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远行的“遣唐使”——6K型电力机车详解

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驰骋豫西27年、平均每台走行396万余公里……6K型电力机车为中(C)国(R)铁路立下了无可磨灭的功绩!6K型电力机车的技术除直接催生了SS7系列电力机车外,也被SS3型4000系、SS4B、SS4G、SS8等机车所使用,可谓影响深远……
——题记




IP属地:北京来自Android客户端1楼2023-07-31 13:16回复
    CRH380BG重联型、郑州之辉、fmpc182. . . 被楼主禁言,将不能再进行回复
    【缘起】

    1980年起,铁(T)道(D)部开始利用日元贷款大规模投资铁路建设并对旧设备进行升级改造,以全面升级现有铁路运输能力。1984年10月26日,第二批日元贷款第一年度1578亿日元的贷款协议在东京签订,铁(T)道(D)部利用这笔贷款中涉及铁路建设的资金,开启了陇海铁路郑州至宝鸡段的复线电气化工程。

    日方条件是:由日本国际协力事业团对陇海铁路郑宝段复线电气化进行调查并提交分析报告,设备的采购要根据日本海外经济协力基金贷款项下的采购指南及贷款协议规定进行。于是,陇海铁路郑州—宝鸡段复线及电气化建设就此打上了深深的日本烙印,这段铁路配备的机车也顺理成章的考虑日本机车。


    IP属地:北京2楼2023-07-31 13:18
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      1986年,铁(T)道(D)部为采购陇海铁路郑宝段电气化铁路配套的电力机车,通过机械进出口总(Z)公司向世界著名的机车制造公司发出招(Z)标(B)书,经过评标,日本三菱电机株式会社和川崎重工业株式会社联合提交的K6机车方案中(Z)标(K6的意思是第六种出口型机车)。

      随后经过谈判,中国机械进出口总(Z)公司正式和日本三菱电机株式会社、以及川崎重工业株式会社签订了85台基于K6方案的六轴干线客货运通用电力机车购买合同,交易金额为240亿日元。机车设计图纸经中(Z)方审定并认可后,按照中(C)国(R)铁路规范,该机车被正式命名为6K型电力机车。其中“6”代表六轴,“K”代表可控硅整流。机车编号从6K-001至6K-085。


      IP属地:北京5楼2023-07-31 13:24
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        按照分工,6K型电力机车的电气部件由三菱电机伊丹制作所负责,车轴部分由住友金属工业株式会社负责(转包),而川崎重工业株式会社兵库工厂则负责机车的机械部分并进行总装。同时,中方派出技术人员赴伊丹制作所和工厂兵库工厂执行监造工作,对机车部件的加工工艺、生产流程、整机组装等进行质量管理。
        作为一款典型的日式电力机车,6K型电力机车继承了日本电力机车的传统设计和技术,机车电气部分参考了日本国铁的ED75型500番台电力机车;多段桥相控整流电路直接取自ED77型电力机车;而机车中部车体和转向架等机械部分则参考EF66型、EF81型电力机车的设计;司机室则完全根据中国方面提出的要求重新设计。

        (日铁ED75型500番台电力机车)

        (日铁ED77型电力机车)


        (日铁EF66型电力机车)


        IP属地:北京7楼2023-07-31 13:27
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          6K型电力机车采用传统的两端司机室布局,车内主要设备以模块化集中安置,主要电器设备以机车最重设备——主变压器为中央;车顶两端各装一台法国法维莱公司的LV2600型单臂式受电弓;车顶中部装有真空断路器、电压互感器、避雷器等高压电气设备。
          6K型电力机车总体设备布置采用平面不对称布置,有别于国产电力机车传统的平面斜对称布置方式,不对称方式虽然令机车整体结构紧凑、节省空间,但必然带来重量分配不均衡的问题。


          (6K型电力机车驾驶室)
          为此,6K型机车在两端司机室底部均装有压铁,以均衡机车轴重。机车制动系统使用空气制动机,采用双侧闸瓦踏面制动和加馈电阻制动的双重制动方式,对机车实施制动。机车持续功率4800KW(千瓦),机车最高结构时速为100KM/h。


          IP属地:北京8楼2023-07-31 13:29
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            6K型电力机车配备了独立的通风冷却系统和专用风道,进风口设置在车顶,通过专用通道直接送向主变压器、整流柜、牵引电动机等设备,通风系统设有惯性过滤器,并有自动排尘装置,具有较高的空气净化能力,有助于减少电气部件积尘,大大减轻了维护的负担,这些是针对6K型电力机车在位于黄土高原地区的陇海铁路郑宝段运用时面临的气候条件量身定制的系统。

            (日铁EF81型电力机车)
            6K型电力机车走行部为三台DT129型二轴转向架,该转向架与日本国(G)铁EF81型电力机车的DT138、DT139型转向架一脉相承,为无两端横梁的H形构架、旁承弹簧承受车体载荷的无摇枕转向架。

            (6K型电力机车的转向架)
            6K机车轴式为Bo-Bo-Bo,所有车轴均为动轴,因为固定轴距较短,因此曲线通过性较好,中间的转向架相对于车体有多达230毫米的横向偏移量,以便通过小半径曲线。因为中间转向架采用了与两端转向架不同的滚动轴承摩擦式拉杆摇枕的支承结构与车体连接,因此无法与两端转向架互换使用。


            IP属地:北京9楼2023-07-31 13:31
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              6K型电力机车最值得称道的是——它是中(C)国(R)铁路第一种机车控制与保护系统实现全微机控制的电力机车。每台机车拥有两套PHAI-16微机控制装置。两套微机控制装置分别控制前后两组各三台牵引电动机,每套微机装置设有四个中央处理器执行不同的任务,其中两个为16位英特尔8086中央处理器,分别用于计算机车控制特性和晶闸管触发;另外两个为8位英特尔8085中央处理器,分别用于记录和传输故障信息。

              (6K型电力机车机械间走廊)
              6K机车虽然在硬件上比法国制造的8K型电力机车采用的MICAS微机系统落后了一代,但功能方面更为全面,具有恒速控制、恒压控制、功率因数补偿控制、高粘着控制、过无电区控制、故障显示与记忆、自我诊断等功能,当机车某部分发生故障时,能够通过司机控制台上的故障指示器显示故障的元件。


              IP属地:北京10楼2023-07-31 13:33
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                【问世】
                1987年7月15日,第一台6K型电力机车6K-001号在川崎重工业兵库工厂完成总装,于1987年7月底装船运抵中国。

                (由川崎重工业兵库工厂下线的6K-001号机车)

                (刚出厂的崭新的6K型电力机车)

                (在日本等待启运的6K型电力机车)


                IP属地:北京11楼2023-07-31 14:07
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                  随后,6K-001号机车从1987年11月至1988年3月在北京环形铁道和陇海线上进行整车性能测试。然而6K-001号机车竟然有多达五个项目没有达到合同规定的质量要求,其中最致命的问题是牵引电动机故障频繁。

                  (在北京环形铁路测试的6K型电力机车)
                  日方一开始拒不承认是机车质量问题,经过折中,首批20台机车先由郑州铁路局洛阳机务段试用,并由日方随车进行技术指导。结果在这批机车投入运营的前一个月,就接二连三地出现故障,如牵引电机环火和换向器异常等。
                  铁(T)道(D)部组织中日双方专家对机车问题进行评估,经过讨论会上的唇枪舌剑,日方承认6K型电力机车在牵引电机、换向器等五个项目上存在设计或质量缺陷,系日方在设计和制造时的失误所导致,责任由日方承担。


                  IP属地:北京12楼2023-07-31 14:09
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                    最终,此事以日本三菱电机株式会社和川崎重工业株式会社一同向铁(T)道(D)部赔偿41亿日元,并对6K型电力机车的所有缺陷进行全面整改。至1988年5月,全部85台6K型电力机车的设计缺陷隐患全部排除,经中方重新测试表现良好,具备上路条件,接收和乘务员的培训工作也重新展开。

                    (6K型电力机车配属和铭牌)
                    至1988年底,洛阳机务段接收完毕全部85台6K型电力机车。并将85台机车投入陇海铁路郑州(郑州北)—洛阳—三门峡西区段客货列车牵引任务中,6K型电力机车自此成为20年间该区段主力电力机车。


                    IP属地:北京13楼2023-07-31 14:10
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                      (6K机车装用的法维莱LV-2600型受电弓)
                      6K型电力机车投入运营后,大同机车厂与株洲电力机车研究所成功消化其技术,如Bo-Bo-Bo轴式转向架、复励牵引电动机、Z型低位拉杆牵引装置、主电路系统、不等分三段桥晶闸管相控调压技术以及法维莱LV-2600型受电弓等技术,先后应用到SS7、SS7B、SS7C、SS7D等“韶(S)山”系列电力机车上;6K机车的不等分三段桥晶闸管相控调压技术,被广泛应用于SS3型4000系、SS4G型、SS4B型、SS6B型、SS8等车型上,极大的推动了中国铁路电力机车的技术发展。


                      IP属地:北京14楼2023-07-31 14:15
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                        【运用】
                        6K型电力机车配属洛阳机务段后,除担当陇海铁路郑(州)宝(鸡)段的客货列车牵引外,还先后承担陇海铁路郑州北—新丰镇段货运列车交路、华山至洛阳段客运列车交路以及焦柳铁路—侯月铁路洛阳—嘉峰段客运列车交路。



                        焦柳铁路洛阳—张家界区段电气化改造工程于2009年12月底完工后,大部分6K型电力机车由陇海铁路调至焦柳铁路使用,担当牵引洛阳北(关林)—襄樊北区间货物列车牵引任务。

                        (6K-011机车牵引临客列车停靠在焦柳铁路鲁山站)

                        [6K-039机车牵引临客列车停靠在襄樊站(今襄阳站)]


                        IP属地:北京15楼2023-07-31 14:24
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                          在6K型电力机车服役期间,6K-050号机车曾命名为“先锋号”;6K-059号机车曾命名为“共(G)青(Q)团(T)员号”;6K-061号机车曾命名为“五一标(B)兵号”;6K-066号机车曾命名为“民(M)兵号”。

                          (6K-066民(M)兵号机车)


                          (牵引洛阳—嘉峰6920/17 6918/9次普通慢车的6K-050 先锋号机车)


                          IP属地:北京16楼2023-07-31 14:28
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                            在6K型电力机车服役的日子里,一共遭遇三起事故:
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                            (二)1992年10月21日0时12分,6K-019号机车附挂6K-009号机车,牵引1701次货物列车经陇海铁路下行线运行至三门峡市境内庙沟站下坡区段间,因列车机后第3位油罐车其中一端折角塞门关闭,致使列车空气制动失灵而机车又不能及时地使用电阻制动,司机发现列车制动失效后立即通知交口站要求开通避难线。1701次货物列车最终于0时17分在避难线尽头脱轨颠覆,事故造成机车小破2台,货车报废27辆、大破4辆、小破13辆,陇海铁路下行线中断行车41小时5分。
                            (三)2006年6月7日20时05分,6K-002号机车牵引84855次货物列车经陇海铁路运行至灵宝市境内故县至豫灵区间段时,一辆满载金矿粉的25吨载重汽车失控从一座公路立交桥上坠落,砸断了陇海铁路下行线接触网。84855次列车停车不及与载重汽车发生碰撞,事故造成1人死亡,陇海线下行线中断行车6小时,6K-002号机车报废,可用部件被用于6K-009号机车,同时2台机车的车号互换。

                            (6K-002号电力机车生前遗照)


                            IP属地:北京17楼2023-07-31 14:30
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                              1989年和1992年的两起发生在三门峡长大下坡道的列车放飏颠覆事故,暴露了6K型电力机车在折角塞门被关闭时的问题——当司机发现列车折角塞门关闭,往往会采取非常制动以尽快停车。按6K型电力机车原设计的控制电路,当使用紧急制动时将同时切除机车的牵引和电阻制动电路,导致无法使用电阻制动,引发列车失控。

                              (6K型电力机车操作台按键)
                              为消除此安全隐患,洛阳机务段自1995年起对6K型机车控制电路进行改进,确保机车实施紧急制动时,仍然能使用电阻制动抑制车速,初步解决了这个问题。


                              IP属地:北京18楼2023-07-31 14:32
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