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那年丰台有一抹靓丽的法国蓝,阿尔斯通ND4型内燃机车的中国故事

#头条创作挑战赛#

上世纪70年代初,北京铁路局丰台机务段配备的“解放”型蒸汽机车已经快到了“退休”的时候,借着这个契机,北京铁路局开启了丰台机务段内燃化的过度。

解放型蒸汽机车

然而当时的中国铁路电力传动内燃机车正处在青黄不接的尴尬时刻:第一代东风型内燃机车的技术已经落后,已经越来越不适应愈发增长的铁路运力需求,而在1965年上马的第二代国产交—直流电传动内燃机车东风4型此时因为各种过高指标和落后技术造成的质量问题而困扰缠身,大连机车车辆厂的一帮技术人员还在围绕着少数试制的几台样车全力解决技术难题,距离定型还“稍有距离”,投产则更是遥遥无期(东风4型内燃机车至1974年下半年投入小批量生产,各种技术问题直到1976年才大致解决,随后大批量生产)。

大连机车车辆厂车间内的东风型内燃机车生产线

试制的东风4型内燃机车,其外观和定型后的东风4有不小的差别

东风4暂时是指望不上了,老东风又因为马力不足,达不到丰台机务段对机车大马力的需求——丰台机务段当时承担的基本都是重载货运列车的牵引任务,因此对机车马力有相当高的要求。面对丰台机务段对大马力内燃机车的人急切需求,北京铁路局上报铁道部,吕正操部长召集会议研究讨论,决定向国务院申请为丰台机务段从国外进口一批技术先进的大马力内燃机车作为东风4型内燃机车成熟堪用之前的过度(正好当时宝鸡机务段也向铁道部申请购买一批大马力的电力机车,两项申请同时递交,成为当时中国铁路最大的一次外购机车的国家行为)。

吕正操将军

由于铁道部曾经在1960年6月和法国阿尔斯通公司有过一次愉快的合作,敲定了24台(后因交付出现违约性的滞后阿尔斯通公司又免费赠送了1台)6Y2型电力机车的合同。因此这次虽然说也是公开招标、货比三家。然而由于对6Y2型表现的满意,郑州铁路局已经指名道姓新的电力机车还找法国阿尔斯通公司买,因此当1970年末交通部(1970年7月铁道部和交通部、邮电部合并为新的交通部)派代表团前往欧洲考察,在访问阿尔斯通公司时在向他们提出购买新的大马力电力机车需求的同时也提出了购买新的大马力内燃机车的需求。

来到中国后的6Y2-13号车

时隔十年又见到回头客的阿尔斯通公司自然大喜过望,不敢怠慢,立即组织技术骨干针对中方提出的要求展开新型大马力电力机车和大马力内燃机车的设计工作。1971年5月,阿尔斯通公司的设计部门拿出了大马力电力机车和大马力内燃机车的方案图纸,获得了中方的肯定。最终,两套方案都获得了订单。

大马力电力机车的方案基于6Y2型电力机车为基础进行大幅度地重新设计,方案获得中方肯定后被命名为6G型电力机车;而在阿尔斯通公司内的设计代号为AD48CDE的大马力内燃机车设计方案的参照母型为法国铁路CC72000型内燃机车,根据中方的要求进行了大量修改设计,方案获得中方肯定后被命名为ND4型内燃机车。其中“N”代表内燃机车、“D”代表电力传动、“4”代表第四种从国外引进的电传动内燃机车(前三种分别为从匈牙利引进的ND1、从罗马尼亚引进的ND2和ND3)。

ND4型内燃机车的母型:法国国家铁路CC72000型高速内燃机车

1971年6月23日,中国机械进出口总公司与法国阿尔斯通公司在北京签订了从法国进口50台大马力内燃机车的贸易合同(同时还签订了进口40台大马力电力机车的贸易合同)。时任中国对外贸易部副部长李强、法国驻华大使艾蒂安·马纳克、阿尔斯通公司牵引部总经理罗杰·沙尔翁·德梅尔赛等人见证了这份阿尔斯通公司于1971年获得的最大订单合同的签署。当时的法新社对此作了热情洋溢的报道:正在革命中的中国从法国引进了革命性的机车。

新机车的编号从ND4-01至ND4-50,由曾制造了6Y2型电力机车阿尔斯通公司贝尔福工厂负责制造。为此,贝尔福工厂还特地进行了一次扩员,新招了不少工人。在随后的一年多的时间里,贝尔福工厂一直处在开足马力热火朝天的“大生产运动”中。连之前一年一度必有的传统艺能——罢工都没时间参加。

罢什么工?活都干不完,有小钱钱赚他不香吗?

相比母型CC72000型内燃机车,ND4型内燃机车保留了其中部车体的总体布局、动力系统以及转向架,但重新设计了司机室(两个司机室功能相同,可双向操纵机车,由双侧内走廊连接),成为两型内燃机车外观上最根本的区别。车体外形设计出自法国著名工业设计师雅克·库珀之手(他后来还负责设计了8K型电力机车的外观设计)。他为ND4型内燃机车确定的蓝色涂装方案为中方所喜爱。

ND4型内燃机车司机室

ND4型内燃机车采用承载式焊接钢结构车体,整备车重为138吨。机车从前到后依次分别为1端司机室、辅助装置室、冷却室、动力室、电阻制动柜室、2端司机室。车体中部为动力室,内装该型内燃机车的心脏——一台由阿尔萨斯机械制造公司设计制造的AGO-V16-ESHR型16气缸四冲程废气涡轮增压的直喷式V型高速柴油机,在50°V形夹角上方布置两套增压器和中冷器气缸直径为240毫米,活塞行程为220毫米,标定转速为每分钟1350转,使用转速范围为每分钟550~1250转。柴油机标定功率为2940千瓦,装车功率为2680千瓦。可以保证机车能在满载牵引的情况下达到每小时100公里的构造车速,这在当时是非常超前的指标。

AGO-V16-ESHR型柴油机

除了柴油机之外,动力室内还装有空气滤清器、车体通风机、起动风泵、空气压缩机、起动机油泵等辅助装置。

值得一提的是ND4型内燃机车的启动方式,启动时由起动风缸和起动风泵提供压缩空气,高压空气经空气分配器和启动阀按柴油机点火顺序流入气缸并推动活塞,当曲轴达到稳定转速后停止供气,同时喷油泵供油点火,从而驱动柴油机,整个过程均为自动控制,司机只要按下“启机”按钮,可以自动完成上述动作启动柴油机。这对当时启动机车还要忙一连串操作流程的中国机车司机而言,简直就是闻所未闻、见所未见,甚至想都不敢想的“黑科技”。

ND4型内燃机车总布置图

阿尔斯通公司印制的ND4型内燃机车技术资料

ND4型内燃机车采用交-直流电传动,柴油机通过弹性联轴器直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,通过硅整流装置把牵引发电机发出的三相交流电整流为直流电,再经过一套控制系统将电能输送给两台转向架上的六台直流串励牵引电动机,通过传动齿轮驱动车轮。

正在贝尔福工厂里总装的ND4型内燃机车,下图为该型机车的转向架

ND4型内燃机车的走行部为两台完全相同的三轴(轴式Co-Co)无导框式钢板焊接结构转向架。采用阿尔斯通公司传统的无导框滚柱轴承式轴箱、轴箱拉杆定位,一系悬挂为轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位拉杆悬挂结构,二系悬挂为橡胶堆全旁承承载;通过牵引中心销传递牵引力和制动力。这种悬挂方式运作灵便,技术可靠,因此在中国自己研制韶山3型电力机车时参考了ND4型内燃机车的转向架悬挂方式。

完工的ND4-04号内燃机车

1973年4月,首批2台ND4型内燃机车ND4-01和ND4-02号车竣工出厂,随后在法国地区铁路网进行了试车试验,表现良好;在第二批2台ND4型内燃机车ND4-03和ND4-04号车于5月竣工出厂并完成试车后,这4台崭新的内燃机车被装上货船漂洋过海,于1973年11月运抵中国,在丰沙铁路进行跑车试验并通过验收后正式被北京铁路局丰台机务段接收,由此开启了丰台机务段转型为丰台内燃机务段的进程。至1974年3月为止,全部50台ND4型内燃机车全部被接收完毕。

1973年5月19日在法国试车的ND4-03和ND4-04号机车

在丰沙线进行试车的ND4-32号内燃机车

为了保证ND4型内燃机车的完好率,阿尔斯通公司派有技师常驻在丰台机务段,他们在驻段期间表现出了不输给德国人的高度责任感。丰台机务段老职工记得这么一件事:1977年的一天,工人正为ND4发动机安装活塞连杆组,突然被法国人喊停。这个法国佬一副着急的样子用法语一通“咕噜咕噜”,可是法语大家又听不懂。于是法国技师干脆把自己的绸布衬衣扯下一块,认真地将零件擦拭一新后才允许安装。

从1974年至1983年这9年时间里,一身靓丽蓝色外衣的ND4型内燃机车成为丰台机务段用于牵引担当“晋煤外运”任务的煤炭重载列车的牵引任务,活跃于京原铁路丰台西至灵丘京山铁路丰台西至南仓丰沙铁路丰台西至张家口区段,是丰台机务段的主力货运机车,也是丰台机务段的“颜值担当”。其中ND4-32号和ND4-37号曾分别被命名为“青年文明号”和“工人先锋号”。

本厂长绘制的阿尔斯通ND4型内燃机车二视图

此时丰台机务段也配备了国产的东风4型内燃机车(丰台机务段最著名的东风4型内燃机车就是“毛泽东”号),东风4型内燃机车于1976年和ND4型内燃机车一起运营于京原线,又在1978年和ND4型内燃机车一起运营于丰张线,两种内燃机车及其配套柴油机的主要技术性能参数相近似,自然就被拿来“别苗头”。

丰台机务段的第二代毛泽东号内燃机车替换第一代毛泽东号蒸汽机车的仪式留影

丰台机务段的DF4、ND4和蒸汽机车同框照

牵引货物列车的ND4-14号内燃机车

从总体性能来说,ND4型内燃机车稳压东风4型内燃机车一头,尤其是因为ND4型内燃机车装有可靠的电阻制动装置,能以每小时60~70公里的时速进行长大坡道的快速下坡,这一点令当时的东风4型内燃机车自叹弗如。在可靠性方面,东风4型内燃机车的完好率一度连ND4的一半都不到。运用部门认为,ND4型内燃机车基本质量较稳定,配件互换性能好,电机电器和走行部运用可靠,故架修、轮修的修制公里较东风4长,检修停时较东风4短。

丰台机务段1978年~1981年东风4和ND4型内燃机车机破统计图

不过,东风4型内燃机车的一大优势就是完全国产化,各种零件都能自产,不用受制于他人。这一点是ND4型内燃机车所不具备的,尤其是部分ND4型内燃机车的原厂零件停产而供应面临断绝后,ND4的故障率也随之上升。

从1984年开始,从美国进口的ND5型内燃机车(人称“大老美”)开始大量配属给丰台机务段,从ND4型内燃机车手中接过了丰沙、京原铁路的煤炭重载列车的牵引任务,而ND4型内燃机车改投京山铁路牵引普通货物列车。

ND5型内燃机车

因为长时间的高强度使用(至80年代末,每台ND4型机车已经平均走行了240~250万公里),外加上许多进口部件因为原厂停产而导致供应断绝的原因,ND4型内燃机车的完好率日益下降,机车老化问题严重(主要质量问题和事故包括柴油机机体裂纹、活塞破损爆缸、曲轴颈烧损、牵引电机接地、电线短路和油管破裂导致机车火灾等问题)。

更要命的是丰台机务段并不具备对ND4型内燃机车这种进口机车的整车大修能力,只能进行有限的段修。为了保障ND4型内燃机车的完好率,铁道部在1987年决定对ND4型机车逐台投资100万元人民币实行简易厂修,增加了车体、转向架、电机的检修范围。可是简易厂修毕竟有限,对部分威胁到行车安全的质量问题仍然束手无策。比如大连内燃机车研究所曾奉铁道部之命为ND4型内燃机车试制柴油机关键部件——曲轴,结果小批量试制的产品装车后只跑了三个月就发生了严重磨损的质量问题且无法解决,只能半途而废。

1988年,ND4型内燃机车发生了其在中国铁路服务岁月中唯一的一次人身伤亡事故:3月7日凌晨2时,丰台机务段ND4型内燃机车ND4-42号内燃机车从廊坊站开4018次单机运行在京山线上,至2时52分到达南信号站停车后司机下车擦拭机车走行部及前部,当攀爬至车顶时因忽略已经进入电气化区段,误入机车上方的接触网放电区,被电压电成了一团火球,当场死亡。

在电气化铁路线上行驶的ND4型内燃机车

到1990年,还能继续使用的ND4型内燃机车从干线上被撤换下来,北京铁路枢纽京门铁路西北环线等支线担当小运转、调车任务;部分机车被调拨到南口机务段、张家口机务段作为小运转机车使用。

担当小运转任务的ND4型内燃机车

铁道部对该型机车制定了“维持使用、逐步淘汰”的原则,本着榨干最后一丝剩余价值的原则,一旦不堪使用就立即报废,报废前拆掉可用部件用于维持其它同型车。经逐年报废,1995年时北京铁路局还保有28台ND4型机车,至1997年减少至16台,至2004年时就只剩下了3台!分别为ND4-05、ND4-15和ND4-46。

上两图:被拆毁前的ND4-46和ND4-05

2004年4月,ND4-46和ND4-05报废拆解,仅余下ND4-15号这一根独苗放置于丰台机务段内偏僻的储备厂,任凭风吹日晒和雨淋。

被拆毁的ND4-46和ND4-05

被弃置的ND4-15号车

雪中寂寥的ND4-15号车

经过中国铁路迷的多方反复呼吁,硕果仅存的ND4-15号机车于2012年4月从弃置地被拖至丰台机务段开始进行外观整修,当时认为这台机车已经被弃置了十年之久,应该难以移动,没想到当拖曳作业开始时,ND4-15号车的转向架居然毫无阻碍地运转了起来,在场的人无不感叹当年阿尔斯通公司在制造这台车时的良心品质。

准备拖往丰台机务段修整的ND4-15号车

修复的重点是外观和司机室,由于当时机车上的零部件多有缺失,修复组在向民众征集ND4机车的零件的同时,对已无原厂配件的部件也通过查阅阿尔斯通公司当年留下的技术资料上的相关零件外观图进行仿制。在重新涂装时,由于法国原厂的油漆已经停产,只好根据历史照片反复对比,选择出了最为接近的油漆进行涂装,虽然肯定不可能完全准确,但已经是最好的结果。

修整中的ND4-15号内燃机车

修整一新的ND4-15号车


2013年1月25日,外观上已经修整一新的ND4-15号内燃机车由东风7C型内燃机车DF7c-5526“工人先锋号”号牵引从丰台机务段驶往中国铁道博物馆,到目的地后换由中国铁道科学研究院所属的金鹰0007号重型轨道车牵引至展厅内,正式交由中国铁道博物馆永久收藏,经鉴定后被定为国家二级文物。

被送入中国铁道博物馆的ND4-15号车

中国铁道博物馆展厅内的ND4-15号车

那年丰台的一抹靓丽的法国蓝,最终找到了最好的归宿。

2023-12-10

2023-12-10