據首批3台機車使用過程中發現的問題作出了改進，包括將機車軸重由20.5噸提高到22噸，以減少機車在雨雪天氣下運行時發生輪對空轉和打滑的機會；同時並修正了可能導致空氣壓縮機失控的邏輯控制缺陷[8]。另外，在外觀方面也有一些地方與前3台機車不同，包括側視鏡和頭燈之間的通風口等。

KZ4AC

由於2011年亞洲冬季運動會將於哈薩克斯坦阿斯塔納和阿拉木圖舉行，為了應付亞冬會期間來往兩地之間的旅遊客流，同時並推進哈薩克斯坦鐵路機車車輛現代化，哈薩克斯坦國家鐵路於2008年進行國際招標，採購新一批客運電力機車和客車車輛。南車株洲電力機車有限公司再次中標，獲得了22台電力機車的訂單，並於同年10月22日簽訂了採購合同，合同總值9,700萬美元[9]。該批機車被定型為KZ4AC型（0006～0027），「С」是「多機重聯單元列車控制」（Системе многих единиц «СМЕ»）的俄語首字母縮寫，代表兩台機車能夠與客車車輛組成電動車組運行。KZ4AC型電力機車的總體結構與KZ4A型機車大致相同，但改為採用了德國西門子的交流傳動系統，包括牽引逆變器、牽引電動機、「Sibas 32」微機控制系統等。根據中哈雙方簽訂的合同規定，其中20台機車將會以整車形式付運哈薩克斯坦，其餘2台機車以散件形式付運並由哈薩克斯坦國家鐵路旗下的巴伊傑列克股份公司（АО «Байтерек-А»）進行組裝。此外，中哈雙方並簽訂了長期合作備忘錄，哈方派出人員赴華進行技術培訓[10]。

首兩台先期發貨的KZ4AC型機車於2010年7月交付哈薩克斯坦，機車在阿斯塔納至卡拉干達區段的鐵路完成型式試驗後，由全俄電力機車研究與設計院實驗驗證中心進行對機車接收試驗的認證程序。2010年10月30日，KZ4AC型0007號機車在薩雷奧巴（Saryoba）附近進行試運行時最高速度達到200公里/小時，創造了哈薩克斯坦鐵路最高速度紀錄[11]。2011年1月30日，在第七屆亞冬會於阿斯塔納開幕之際，KZ4AC型電力機車正式在阿斯塔納和阿拉木圖之間投入運用。

技術特點

總體結構

阿拉木圖機務段（ТЧЭ-28）內的KZ4A型0005號機車（左）

KZ4A（C）型電力機車是四軸幹線客運電力機車，適用於供電制式為25千伏工頻單相交流電的電氣化鐵路，機車軸式Bo-Bo，持續功率4,800千瓦，最高運行速度為210公里/小時。機車採用輕量化全鋼焊接結構的整體承載車體，設中間貫穿走廊、雙端司機室，車頭採用流線型外形。車頂裝有兩台DSA250型單臂式受電弓、高壓隔離開關、接地裝置、真空斷路器、避雷器等高壓組件，II端司機室頂部並設有無線電台天線。車內設備以斜對稱布置，機車採用獨立通風方式，從車頂頂蓋夾層風道吸入冷風，為牽引電動機、複合冷卻器、輔助變流櫃等通風冷卻，並維持機械間呈微正壓，改善機車防塵效果及防寒性能。臥式主變壓器安裝於車體底架之下。制動系統採用了在中國廣泛使用的DK-1型空氣制動機。

電路系統

KZ4A型電力機車是交—直—交流電傳動的單相工頻交流電力機車，採用了株洲電力機車研究所開發的TEP28WG04型牽引變流器、JD116B型牽引電動機和TEC02型微機控制系統。TEP28WG04型牽引變流器是在中國鐵路DJ2型「奧星」電力機車、DJJ2型「中華之星」電力動車組所使用的TEP28WG01型牽引變流器的基礎上，根據哈薩克斯坦夏季高溫、冬季嚴寒的特殊氣候環境改進而成。每台機車設置兩台主變流器，每台主變流器由四象限整流器、中間直流迴路、PMW逆變器三個部分組成，功率控制器件為GTO元件（4500V／3000A），冷卻介質為乙二醇和高純水的混合物，中間直流電壓為2800伏。JD116B型牽引電動機為四極三相鼠籠式異步牽引電動機，額定功率為1225千瓦，採用無機殼全焊接複合結構定子、無接觸式迷宮結構軸承密封，控制方式為直接轉矩控制（DTC）。

控制系統

KZ4A型電力機車採用TEC02型分布式微機控制系統，設有符合列車通信網絡（TCN）標準的多功能車輛匯流排（MVB）和絞線式列車匯流排（WTB），具有牽引、制動特性控制、機車邏輯控制、防空轉防滑行控制、速度控制、空電聯合制動控制、防抱死制動控制、故障診斷與故障記錄等功能。機車並安裝了俄羅斯標準的機車綜合安全系統（КЛУБ-У）。

轉向架

機車走行部為兩台二軸轉向架，採用旁承彈簧承受車體載荷、「日」字形低合金鋼板焊接鋼結構的無搖枕轉向架，一系懸掛採用單拉杆軸箱定位及螺旋彈簧，並設有垂向油壓減震器；二系懸掛採用螺旋彈簧，配以垂向、橫向、抗蛇行油壓減震器。牽引力和制動力通過中央低位斜拉杆牽引裝置傳遞。每根車軸均安裝有一個驅動制動單元，採用架懸式全懸掛方式安裝在轉向架構架上；牽引電動機通過六連杆輪對空心軸彈性傳動裝置，向電動機齒輪和輪對齒輪傳遞扭矩；基礎制動系統採用輪盤制動。

參見

參考文獻

  1. ^ 李希寧、謝朝輝. KZ4A型交流传动电力机车 (PDF). 《電力機車與城軌車輛》 (株洲: 株洲電力機車廠). 2005年3月, 28 (2): 17–19 [2008-02-12]. ISSN 1672-1187. （原始內容存檔 (PDF)於2016-03-09）. 
  2. ^ 楊文昭、何多昌、蔣耀生等．KZ4A型交流傳動電力機車主變流器[J]．機車電傳動，2005（5）：18～22
  3. ^ 李蔚．KZ4A交流傳動電力機車微機控制與網絡系統[J]．機車電傳動，2007（3）：8～12
  4. ^ 中国南车集团株洲电力机车厂出口哈萨克斯坦200公里／小时交流传动电力机车下线. 中華人民共和國商務部. 2004-03-15 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2012-07-17）. 
  5. ^ 株洲机车“开”上哈萨克斯坦邮票. 長沙晚報. 2004-09-13 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2020-05-11）. 
  6. ^ 南车株洲电力机车有限公司向哈铁路供货27台电力机车. 中華人民共和國駐哈經商參處. 2012-04-18 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2012-07-14）. 
  7. ^ 中国南车电力机车担当第七届亚冬会客运主力. 中國南車股份有限公司. 2011-01-31 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2013-01-01）. 
  8. ^ 張林、李昌奇．KZ4A型機車壓縮機控制模式改進設計[J]．電力機車與城軌車輛，2007（5）：38～40
  9. ^ 株洲电力机车厂2010年将向哈萨克斯坦交付22辆电力机车. 中華人民共和國商務部駐哈薩克使館經商參處. 2009-11-26 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2011-07-23）. 
  10. ^ Kazakhstan to Produce China-Designed Locomotives. Russian Rail Consulting. 2009-09-30 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2012-03-15）. 
  11. ^ New Siemens-equipped locomotive runs at record speed. Transport weekly. 2010-11-17 [2012-07-15]. （原始內容存檔於2020-05-11）. 

外部連結


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