【內燃機車科普】「老東風」東風型內燃機車的技術原型——TE3型內燃機車
文章作者：西瓜昌真濕基（B站和百度暱稱：寧柳跨越）
提示
- 交—直流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發電機，經硅整流裝置轉換成直流電後，供給數臺並聯的直流牽引電動機。蘇聯TEP80型內燃機車為交—直流電傳動形式。
- 直—直流電傳動：指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺三相直流牽引發電機，輸出直流電並供給數臺並聯的直流牽引電動機。本文提及的蘇聯TE3型及TE7型內燃機車為直—直流電傳動形式。
- 烏克蘭哈爾科夫市馬雷舍夫工廠在本文均簡稱為「哈廠」，盧甘斯克市伏羅希洛夫格勒內燃機車製造廠在本文均簡稱「盧廠」；俄羅斯聯邦科洛姆納市科洛姆納工廠在本文均簡稱為「科廠」。
概述
TE3型內燃機車⑴是蘇聯鐵路的內燃機車車型之一，由位於烏克蘭的哈廠於1953年研製成功。TE3型機車為雙節重聯的幹線貨運內燃機車，採用2D100型二衝程柴油機、直—直流電傳動。至1973年停產，哈廠、科廠、盧廠共生產了6797臺TE3型機車。此外，中國在TE3型機車的基礎上，仿製出東風型內燃機車。
背景
蘇聯衛國戰爭結束後，哈廠通過參考從美國引進的Da型內燃機車⑵，於1947年成功研製了TE1型內燃機車，成為蘇聯鐵路史上第一種投入大批量生產的內燃機車，後來又研製了雙節重聯的TE2型內燃機車，這兩種機車均裝用1000馬力的D50型四衝程內燃機，機車性能可靠。
然而隨著蘇聯鐵路運輸的快速發展，TE1、TE2型內燃機車已經無法完全滿足鐵路運輸的牽引需要，蘇聯鐵路迫切需要一種功率更大、速度更高的客貨運通用內燃機車。1947年5月，全蘇鐵道運輸科學研究院已經提出了一種2000馬力新型內燃機車的初步設計方案，並獲得了蘇聯鐵道部科學技術委員會的認可。
研製與生產
1950年，哈廠及哈爾科夫電機製造廠開始合作研製這種新型內燃機車，蘇聯運輸工程部、蘇聯電力工業部、蘇聯鐵道部也參與協助研製。1952年3月13日，蘇聯鐵道部科學技術委員會通過了對新型內燃機車的技術審查，同意按照哈廠的設計方案試製原型車。1953年底，哈廠成功試製了首組TE3-001號機車，1954年初又試製了第二組TE3-002號機車。
完成試驗後，哈廠於1955年開始批量生產TE3型內燃機車。1956年，科廠、盧廠也按照相同的圖紙開始批量生產TE3型內燃機車，而哈爾科夫電機製造廠負責為各總組裝廠提供機車電氣設備。根據蘇聯鐵道部的安排，哈廠生產的機車號段為001～1000，科廠號段為1001～2000，盧廠號段為2001～。
1950年代末起，TE3型內燃機車開始在蘇聯各地迅速普及，並成為蘇聯鐵路史上產量最大的幹線內燃機車車型之一，對蘇聯鐵路牽引動力內燃化的快速過渡具有重要貢獻。至1973年停產，三家工廠累計生產了6797臺TE3型機車，其中哈廠生產了599臺，科廠生產了404臺，盧廠生產了5805臺。
截至1976年1月，蘇聯鐵路共有12,283節的TE3型機車。從1980年代起，TE3型機車開始陸續報廢；但到了1990年代，在俄羅斯及其他獨聯體國家仍然有少數TE3型機車尚在運用。
衍生車型
由於設計的相似性，以下這些衍生機車有時只有名稱，且通常包含在TE3型機車的總產量中。
TE7型（ТЭ7）
1955年，根據蘇聯鐵道部的指示，哈廠在TE3型內燃機車的基礎上，開發研製了用於幹線客運的TE7型內燃機車。和TE3型內燃機車相比，TE7型機車的總體結構並沒有較大變化，主要差異為將牽引齒輪傳動比由75：17改為66：26，持續速度由20公里/小時提高到25公里/小時，改善了起動加速性能，並改進了司機室佈置和加大前窗玻璃。
1956年至1963年間，哈廠和盧廠累計生產了113組（226臺）TE7型內燃機車。而根據歷史學家的說法，這款內燃機車應該被命名為TE3p型，而不是TE7型，因其是TE3型機車的一種改進，並且設計差異相對較小。
TE3L型（ТЭ3Л）
1960年7月15日和1960年7月19日， 蘇聯部長會議就TE3型機車現代化項目發展，分別發布了第639號和第743號決議。這些項目涉及哈廠和盧廠。
哈廠的項目是在TE3型內燃機車的基礎上，相繼開發研製了裝車總功率為3000馬力的TE10型內燃機車，以及雙節重聯、裝車總功率為4000馬力的TE30型內燃機車。
而盧廠的項目則是保持TE3型機車的長度和結構不變，但改裝裝車總功率為2000馬力的柴油發電機組以及採用2TE10L型機車的司機室。新的柴油發電機組由8缸6D100型柴油機⑶和GP307型直流牽引發電機組成，而6D100型柴油機的總重量比2D100型柴油機輕4550千克。
1961年，盧廠製造出兩組機車，並被定型為TE3L型。這兩組TE3L型機車最初配屬在頓涅茨克鐵路局運用，後一度轉配至南方鐵路局，最後返回頓涅茨克鐵路局並配屬在傑巴利採沃機務段。然而相比於TE3型機車，TE3L型機車並沒有明顯的優勢。此外，盧廠在20世紀60年代中期開始批量生產裝車總功率為6000馬力的2TE10L型機車。
這兩組TE3L型機車於1968年報廢除籍。
TE3m型（ТЭ3м）
1960年11月5日，蘇聯部長會議關於降低盧廠機車製造成本，發布了第1200號決議。結果，在1962年，盧廠推出了與TE3型機車有著80％的機械設計相同點的2TE10L型內燃機車。1964年盧廠製造了2組被定型為TE3m型的內燃機車。這2組TE3m型機車在車體上借鑒了2TE10L型機車的設計，但採用TE3型柴油機和牽引發電機。
據瞭解，在線上運用的只有配屬於南方鐵路局奧斯諾娃機務段的TE3m-001號機車。然而，進一步製造TE3m型機車被認為是不合時宜。1979年，TE3m-001號機車報廢除籍。
3TE3型（3ТЭ3）
三節重聯式設計的TE3型機車。1961年至1962年盧廠製造了37組3TE3型機車，並在20世紀70年代中期改造回TE3型機車。
在中間補機機車前右側設置有一個簡化型司機操作檯。該操作檯設有輔助制動裝置，以便進行單獨調車和庫內移動。
PTE3型（ПТЭ3）
在1966年⑷，盧廠為位於哈薩克西南部克孜勒奧爾達州的拜科努爾航天發射場⑸製造三組兩節設計的TE3型機車，並被定型為PTE3型。在設計上，PTE3型機車被提供用於自動保持10公里/小時的速度，以及兩組機車在重聯情況下同時運行的可能性。
所有PTE3型機車都抵達拜科努爾航天發射場，在那裡他們主要向發射設施運輸航天火箭和導彈。在20世紀90年代到21世紀初，所有PTE3型機車報廢除籍。
技術設計
車體設計
TE3型內燃機車是雙節重聯十二軸幹線貨運用內燃機車，由兩節結構相同的六軸機車通過車鉤連接而成，兩車連接部分設有通過臺折棚風擋，亦可以根據需要分解為兩臺機車獨立運行。機車採用非承載式車體，車體各項載荷全部由底架承擔，車體側牆和頂蓋不參與承載。
機車採用單端司機室、雙側內走廊佈置，車體從前至後分別為司機室、高壓電氣室、動力室、冷卻室四個部分。底架和車體重量通過四點旁承由兩臺三軸轉向架支承，各旁承均具有由斜面及滾子組成的復原機構，牽引力和制動力通過心盤傳遞。
轉向架
轉向架採用鑄鋼件及鋼板焊接結構，一系懸掛由螺旋彈簧、鋼板彈簧、均衡梁等組成，每個軸箱設有兩個圓柱滾子軸承。牽引電動機採用抱軸式半懸掛安裝方式，通過單邊直齒輪驅動輪對，牽引傳動齒輪比為4.41（75：17）。基礎制動裝置為單側踏面制動器。每節機車設置了一臺KT-6型三缸二級空氣壓縮機，輸出風量為每小時5.3～5.7立方米，為制動系統、總風缸、汽笛、氣動雨刷器等供應壓縮空氣。
柴油機
每節機車裝用一臺2D100型柴油機，為二衝程、10氣缸、非增壓的立式柴油機，其原型為美國費爾班克斯-莫爾斯公司的38D8?″型船用柴油機，2D100型柴油機具有對置式活塞，上、下兩根曲軸通過垂直傳動裝置連結在一起，並由下曲軸輸出功率，額定轉速為每分鐘850轉，裝車功率為2000馬力。柴油機採用循環水冷卻，機車後部的冷卻室內佈置著兩個獨立的離心式水泵冷卻水系統，其中36個散熱器單節用於冷卻機油熱交換器中的循環水，另外24個散熱器單節用於冷卻柴油機的的循環水。冷卻室頂部設有一個大型軸流式風扇，用於冷卻散熱器單節。
傳動系統
TE3型內燃機車採用直—直流電傳動，柴油機直接驅動一臺直流發電機，輸出直流電並供給牽引電動機。牽引發電機為MPT-99/47型他勵直流發電機，額定功率為1350千瓦。牽引電動機為EDT-200А型直流電動機，額定功率206千瓦，每臺轉向架上的三臺牽引電機採用並聯連接，然後分兩組串聯連接。機車採用KV-16A-12型司機控制器，調速器設有16個工作位置對應於不同模式，控制柴油機轉速由每分鐘400轉（0位）到最高每分鐘1850轉（16位）。
問題
TE3型機車的主要缺點是柴油機不適合在惡劣環境和高負荷下運行，這導致了頻繁的停機。冷卻系統存在很大的缺點——當2D100型柴油機過熱時，會有冷卻水排放。在蘇聯的無水區域尤其如此，乘務員被迫向冷卻系統添加柴油燃料，因此火災風險急劇增加，加重問題和維護不善。後來，嘗試以D49型柴油機替換2D100型柴油機，但並沒有這麼做。
簡評
不能否認的是，從1953年到今天這65年的時間裡，TE3型內燃機車運用於蘇聯境內各條鐵路線，遍佈於今日的俄羅斯、烏克蘭、白俄羅斯、哈薩克、亞塞拜然等國，見證了這些國家的曲折離奇。可以說，TE3型內燃機車是蘇聯鐵路運輸歷史中不可或缺的一部分。鐵路工人將TE3型機車親切地稱為「燕子」。在貝阿鐵路，它被稱為「龍」。TE3型機車的簡化圖像被放置在莫斯科火車頭足球俱樂部的徽章上。
當蘇聯向中國提供TE3型內燃機車圖紙時，中國內燃機車還只是起步研究。但東風型內燃機車卻不只見證了中國鐵路的發展，同時也見證了中國內燃機車從滿足於自身運用到出口國外這一大發展——哈薩克這家有TE3型內燃機車配屬的原蘇聯加盟國鐵路，如今配備有來自於中國的內燃機車。
注釋
⑴俄語：ТЭ3。
⑵英語：ALCO RSD-1；俄語：ДА。本型機車是一種由美國機車公司在第二次世界大戰期間研製的直—直流電傳動內燃機車，於1942年研製成功，至1946年停產共計生產150臺。1945年，美國批准向蘇聯提供70臺RSD-1型內燃機車，這些RSD-1型機車在蘇聯被定型為Da20型（Да20），其中「Д」代表內燃機車、「а」代表美國機車公司製造、「20」代表軸重為20噸；1947年後，又改稱為Da型（Да）。
⑶代替10缸2D100型柴油機。
⑷一說1967年。
⑸俄語：Космодром Байконур；哈薩克語：Бай?о?ыр ?арыш айла?ы/Bayqo??r ?ar?? ayla??。該發射場是位於哈薩克西南部克孜勒奧爾達州的航天發射中心，為世界第一座、也是規模最大的太空發射中心。啟用於1955年6月，最初是前蘇聯的航天器發射場和導彈試驗基地，蘇聯解體後同時由俄羅斯宇航與俄羅斯空天軍使用。
⑹PTE3-2511號、PTE3-2512號以及PTE3-2521號機車。
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