管中窺豹——透過車輛探限界(五常版)
筆者在之前其他的文章中提到過,有能力玩轉鐵路系統、還能研發製造新式機車及車輛的無外乎聯合國安理會五常及德日等少數國家。在這些國家當中除了俄式1520和本式1067軌距以外,其他軌距都是1435毫米。同樣是1435毫米,其實各國的車輛輪廓限界各不相同。下面來探討下聯合國安理會五常,即美俄中英髪諸國的鐵路限界。由於筆者手上沒有相關資料,故選擇各自國家比較出名且較為新穎的機車的長寬高及動車組進行探討。機車盡量選擇常見及讀者能在遊戲當中玩到的類型。
民主燈塔美利堅
美國其實是以內燃貨運為主,其內燃貨運機車都是外走廊式。主要製造商還剩下GE與EMD(現被卡特彼勒收購),尚能做到技術輸出。
DD40AX
EMD在1969年專門為UP製造的大馬力內燃機車,兩台V16 645E3B發動機在增壓器的壓榨下一共輸出6600馬力。這也是世界範圍內最大的單節動力內燃機車,比下文會提到的AC6000CW跟SD90MAC-H/H II還多幾百馬力,而採用一台同樣發動機的爆款SD40-2動力僅有3000馬力。
機車長30米,寬3.12米,高高的散熱器頂部高度為4.98米,車重247噸。機車實際上是把兩組機車的動力系統裝在一個底盤上,底盤下兩個四軸轉向架夾住容量達到31300升的長條油箱,一共8個直流牽引電機。動輪直徑1016毫米,轉向架全軸距6.13米(20又1/8英尺),中心距19.81米(65英尺)。某種程度上,因為要比較輕鬆的渡過半徑200米左右(甚至更小)的彎道,幾乎所有70年代以後的美國幹線貨運內燃機車的轉向架中心距都是很大的,而這麼大的轉向架中心距還讓油箱可以做的很大,一定程度上提高了機車的續航能力。DD40AX一共造了47台,UP給的號段為6900到6946,在80年代因為高昂的維護費用被淘汰,UP僅保留6936牽引其展示公司歷史文化的列車,其他多數拆除,少數被鐵路博物館視為鎮館之寶。
AC6000CW
GE在1995年製造的6000馬力級別內燃機車。機車採用一台GE與MWM GmbH聯合研製的V16 7HDL發動機,在渦輪增壓器的作用下能輸出6250馬力。由於AC4400CW珠玉在前,電傳動系統還是一如既往的交直交傳動。發布伊始,交付CSX的7台與交付UP的10台使用的是6250馬力的V16 7HDL發動機,但是因為發動機動力過大引發一系列機械可靠性問題,後續交付UP的106台機車還是裝的4400馬力的V16 FDL發動機。本來GE想在搞定6250馬力發動機的可靠性之後再把新發動機交付UP,但是至今仍未交付。後續交付CSX公司的機車也是換了4300馬力的V16 GEVO發動機,使之更符合美國環保要求。
機車長23.16米,寬3.12米,高4.48米,重192到196噸。輪徑1067毫米,跑著跑著就能磨到1050毫米。基本上到了2010年前後這批機車都被新的ES系列淘汰掉了。不過這種機車的發動機最後被用到了HXN5上頭,AC6000CW基本上算HXN5的原型車。
SD90MAC-H I與SD90MAC-H II
EMD出品,1996年為與AC6000CW競爭而製造,長24米,寬高與ES44AC相差無幾,車重應該在180+噸。發動機採用16V-265H發動機,動力輸出達到6000馬力,交直交傳動,牽引電機由西門子製造。由於其動力嚴重過剩,且運行情況比現有4000+馬力機車相比並沒有提升多少,連帶著這麼大動力引發不少可靠性問題,不受鐵路公司待見,被SD70ACe取代,現已退出美國各鐵路公司運用。不過這車後來成了大連廠和諧內3型內燃的原型車。
ES44AC
GE2002年出品,是以AC4400CW為藍本,換裝新低排發動機的新一代低排放內燃機車,長寬高22.3x3.13x4.7米,車重188噸。發動機採用一台新式的12V GEVO四衝程發動機,動力輸出4400馬力(UP把這玩意超頻到4500馬力,給個自編號C45AC-CTE)。交直交傳動。原版發動機被賣到俄羅斯。(見丁丁冬冬:後蘇聯時代的內燃機車研發一文)
從這些車輛可以看出,美國佬各鐵路公司更鐘情於4400馬力上下的六軸機車。反正美國佬重聯成癮,一次四、五台4400馬力上下的機車就算其中壞掉一台也是可以勉強運行的,而且這個級別的動力性能調教的還算不錯,故而被廣泛應用。
體大身虛俄羅斯
蘇聯時代及其後繼的俄羅斯聯邦的內燃機車在筆者其他文章當中已經介紹過,說幾個電車的。
4ES5K
新切爾卡斯克電力機車廠(相當於我國株洲廠,位於盧甘斯克東南俄羅斯一側)出品,2014年開始製造。為了在電氣化線路牽引超長超重列車,在2/3ES5K的基礎上再塞進一節中間機車變成四節棍。4x2B0軸式,從AC25kV,50Hz接觸網取電,NB-514D牽引電機(應該是直流電機)動力為820/765千瓦(小時功率/持續功率),整車持續功率為12 240千瓦。整車長70米,寬3.2米(不含後視鏡),高5.25米(落弓後車頂),受電弓升起高度範圍為5.5至7米。車重392噸。
俄羅斯還是沒法從外國引入最先進的交直交傳動技術,為了增加機車動力不得不採取多機重聯的土辦法。比起同時期的我國HXDxB六軸機車(全持續功率9600千瓦,軸功率1600千瓦)還是每軸差了一多半。
俄羅斯近年還是從國外得到一些技術,但是如莫斯科-聖彼得堡快線列車還是得用西門子Velaro技術的Sapsan列車。情況不是很樂觀。
一路衰敗不列顛
英國是最早建設全國性路網的國家。然而建早外帶各鐵路公司野蠻生長,限界一直很小。
Class 390
阿爾斯通旗下菲亞特在2002年製造。這是一種擺式列車,相應技術被稱為Pendolino,最早就是英國人研發的。但是因為當時英國本土現有鐵道車輛生產廠商無法玩轉這種複雜的技術(老式的客車技術到倒還有),這項技術被轉賣給菲亞特。這菲亞特很有意思,吃透這項技術再把這車的整車轉賣回來。這車主要跑倫敦到格拉斯哥的西海岸幹線,通達範圍為帕丁頓到格拉斯哥中央車站。
Class 390有9節版跟11節版,9節版7動2拖,11節版8動3拖,頭車/拖車長25.1/23.9米,寬2.73米,高3.56米。9節版動力5100千瓦,11節版5950千瓦。3/7號車頂各有一個受電弓,從AC25kV 50Hz接觸網取電。最大速度140mph(225kph),商用速度125mph(201kph)。
Class 377
龐巴迪的德比分廠製造。這車有兩套受電系統,第三軌接收DC750V,接觸網接收AC25kV 50Hz。有3、4、5三種組合方式,駕駛室有風擋,乘客可以通過此處和其他車組連通。每節動車動力為400馬力,動力布置為2動1拖(三節組)3動1拖(四節組)4動1拖(五節組,動力和四節組一樣,估計中間兩節動車只有一半是動軸),編組可以靈活重聯,但是最長為3組4節車,就是相當於12B地鐵。速度倒還不錯,商用最速90mph(145kph)。
Class 66
EMD在1998年開始,為英國製造的貨運內燃機車,同時也輸出到歐洲大陸,可以在英 髪 德三國見到。機車裝有一台12V 710G3B-EC發動機,動力輸出達到3300馬力,落實到軌道上的動力為3000馬力。機車長21.7米,寬2.65米,高3.9米,重126噸。這個長度倒是和美國本土的內燃機車相差無幾,但是重量卻輕了60多噸。
Class 70
Class 70是Freightliner公司向GE訂購的用於牽引集裝箱列車的貨運機車,2008年開始交付英國。發動機是一台GE PowerHaul P616 V16發動機,動力輸出3690馬力。機車長21.71米,寬2.64米,高3.92米,車重129噸。
題外話:就鐵路工廠遊戲當中66和70兩款貨機的表現,筆者做個簡單評論。同樣是20節滿載煤車,兩台Class 66牽引的時候非常容易打滑空轉,且遇到長上坡空轉不止,根本沒法好好牽引。而同樣兩台Class 70牽引的時候基本不用管空轉,即使爬1:74(13.5‰)的坡道時仍然能全馬力運行,速度被壓縮在39mph上下。所以想玩英式貨運的同學知道選什麼動力了吧?
英國由於過早的鋪開鐵路建設,且土地私有,要改線幾乎不可能,所以增加軌道間距、站台間距以增加車寬的可能性基本為零。不過以英國佬那麼點地方和人口,以及奇葩的鐵路經營管理體系(各鐵路公司不擁有線路,路網歸屬一個統一的公司管理,每年耗掉無數財政補貼),改造什麼的別想了。其限界基本上可以視為地鐵B型限界。
浪漫文藝髪蘭西
與四分五裂的英國鐵路服務系統相比,髪國的鐵路的大部分路網牢牢的掌握在SNCF髪國國鐵手裡,而製造商也算一家獨大,由阿爾斯通公司牢牢掌握。而且阿爾斯通公司也是走在時代潮流前線,新技術與新產品層出不窮,畢竟是背靠除了德國以外的大多數西歐市場。
CC72000
CC72000是阿爾斯通為SNCF在1967年製造的幹線客貨內燃機車,採用一台阿爾薩斯機械製造公司的AGO V16 ESHR 發動機,動力輸出達到3600馬力,通過交直傳動系統,落實到車輪的動力為3060馬力。最早批次30台設計時速140公里,後期批次設計時速160公里。CC72000是當時阿爾斯通製造出的最大馬力內燃機車。
機車長20.19米,寬2.952米,高4.29米。車重114噸。前臉很特別,內傾式擋風玻璃下有一個大包,阿爾斯通認為這種設計在列車相撞或者撞擊汽車能有效保護司乘人員,而擋風玻璃內傾則應該是出於和蘇聯2TE10M一樣的目的,減少眩光影響司機行車。自1967年投用就收到SNCF的好評,因1974年油價飆升而終止生產。1973年以此車為原型,阿爾斯通為中國製造了15t台適用中國限界的ND4型內燃機車。(筆者個人認為ND4實際上啟發了東風4及韶山3等國內二代機車的研發,限於篇幅,不展開解釋。)
BB27300
BB27300是阿爾斯通在2004年製造的一款四軸電力機車,交直交傳動,牽引電機功率1050千瓦。長19.52米,寬2.851米,高4.31米。設計時速140公里。車頂的兩個受電弓一個接收DC1500V,一個接收AC25kV 50Hz。由於髪國電網有兩種制式,這車也就在巴黎附近拉城際站站樂列車。
這車是國內HXD2的原型車,不過動力還是沒有HXD2的軸功率1200千瓦大。
TGV-Duplex
1995年,為了提高現有TGV動車組的運載能力,一款雙層TGV動車組Duplex誕生。阿爾斯通根據原有單層TGV列車,研發了這種新式的雙層TGV列車。列車2動8拖,首尾車為四軸機車,除了緊鄰機車的客車獨享一個轉向架以外,其他車廂在連接處共享一個二軸轉向架,也就是所謂的鉸接轉向架。
列車整體長200.19米,寬2.904米,高4.32米。機車通過受電弓接收DC1500V和AC25kV 50Hz,在1500V直流電下整車動力僅為3680千瓦,在25kV交流電下動力達到8800千瓦。設計時速320公里。
由這些髪國車輛可以看到,髪國的鐵路限界其實也不大,算地鐵的A級限界吧。不過髪國也沒有必要搞出超過3米車寬,4.5米高的車輛,目前這個限界是夠用的。
兼容並包我中華
我國的機車基本上都滿足下圖限界:(圖片來自王元喆:鐵路限界(二),感謝原作者)
我國從解放後開始,蘇、髪、美、英都將其機車技術傳播進中國。既然能夠吸收如此眾多的鐵路技術,我國的鐵路技術底蘊不算太慘,也能向第三世界輸出我國的技術,就這塊而言配得上聯合國五常的位置。
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