韶山4型电力机车的发展历史

1. 韶山4型电力机车的发展历史

 1981年，铁道部下达《韶山4型电力机车设计任务书》，由铁道部株洲电力机车工厂及株洲电力机车研究所承担研制工作，并于1983年被列入“铁路重载列车成套技术的研究”中分项之一，同年5月铁道部在株洲电力机车厂召开了韶山4型电力机车设计审查会议，通过了机车的设计方案 。1985年9月第一台韶山4型电力机车（SS4-0001）落成，是当时中国国内功率最大的货运电力机车。首台机车在株洲电力机车工厂试验线进行了初步调整后，于1986年初赴北京，在铁道科学研究院环形铁道试验基地进行全面试验考核，其中包括机车称重、牵引试验、动力学试验等项目，试验中发现的故障和问题为同年年底生产的第二、第三台机车的改进设计提供了依据 。1987年初，铁道部组织了对韶山4型电力机车的鉴定试验，韶山4型0001号机车在北京铁路局管内京包铁路投入10万公里运用考核，担当大同至张家口的电气化区段货运任务；0002、0003号机车则进行了整机鉴定试验及十大主要部件的型式试验考核 。1988年6月15日，韶山4型电力机车通过了国家级产品鉴定，鉴定会议认为，韶山4型机车性能指标达到了1980年代初期国际上直流相控电力机车先进水平。完成技术鉴定后，韶山4型机车于1989年开始投入批量生产，并于同年获国家科技进步一等奖 。韶山4型采用经济四段半控桥晶闸管相控平滑调压，具有两级电阻制动和恒速、恒励磁控制，使用800千瓦直流牵引电动机、双轴转向架、水平牵引拉杆等技术。但由于从研制到大批量生产的过程时间较短，初期生产的机车存在较多质量问题。经过调整生产工艺后，自1990年代生产的韶山4型机车质量大为提高。  在研制韶山4型的过程中，中国也于1980年代中期分别从欧洲、日本、苏联购买了8K、6K、8G型电力机车，均为当时世界上技术最先进的直流相控电力机车系列。在购买8K、6K型机车的同时，中国同时引进了相关技术，应用于后来研制的一系列国产电力机车。 1991年，株机厂通过模仿8K型、6K型机车的微机控制系统，为韶山4型0038号机车进行了实验性加装微机控制的技术改造，成为中国铁路第一台采用微机控制的国产电力机车。这台机车于1992年初在宝成铁路投入运行，虽然微机系统的用户界面、抗干扰能力仍有不足之处，但控制性能已达到设计要求，其研制和使用经验后来成为了韶山8型电力机车微机控制系统的基础和改进方向。1993年，株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所针对早期韶山4型电力机车的主要问题，从韶山4型0159号机车开始进行重大改进，研制了韶山4改进型机车（SS4G），同年开始批量生产，但规范的机车型号仍统一为韶山4型电力机车。韶山4改型吸收了8K、6K型机车的电气技术，其质量、可靠性比韶山4型有较大提高，机车改为采用不等分三段桥相控调压，机车控制为恒流恒速特性控制，采用中央低位斜杆牵引装置，增加功率补偿、加馈电阻制动等。 1997年，株机厂根据《铁道部SS4型电力机车合同书》的技术规范要求，从韶山4型0480号机车开始进行另一次改进。主要改进为更换新型号的主断路器、交流接触器、速度传感器等，并按照铁道部的指示，在每节机车安装一套完整的安全设备，由地面感应器、数字化通用式机车信号机、信号配线盒、机车信号显示器、监控记录装置（LKJ）和监控显示器等部件组成。两套设备完全独立，机车正常运用时仅需要使用其中一套。 2004年，由株机所和大连机车车辆厂共同研制了韶山4改型网络重联货运机车。韶山4改型网络重联机车是继韶山3B型电力机车之后另一次以网络技术改造传统机车。原来的韶山4改型机车的重联采用硬连线方式，控制系统为模拟控制。网络重联机车采用微机控制系统，除内重联外还实现了机车的外重联，即通过网络将2台韶山4型机车重联，组合成16轴重载货运重联机车车组。两台机车车内所有的智能设备，如智能显示器、微机控制装置、机车逻辑控制单元（LCU）、机车综合信息处理装置、中央控制单元（CCU）、列车运行监控装置等均可以通过车辆总线连接。韶山4改型网络重联货运机车在同年年底于大秦铁路投入运用。2004年12月12日，大秦铁路首次进行2万吨重载组合列车试验取得成功，重载试验货运列车由4台韶山4型机车牵引4组5000吨列车组成。根据铁道部统一安排，株洲厂向国内其他机车厂转让了韶山4改型图纸和生产技术。株洲电力机车厂在1993年至2006年共生产韶山4（改）型机车946台（SS4-0159～1104）；大同机车厂在1994年至2006年生产了168台（SS4-6001～6168）；资阳机车厂于2001年试制了2台（SS4-3001～3002）；大连机车车辆厂在2001年至2006年生产了231台（SS4-7001～7110、SS4-7121～7241）。截至2006年，四家工厂累计生产了1347台韶山4改型电力机车。 此外，早期生产的首批158台韶山4型电力机车于返厂大修时均陆续将内部电路系统改为韶山4改型的不等分三段顺控半控桥式电路，但转向架仍然保留采用水平牵引拉杆。 主条目：韶山4B型电力机车与韶山4C型电力机车1995年，株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所在韶山4改型机车的基础上，研制成功韶山4B型电力机车。韶山4B型机车消化吸收了8K、6K型机车的先进技术，并采用与韶山6B型电力机车相同的牵引电动机、悬挂系统、微机控制等。1997年，株洲厂、株机所又研制了韶山4C型电力机车，为25吨轴重实验性电力机车。

2. 韶山4型电力机车的介绍

韶山4型电力机车（代号：SS4），是中国铁路使用的一种电力机车，由株洲电力机车厂设计制造。韶山4型是6400千瓦八轴货运电力机车，也是中国铁路第三代（无级调压、交—直流电传动）电力机车的首型机车。

3. 韶山3型电力机车的发展历史

 1977年11月，根据中华人民共和国铁道部下达的设计任务书，田心机车车辆工厂和株洲电力机车研究所在学习法国进口6G型电力机车先进技术、总结韶山1型、韶山2型电力机车成熟经验的基础上，开始研制韶山3型电力机车。韶山3型机车是中国铁路第二代电力机车，采用桥式全波整流、低压侧调压开关与晶闸管相控相结合的调压方式，实现了调压开关8级级间晶闸管相控平滑调压。这种调压方式实际上是调压开关调压向全相控调压两个发展阶段之间的过渡方案，由于中国当时大功率晶闸管的制造技术水平相对落后，采用级间相控调压能够降低晶闸管容量，从而避免直接上马相控电力机车带来的技术风险。在研制过程中，田心机厂和株机所曾经以韶山1型031号机车作为技术验证车，将原来的全波二极管整流、低压侧调压开关改造为级间相控平滑调压，试验结果显示机车性能有较大改善，与原来有级调压相比，机车起动牵引力提高了13%～18%，坡停起动时机车发挥功率提高了2～4倍。  1978年12月30日，首台韶山3型机车（0001）在田心机车车辆厂顺利落车，1979年3月试制完成出厂，随后在铁道部铁道科学研究院北京环形铁道进行了第一期性能试验，试验中发现机车存在一些较大的技术问题，决定回厂改进。经过对主变压器、调压开关、恒流控制环节、空转保护环节、悬挂系统等方面的调整和改进，韶山3型0001号机车于1980年3月再次赴北京进行第二期性能试验，经过近两个月的试验，证明机车各项主要性能指标均已经达到设计要求；在此期间， 时任中国铁道部部长郭维城、副部长刘建章曾于1980年4月30日来到环形铁道视察韶山3型电力机车 。1980年7月至1982年11月，这台机车配属成都铁路局马角坝电力机务段，在宝成铁路投入运行考核，期间总运行里程超过21万公里；后来经返厂解体检查，情况基本良好。1982年12月29日，铁道部在株洲厂召开 技术鉴定会，韶山3型电力机车通过部级技术鉴定。 完成技术鉴定后，株洲电力机车厂开始小批量生产韶山3型机车，并于1986年底开始大批量生产以取代韶山1型，到1992年共生产677台（0001～0677）。1990年起，大同机车厂开始转产电力机车，大同厂按照株洲厂的图纸试制的第一台韶山3型电力机车于1990年9月15日竣工，到1992年共生产了95台（6001～6095）。韶山3型电力机车曾获国家科技进步二等奖、国家优质产品奖。此外，韶山3型电力机车也曾经先后三次参与中国铁路的两次重载试验。1983年11月25日，为配合大秦铁路的建设，北京环形铁道进行了中国铁路首次万吨重载试验，韶山1型、韶山3型电力机车双机牵引重载货物列车，总重10081吨，列车全长1748米，编组共102节。1988年，大秦铁路二期工程完成并开通运营，1990年在大秦线上进行了万吨重载列车运行试验。1990年6月10日，韶山3型电力机车双机重联牵引万吨重载列车运行试验获得成功，列车全长1.7公里，牵引总重为10698吨，其紧急制动距离不到800米。 韶山3型电力机车是在1970年代末设计定型的产品，经过长时间的试验、生产和运用，其固有缺点开始凸显出来，主要是粘着利用系数不高；而随着中国的晶闸管相控调压技术在电力机车上的应用日趋成熟，原本采用调压开关和晶闸管结合级间平滑调压的韶山3型机车也完成了其过渡角色。1991年，株洲电力机车研究所、成都铁路局和株洲电力机车工厂联合按照“标准化”、“系列化”要求对韶山3型电力机车进行技术改造，选定了马角坝机务段的韶山3型0123号机车进行试验，主要改进包括，以晶闸管相控平滑调压代替原调压开关级间调压，并采用两台转向架分别供电的主电路结构，更新电子控制系统并新增防空转保护，改用加馈电阻制动以扩大电制动范围；采用平行牵引拉杆降低牵引点高度、减少轴重转移。经过改造后的韶山3型0123号机车于1991年7月投入运行考核，试验证明其粘着利用比改造之前提高了10%，且牵引电动机和电子系统故障率大大降低。 经过改进后的韶山3型电力机车称为韶山3型4000系，自1992年开始批量生产。株洲电力机车厂累计生产251台（4001～4008；4085～4104；5029～5251）。根据铁道部统一安排，韶山3型4000系的设计图纸转交其他机车制造厂共同生产。自1993年至2006年，大同机车厂生产了525台（4009～4084；4108～4556）；自2000年至2002年，资阳机车厂生产了57台（8001～8057）；1994年，太原机车车辆厂试制了3台（4105～4107），这也是该厂生产的第一种电力机车。到2006年，韶山3型4000系列合计产量达到836台 。而1993年之前生产的韶山3型电力机车，其中大部分在后来大修时均按照4000系改进型的标准进行了技术改造，主要由宝鸡机车检修厂、大同电力机车公司、南车洛阳机车公司、太原轨道交通装备公司等机车检修单位负责。目前使用韶山3型电力机车的铁路局包括成都铁路局、昆明铁路局、南昌铁路局、兰州铁路局和呼和浩特铁路局等。韶山3型4000系机车早期曾被称为“韶山3B型”，但未获铁道部批准采用新型号，官方规范的命名仍沿用韶山3型，而正式的韶山3B型是由2002年开始生产的韶山3B型双机重联电力机车。中国的铁路爱好者对前者用“小3B”，后者用“大3B”的称呼以示区别。

4. 韶山4型电力机车的车辆保存

韶山4型0001号机车，曾配属郑州铁路局宝鸡电力机务段，Ⅱ车退役后存放于宝鸡电力机务段内作为展品，2006年连同6Y2、6G一并拆解；Ⅰ车交给宝鸡铁路司机学校，作为教学用车。韶山4型0002号机车，退役后存放在西安铁路局新丰镇机务段，作为救援队演练用机车。韶山4型0063号机车，现存放在太原铁路局太原机务段北场进行展示。韶山4改进型0179号机车A车，现存放于太原铁路局湖东机务段内，作为事故警示车展示。

5. 韶山4型电力机车的技术数据

UIC轴式Bo-Bo+Bo-Bo轨距1,435毫米轮径1200毫米（半磨耗）轴重23吨通过最小曲线半径125米机车长度2 × 15,200毫米（车底架长）2 × 16,416毫米（车钩中心距）  机车宽度3,100毫米机车高度4,040毫米（车顶受电弓座至轨面）整备重量92吨 × 2受流电压单相交流 25 kV/50 Hz传动方式交—直流电牵引电动机ZD105/ZD105A × 8最高速度100公里/小时持续速度51.5公里/小时牵引功率6,400千瓦牵引力628千牛（起动）436.5千牛（持续）  制动方式踏面制动、加馈电阻制动制动功率5,570千瓦（电制动）制动力363 kN列车制动电控空气制动

6. 韶山5型电力机车轮载为

韶山5型电力机车（SS5），是中国铁路的第一种快速客运电力机车，由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所在消化吸收进口8K型电力机车先进技术的基础上设计、制造，于1990年研制成功。韶山5型电力机车属于实验性车型，采用了两段相控整流桥电路、空心轴全悬挂牵引电机、轻量化车体、再生制动、功率因数补偿等大量新技术、新结构，是当时中国国内技术最先进的国产电力机车。然而由于其粘着性能存在较大问题，未能投入批量生产，仅试制两台。韶山5型机车的研制、试验为后来韶山8型准高速电力机车的设计和生产累积了经验。【摘要】
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7. 韶山5型电力机车轮载为

韶山5型电力机车（SS5），是中国铁路的第一种快速客运电力机车，由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所在消化吸收进口8K型电力机车先进技术的基础上设计、制造，于1990年研制成功。韶山5型电力机车属于实验性车型，采用了两段相控整流桥电路、空心轴全悬挂牵引电机、轻量化车体、再生制动、功率因数补偿等大量新技术、新结构，是当时中国国内技术最先进的国产电力机车。然而由于其粘着性能存在较大问题，未能投入批量生产，仅试制两台。韶山5型机车的研制、试验为后来韶山8型准高速电力机车的设计和生产累积了经验。【摘要】
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8. 韶山4电力机车

韶山4改进型电力机车是8轴货运机车,机车由两节完全相同的四轴机车用车钩与连挂风挡连接组成。两节车间设有电气系统高压连接器、重联控制电缆及空气制动系统控制风管，可在其中任一节车的司机室对全车进行同步控制。两节车亦可分开，作为一台四轴机车独立运用。
主要技术特点:
1.采用不等分三段半控桥晶闸管相控调压、三次谐波滤波器以改善机车功率因数；牵引特性为恒流准恒速特性控制。电阻制动为加馈电阻制动。
2.采用低位斜牵引杆,具有较高的粘着性能。
3.具有空转保护装置和轴重转移补偿装置，提高了机车粘着牵引力的发挥。
4.采用强迫自导向油循环和全铝板翘式油散热器。
5.采用DK-1型制动机并具有电空制动、空电联合制动功能。
6.采用包含牵引控制、电制动控制、轴重补偿控制、空转保护控制、功率因数补偿控制、空电联合制动控制等多功能电子控制装置。


主要技术参数：

电流制
   
AC 25kV  50Hz
   


轨距
   
1435mm
   


轴式
   
2（Bo-Bo）
   


轴重
   
23t
   


机车整备重量
   
2×92t
   


持续功率
   
6400kW
   


最大运营速度
   
100km/h
   


机车持续速度
   
51.5km/h
   


持续牵引力
   
450kN
   


起动牵引力
   
628kN
   


电制动方式