FL9型双动力源机车

FL9型双动力源机车是美国通用汽车电气动力分部(GM-EMD)为设计制造的一款干线客运用双动力源铁路机车。这款机车是在F9型柴油机车基础上发展而来的双动力源机车,既能够在非电气化线路上以柴油机作为动力源,又可以在第三轨供电的电气化铁路上获得直流电源。1956年10月至1960年11月间,通用汽车电气动力分部共生产了60台FL9型机车。纽约,纽黑文和哈特福德铁路于1969年结业后,FL9型机车先后被、联合铁路公司、美国国家铁路客运公司、大都會北方鐵路等铁路公司继承和使用。

开发背景
纽约,纽黑文和哈特福德铁路(以下简称纽黑文铁路)拥有超过3000公里的铁路,主要经营美国东北部新英格兰地区的铁路运输业务,也是美国最早发展和应用电气化的铁路公司。从至的铁路(今大都會北方鐵路)早于1907年已经完成电气化,采用接触网供电的11千伏25赫兹单相交流电制式,这是当时世界上最长的一条电气化铁路干线,而且还是世界上首次采用单相交流供电的电气化铁路。尽管如此,由于长期困扰着纽黑文铁路公司的财政问题,直到该公司于1969年合并到之时,将电气化铁路延伸至波士顿的计划仍没有实现。

此外,纽黑文铁路还与紐約中央鐵路拥有关于使用路权的营运协议,纽黑文铁路的列车可以通过纽约中央铁路的线路(今大都會北方鐵路哈莱姆线),直通运行至纽约市曼哈顿的大中央車站。为了保障列车运行安全和环境保护的原因,连接大中央车站的区段早于1907年就完成电气化,供电制式为第三轨供电的660伏特直流电,从此蒸汽机车和柴油机车被禁止进入纽约市中心的地下隧道,电气化区段不久之后还进一步延伸至伍德朗。在双动力源机车出现以前,所有从大中央车站发往波士顿方向的旅客列车,在纽约大中央车站至纽黑文之间由电力机车牵引,并于纽黑文更换为柴油机车牵引直至目的地。

1950年代中期,为了提高机车运用效率和缩短列车运行时间,纽黑文铁路决定研制一种新型双动力源机车,这种机车既能够在一般线路上以柴油机作为动力源,当进入公园大道隧道后又可以从第三轨获得直流电。纽黑文铁路的机械工程部门根据这个概念,与多家机车制造商接洽并开展设计任务,但由于曼哈顿97街至公园大道隧道口的高架桥承重限制,几家机车制造厂提出的方案都因重量超过限制而未被采纳。

技术特点
总体结构
FL9型机车是内燃和电力双动力源的干线客运机车,采用“斗牛犬”式流线型外观的整体承载结构棚式车体,车体长度比F9型柴油机车延长了约8英尺,以容纳额外增加的电气设备和蒸汽锅炉。车内装有一台为旅客列车供暖的维帕-克莱森式蒸汽锅炉,蒸汽发生量为每小时2000磅,水箱容积为1300加仑。机车走行部为特殊的B-A1A轴式,前端转向架是二轴转向架,而后端转向架则是三轴转向架;除了三轴转向架的中间轴之外,其他四根车轴均由各自的牵引电动机驱动。这种轴式配置最初是为FP9型柴油机车设计的,原意是用来增加水箱容量以便牵引长距离旅客列车,虽然实际上从来没有FP9型机车使用这种轴式,却在后来的FL9型机车上被成功应用。基础制动装置为双侧闸瓦制动,每个轮对左右各设有一个制动缸,另外还设有闸瓦间隙调整器。FL9型机车采用西屋空气制动公司(WABCO)的24RL型非自动保压式制动机。这种控制方式当时被广泛应用于易安迪公司的柴油机车。

当机车在电气化铁路上由第三轨供电时,仍由同一个司机控制器对机车实行操纵。由于受流电压和牵引电动机的额定电压相若,因此只需使用串—并联换接和电阻调压来作为调速手段。司机控制器的第一个级位使牵引电动机以“两串两并”方式连接,并和所有电阻器串联连接;第二至第五级位顺序减少串联连接的电阻器,逐步提高向牵引电动机供给的电压;第六级位使牵引电动机转换到全并联连接,并和另外一系列电阻器连接;第七和第八级位是接入分流电阻进行二级磁场削弱。FL9型机车总共有28个调压级,从而获得相对平滑的调速性能。

FL9AC型机车上的升压斩波器、制动斩波器、牵引逆变器均采用相同的GTO功率模块,每一个模块都是由反并联方式连接的可关断晶闸管和二极管元件组成,功率模块采用防火性能较好的氟利昂蒸发冷却。1983年,联合铁路公司将通勤铁路客运业务移交给各州政府的交通管理部门。为此,纽约州政府下辖的紐約大都會運輸署于同年成立了大都會北方鐵路,作为一家经营纽约州通勤铁路服务的公营机构,这些属于大都會北方鐵路的FL9型机车都采用了新涂装。其中10台机车后来经过翻新后又被转售予,这批机车均采用原始的纽黑文铁路涂装。

1980年代末,长岛铁路计划开行由杰斐逊港经纽约市至奥尔巴尼的直通旅客列车,由于列车会进入位于纽约市曼哈顿地底的宾夕法尼亚车站,长岛铁路考虑到进行全线电气化改造的成本高昂,因此决定使用双动力源机车作为牵引动力,以利用宾夕法尼亚车站的第三轨供电电气化铁路。1989年,长岛铁路向大都會北方鐵路购置了三台FL9型机车,并且连同大都會北方鐵路的七台机车进行了现代化改造。同时,长岛铁路还向日本的東急車輛製造订购了10辆C1型双层客车,这批客车于1991年7月抵达美国并开始试运行;由于当时改造后的FL9AC型机车尚未来得及完成试验,在试运行初期曾经一度使用E8型和GP38-2型柴油机车作为牵引动力,直到FL9AC型机车于1992年开始投入试运行为止。然而,C1型双层客车因设计方面存在不足之处而未曾实际投入营运,长岛铁路的FL9AC型机车也因此归还给大都會北方鐵路。

1995年起,随着大都會北方鐵路和美国国家铁路客运公司引入了新一代的P32AC-DM型双动力源机车,使用寿命将近50年的FL9型机车开始逐步被淘汰。2005年10月23日,大都會北方鐵路、康涅狄格州运输部、合作举办了一次FL9型机车的活动。2009年,大都會北方鐵路的FL9型机车全部停运报废。不少FL9型机车在退役后都进入博物馆保存或者转让予地方铁路使用,例如部分从美铁退役的FL9型机车被购入及用来牵引旅游列车,还有两台机车被购入,用来牵引布伦瑞克至罗克兰的短途旅客列车。

参见
*易安迪E系列
*易安迪F系列
*F9型柴油机车
*FP9型柴油机车

参考书目
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参考文献

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