日本國鐵DF93型柴油機車
DF93型柴油機車（日語：DF93形ディーゼル機関車）是日本國有鐵道的液力傳動柴油機車車型之一，由日立製作所於1960年設計製造。該型機車屬於實驗性車型，僅試製了一台並未投入批量生產[1]。
| DF93 | |
|---|---|
| 概覽 | |
| 類型 | 柴油機車 |
| 原產國 |  日本 |
| 生產商 | 日立製作所 |
| 生產年份 | 1960年 |
| 產量 | 1台 |
| 主要用戶 | 日本國有鐵道 |
| 技術數據 | |
| UIC軸式 | C-C |
| 軌距 | 1,067毫米 |
| 軸重 | 11.6噸 |
| 機車長度 | 15,500毫米（連結器中心距） |
| 機車寬度 | 2,795毫米 |
| 機車高度 | 3,816毫米 |
| 整備重量 | 70.0噸 |
| 燃料儲備量 | 1,500升 |
| 傳動方式 | 液力傳動 |
| 傳動裝置 | 日立 LAZ10R |
| 發動機 | 日立·MAN L12V 18/21m.A. |
| 發動機功率 | 1,100馬力 |
| 最高速度 | 76.7公里/小時 |
| 持續速度 | 13公里/小時 |
| 牽引力 | 17,500公斤（起動） 14,600公斤（持續） |
| 制軔方式 | 氣軔、手制軔 |
開發背景 編輯
1950年代初，受到美國和聯邦德國（西德）大力推動牽引動力內燃化改革的影響，日本國有鐵道也開始計劃非電氣化幹線的牽引動力現代化。1952年，日本正式結束了石油製品統制制度，日本國鐵隨即恢復新型柴油機車的研製工作。在國鐵柴油機車處於開發和摸索階段的1950年代，日本國內的鐵路機車製造商先後試製了一系列原型車，日本國鐵並與製造商訂立了車輛貸借契約，以租借的名義將這些原型車納入國鐵車輛編制及進行試驗，1960年研製成功的DF93型柴油機車即為其中之一。
DF93型柴油機車是由日立製作所自行開發的1100馬力液力傳動柴油機車，也是當時日本國內功率最大的單機組液力傳動柴油機車。實際上，該型機車並非以日本國鐵為主要推銷對象，而是作為一款對外展示日本柴油機車技術的示範車輛，以便打開南美洲、東南亞、中東地區的出口市場。因此，這是一款專門為支線鐵路而設計的客貨運通用柴油機車，採用了軸重不足12噸的Co-Co軸配置，以提高路線適應能力。機車裝用了引進西德技術的L12V 18/21m.A.型柴油機及LAZ10R型液力傳動裝置，並採用了在當時較為先進的油—水熱交換器間接冷卻、自動調節式靜液壓驅動風扇、氣動式柴油機無級調速器等技術[2]。
運用歷史 編輯
1962年6月，日本國鐵從日立製作所借入DF93 1號機車，投入常磐線試用一段時間後配屬千葉鐵道管理局千葉氣動力車區，主要擔當房總方面的旅客列車（包括同年夏季「白砂號」臨時列車）和貨物列車（主要在總武本線兩國至千葉間）牽引任務。1964年3月，車輛貸借契約完結後，這台機車返還日立製作所。
技術特點 編輯
總體布置 編輯
DF93型柴油機車是客貨運通用的液力傳動柴油機車，採用底架承載的全鋼焊接結構非貫通箱型車體，車體外形與日立以前試製的DF90型柴油機車甚為相似。車體兩端各設有一個司機室，司機室內機車運轉方向的左側設有司機操縱台，右側設有副司機座席及手制軔手柄，司機室兩側設有供乘務員乘降的側門。車體中部是動力室和冷卻室，並設有貫通式雙側內走廊連接兩端司機室[2]。
動力室內安裝了一套柴油機和液力傳動裝置，柴油機飛輪端設有兩台皮帶傳動的空氣壓縮機、燃油泵、機油熱交換器和蓄電池，動輪室頂部裝有油浴式空氣過濾器和膨脹水箱，液力傳動箱旁邊裝有液力傳動油熱交換器。冷卻室內設有冷卻水散熱器和柴油機預熱裝置，頂部裝有一個靜液壓驅動的軸流式冷卻風扇，司機室和冷卻室之間設有四個總風缸。燃油箱吊掛在車體下方兩台轉向架之間[2]。
柴油機 編輯
DF93型柴油機車裝用一台日立製造的L12V 18/21m.A.型柴油機，由聯邦德國的曼恩集團轉讓技術及授權生產，日本車輛製造試製的DD93型柴油機車亦採用同型柴油機。這是一種四行程、12氣缸、水冷式、廢氣渦輪增壓的V型高速柴油機，氣缸直徑為180毫米，活塞行程為210毫米，氣缸夾角為60°，持續功率為1100馬力（820千瓦），額定轉速為每分鐘1500轉。單位燃料消耗量為166（+10%）克/有效馬力·小時，柴油機淨重量為3900公斤。柴油機採用氣動式調速器來控制轉速，司機控制器的11個級位分別對應特定的柴油機轉速，使柴油機轉速能夠在每分鐘600～1500轉之間變化[2]。
傳動系統 編輯
DF93型柴油機車是單機組的液力傳動柴油機車，液力傳動系統主要包括液力傳動箱、車軸齒輪箱、萬向軸及彈性聯軸節等。液力傳動箱位於車體中部靠近第二端轉向架側。柴油機通過彈性聯軸節及萬向軸將功率傳遞到液力傳動箱，再從液力變速箱的兩端輸出法蘭，以萬向軸傳給前後轉向架上第一（五）、二（六）輪對間的分配齒輪箱，然後由這一分配齒輪箱通過兩根萬向軸驅動上述兩個輪對的車軸齒輪箱，最後從第二輪對的車軸齒輪箱通過萬向軸驅動第三（四）輪對。整套傳動系統共使用十二根萬向軸、兩個分配齒輪箱和六個車軸齒輪箱[2]。
DF93型柴油機車採用日立製作所開發的LAZ10R型液力傳動裝置，與西德的福伊特型多循環圓液力傳動裝置屬於同一類型。該液力傳動裝置由一個起動變扭器、兩個運轉變扭器、一對增速齒輪、風動換向齒輪機構組成，其中起動變扭器適用於機車起動和低速工況，而運轉變扭器適用於機車中高速運轉工況，變扭器的運轉狀態是根據運轉速度和柴油機輸出功率決定，並依靠變扭器的充排油過程來自動完成換檔[2]。
轉向架 編輯
機車走行部為兩台三軸轉向架，採用鋼板焊接成箱型結構的「目」字形構架。輪對軸箱採用導框式定位結構，一次懸吊裝置為軸箱兩側的捲簧。由於轉向架中央的部分空間被傳動系統之萬向軸占用而無法設置心盤，因此車體重量的垂直酬載通過旁承支座支撐在搖枕上，搖枕彈簧採用防震橡膠堆，搖枕通過吊杆懸掛在轉向架構架的側梁上。而牽引力和制軔力則通過構架橫梁和車體底架之間的牽引杆傳遞，並以此構成轉向架相對於車體的假想迴轉中心。基礎制軔裝置採用雙側閘瓦制軔[2]。
