HXD1型電力機(jī)車背景

自2003年劉志軍出任中華人民共和國鐵道部部長后，提出并實(shí)施鐵路"跨越式發(fā)展"，以盡快縮小在鐵路機(jī)車車輛裝備上與國際先進(jìn)水平的差距。2003年11月，中國鐵道部與中國南車、北車集團(tuán)及其重點(diǎn)企業(yè)共同制定了《加快鐵路機(jī)車車輛裝備現(xiàn)代化實(shí)施綱要》，并選擇了6家機(jī)車制造企業(yè)作為引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新依托的主體。2004年1月，中國國務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》;2004年4月，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議研究通過的鐵路機(jī)車車輛裝備現(xiàn)代化實(shí)施方案明確指出，"加快我國鐵路運(yùn)輸裝備現(xiàn)代化，要按照引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)、打造中國品牌的總體要求，力爭在較短時(shí)間內(nèi)，使我國機(jī)車車輛生產(chǎn)能力達(dá)到世界先進(jìn)水平"。根據(jù)國務(wù)院確立的上述方針，中國國家發(fā)改委與鐵道部于2004年7月聯(lián)合下達(dá)了《大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車技術(shù)引進(jìn)與國產(chǎn)化實(shí)施方案》，正式開始了新型交流傳動(dòng)電力機(jī)車的采購過程。

2004年12月初，時(shí)任德國總理施羅德開始他就任以來的第六次中國之行，并有一個(gè)陣容龐大的商業(yè)代表團(tuán)陪同訪華，包括了西門子、大眾汽車、德意志銀行、戴姆勒-克萊斯勒等著名企業(yè)在內(nèi)的近50名德國商界代表。2004年12月6日，中國國務(wù)院總理溫家寶在北京人民大會(huì)堂與施羅德舉行會(huì)談，會(huì)談結(jié)束后雙方代表簽訂了關(guān)于加強(qiáng)兩國中小企業(yè)合作的諒解備忘錄，以及在鐵路、航空、財(cái)政、金融和化工等領(lǐng)域開展合作的協(xié)議文件。在眾多的簽約項(xiàng)目中，西門子公司與中國南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車廠從中國鐵道部獲得了一項(xiàng)提供180臺(tái)雙節(jié)八軸重載貨運(yùn)交流傳動(dòng)電力機(jī)車的訂單，總價(jià)值約為73.4億元人民幣，其中西門子公司的份額約為3.5億歐元，而株洲電力機(jī)車廠的份額為52.6%，約38.6億元人民幣。

根據(jù)合同規(guī)定，這批機(jī)車的研發(fā)和設(shè)計(jì)由位于德國愛爾蘭根和慕尼黑的西門子交通集團(tuán)總部完成，并由株洲電力機(jī)車廠在湖南株洲進(jìn)行生產(chǎn)。這批機(jī)車的交付時(shí)間將從2006年年中開始，到2007年底全部交付完畢。新機(jī)車是在西門子"歐洲短跑手"(EuroSprinter)機(jī)車平臺(tái)上，以ES64F4型電力機(jī)車為原型車，結(jié)合DJ1型電力機(jī)車在大秦鐵路的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)而開發(fā)研制的干線貨運(yùn)用八軸大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車。機(jī)車由兩節(jié)完全相同四軸機(jī)車連掛而成，采用交-直-交流電傳動(dòng)、水冷IGBT牽引逆變器、變頻異步牽引電動(dòng)機(jī)、"SIBAS 32"微機(jī)控制系統(tǒng)、列車通信網(wǎng)絡(luò)，額定功率為9600千瓦，最高運(yùn)行速度為120公里/小時(shí)，并裝有"Locotrol"遠(yuǎn)程重聯(lián)控制系統(tǒng)，適合于多機(jī)分布式重載牽引。機(jī)車軸重按25噸設(shè)計(jì)，可通過卸除車內(nèi)配重壓鐵實(shí)現(xiàn)軸重23噸的轉(zhuǎn)換。

2005年內(nèi)，西門子、株洲廠聯(lián)合體與中國鐵道部先后進(jìn)行了4次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，確定了機(jī)車的技術(shù)方案。2006年2月，機(jī)車的技術(shù)設(shè)計(jì)方案通過了鐵道部的技術(shù)審查，開始進(jìn)入投料生產(chǎn)階段。機(jī)車的生產(chǎn)分為三個(gè)階段，第一階段首48臺(tái)機(jī)車(0001~0048)為進(jìn)口散件國內(nèi)組裝階段，由西門子公司提供散件，株洲廠負(fù)責(zé)車體、轉(zhuǎn)向架制造和整車組裝;第二階段的22臺(tái)機(jī)車(0049~0070)開始國產(chǎn)化階段，南車株洲電機(jī)公司承擔(dān)牽引電動(dòng)機(jī)、主變壓器的國產(chǎn)化;第三階段的110臺(tái)機(jī)車(0071~0180)為進(jìn)一步國產(chǎn)化，西門子公司僅提供牽引逆變器、微機(jī)控制系統(tǒng)，株洲廠負(fù)責(zé)機(jī)車整車制造和傳動(dòng)裝置的國產(chǎn)化。

經(jīng)過近兩年時(shí)間的研制，首臺(tái)散件進(jìn)口機(jī)車(0001)于2006年11月8日在株洲電力機(jī)車有限公司竣工下線，經(jīng)鐵道部批準(zhǔn)，新機(jī)車被定型為DJ4型，并被命名為"神龍?zhí)?quot;。此外，由大同電力機(jī)車及法國阿爾斯通合作研發(fā)10000千瓦八軸貨運(yùn)電力機(jī)車同樣被定型為DJ4型，編號為6001起排序。同年12月底，鐵道部批準(zhǔn)將新型大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車系列命名為"和諧型"，西門子和株洲電力機(jī)車生產(chǎn)的DJ4型電力機(jī)車更名為HXD1型，其中"HX"是"和諧"的漢語拼音首字母縮寫、"D"代表電力機(jī)車、"1"代表株洲電力機(jī)車公司的生產(chǎn)廠商代號，通稱為"和諧"電1型電力機(jī)車;而阿爾斯通和大同電力機(jī)車生產(chǎn)的DJ4型6000系電力機(jī)車更名為HXD2型。

2007年2月初，首2臺(tái)進(jìn)口散件組裝的HXD1型電力機(jī)車(0001、0002)被送往中國鐵道科學(xué)研究院北京環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地，至2007年4月完成了型式試驗(yàn)和綜合性能試驗(yàn)。2007年5月，南車株洲電機(jī)公司完成了國產(chǎn)化牽引變壓器、牽引電動(dòng)機(jī)的制造和試驗(yàn)，并裝用于0049號機(jī)車。2007年8月，首臺(tái)裝用國產(chǎn)化傳動(dòng)裝置的HXD1型0071號電力機(jī)車竣工。2008年8月，在中國鐵道部和中國鐵道科學(xué)研究院組織下，選取了2臺(tái)HXD1型電力機(jī)車(0160、0161)赴北京環(huán)形鐵道進(jìn)行國產(chǎn)化機(jī)車型式試驗(yàn)，鐵道部專家組并分別對HXD1型機(jī)車車體、轉(zhuǎn)向架和傳動(dòng)裝置的技術(shù)轉(zhuǎn)讓進(jìn)行了評審并驗(yàn)收通過。

深度國產(chǎn)化的HXD1型7056號機(jī)車

深度國產(chǎn)化機(jī)車

根據(jù)鐵道部的要求，株洲電力機(jī)車有限公司在首批HXD1型電力機(jī)車基礎(chǔ)上，研制了"深度國產(chǎn)化"的HXD1型電力機(jī)車，機(jī)車編號由1001起排序，機(jī)車采用南車株洲電力機(jī)車研究所、株洲南車時(shí)代電氣自主開發(fā)的牽引逆變器和微機(jī)控制系統(tǒng)，替代了原來使用的西門子公司產(chǎn)品，有效降低了機(jī)車生產(chǎn)成本;司機(jī)室外觀也有所改變。首臺(tái)深度國產(chǎn)化機(jī)車(1001)于2012年3月在株洲下線，同年4月到達(dá)北京環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，同年6月1日，機(jī)車完成環(huán)鐵試驗(yàn)，順利通過了特性試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、自動(dòng)過分相等試驗(yàn)項(xiàng)目。2012年6月16日，HXD1型1001、1002號機(jī)車到達(dá)武漢鐵路局江岸機(jī)務(wù)段，開始投入正線運(yùn)行試驗(yàn)。2012年7月12日起，1001、1002號機(jī)車在京廣線武漢北(武昌南)至株洲北間進(jìn)行運(yùn)用考核，擔(dān)當(dāng)行包列車的牽引任務(wù)。2012年12月底，南車資陽機(jī)車有限公司按照南車株機(jī)公司提供的圖紙，試制了深度國產(chǎn)化HXD1型電力機(jī)車，機(jī)車編號由6001起排序，并赴北京環(huán)形鐵道進(jìn)行試驗(yàn)。自2013年1月18日起，深度國產(chǎn)化HXD1型電力機(jī)車襄渝鐵路正式投入運(yùn)用，擔(dān)當(dāng)襄陽北至達(dá)州間貨物列車牽引任務(wù)，牽引定數(shù)為4500噸，首批50臺(tái)機(jī)車(1001~1050)將陸續(xù)配屬武漢鐵路局襄陽機(jī)務(wù)段。

HXD1型7004號神八電力機(jī)車

神華集團(tuán)機(jī)車

主營煤炭開采、運(yùn)輸?shù)闹袊鴩移髽I(yè)神華集團(tuán)擁有包神鐵路、神朔鐵路、朔黃鐵路(含黃萬鐵路)、大準(zhǔn)鐵路、寧東鐵路五條自營煤運(yùn)鐵路，鐵路運(yùn)營里程約1600公里。在劉志軍任中國鐵道部部長時(shí)期，因神華集團(tuán)所投資的自營鐵路并非由中國鐵道部控股，劉志軍不滿神華集團(tuán)打破了鐵路"全路一盤棋"的局面，因此神華集團(tuán)在機(jī)車車輛采購上一直受到來自鐵道部的種種限制，引進(jìn)大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車的計(jì)劃遲遲未能實(shí)現(xiàn)，而僅被批準(zhǔn)采購韶山4B型直流傳動(dòng)電力機(jī)車。2011年初，盛光祖接替被免職的劉志軍出任鐵道部部長后，擬加快轉(zhuǎn)換鐵路經(jīng)營機(jī)制，開始將設(shè)備采購、招投標(biāo)的權(quán)力下放給了企業(yè)。隨著神華集團(tuán)與鐵道部之間的溝通獲得改善，神華集團(tuán)開始大力投資鐵路業(yè)務(wù)。2011年9月8日，中國神華能源股份公司與中國南車股份公司在北京簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，中國南車集團(tuán)將開發(fā)適合神華集團(tuán)鐵路的機(jī)車車輛。株洲電力機(jī)車有限公司將與神華集團(tuán)合作，在深度國產(chǎn)化的HXD1型電力機(jī)車基礎(chǔ)上研制2種大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車，分別為9600千瓦的雙節(jié)八軸電力機(jī)車(機(jī)車編號由7001起排序)、14400千瓦的三節(jié)十二軸電力機(jī)車，機(jī)車采用國產(chǎn)牽引逆變器、微機(jī)控制系統(tǒng)和DK-2型制動(dòng)系統(tǒng)。2013年1月15日，神華八軸大功率交流電力機(jī)車在朔黃鐵路上線投入試運(yùn)行。同年2月4日，神華集團(tuán)訂購的八臺(tái)"神華號"八軸交流電力機(jī)車全部投入使用。

1) 主電路形式:機(jī)車采用交-直-交電傳動(dòng)技術(shù)，每節(jié)車配裝一臺(tái)水冷IGBT 變流器，給四臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)供電，輔助逆變器集成在主變流器中;

2) 控制系統(tǒng):采用西門子SIBAS32 系列的微機(jī)控制，TCN 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù);

3) 車體采用中央梁承載方式;

4) 采用獨(dú)立通風(fēng)方式;

5) 轉(zhuǎn)向架:采用低位牽引桿，基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng);

6) 空氣制動(dòng)系統(tǒng)采用CCBII 制動(dòng)系統(tǒng),電制動(dòng)采用再生制動(dòng);

7) 機(jī)車具有外重聯(lián)控制功能，司機(jī)可以在一個(gè)司機(jī)室對兩臺(tái)重聯(lián)機(jī)車進(jìn)行控制;

8) 根據(jù)鐵道部要求，機(jī)車裝有LOCOTROL 遠(yuǎn)程重聯(lián)控制系統(tǒng)，適合于多機(jī)分布式重載牽引;

9) 根據(jù)用戶的需要，車上裝備衛(wèi)生間、床等必要的生活設(shè)施

電流制: 單相交流25 kV ，50 Hz

機(jī)車牽引/電制動(dòng)輪周功率: 9600kW 軸式: 2(B0-B0)

軌距: 1435mm(準(zhǔn)軌)

機(jī)車整備重量: 2×92t/2×100t

軸重: 23t / 25t

機(jī)車前后車鉤中心距: 35222 mm

單節(jié)機(jī)車轉(zhuǎn)向架中心距: 9000 mm

轉(zhuǎn)向架固定軸距: 2800 mm

車輪直徑: 1250 mm(新輪)

持續(xù)速度

23t軸重時(shí): 70km/h

25t軸重時(shí): 65 km/h

最高速度: 120 km/h

計(jì)算起動(dòng)牽引力

23t軸重時(shí): ≥700 kN

25t軸重時(shí): ≥760 kN

持續(xù)牽引力

23t軸重時(shí): 494kN

25t軸重時(shí): 532 kN

電制動(dòng)力: 461kN

緊急制動(dòng)距離

軸重為25t時(shí)的緊急制動(dòng)距離: ≤ 900 m

軸重為23t時(shí)的緊急制動(dòng)距離: ≤ 800 m

動(dòng)力種類 電力

車輛設(shè)計(jì) 西門子

車輛建造 南車株洲電力機(jī)車有限公司

韶山6型電力機(jī)車(SS6)是中國鐵路使用的電力機(jī)車車型之一，是中華人民共和國鐵道部為滿足隴海鐵路電氣化需要，繼引進(jìn)6K型電力機(jī)車之后，于1989年利用日元貸款、通過國際招標(biāo)采購的第二批4800千瓦六軸電力機(jī)車。韶山6型電力機(jī)車由株洲電力機(jī)車廠、株洲電力機(jī)車研究所聯(lián)合研制，是在繼承韶山3型電力機(jī)車的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合進(jìn)口8K型電力機(jī)車的部分先進(jìn)技術(shù)而成的客貨通用電力機(jī)車。

2002年，中國鐵道部向株洲電力機(jī)車廠下達(dá)了《SS9型電力機(jī)車改進(jìn)設(shè)計(jì)任務(wù)書》，要求株洲電力機(jī)車廠在早期生產(chǎn)的韶山9型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上，針對首批機(jī)車存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，按照"模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化"的原則，對機(jī)車的設(shè)備布置、通風(fēng)系統(tǒng)、車體鋼結(jié)構(gòu)等進(jìn)行重大設(shè)計(jì)改進(jìn)。改進(jìn)型機(jī)車是在原韶山9型電力機(jī)車的主要技術(shù)參數(shù)和牽引制動(dòng)特性不變的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種新型的機(jī)車設(shè)備布置設(shè)計(jì)平臺(tái)，主要特點(diǎn)包括:采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)、中央貫通走廊、屏柜化設(shè)備布置方式、標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室、臥式主變壓器、以及流線型車體外觀等。中國鐵道部并沒對改進(jìn)型機(jī)車給予新型號，但中國鐵路愛好者普遍稱改進(jìn)型機(jī)車為"韶山9G型"或"SS9G"。

首臺(tái)改進(jìn)型機(jī)車(0044)于2002年6月在株洲電力機(jī)車廠落成。同年，開始批量生產(chǎn)改進(jìn)型機(jī)車，首批機(jī)車配屬沈陽機(jī)務(wù)段。2003年4月，北京鐵路局北京西機(jī)務(wù)段、廣州鐵路集團(tuán)長沙機(jī)務(wù)段及廣州機(jī)務(wù)段亦開始配屬韶山9型電力機(jī)車，在京秦鐵路、京廣鐵路投入運(yùn)用。2003年10月，秦沈客運(yùn)專線正式開通運(yùn)營，在該線上使用的韶山9型電力機(jī)車均加裝了TVM430車載超速防護(hù)設(shè)備。此外，韶山9型電力機(jī)車也參與了中國鐵路第五次大提速的提速牽引試驗(yàn)，為開行點(diǎn)對點(diǎn)直達(dá)特快列車作好技術(shù)準(zhǔn)備。2003年12月，韶山9型電力機(jī)車完成了北京至哈爾濱、北京至長沙的長距離不停站牽引試驗(yàn)，試驗(yàn)列車編組19輛，期間最高試驗(yàn)速度達(dá)到173.1公里/小時(shí)。2004年，韶山9型電力機(jī)車被中國鐵道部確定為中國鐵路第五次大提速的主型機(jī)車之一，承擔(dān)其中7對直達(dá)旅客列車牽引任務(wù)，武昌南機(jī)務(wù)段開始配屬韶山9型機(jī)車。2006年，隨著京滬鐵路、滬昆鐵路兩條干線的電氣化改造先后完工，上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段、濟(jì)南鐵路局濟(jì)南機(jī)務(wù)段、南昌鐵路局南昌機(jī)務(wù)段也配屬了韶山9型電力機(jī)車。

至2006年停產(chǎn)，株洲電力機(jī)車廠累計(jì)生產(chǎn)了170臺(tái)韶山9型改進(jìn)型電力機(jī)車(0044~0213)。改進(jìn)型機(jī)車均采用紅白色涂裝;其中0045號機(jī)車出廠時(shí)曾采用藍(lán)白色涂裝，并參加了2003年初舉行的鐵道部新造機(jī)車質(zhì)量展示會(huì)，展示會(huì)結(jié)束后又恢復(fù)紅白色涂裝。韶山9型改進(jìn)型機(jī)車常被中國的鐵路愛好者昵稱為"燒酒"，源于韶山9型簡稱為"韶九"，與"燒酒"諧音。