东北铁路老照片
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4000马力长征2型燃气轮机车研制成功http://bbs.hasea.com/data/attachment/forum/202502/22/224134nz33zlau3m3a6km7.jpeg燃气轮机车是一种新型铁路牵引动力，是内燃机车的一种，也是我国铁路牵引动力现代化的一个方面军。它与以柴油机为主机的内燃机车相比较，由于燃气轮机单位重量和单位体积的功率大、结构简单，就易于制造单机组的大功率机车；能烧廉价的重质油；燃气轮机是旋转运动，振动小；摩擦副少，磨损和润滑油消耗量少；保养容易，维修量小；运用可靠性较高；用水极少，甚至可以不用水等优点，特别是在低温环境下输出功率可以增大。因此，燃气轮机车除可用于一般地区外，特别适宜于在高寒、寒冷和缺水地区使用。过去燃气轮机车的主要缺点是燃气轮的热效率低，从而燃油消耗率高，以及噪声较大。但是，最近十几年来，国外燃气轮机技术有了很大发展，已经生产出热效率达33~36%的工业型、船用型开口简单循环式燃气轮机，接近了现代柴油机水平，其噪声也可降到环境保护所允许的水平，设计制造有同样水平的机车用燃气轮机已具有现实性。燃气轮牵引作为我国牵引动力内燃化的一个方面军是富有生命力和发展前途的。
长春机车工厂从1971年起与哈尔滨汽轮机厂、铁道部科学研究院、哈尔滨铁路局、清华大学、哈尔滨工业大学、北方交通大学、同济大学、戚墅堰机车车辆工艺研究所、大同机车厂联合设计，并在上述单位和太原钢铁公司、太原重型机械厂、北京钢铁研究院、大连机车车辆厂、永济电机厂、西安信号厂、上海先锋电机厂、天津发电设备厂、沈阳汽轮机厂等单位的协作和支持下，坚持“独立自主”、“自力更生”的方针和两个三结合，克服重重困难，研制成功了4,000马力长征2型001号燃气轮机车。1977年12月26日在长春机车工厂隆重举行了落成典礼大会，吉林省委第一书记、省革委会主任王恩茂同志出席大会并剪了彩，铁道部李颉伯同志出席大会并代表铁道部讲了话，吉林省委副书记宋洁涵同志出席大会并代表省委、省革委会讲了话。长征2型001号燃气轮机车是我国自行设计制造的第二台燃气轮机车，与第一台3,000马力长征型001号燃气轮机车相比，机车整备重量仅从134.5吨增至138吨，但主机输出功率却增大了约1,400多马力，热效率也提高了6.6%，稍稍超过了国外已有燃气轮机车主机的热效率，噪声水平有了一定降低，其他一些方面也有不同程度的改进。长征2型001号机车的主机采用开口简单循环式单轴燃气轮机组，在设计大气条件（大气压力1.033公斤/厘米2，气温20℃，相对
湿度08)下，其台架试验输出功率因受试验设备限制，根据测验结果推算可达4,500马力，由于受电传动装置的限制，其装车功率为4,000马力，符合设计要求，热效率达21%，接近设计值22.2%，是目前国内自行设计制造成功的民用机组中效率较高的一台。除起动时燃用柴油外，燃用价格仅为柴油价50%左右的重柴油。额定最高转速7,900转/分。这台燃气轮机组的压气机是以长征型001号燃气轮机车的轴流式压气机为母型进行模化设计（进气收敛器和排气扩压器除外）的，另外作了下述主要改动：增加0级、缩短后面级的弦长、最前面两级静叶改为可转动的、静叶加内围带气封。母型为11级，设计压比4.60，新压气机为12级，压比提高为6.0。新压气机在调试中发生提前“喘振”的重大问题，经过大量试验，多方面排除疑点，最后去除静叶内围带解决了这个问题，为同类机组提供了有价值的实践经验。燃烧室采用逆流双管式结构和径向旋流器，试验证明燃烧稳定、火焰长短和温度场均较好，可烧柴油至20号重柴油。火焰筒和锥顶均采用双层壁结构，有冷却孔，吸气膜冷却壁面，试验表明最高壁温不超过760℃，并可随温度的变化自由胀缩。喷咀为双级双喷口机械式。透平为三级反力式，透平叶片选用了我国自行设计的效率较高、工艺性较好的TD-28叶型（动叶)和TJ-20叶型（静叶）。透平前燃气进口温度760℃。燃气轮机组是由一台380马力辅助柴油机通过电磁滑差离合器直接起动，启动过程全部自动化。启动所用液压自动起动阀的水平已超过进口JB燃气轮机组的电子计算机控制自动起动阀。柴油机还通过牙嵌离合器带动辅助发电机工作。主机完成起动、正常运转(6,200转/分钟)后，滑差离合器投恒速励磁后，摘开牙嵌离合器，辅助发电机即转换由主机带动，柴油机即可停机，从而消除了在正常运转中，辅助柴油机跟主机一起运转的缺点。在这里，反向恒速运用滑差离合器是国内独创的。
长征2型001号机车采用交-直流电传动，全部与东风4型内燃机车通用。2,985千伏安TQFR-3000型交流牵引发电机转速为1,100转/分，为与最高转速为7,900转/分的燃气轮机匹配，采用2K-H型行星齿轮减速箱。行星齿轮减速箱和电磁滑差离合器就其功率大小和运转性能均达到国内先进水平。同步牵引发电机发出的交流电，经一台硅整流器整流后，输给6台并联的410千瓦ZQDR-410型牵引电动机，驱动机车。车体车架采用框架式侧壁承载结构。整个车体安放在两个可互换的三轴转向架上。转向架无心盘、无导框、无均衡梁，采用两系悬挂装置。单头驾驶室，构造速度100公里/小时。燃料储备量：重柴油9吨，柴油1吨。设计起动牵引力42,660公斤（限流6,300安培时）持续牵引力32,100公斤（限流4,800安培时），持续速度27.5公里/小时。这台燃气轮机车是在1971年开始筹备、1974年投入机组试制的，1975年12月26日完成主机试制，并一次点火启动成功，1976年12月26日又成功地攻克了“提前瑞振”重大技术关键和主机功率关，1977年7月通过了机组热力性能试验和连续48小时机电联合试验，1977年10月1日整台燃气轮机车组装完成。经过在厂内外试运和在正线上的初步牵引列车试运证明，牵引性能良好，机车行驶平稳，最高时速曾达105公里。现在铁道部准备将这台长征2型燃气轮机车进一步进行调整试验之后，继续在线路上进行较长时期的牵引运行考验，然后进行牵引热工性能试验和技术鉴定。
我国第一台燃气轮机车完成牵引热工试验http://bbs.hasea.com/data/attachment/forum/202502/08/134620g5fofh8hyqlcqaty.jpg在毛主席革命路线指引下，我国自行设计、试制的第一台3000马力、交一直流电传动燃气轮机车长征型001号，于1969年年底在大同机车工厂总装出厂。机车的设计由一机部、铁道部3000马力燃气轮机车联合设计组负责，试制工作由哈尔滨汽轮机厂、湘潭电机厂、大同机车工厂等单位共同承担。这台机车的产生是社会主义大协作和厂、院、校三结合的成果。机车出厂后，进行干线试运，在哈尔滨铁路局管内，牵引货物列车共34次，牵引特快旅客列车及其他旅客列车共11次，机车先后共运行13000余公里。为了进一步掌握第一台燃气轮机车的性能，遵照交通部交计72字950号文件的指示精神，机车于1973年4月中旬到达北京交通部科学研究院环行试验线，进行牵引热工试验。参加单位有哈尔滨铁路局、哈尔滨汽轮机厂、大同机车工厂、湘潭电机厂、长春机车工厂及交通部科研院等单位。
在试验过程中，贯彻了“三结合”的精神，遇到重要问题，召开工人、干部、技术人员的讨论会进行解决。工作人员发扬了“一不怕苦，二不怕死”的革命精神，起早贪黑地积极工作。试验工作进展顺利。全部牵引热工试验工作在7月中旬胜利完成牵引热工试验所得的实测结果：燃气轮发动机的最大出力达到2500马力，热效率为14.4%（当时外温为26~30°℃）。最大轮周功率1950马力，在速度23公里/小时时的轮周牵引力为22000公斤，主电流4290安。起动牵引力35600公斤，起动电流5650安。这台机车的燃气轮机（简称主机），由于设计、制造、使用以及试验时的环境温度（比设计工况高出10~15°℃）等原因，实测的主机功率没有达到设计的3000马力。燃气轮机的功率受外温影响较大，这台主机的设计工况是15℃，外温升高，功率减少；外温降低，功率增加。因此燃气轮机车比较适合于在平均气温较低的地区使用。如1973年2月14日，此台机车在哈尔滨铁路局哈长线，牵引3316吨，在通过千分之九的长大坡道时，坡顶速度约为25公里/小时。粗略估算，当时主机的功率可能达到3500马力以上。而前进型机车担任同一货运交路时，需要加补机。被试机车的运行阻力与相同传动类型的东风内燃机车比较，偏低.7~0.8公斤/吨。初步分析，与东风机车相此，此台机车长度长、重量大、迎风面积较小，采用无导框、无均衡梁的转向架、机车运行平稳，阻力值偏低可能与此有关。燃气轮机的润滑油（透平油）用量是很少的，此次试验中，在主机滑油漏泄较严重的情况下，每马力小时滑油消耗量仅1克左右，而国产内燃机车柴油机，目前其滑油消耗量一般为4~8克/马力小时。这也是燃气轮机的优点之一。根据机车出厂后正线试运情况及此次牵引热工试验的结果，我们有如下的看法和建议：
1,这是我国自行设计、试制的第一台燃气轮机车。尽管没有完全达到设计要求，还存在不少缺点，但作为第一台试制产品，在试运中即能在正线牵引客、货列车数十次，运行13000余公里；又在环行线牵引运行近2000公里，完成全部牵引热工试验，这在我国新型机车试制中还是第一次。2.这台燃气轮发动机是在10多年前(1960年)设计的，限于当时的技术水平及条件，各项指标均较落后。如油耗高，在部分工况及空转时尤为显著，主机比较笨重、噪音的消除未很好加以考虑等。但燃气轮发动机结构简单、维护容易、运行平稳、使用皮实，在运用和试验中给人们留下深刻的印象。这些都是铁路牵引动力可贵的性能。
3.交一直流电传动首先在我国第一台燃气轮机车上装车使用，使用及试验的初步结果证明是成功的。交一直流电传动适用于机车、工作可靠，在较长时间运行中未发生大的故障。传动装置按4000马力设计，与发动机标准工况下的出力不配套，降功率使用的结果使传动效率降低，致使此次试验最高传动效率仅80%。另外，机车恒功率速度范围较窄。机车辅助装置动力，采用三相工频380伏的稳压电源，使结构简化，运用也可靠。
4.建议此台燃气轮机车作全面检修后，进行高原及长隧道的性能试验，并在哈尔滨局管内交付使用，作长期运用考验。注意统计检修、运用、经济等有关指标，为燃气轮牵引的发展提供实际运用的综合资料。
5.我国幅员辽阔，地势复杂、气候相差悬殊。燃气轮机车较为容易做到单节机车大功率，在寒冷、高原、缺水等地区使用，更能发挥其优越性，是牵引动力中不可忽视的一个方面军。应及早着手进行适合铁路牵引、效率更高的新型大功率燃气轮机车的方案探讨及试验研究。
交通部科学研究院机辆所燃气轮机组
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