日本國鐵ED72型電力機車

ED72型电力机车()是日本国有铁道的交流电力机车车型之一,适用于供电制式为20千伏60赫兹的工频单相交流电气化铁路,1961年由东芝公司研制成功。

发展历史
开发背景
1959年,日本国有铁道决定对运输量较大的東北本線黑矶以北区段实施交流电化。为此,日立、东芝、三菱分别各试制了一台ED71型电力机车的原型车。三台机车均采用了一致的车体、转向架等机械结构,但电气系统部分包括主变压器、整流器、控制电路等则由各制造商独自设计以作比较。其中,由东芝公司试制的ED71 2号机车使用干式风冷主变压器和风冷式引燃管整流器,但这种技术方案并没有在量产的ED71型电力机车中获得采用。1961年,日本国有铁道对鹿儿岛本线门司港至久留米区段进行交流电化改造,东芝公司在吸取ED71 2号机车研制和运用经验的基础上,为九州地区开发研制了ED72型电力机车和ED73型电力机车,前者以担当客运牵引任务为主,而后者以担当货运牵引任务为主。

原型车
ED72型电力机车的首两台原型车(1~2)分别于1961年8月和10月竣工。该型机车设有为旅客列车供暖的蒸汽锅炉,也是日本国铁首次使用Bo-2-Bo轴式的电力机车,采用DT119型两端转向架和TR100型中间转向架。牵引电动机采用MT103型直流电动机和架悬式空心轴驱动装置。机车整备重量为83.4吨,最大轴重为16.3吨,机车小时功率为2050千瓦。

1961年8月11日,ED72 1号机车在鹿儿岛本线雜餉隈(今南福冈站)至折尾间进行首次试运行。试验结果显示,ED72型电力机车能够完全满足单机牵引1200吨列车通过10‰长大坡道的设计性能指标。由于当时仍然配属有EF10型直流电力机车,因此ED72型电力机车最初被配属南福冈电车区(今),直至门司机关区完成交流电化改造。

电气系统
主电路
ED72型电力机车是交—直流电传动的整流器式电力机车,机车主电路由空气断路器、主变压器、水银整流器、调压开关、牵引电动机、电路保护装置等组成。机车从架空接触网获取高压交流电后,首先经过主变压器降低电压,再通过整流器转换成脉流电(即方向不变而只有电压变化的直流电),并供电给牵引电动机。构架采用“日”字形的钢板焊接结构,固定轴距为2800毫米(原型车为2520毫米)。转向架采用全旁承支重结构,机车的车体重量通过旁承支座坐落在转向架上。一系悬挂为轴箱顶端螺旋弹簧和橡胶垫,二系旁承悬挂为每侧两个并联的螺旋圆弹簧组,并配有垂向油压减震器。为了减少牵引列车起动时的轴重转移,ED72型电力机车使用了低位反向牵引杆装置,牵引点高度接近于轨道平面,理论上转向架内无轴重转移,从而提升了机车的粘着性能。

原型车和量产车采用了不同的驱动方式。原型车采用架悬式牵引电动机,驱动装置采用轴套式空心轴传动,牵引电动机的全部重量都悬挂在转向架构架上,齿轮传动比为4.53(15:68)。但这种传动方式有一个明显的缺点,由于大齿轮直接通过弹性元件与车轮相连,因此无法将其置于完全封闭的齿轮箱内,经常因沙尘进入齿轮箱而造成齿轮啮合状态恶化,引致驱动装置发生异常振动。为解决上述问题,量产车改为采用轴悬式驱动装置,牵引电动机的一侧通过抱轴瓦刚性地支承在车轴上,另一侧通过吊杆悬挂在转向架构架上,齿轮传动比为4.44(16:71)。

中间转向架
原型车的中间转向架为TR100型转向架,而量产车则使用经过改良的TR100A型转向架。构架采用钢板焊接结构,固定轴距为1650毫米(原型车为1550毫米)。中间转向架采用心盘承载,轴箱同样采用拉板式定位结构,一系悬挂为轴箱顶端螺旋弹簧,中央悬挂采用空气弹簧。中间转向架的最大特点是具有轴重调整功能,可以根据车上蒸汽锅炉的燃料和水的重量,调节中央空气弹簧的内部压力,使中间转向架的轴重可以按需要分四个阶段来改变(9~13.2吨),以保持恒定的平均动轮轴重。除此之外,为了提高机车的曲线通过性能,中间转向架和车体之间还设有滚动装置,实现转向架相对于车体的横向位移。

车辆保存

  • EF72 1号机车:退役后静态保存于北九州市门司区的老松公园,至2003年转移至新建的九州铁道纪念馆展示。

参考文献

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