德国国营铁路243型电力机车:修订间差异
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2025年12月4日 (四) 18:33的最新版本
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德国国营铁路243型(DR-Baureihe 243)/德国铁路143型电力机车(DB-Baureihe 143)是德国国营铁路根据试验性样机212 001号机车概念开发的一个通用型电力机车系列,按其应用领域可适用于所有类别的列车牵引任务。1982年完成原型车制造,1985年开始批量生产。1435mm轨距,全长16,640毫米,Bo’Bo’轴式,机车总重82.5吨。支持15kV/16.7Hz AC的供电系统,采用4台牵引电动机,制动方式支持空气制动和电阻制动,安全系统支持:Sifa、PZB 、LZB。最高运营速度120km/h,持续输出功率3,500KW,最大牵引力240KN。

两德合并后,143型又衍生出112型、114型等机车,最开始由LEW生产,后交给AEG制造,最高运营速度提高到160km/h,持续输出功率提高到4,000kW。
起源/研发
德国铁路143型电力机车
DB-Baureihe 143
114.0
114.1
114.3
(755)
德国铁路股份公司
(LEW Hennigsdorf )
1984年(量产)
3,720Kw千瓦(每小时)
自 1980 年以来,由于油价上涨,东德国营铁路(DR)开始增加轨道电气化。在此之前 ,DR 依赖由苏联引进的内燃机车运营。作为东德唯一的电力机车制造商,黑尼格斯多夫机车厂接到生产订单,要求基于重型货运机车DR 250(德国铁路155型电力机车)型的基础上,开发一款轻型四轴技术现代化电力机车,旨在用于客运和中型货运服务。新机车机械部件的设计和制造由 Hennigsdorf 完成,电动机由萨克森工厂制造。
首辆原型机车212 001于1982年完成制造,并于同年在莱比锡春季博览会(Leipziger Messe)中首次向公众展出。设计最高速度为140km/h,博览会结束后,开始在哈勒机械测试开发总局(VES-M Halle)对机车进行140km/h的高速测试,但其设计时速可高达160km/h。随后,机车在德绍中修车间进行试验性拆解,并修改了齿轮传动比,并在1983年10月14日重新编号为243 001-5号机车。通过对传动比进行修改,机车的牵引力可获得显著提升,但最高速度却减低为120km/h。 由于其特殊的涂装(白色带红色条纹),243 001被赋予了“白夫人”(Weiße Lady )的称号。 该系列于1985年在 243 001 测试成功后开始批量生产。
在1984年,DR的铁路网络除了哈勒-克滕的测试线路外,再没有其他的线路能够以120km/h以上的速度运行,因此DR率先采购的是243型。 于1984年交付了首批20台机车,到1989年底,第500台机车完成交付使用,1991年1月2日最后一台机车(编号243 659-0)完成制造,总共制造636台。
其中,从1987年制造的机车(从243 302开始)配备了有符合空气动力学设计的车头,通过减少空气阻力,能耗降低了约5%。 1988年以后生产的机车加装了多单元列车控制设备,并更改编号为243.8型。随后,截止到1990年12月,DR共购买了109辆没有装备多单元列车控制设备的机车。
两德统一后,前东德的铁路货运几乎陷入瘫痪,因此许多243型机车闲置在侧线上,从1990年8月开始,243 922-2号机车(DB BR 143 922-3)被租赁至瑞士东南铁路(SOB),其余机车被送往弗莱堡和杜塞尔多夫接进行DB的验证测试。
量产
在1984年,DR的铁路网络除了哈勒-克滕的测试线路外,再没有其他的线路能够以120km/h以上的速度运行,因此DR率先采购的是243型。 于1984年交付了首批20台机车,到1989年底,第500台机车完成交付使用,1991年1月2日最后一台机车(编号243 659-0)完成制造,总共制造636台。
其中,从1987年制造的机车(从243 302开始)配备了符合空气动力学设计的车头,旨在通过减少空气阻力,其中能耗降低了约5%。 1988年以后生产的机车加装了多单元列车控制设备,并更改编号为243.8型。随后,截止到1990年12月,DR共购买了109辆没有装备多单元列车控制设备的机车。
随着两德统一后新联邦共和国带来的经济、货币和社会联盟改革,前东德的铁路货运几乎陷入瘫痪,因此许多243型机车闲置在侧线上,从1990年8月开始,243 922-2号机车(DB BR 143 922-3)被租赁至瑞士东南铁路(SOB),其余机车被送往弗莱堡和杜塞尔多夫接进行DB的验证测试。
在243型机车通过DB的验证后,越来越多的同型机车陆续来到德国旧联邦州。首先投入于黑森林铁路(Schwarzwaldbahn)、霍伦塔尔铁路(Höllentalbahn)、莱茵-鲁尔市郊铁路(Rhein-Ruhr S-Bahn)以及自多特蒙德开行的货运列车。在1994年 DB 和 DR 合并为 Deutschen Bahn AG 后,DR原有的机车车辆可以得到普遍的应用,因此243型机车如今可以在德国西部的许多线路中找到。而在同时启用的新命名系统中,243型机车被重定型为143型。
原212 001号机车则仍为 LEW Hennigsdorf 所持有,并在1982年至1984年的试运行结束后开始为DR执行各种对比和测试任务。自2000年起它由EKO-Trans所持有,并采用该公司的方案。之后,自2008年起,它又采用橙色的企业涂装,并漆有新的持有者名称 Arcelor Mittal。2024年,在一般检查中,它被归还了原来的涂装和编号212 001。
有19台通过货运运输验证、带有ZDS的143型机车出售给 RBH物流(RBH Logistics)(原鲁尔煤业股份公司 Bahn- und Hafenbetriebe der Ruhrkohle AG),另外十台出售给中德铁路公司(Mitteldeutsche Eisenbahn Gesellschaft,MEG),并重新编号为MEG 601-606。2016年4月, VES-M Halle 的四辆143机车(143 285、354、871、934)被借给 DB Cargo AG 用于货运列车服务。
衍生机车
212型/112型/112.1型
德国铁路112型电力机车
DB-Baureihe 112
112.0
112.1
德国铁路股份公司
(LEW Hennigsdorf )
4,220Kw千瓦(每小时)
在德国统一后,通往西柏林的过境铁路以大于120km/h的最高速度进行了重建改造。然而,DR却没有相对应的快速机车可用,它们必须对此进行重新采购。DR此时回想起最初212型的设计时速即是160km/h。于是,在4台样机(212 002号至212 005号)完成测试后,于1990年有35台批量生产的112.0型机车(112 006号至112 040号)被交付使用。DR原本计划将 LEW Hennigsdorf 研发的另一款时速达160km/h的DR252型电力机车用作快速客运服务。但考虑到243型的技术在多年来已日趋成熟,并且四轴电力机车将成为未来的趋势,DR最终决定采购212型。首批出厂的35台212.0型机车(1992年后改为112.0型)最初被立即以160km/h的速度运行在经过改造的柏林-德累斯顿铁路上。
随后,112型机车意外的成为了两德统一的一个象征,因为这是第一款两德铁路部门都购置的电力机车。在1992年,DB和DR各向AEG(AEG此时再次接管了于1946年被没收的 LEW Hennigsdorf )订购的45台112.1型机车。而此举的目的主要是基于就业政策扶持 LEW Hennigsdorf 的生产,因为DB更青睐于采购时速高达200km/h的高速及通用型机车作为现有三相交流电技术的120型机车的后续机型。
112.1型在外观上不再采用以往的照明设备。取而代之的是较大且独立的前照灯,且示廓灯采用较小的挂灯。尾灯照明被集成在示廓灯内。此外,112.1型从一开始便全部标配LZB。
在克服了一些问题后,112型机车主要用于新设立的区际列车(InterRegio,IR),偶尔也会牵引一些城际列车班次(InterCity,IC)。在IR的撤销以及区域快车(RE)网络的改扩建工程开始,在2004年1月1日,德铁长途运输(DB Fernverkehr)把所有的112.1型机车转让给了德铁区域运输(DB Regio),期间又有3台同型号机车返回长途运输服务(与5台120.2型机车交换)。到2016年10月,运营机车全部隶属于 DB Regio。
114.0型

全部38台112.0型机车在2000年4月1日被重定型为114.0型,这是由于这批机车从此配属DB Regio ,但用作长途运输的112.1型机车依然存在,DB因此希望避免对两个系列以及短途及长途运输之间造成混乱。112.1型机车在随后也被移交至 DB Regio ,但它们并没有被重定型为114型。此外,112.0型和112.1型之间还有一些细节差异,类似的情况也存在于143型的变体之中。在2024年8月,大部分在运营机车位于法兰克福(美因河)车辆段。
114.1型和114.3型
在DB时期,大量的143型机车被运用至短途客运,尤其在更长的区域铁路和区域快车服务,客车车厢通常被批准以140或160km/h的速度运行,机车原本120km/h的速度上限则成为了一项障碍。为了对结构近似、使用年限较长的112.0型(114型)机车进行淘汰,DB在2006年决定使用140km/h的110型快速机车,并对部分143型机车进行140km/h甚至160km/h的改造。
143 171号机车被改造为最高速度为160km/h ,并重新编号为114 101。在改造过程中,受电弓被更换为较新的SSS 87型,列车保护系统和制动设备也进行了更新以适应更高的速度。电动机与车轮之间的齿轮比也进行了更改,并在机车车体与转向架之间安装了减震器。
143 120号机车被改造为114 301号,最高速度为140km/h ,并配备额外的减震器,但不需要更改齿轮比。如今这台机车已再次使用其原本的运营编号。
这两台改造后的机车在马格德堡附近线路进行了测试和牵引常规定期班次。机车升级至160km/h的金额成本约为300,000欧元而转换为140公里/小时的速度则更具成本效益,约为48,000欧元。出于这个原因,只有提速至140km/h,2007年则开始对其它机型进行改造。
2012年进行了进一步的改造,将143 873转换为114 009,该车也获得了160km/h 的批准,因为原来的114 009在2011年柏林东火车站的火灾中被报废。
除此之外,在特里尔也有一些进行过140km/h改造的114.3型机车,但是它们仍然使用143型的编号,并仅按120km/h的速度运营。联邦铁道部(Eisenbahn-Bundesamt)也从未对这部分机车发放过140km/h的许可。DB方面则已不再大规模推行机车140km/h或160km/h的改造。

755型
由于 VES-M Halle (即原哈勒机械测试开发总局)需要一台用做测定和试验运行的快速电力机车,原配备的E18型实验机车已不再符合严格的要求,因此它们自1992年起调用了112 025号机车,并重定型为755 025号机车。如今这台机车的运营编号已改为114 501号,于2021年10月报废。
机车构造
硬件

机车拥有两副双轮轴的转向架。为了清理轨道上小型杂物,机车的每个端面梁都安装有排障器。对于在高速时的平稳运行,则需要通过带有双纽线传动杆的导轴向装置和一个二阶段的螺旋弹簧一系悬挂实现。机车车体经由每副转向上的6组带有并联偏航阻尼器的灵活浮动螺旋弹簧进行支撑,枢轴销则被灵活安装在横向及纵向方向上。车身由主车架组成,在其上方是两端驾驶室和固定的侧壁,以及4个可拆卸以便于维护的车顶罩。机车车体采用的是自承式焊接结构。机车特有的外观是沿着侧壁铆合的皱褶。需要散热的部件(尤其是牵引电动机、制动电阻、晶闸管及主变压器)由风机通过车顶斜面的封闭管道输送外界空气。
每个轮轴都有自己的牵引电动机。轴承结构及动力传输通过德国国营铁路常用的锥状凸缘环传动装置两侧实现。143型机车和112/114型机车采用不同的齿轮传动比,并在车架和转向架间安装了额外的偏航阻尼器。电动机是基于155型机车进一步开发的,并可通过一个适配器进行交换,但这项功能从未使用。主变压器是电力机车常规的油冷三股变压器。牵引电动机的控制(单相串励电动机)通过高压侧的31级分级开关实现,其中28级是用作常规的速度级。通过晶闸管可以在速度级间进行无级切换,从而也允许进行无级功率调整。驾驶者的控制指令和设备的状态信息通过一个复杂的电子机柜执行,并藉由低速逻辑技术共同实现。

实际驾驶控制为标准化的半自动配置,需要由火车司机指定速度及最大牵引力。电子设备通过换接开关指令和电子制动对目标速度进行控制,并自行监控电动机电压、-电流、接触网电压以及发生偏向的轮轴转速差。为了避免达到目标速度后对行驶与制动的恒定变化开关造成磨损,驾驶者可以调用驾驶开关的4个子程序按钮,对电子设备进行“仅驱动”、“仅自动”或者完全/有条件的释放限制。在特殊情况下运作的是一个主控制器冗余的上下推杆控制器,主控制器在牵引动力集中式列车时将继续运作,虽然速度级同时也由上下推杆指令来调节。速度调节只有在驱动双层列车时有效。
制动系统主要由一个间接的空气制动、一个直接的空气辅助制动和自动控制的电阻制动组成。在对列车进行调度和挂接时,还有直接作用的辅助制动可用。在制动阀进行正常制动时,会首先触发间接的空气制动。它们是依靠压力传感器的制动额定值来确定预设气流,若间接制动的电磁阀失效,机车便将尝试通过低磨损的电子制动实现。电子制动输送的功率是不够的,因此额定值的差额会自动经由空气辅助制动进行补偿。每个牵引电动机都有其自身的制动阻力,该系统是由一个晶闸管半桥电路来控制。电子制动是依赖于接触网运作的,也就是说,当电源总开关因电压过低而从接触网跳闸后,电子制动将无法工作。
在车顶上除了有首次批量运用于德国国营铁路机车中的单臂受电弓顶部分离器外,还设有电源总开关和用于列车无线电的天线。
符合人体工程学设计且隔离的驾驶室设有一个东德前所未见的空气调节设备。人体工程学及设计工作由哈勒工业设计大学(Hochschule für Industrielle Formgestaltung, Halle)完成,即如今的哈勒布尔格·吉比森施泰因艺术大学。
软件及设备
由于近年来进行了大量改造,使得143型机车出现了种类繁多的变体。当然这些机车都配备了紧急列车停止装置(Sifa)及点状列车控制装置(PZB)。最初它们是使用前东德开发的PZ80型。中控门锁最初也未被安装。目前现存的版本可以被简化概括如下:
- 143-S:用于S-Bahn运输
- 143-R:用于区域客运
- 143-F:用于动力集中式列车、带有德国国营铁路双层车厢34针控制电路的变体
- 143-W:用于动力集中式列车,带有原银币车厢(n-型车厢)36针控制电路的变体
型号为I60R的点状列车控制装置在这期间已通过升级软件升级至PZB90型的功能状态,它们被安装在143-S型和部分143-R型机车上。最初的Pz80型点状列车控制装置则借助带有PZ80R电脑内核的升级包升级至PZB90型,用在部分143R型以及全部143-F型和-W型机车上。毕竟有30台143-R和所有112.1型机车都配备了LZB I80型线状列车控制装置,其软件已集成了PZB90的功能。
所有112型、114型及143型机车都通过德国国营铁路惯有的34针控制电路运用至常规的动力集中式列车服务。143.8型机车也依靠这种方式具备多单元列车控制功能。对于牵引带有现代化控制车的动力集中式列车,所有112型、114型、143-S型和143-R型机车还配备了复合时刻动力集中式列车控制设备(zeitmultiplexe Wendezugsteuerung,简称ZWS),其中唯一的特殊情况是143-S型,它们还配备了增强型多单元列车控制(Zusatz für Doppeltraktion,简称,简称ZDS)功能。
所有机车如今都配备一个0公里启动中控门锁(Türblockierung ab 0 km/h,简称TB0),这是中控门锁规定的最低标准。除了变体143-W型外,其它143系列的机车均设有一个复合频率列车控制设备(Frequenzmultiple Zugsteuerung,简称FMZ),它可以选择对某一侧的车门进行锁闭及监控,从而允许操纵者自行处理。变体143-S型同时还具有发车麦克风,如有必要可在站台对x-型车厢的外置扩音器进行控制及发送广播。变体143-R型可以通过加装使用一款技术化发车程序(TAV),它允许车长无需在车外观察发车状况。20台R型的变体则已加装了架桥紧急制动(NBÜ)装置和电空制动装置。对于例如新造的美因茨铁路隧道和柏林南北隧道,这种两种制动装置都是列车运行的先决条件。
在旅客信息系统方面,所有机车都配备了电子目的地显示牌。目的地的设置在S型和W型变体中可直接在显示牌中完成,而其余机型的显示牌则是与总线兼容,因此它们也可以在列车控制车中进行设置。限定于R及F型变体以及少数S型机车使用的设备还包括由GPS控制的停站公告语音存储、以及与乘客车厢进行紧急呼叫的对讲连接。
用于电子运行图和限速(EBuLa)的电脑装置适用于所有机型,并自2003年起使用。同样在2003年,所有机型都根据能源法案加装了电子能源消耗监测设备(elektronischen Energieverbrauchsmesseinrichtungen,简称TEMA)。渐渐地,两个系统将被联系在一起,因此驾驶者可以通过EBuLa显示屏读取能耗,然后遵循节能的驾驶风格达到最佳行驶线路。由Dako公司提供的防滑装置因故障率高企,143-R型及-S型现已改用克诺尔公司提供的防滑装置,后者同样支持由选择性制动时的轮轴侧滑保护功能。克诺尔的D2型驾驶员制动阀几乎被应用在所有的机车中,只有少量143型机车仍在使用Dako制动阀。与此相反的是Dako公司的辅助制动阀仍然普遍存在,但多数机车现在也已开始使用克诺尔的辅助制动阀。
112.1型机车自交付起便标配了LZB80型以及ZWS或ZDS型控制装置。允许操纵者自行处理的FMZ设备也同样存在,后期则补充了TB0的功能,以及非总线兼容的矩阵目的地显示牌。部分机车为了满足短途运输的要求而作出了调整,如今它们除了TAV外,还拥有一个由GPS控制、带有LED显示屏的旅客信息系统,以及与乘客车厢进行紧急呼叫的对讲连接设备。
而相比之下,143型、114型和112型机车则各搭载有一具现代化的、嵌入驾驶台的驾驶员制动阀及辅助制动阀。它们从一开始便标配NBÜ装置和适用于德国铁路系统的电空制动控制单元,其中部分机车现已根据国际铁路联盟(UIC)的541-5号标准将NBÜ和电空制动替换为独立的控制电路。
114型机车目前拥配备有ZWS/ZDS、FMZ/TAV和GPS车载电脑。制动阀由克诺尔生产,NBÜ装置及电空制动则是根据UIC541-5号标准安装。
老化与退役
到2016年4月,已经报废了300辆143型机车。 部分原因是机车采用的轻量化结构并且缺乏防撞优化设计,使得即便是轻微的撞击损伤都会令车体折弯及框架变形。这些状况加速了机车的完全报废和随后的拆解。而对于相对较低的运行速度和缺乏再生制动设备,则需要通过新的招标进行改进,已有多种招标方案提出。然而,机车仍然缺乏一些可供替换的零部件,复杂的电子设备部分将在东欧生产,并在它们相继投入使用后实现机车的现代化更新。
2017 年 12 月 29 日,143 型机车的首台量产机车 ——143 002-4 号,在运营期限到期当天正式停运。不过,这并不意味着它的 “生命” 就此终结,该机车将被移交至德国铁路博物馆哈雷(萨勒)分馆。
143 352和143 226于2022年7月由RBH物流公司出售给德国铁路建设集团(DB Bahnbau Gruppe)。
2018 年 10 月 1 日,DB Cargo)的最后 3 台 143 型机车正式停运。从法律层面而言,德国铁路货运公司在本年度年底前仍可使用这 53 台机车,但就目前情况来看,这些机车已不太可能再投入运营。与此同时,这类机车在私营铁路运营商(EVU)中越来越受欢迎。正因如此,143 881-1 号机车(一款143-W 型机车)甚至被重新启用。之后,该机车将交付给 DeltaRail 公司。以下机车将处于租赁状态:
- 143 050-3 号、143 145-1 号、143 827 号、143 881-1 号:租赁给 DeltaRail 公司
- 143 893-6 号:租赁给萨尔茨兰铁路服务公司(Salzland Rail Service)
截止2018年11月,DB仍有146台机车在库存中,但其中只有一小部分在使用。DB Cargo的53台机车全部停用。早在2016年4月,就有78台机车处于停运管理中。
目前 143 002-4,243 005-6 号机车保存于德国铁路博物馆哈雷(萨勒)分馆,143 119-6 保存于德国铁路博物馆科布伦茨-吕策尔分馆。
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