EF80型电力机车()是日本国有铁道的双电流制电力机车车型之一,适用于供电制式为1500伏直流电和20千伏50赫兹的工频單相交流電的电气化铁路。
发展历史
开发背景
1959年,日本国有铁道开始对常磐線取手以北实施交流电气化改造,并在取手至藤代之间设置一个交直流分相区,使交直流两用的铁路车辆能够以车上切换方式,在列车运行时无需停车就能完成电流制的转换。同年,日立制作所在ED71型电力机车的基础上,试制了首台交直流两用的ED46型电力机车(后来改称为ED92型电力机车),同时适用于1500伏直流电和20千伏50赫兹单相交流电气化铁路。
1962年,日立制作所根据ED46型电力机车的试验结果和运用经验,研制了新一代的EF80型电力机车。EF80型电力机车是客货运通用的双电流制六轴电力机车,机车轴式为B-B-B。最初日本国铁曾经打算分别研制四轴客运机车和六轴货运机车,但考虑到未来旅客列车逐渐改用电力动车组担当后,剩余的四轴电力机车将难以改为货运用途,因此最终决定开发客货运通用的六轴电力机车,并且分为带有列车供电装置的客运型,以及没有搭载列车供电装置的货运型。
EF80型电力机车装有油冷式主变压器和硅二极管整流器,调速控制采用电阻调压、串并联换接和磁场削弱方式,并采用了单电机转向架和轮对空心轴架悬式驱动装置。机车整备重量为96吨,最高运转速度为105公里/小时,在交流及直流区段的小时功率均为1950千瓦,可以满足单机牵引1200吨货物列车(远期1300吨)在10‰长大坡道上起动的需要,而在平直道上单机牵引600吨旅客列车的最大平衡速度可达105公里/小时。1963年5月1日,常磐线高萩至平区段完成交流电气化,EF80型电力机车的牵引区段延长至平,广泛运用于牵引包括“夕鹤号”卧铺特急、“十和田号”夜行急行在内的各种旅客列车及货物列车。此外,EF80型电力机车亦曾经在東北本線运用,担当上野至黑矶间的临时旅客列车,或田端至郡山间直通货物列车的牵引任务。
1962年至1965年间,田端机关区所属的部分EF80型电力机车入助。1966年至1967年初,13台改良型机车陆续配属到胜田电车区。1967年,随着与常磐线连接的及水户线全面完成电气化,EF80型电力机车亦开始投入该两线运用,主要担当水户线小山至友部、新金货物线(總武本線货运支线)至佐倉、金町的货物列车牵引任务。同年8月,常磐线全线的电气化改造工程全部完成,胜田电车区所属的13台改良型机车全部转配属内乡机关区,至此所有EF80型电力机车均集中配属到规模较大的田端机关区及内乡机关区。此时,EF80型电力机车的运用区段仍然保持在平以南,常磐线平以北则使用ED75型电力机车。1968年7月,与总武本线接续的外房线千葉至蘇我区段完成电气化改造,自此外房线亦开始出现EF80型电力机车的踪影。
1968年,为了提高寝台旅客列车(蓝色列车)的旅行速度,日本国铁对所有20系客车进行制动系统改造,通过对原本的AS空气制动机加装电空阀、中继阀等电控装置改造为AREB电空制动机,实现列车制动系统的电控化,使列车最高运行速度由95公里/小时提高至110公里/小时。为配合“夕鹤号”特急列车的牵引需要,12台EF80型电力机车(1~12)进行了相应改造。改造内容包括加装机车电空制动机及KE72型电气连接器,并加装总风管以满足20系客车空气弹簧的用风需要。由于常磐线的最高速度限制为95公里/小时,因此机车无需加装电空制动机和列车乘务员有线电话等设备。
1973年,随着田端机关区开始配属EF81型电力机车,该区所属的EF80型电力机车不再投入东北本线方面运用,并开始向内乡机关区转出EF80型电力机车。至1974年10月,田端机关区和内乡机关区分别配属有36台和27台EF80型电力机车。1978年10月,内乡机关区所属的EF80 24、25、26号机车转配属福岛机关区(今),但不久之后就再度转配属到田端机关区。
1980年起,为了淘汰日渐老化的EF80型电力机车,部分原本配属和的EF81型电力机车,开始转配属到田端机关区并投入常磐线运用,而运用时间最长的第一批EF80型电力机车则开始逐步报废。与此同时,内乡机关区的所有EF80型电力机车分批转移到田端机关区,直至和内乡机关区于1985年被撤销,当时田端机关区尚未报废的EF80型电力机车仅余下20台。1986年,EF80型电力机车全部除籍和报废。
技术特点
总体结构
设备布置
的EF80 63号机车]]
EF80型电力机车是客货运通用的双电流制电力机车,适用于供电制式为1500伏直流电和20千伏50赫兹的工频單相交流電的电气化铁路。EF80型电力机车可分为客运型和货运型,差异仅在于客运型搭载了列车电气供暖用的电动发电机(MG),而货运型则加装压铁配重以保证整备重量与客运型一致。
辅助电路
EF80型电力机车的辅助电路系统主要采用直流电传动。机械室内三台电动通风机、主电阻器电动通风机、电动空气压缩机、辅助空气压缩机均采用直流电动机驱动,输入电压为1500伏特直流电,在直流区段由架空接触网直接馈电,在交流区段则由整流器供电。主变压器油泵则采用单相异步电动机驱动,由主变压器辅助绕组直接供电。另外,还设有一台小型电动发电机,将1500伏特直流电转换成100伏特直流电,供控制电路、照明电路、蓄电池充电之用。
转向架
主要结构
机车走行部为三台二轴转向架,早期型机车采用DT127型两端转向架和DT128型中间转向架,改良型机车采用DT135型两端转向架和DT136型中间转向架。
构架采用“日”字形的钢板焊接结构,轴箱采用导框式定位结构,转向架固定轴距为2212毫米。转向架采用全旁承支重结构,车体全部重量通过六组旁承弹簧坐落在三台转向架上。一系悬挂为轴箱顶端螺旋弹簧,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。中间转向架和车体之间还设有横向滚动装置以便通过曲线。基础制动装置为单侧闸瓦制动,转向架左右各设有一个制动缸,并设有制动横梁以保证两侧闸瓦同步作用,另外还设置了闸瓦间隙调整器。
1965年,日本企业联合体(日立、三菱、东芝)向印度国家铁路出口的45台WAG2型电力机车,亦采用了相似结构的单电机转向架和轮对空心轴传动装置。
牵引装置
早期型和改良型机车转向架的差异只在于牵引装置。早期型机车使用心盘来传递牵引力和制动力,两端转向架各设有一个心盘牵引装置,中间转向架则设有两个心盘牵引装置,分别布置在牵引电动机两侧。心盘牵引的缺点的牵引高度较高,牵引点高度距离轨面约1080毫米。为了充分利用机车粘着重量及减少轴重转移,改良型机车的两端转向架改为采用双侧平行牵引拉杆,而中间转向架仍然采用心盘牵引。
车辆保存
- EF80 63号机车:静态保存于碓冰嶺鐵道文化村。
参考文献
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