德国铁路“货运短跑手”内燃动车组
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德国铁路691型内燃动车组
691
拖车:2、3、4车
DB 691 : 1Ao'Ao1'+2'(2')(2')2'+1Ao'Ao1'
德国铁路“货运短跑手”(CargoSprinter(690/691 型))是一款货运动车组,有两种结构形式,由莱茵哈德・温德霍夫轨道与设备技术公司(Rheiner Windhoff Bahn- und Anlagentechnik)以及亚琛塔尔博特车厢制造厂(Aachener Waggonfabrik Talbot,品牌名 Talion)联合生产,适用于铁路货运。该动车组由两节动力端车和三节无动力中间车(温德霍夫版本(690型))组成,或由两节动力端车和一节三段式无动力铰接中间车(塔尔博特版本(691型))组成;1997 年起由德国铁路(Deutsche Bahn)进行试运行,直至 2000 年德国铁路决定放弃该设计方案。
该列车有一款用于基础设施建设和服务的衍生车型,名为 “多用途车辆”(Multi Purpose Vehicle),已在多个国家销售,主要供铁路基础设施公司使用。这些国家和地区包括:
- 英国(英国铁路网公司,用于轨道维护和专用架空电气化作业)
- 瑞士(专用隧道救援和消防版本)
- 荷兰和中国台湾地区(用于高速铁路线路维护)
应用情况
1995 年,德国铁路货运公司(DB Cargo)与明登新系统中心(Zentralbereich Neue Systeme Minden)向温德霍夫(Windhoff)和塔尔博特(Talbot)订购了集装箱货运动车组的原型车。温德霍夫制造的首辆 CargoSprinter 于 1996 年 10 月 9 日亮相,塔尔博特的首组列车则在 1997 年 2 月 27 日推出。该型货运动车组共生产了 7 台,其中温德霍夫 4 台、塔尔博特 3 台。
1998 年至 2000 年初,这些列车以 “IKL” 为列车类别代码,作为 “多式联运物流列车”(Interkombi-Logistikzug),在联合运输中为海尔曼货运公司(Spedition Hellmann)服务,运行于汉堡霍赫沙尔站(Hamburg Hohe Schaar)或奥斯纳布吕克站(Osnabrück)至法兰克福机场南货运区(Cargo City Süd am Flughafen Frankfurt)的夜间线路。
该车型的目标是替代卡车运输任务。它原本设计为单组列车,从企业的铁路专用线取货;随后多组列车可重联行驶,到达目的地后再拆分,分别服务不同的货运站点。由于省去了大量调车作业,该车型比传统货运列车更灵活,且最高时速达 120 公里,速度也更快。一组列车的最大载重为 160 吨,设有 5 个各 50 英尺长的装载区,因此最多可运输 25 个 10 英尺集装箱、10 个 20 英尺集装箱或 5 个 40 英尺集装箱。1996 年首台原型车试运行,1997 年起,这 7 组列车进入测试运营阶段,往返于汉堡 / 奥斯纳布吕克与法兰克福机场之间,途中会在汉诺威中央车站(Hannover Hbf)将两组列车重联(即 “编组”)行驶。
2000 年初,该车型停止运营,列车全部停放在奥斯纳布吕克。2001 年,菲格货运公司(Spedition Fiege)曾计划在欧宝(Opel)各工厂之间使用该车型,并将其命名为 “Railrunner”,但这一计划最终落空。2004 年 5 月 28 日,该车型正式退役。不过,该车型最终未能在德国投入大规模量产,原因主要包括以下几点:
- 车辆技术故障频发,尤其是两种版本(温德霍夫版与塔尔博特版)存在严重差异,进一步阻碍了运营;
- 2000 年汉诺威世博会期间的轨道施工,导致测试运营阶段出现大量延误;
- 车辆成本是制造商最初计划的两倍;
- 这类货运方式几乎未获得交通政策支持;
- 德国铁路在测试阶段就调整了货运概念,转而优先选择其他长途货运方案。
技术设计
该设计的两个型号均为 5 节编组列车,两端各设有一个控制室。端部车厢为动力车厢,其中部车轴均由沃尔沃发动机驱动(6 缸,功率 265 千瓦 / 355 马力,转速 2050 转 / 分,排放标准符合欧 II 标准)。传动系统采用 5 挡机械变速箱,配备离合器、液力变矩器及减速器。油箱容量为 700 升,所有牵引设备均安装在货舱地板下方。
列车的主车架采用焊接钢结构,包含两根纵向支撑梁和多根横向构件(例如温德霍夫生产的中间车厢)。动力车厢转向架采用橡胶一系悬挂;温德霍夫生产的无动力车厢采用钢板弹簧一系悬挂,塔尔博特生产的无动力车厢则采用橡胶一系悬挂。所有列车车轴均配备盘式制动器,车辆尺寸符合《欧洲铁路 interoperability 技术规范》(EBO)G2 级限界要求。端部控制室配备空调系统,供暖则利用柴油发动机冷却系统产生的余热。控制室通过空气悬挂系统与车架振动隔离,控制系统采用电子多功能显示屏和操纵杆控制。列车在运营期间为固定编组,且可多列重联,最大重联长度达 630 米(2066 英尺 11 英寸),即 7 列列车(35 节车厢)。列车间通过 Z-AK 型自动车钩连接,该型车钩包含用于电力和数据传输的电气连接装置。
温德霍夫与塔尔博特生产的列车在运营上具备兼容性,但两者也存在差异,具体包括电子控制系统不同、尺寸略有差别以及轮对布置方式不同。温德霍夫 CargoSprinter 列车的 3 节中部无动力车厢均为两轴车厢;塔尔博特列车的中部无动力车厢则采用两轴雅各布斯转向架进行车厢间铰接,且其端部无动力车厢配备两轴转向架。
后续发展
2002 年,西门子(Siemens)与亚琛工业大学(RWTH Aachen)利用两台 CargoSprinter 的动力端车,研发出两款 “CargoMover” 概念原型车。该原型车定位为无人驾驶自动列车,旨在实现单节车厢独立运行,且能通过信号自动引导。改造过程中,CargoSprinter 原有的司机室被拆除,控制系统则安装在位于长梁上方及之间的箱体中。该项目于 2005 年终止。
两台改造后的车辆中,一台后来存放于西门子韦格贝格 - 维尔登拉特测试中心(Siemens-Prüfcenter Wegberg-Wildenrath),偶尔被用作 “PCW 5” 号车执行调车任务。如今,这台已转为测试载体的车辆以 “IFS 5” 为编号,归亚琛工业大学所有。另一台测试载体 “IFS 1” 号车,则由亚琛工业大学轨道车辆与运输系统研究所(Institut für Schienenfahrzeuge und Transportsysteme der RWTH Aachen)持有,用于测量与试验行驶。为搭载技术设备与人员,该车还加装了一个 20 英尺集装箱。 2003 年底,德国铁路公开出售剩余的 6 列CargoSprinter。这些原本停放在奥斯纳布吕克的车辆,计划通过出售至少获得 25 万欧元收入。
温德霍夫公司(Windhoff)将 CargoSprinter 的设计理念进一步发展为名为 “多用途车辆(MPV)” 的模块化车辆系统。该系统并非主要为集装箱运输设计,而是面向特种车辆领域。例如,其衍生出的轨道清洁车已根据当地工况进行适配,在澳大利亚投入使用;经过改装后,该类型车辆也进入了英国市场。此外,这类模块化车辆还被用作铁路工程作业车以及消防救援列车。
奥地利
2004 年,德国铁路(DB)闲置的 690 型和 691 型列车被出售给奥地利联邦铁路公司(ÖBB),并改造为隧道救援列车(ÖBB X690 型)。
澳大利亚
2001 年,CRT 集团订购了 CargoSprinter 列车,并于 2002 年将首列该型列车引入澳大利亚。澳大利亚版 CargoSprinter 列车的技术特性与为德国铁路制造的原版列车基本一致,具体包括:采用推拉式运营模式;每个动力端部单元配备 2 台符合欧盟 II 阶段排放标准的沃尔沃发动机,发动机匹配 5 挡变速箱;每节车厢货运能力为 2 个标准集装箱(TEU);所有车轮均配备盘式制动器;控制室采用空气悬挂并配备空调;可多列重联运营;最高时速为 120 公里 / 小时(75 英里 / 小时)。
昆士兰铁路公司(Queensland Rail)收购 CRT 集团后,CRT 集团董事科林・里斯(Colin Rees)将 CargoSprinter 列车业务剥离,成立了一家私营公司并继续运营。 2004 年,科林・里斯宣布正在研发该列车的增强版,其运力将提升一倍。
荷兰
2000 年,荷兰独立铁路公司肖特莱恩斯(Shortlines)宣布,已向温德霍夫公司订购了价值 500 万德国马克(5DM)的 CargoSprinter 列车,计划用于运营往返于埃因霍温与鹿特丹之间、为飞利浦公司服务的货运线路。但由于在列车上安装 ATB 安全系统涉及时间和成本问题,该 CargoSprinter 列车采购项目最终取消。2007 年,温德霍夫公司获得一份合同,为荷兰 Infraspeed 公司提供 2 台多用途车辆(MPV),用于荷兰南高速铁路(HSL Zuid)的基础设施维护工作。该型车辆搭载功率为 390 千瓦(530 公制马力 / 520 英制马力)的发动机,最高时速为 140 公里 / 小时(87 英里 / 小时)。
挪威
2014 年,挪威国家铁路管理局(Jernbaneverket)订购了 11 台轨道及接触网维护车辆,交付时间为 2016 年起。
瑞士
2003 年,温德霍夫公司与合作伙伴联合为瑞士铁路运营商伯尔尼 - 勒奇山 - 辛普朗铁路公司(BLS)和瑞士联邦铁路公司(SBB-CFF-FFS)研发了一款消防列车 ——LRZ NT 型(德语 “Lösch- und Rettungszug Neue Technologie”,即 “新技术消防救援列车”),初期用于勒奇山基线隧道(Lötschberg Base Tunnel)。温德霍夫公司提供了基于其多用途车辆(MPV)设计的基础列车技术。瑞士联邦铁路采购的列车为 3 节车厢编组,配备 2 台发动机;伯尔尼 - 勒奇山 - 辛普朗铁路公司采购的列车为 4 节车厢编组,配备 3 台发动机(两款列车均包含 1 节无动力车厢)。
瑞士联邦铁路的该型列车由 1 节消防车厢、1 节搭载供水 / 供泡沫及 breathable air( breathable air 指可呼吸空气,用于保障人员在危险环境中的呼吸安全)供应系统的无动力车厢,以及 1 节可容纳 60 人的救援车厢组成。伯尔尼 - 勒奇山 - 辛普朗铁路公司的该型列车则额外增加了 1 节救援车厢。两款列车均搭载 MTU 6H1800 R80 型发动机,功率为 315 千瓦(428 公制马力 / 422 英制马力)。
2009 年,1 台原德国铁路 DB 691-502 型 CargoSprinter 列车被用于研发一款新型列车 ——“RailXpress”。该新型列车的一端采用经遥控改装的 CargoSprinter 列车控制室车厢,作为控制端,同时用于非电气化线路的调车作业;另一端则配备电力机车(如瑞士联邦铁路 Re 420 型电力机车),用于干线运输,可牵引 700 吨(689 长吨 / 772 短吨)的列车,最高时速达 120 公里 / 小时(75 英里 / 小时)。
同年,一款用于运输建筑材料(碎石)的相关列车设计投入运营,名为 “Marti Express Shuttle”。该列车由 1 台经改造的原德国铁路(塔尔博特生产)动力控制车厢、8 节中部四轴车厢以及 1 台电力机车组成,运载能力可达 540 吨(531 长吨 / 595 短吨)。
2012 年,瑞士联邦铁路从温德霍夫 / 德尔格(Dräger)联合体订购了 2 台额外的 LRZ 型列车,用于圣哥达基线隧道(Gotthard Base Tunnel)。
2015 年,瑞士联邦铁路订购了 35 台轨道维护车辆,交付时间为 2017 年至 2021 年。
2016 年,瑞士联邦铁路再次从温德霍夫 / 德尔格联合体订购了 3 台 LRZ 型列车,分别用于 CEVA 铁路线、塞尼基线隧道(Ceneri Base Tunnel)以及勒奇山隧道和辛普朗隧道。
中国台湾地区
2007 至 2008 年间,温德霍夫公司制造并向中国台湾地区高铁线路供应了 6 台基于多用途车辆(MPV)设计的列车,用于线路基础设施维护工作。
英国
在英国,基础设施运营商英国铁路网公司(Railtrack)于 1998 年订购了 25 组两节编组的该型列车。 首批 25 组列车中,仅每列的 1 节控制车厢具备动力。2000 年,该公司又追加订购了 7 组列车 —— 这 7 组列车的两端控制车厢均具备动力,最高时速可达 75 英里 / 小时(121 公里 / 小时)。这些列车主要用于除草、除冰,以及通过喷水和喷洒砂盐混合物(sandite)对铁轨轨头进行处理。
多用途车辆(MPV)也曾被提议用于营利性货运线路。2000 年,英国开展了一项试验,利用多用途车辆(MPV)动力车厢与常规集装箱车厢搭配运输国际标准集装箱(ISO container),货物从南安普顿港运至伯明翰和巴金的货运站。2005 年,英国又进行了一项技术试验,采用 2 台多用途车辆(MPV)动力车厢与 7 节 OTA 型两轴木材运输车厢搭配编组,试验取得了技术上的成功。
1999 年,英国订购了 2 组用于更新西海岸干线(West Coast Mainline)接触网设备的专用工程列车,并于 2000 年交付。每组列车由 5 个可分离的独立单元组成(其中 4 个单元为单端多用途车辆 MPV),整列列车具备多列重联运营能力,可自行驱动前往作业地点。
在作业过程中,列车会拆分为 5 个作业子单元,各单元功能如下:第 1 个单元用于拆除和回收旧接触网导线;第 2 个单元用于更换接触网支撑线(“droppers”,即吊弦);第 3 和第 4 个单元用于架设新导线和安装新吊弦;第 5 个单元用于质量控制,对新接触网的安装情况进行测量和记录。为实现低速控制,这些多用途车辆(MPV)配备了静液压传动系统。
此外,1 台温德霍夫多用途车辆(MPV)还被用作打桩列车的基础车型,用于安装接触网支柱。该打桩列车配备了安装在多用途车辆(MPV)上的打桩锤(由 Fambo AB 公司生产)和安装起重机(由 Hap 公司和帕尔菲格公司生产)。
2011 年,英国订购了 1 组用于接触网架设的专用工程列车,预计初期用于 2013 年左右的大西部干线(Great Western Main Line)电气化工程。这组名为 “High Output Plant System”(高产出设备系统)的列车于 2013 年底完工,整列列车长 500 米(1640 英尺 5 英寸),由 23 节车厢组成,可拆分为 5 个独立作业单元,各单元功能如下:2 个打桩单元(1 个配备振动打桩机,1 个配备冲击打桩机)、1 个混凝土搅拌单元、1 个结构架设单元以及 1 个接触网安装单元。
2016 年,北爱尔兰铁路公司(NI Railways)接收了 1 台多用途车辆(MPV),用于执行喷洒砂盐混合物(sandite)的作业任务。
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