FL九型雙動力源機車

FL 九型雙動力源機車是美國通用汽車電氣動力分部（GM-EMD）為紐約，紐哈芬佮哈特福德鐵路設計製造的一款幹線客運用雙動力源鐵路機車。這款機車是佇咧 F 九型柴油機車基礎上發展來的雙動力源機車，既然會當佇非電氣化路線頂用柴油機做動力源，閣會使佇第三枝路供電的電氣化鐵枝路內面得著直流電源。一九五六年十月至一九六空年十一月間，通用汽車電氣動力分部共生產六十台 FL 九型機車。紐約，紐哈芬佮哈特福德鐵路佇一九六九年結業了後，FL 九型機車先後被賓州中央運輸公司、聯合鐵路公司、美國國家鐵路客運公司、大都會北方鐵路等鐵路公司繼承佮使用。

開發背景

紐約，紐哈芬佮哈特福德鐵路（以下伊簡稱紐哈芬鐵路）擁有超過三千 khí-looh 的鐵路，主要經營美國東北部新英格蘭地區的鐵路運輸業務，也是美國上早發展佮應用電氣化的鐵路公司。對伍德朗至紐哈芬的鐵路（今大都會北方鐵路紐哈芬線）較早一九空七年已經完成電氣化，採用電車線供電的十一千伏二十五赫茲單相交流電制式，這是彼當陣世界上長的一條電氣化鐵路幹線，而且閣是世界上頭一改採用單相交流供電的電氣化鐵路。就算講按呢，因為長期困擾著紐哈芬鐵路公司的財政問題，一直到該公司佇一九六九年合併到賓州中央運輸公司的時，共電氣化鐵路延伸到波士頓的計劃猶原無實現。

此外，紐哈芬鐵路佮紐約中央鐵路有關於使用路權的營運協議，紐哈芬鐵路的列車會當通過紐約中央鐵路的路線（今大都會北方鐵路哈萊姆線），直通運轉到紐約市曼哈頓的大中央車站。為著欲保障列車運轉安全佮環境保護的原因，連接大中央車站的公園大道磅空區段較早一九空七年就完成電氣化，供電的制式為第三軌供電的六百六十積特直流電，自按呢蒸汽機車佮柴油機車去予人禁止進入去紐約市中心的地下隧道，電氣化區段無偌久了後閣進一步延伸到伍德朗。佇雙動力機車出來以前，所有對大中央車站發往波士頓方向的旅客列車，佇紐約大中央車站到紐哈芬聯合車站之間由電力機車牽引，而且伊的紐哈芬閣換做柴油機車牽引直至目的地。

一九五空年代中期，為著提高機車運用效率猶閣縮短列車運轉時間，紐哈芬鐵路決定研出一種新型雙動力源機車，這種機車既然會當佇一般路線頂用柴油機做動力源，當入去公園大道磅空了後閣會使對第三軌獲得直流電。紐哈芬鐵路的機械工程部門根據這个概念，佮濟間機車的製造商接接而且開展設計任務，但是因為曼哈頓九十七街到公園大道磅空口的高架橋承重限制，幾間機車製造廠提出的方案攏因為重量超過限制無被採納。

後來，通用汽車電氣動力分部（以下簡稱 EMD）提出一个以 F 九型柴油機車做基礎的建議，改造內容包括延長車體長度以便安置另外的電氣裝置，同時共一台二軸斡向架改做 A 一 A 軸配置的三軸斡向架仔，毋是採用較早標準的 Bo-Bo 軸配置配置，這一方案就會當滿足高架橋的重量限制。一九五六年初，紐哈芬鐵路向 EMD 公司訂買頭批三十台機車，這種雙動力源機車被定型做 FL 九型機車（意為延長車體的 F 九型機車）。這批機車佇一九五七年全部完成交付，後來閣追加訂買第二批三十台⿰オト⿰バイ，並且一九六空年交付完畢。

技術特點

總體結構

FL 九型機車是內底佮電力雙動力源的幹線客運機車，採用「鬥牛犬」式流線型外觀的整體承載結構棚式車體，車體長度比 F 九型柴油機車延長差不多八英尺，以容納額外增加的電氣設備佮蒸汽鼎爐。車內裝有一台為旅客列車供暖的維巾-克萊森式蒸汽鍋爐，蒸汽發生量做每點鐘兩千磅，水箱容積做一千三百加侖。機車行行部為特殊的 B-A 一 A 軸配置，前捀轉向架是二軸轉向架，按呢轉向架仔是三斡向架仔；除了三心轉向架的中間軸以外，其他四枝車心攏是由各人的牽引 mòo-tà 驅動。這个軸配置上頭仔是為著 FP 九型柴油機車設計的，原意是用來增加水箱通好牽引長距離旅客列車，雖然實際上從來無 FP 九型機車使用這个軸配置，煞佇後來的 FL 九型機車頂懸予成功應用。

為著欲騰出第三鐵受電靴的安裝空間，FL 九型機車使用經過改良的布貝格斡向架，將原本設佇咧構架外口的搖枕鋼枋弓仔取消，改做使用設置佇咧構架內底的搖枕仔捲弓仔。轉向架其他的部份佮普通的布貝格轉向架無精差，車軸箱採用導框式定位結構，一改懸吊做軸箱頂頭兩个並聯的捲簧組。牽引力佮制響力通過中心銷來傳達。基礎制鋪排做雙爿的瓦枋枋，每一个輪對左右各設有一个趨缸，另外閣設有閘瓦間的縫調整器。FL 九型機車採用西厝氣響公司（WABCO）二十四 RL 型非自動保壓式配機。

動力裝置

FL 九型機車的動力裝置是一台十六醃缸的 EMD 五百六十七系列二行程柴油機，氣缸直徑為八堵五英寸（二百十六毫米），活塞行程為十英寸（兩百五十四毫米），單缸排量做五百六十七立方英寸（九九尺二九升），額定轉速做每分鐘八百三十五轉，採用羅茨式鼓風機成做機械增壓器。頭批三十台⿰オト⿰バイ裝用十六鋪五百六十七 C 型柴油機，額定功率為一 , 七百五十馬力（一 , 三百空六千瓦），並佮 D 十二 D 型牽引發電機的配套來使用；抑若尾仔追加訂買的第二批三十台⿰オト⿰バイ，是裝用經過強化的十六鷹五百六十七 D 一型柴油機，額定功率為一 , 八百馬力（一 , 三百四十三千瓦），並佮 D 二十二 A 型牽引發電機的配套來使用。柴油機直接佮直流牽引發電機相連接，另外閣驅動一台交流輔助發電機，欲來為冷卻風 mòo-tà 佮牽引 mòo-tà 通風機供電。

傳動系統

傳統採用直—一直流電傳動裝置，柴油機直接帶動一台硞硞流牽引發電機，發出的直流電予四台 D 三十七 B 型直流牽引 mòo-tà。當做柴油機做動力的時陣，司機控制器手柄乎八个級位分別對應八个柴油機轉速速速速。為著充分利用牽引發電機發出的功率，並使牽引電流、電壓自動保持佇咧規定的限值內，佇加速過程中牽引 mòo-tà 自動進行四種方式的串—並聯換接，當機車起動佮加速的時陣牽引 mòo-tà 以「兩捾兩捾」方式連接（Series-Parallel），達到一定速度了咧牽 mòo-tà 迴路接入分流電阻進行磁場削弱（Series-Parallel Shunt），隨著速度繼續提懸又閣改做以全並聯方式連接（Parallel）來繼續加速，達到牽連 mòo-tà 額定電壓了後再次接入分流電阻進行磁場削弱（Parallel Shunt），互相擴大恆功率調速的範圍閣使機車達到上懸的速度。這種控制方式彼當陣廣泛應用佇咧 EMD 公司的柴油機車。

當機車佇電氣化鐵路頂頭第三枝路供電的時，猶原由仝一个司機控制器對⿰オト⿰バイ實行操縱。因為供電電壓佮牽引 mòo-tà 額定電壓相若，自按呢只需要使用攕—並且聯換接和電阻調壓來做調速手段。司機控制器的頭一个級位使牽引 mòo-tà 以「兩捾兩捾」方式連接，並佮所有電阻器串聯接；第二至第五級位順序減少串聯連接的電阻器，漸漸提懸向牽引 mòo-tà 供給的電壓；第六級的使牽引 mòo-tà 轉換全並聯連接，並佮另外一系列電阻器相連接；第七佮第八級位是接入分流電阻進行二級磁場削弱。FL 九型⿰オト⿰バイ攏總有二十八个調壓級，對而且得著相對平滑的調速性能。

現代化改造

改造背景

FL 九型機車自投入運用以來經歷幾若擺的大修，雖然自一九八空年代起鐵路公司開始考慮採購新型機車來取代 FL 九型機車，毋過需求量傷少的原因，新機車的招標總是得袂著回應，唯一的辦法是嘿 FL 九型機車做一改閣一改的大修，以雖然會當延長其使用壽命。一九八五年起，為著配合具備電氣供暖的海岸快車型鐵路客車投入運用，大都會北方鐵路對部份 FL 九型機車進行相應該改造，加裝做列車供電的輔助柴油發電機，為旅客列車空調、照明、ba̍t-té-lih 充電用電負載供應四百八十積特六十赫茲三相交流電。

一九八六年，鐵路公司決定欲選十台 FL 九型機車進行全面的現代化改造，其中包括大都會北方鐵路的七台機車（兩千空四十～兩千空四十六）佮長島鐵路的三台機車（三百～三百空二），改造內容包括採用全新的渦輪增壓柴油機、三相交流傳動系統、微電腦控制系統、電阻制鋪和再生制鋪系統、肺癆系統、重新設計的司機室等部份，完成改造了後的機車予人改稱做FL 九 AC 型機車。經過改造了後的機車強欲全新製造的機車，對原車頂好會當保留落來的主要部件干焦車體鋼結構佮盤向架構架。經過相連紲的公開招標過程了後，最終選擇矣 ABB 公司（即後來的 Adtranz）做工程承包商。為著欲對交流傳動的技術進行分析佮模擬，ABB 公司閣佇德國曼海姆建立了牽引系統試驗平台。改造工程原本計畫佇咧北卡羅來納州的共和機車製造廠來進行，毋過這个工場結業了後改造工程予人轉去到紐約州埃爾邁拉市的 ABB 工場繼續進行。

改造內容

鐵路公司選擇去矣 EMD 公司的十二交七百十 G 三型柴油機作為 FL 九 AC 型機車的動力裝置，這是一種十二氣缸、二行程、廢氣渦輪增壓的 V 型中速柴油機，氣缸直徑為九馮一 ⁄ 十六英寸（二百三十二毫米），活塞行程為十一英寸（兩百七十九九毫四毫米），額定功率為三 , 一百五十馬力（二 , 三百五十瓦），單缸排量做七百十立方英寸（十一孵六三升），額定轉速為每分鐘九百轉。選擇該型柴油機的主要因素是咧提高功率的同時亦會用得縮小 sài-sù 佮減輕重量，使其會當適合新的電氣裝置佮滿足空氣濾清系統的要求，而且嘛閣繼續使用 EMD 柴油機也有利於維護檢修、人員培訓佮配件提供。

FL 九 AC 型⿰オト⿰バイ是繼美國國家鐵路客運公司的兩百空二號⿰オト⿰バイ（F 四十 PHAC 型柴油機車）了後，美國第二款的採用 ABB 牽引系統的交流傳動柴油機車。主傳動系統主要是由牽引發電機、整個流裝置、升壓斬波器、制斬波器、牽引變流器、牽引 mòo-tà、微電腦控制系統等部份組成。FL 九 AC 型機車裝用一台 EMDAR 七 YBC 型三相交流的同步來牽引發電機，是佇咧 EMDAR 十型牽引發電機的基礎頂懸改良而成。柴油機通過彈性聯軸器直接驅動牽引發電機，發出的三相交流電通過裝置轉換做直流電了後，閣由兩台 VVVF 牽引變流器轉換做頻率、電壓可調節的三相交流電，逐台變流器隨个屈勢隨个屈勢的兩台牽連 mòo-tà 供電。當機車佇電氣化鐵路對第三軌獲取的六百六十積特直流電時，頭先經過佇第二象限工作的升壓斬波器，將電壓提懸到一千四百欉特的中央直流電壓了後才閣輸入變流器。

FL 九 AC 型機車頂懸的升壓斬波器、制斬波器、牽引變流器攏用仝款的 GTO 功率模組，每一个模組攏是由反並聯方式接起來會當關斷閘流體佮二極體元件組成，功率模組採用防火性能較好的氟利昂蒸發冷卻。四台牽涉著 mòo-tà 採用由 ABB 公司提供的鼠籠式異步牽引 mòo-tà，控制策略採用 ABB 公司開發的直接轉矩控制（DTC），線圈使用卡普頓、玻璃纖維、矽樹脂真空壓力浸跡進行絕緣處理，牽引 mòo-tà 的電樞端裝有空轉傳感器。機車頂懸閣有裝一台 CVCF 變流器做列車供電裝置，伊會當為列車提供上大七百千瓦容量的四百八十伏特六十赫茲三相交流電。FL 九 AC 型機車使用 MICAS-S 微電腦控制系統，系統分做⿰オト⿰バイ控制級佮傳動控制級兩个層次，逐个層級佮模組通過匯流排交換資訊，系統有牽引控制、制鋪控制、防空轉保護、故障診斷和顯示等等的功能。

運用歷史

FL 九型雙動力源機車佇一九五七年開始投入服務，上頭仔主要做紐約至波士頓、斯普林菲爾德的直通旅客列車的牽引著任務，包括紐哈芬鐵路的優等旅客列車「商旅特緊號」（_ Merchants Limited _），這逝列車往返於紐約大中央車站佮波士頓南站，運轉距離全長兩百二十九石五英里（三百六十九九九尺三 khí-looh），單程旅行時間差不多四點鐘十五分鐘。後來，FL 九型機車的運轉區段毋但延伸到普羅維登斯甚至鱈魚角，佇新英格蘭地區的丹伯里、皮茨菲爾德、伯克希爾等地均會當看著其他的影。FL 九型雙動力源⿰オト⿰バイ的靈活性佮廣泛運用，予紐哈芬鐵路公司會當佇一九六一年拆除了紐哈芬線南諾沃克到丹伯里間電氣化鐵枝路高架電車線，另外佇紐哈芬鐵路拍起來所有佇一九五五年進前投入運用的舊型機車，干焦保留部份 EP 五型佮 E 三十三型交流電力機車繼續使用。

一九六九年，紐哈芬鐵路公司予賓州中央運輸公司（是原賓夕法尼亞鐵路佮紐約中央鐵路合併而成）兼併，紐哈芬鐵路的所有資產包括 FL 九型機車攏予人佇賓州中央公司繼承，部份機車被接收了後披起去賓州中央公司的新塗貯，但是嘛有一寡機車猶原保留紐哈芬鐵路公司的舊塗貯。紐哈芬鐵路公司予整體兼併後，賓州中央運輸公司的經營狀態更加是無米兼閏，最終佇一九七空年六月正式宣布破產。佇賓州中央運輸公司的清盤過程中，原本由其經營的通勤客運業務改由紐約大都會運輸署（MTA）佮麻薩諸塞灣交通局（MBTA）繼續撥款來維持營運。

佇美國鐵路協會的介入之下，時任美國總統尼克森於一九七三年簽署了《地區鐵路重組法案》（Regional Rail Reorganization Act），閣佇一九七六年由美國聯邦政府注資成立了聯合鐵路公司（Conrail），嘿宣布伊強欲破產的鐵路公司進行重組。聯合鐵路公司開始營業了後接收矣原屬賓州中央運輸公司的 FL 九型機車，其中十二台機車佇無偌久了後予人轉賣予美國國家鐵路客運公司（Amtrak）。一九八三年，聯合鐵路公司將通勤鐵路客運業務移交予各州政府的交通管理部門。為此，紐約州政府落轄的紐約大攏會運輸署佇仝年成立大都會北方鐵路，做為一間經營紐約州通勤鐵路服務的公營機構，這屬於大都會北方鐵路的 FL 九型機車攏有採用新抹裝的。其中十台機車尾仔經過翻新了後又閣予人轉售予康乃狄克州運輸部，這陣機車攏採用原始的紐哈芬鐵路塗裝。

一九八空年代尾，長島鐵路計畫開行由傑斐漆港經紐約市至奧爾巴尼的直通旅客列車，因為列車會進入去紐約市曼哈頓地下的賓夕法尼亞車站，長島鐵路考慮著進行全線電氣化改造的成本貴參參，決定欲使用雙動力源機車成做牽引的動力，以利用賓夕法尼亞車站的第三軌供電電氣化鐵路。一九八九年，長島鐵路向大都會北方鐵路買三台 FL 九型機車，閣和大都會北方鐵路的七台機車進行了現代化改造。同時，長島鐵路閣向日本的東急車輛製造訂買十台 C 一型雙層客車，這批客車佇一九九一年七月到美國並開始試運轉；因為彼當陣改造了後的 FL 九 AC 型機車猶未來會赴完成試驗，咧試運轉初期捌一度來使用 E 八型佮 GP 三十八孵二型柴油⿰オト⿰バイ作為牽引動力，一直到 FL 九 AC 型⿰オト⿰バイ佇一九九二年開始投入試運轉為止。毋過，C 一型雙層客車因為設計這方面存在無夠之處毋捌真正投入營運，長島鐵路的 FL 九 AC 型機車嘛因此歸還予大都會北方鐵路。

一九九五年起，隨著大都會北方鐵路佮美國國家鐵路客運公司引入了新一代的 P 三十二 AC-DM 型雙動力源機車，使用壽命將近五空年的 FL 九型⿰オト⿰バイ開始沓沓予人淘汰。二空空五年十月二三，大都會北方鐵路、康乃狄克州運輸部、豪薩托尼鐵路合作舉辦一擺 FL 九型機車的告別運轉活動。二空空九年，大都會曉北方鐵路的 FL 九型⿰オト⿰バイ全部中止營運報廢。袂少 FL 九型機車佇退伍了後攏進入博物館保存或者是轉予地方鐵路使用，譬如講部份對美鐵退伍的 FL 九型機車被莫里斯敦佮伊利鐵路買入佮用來牽引旅遊列車，閣有兩台機車去予緬因州東方的鐵路購入，用來牽引布倫瑞克至羅克蘭的短途旅客列車。

參見

EMDE 系列
EMDF 系列
F 九型柴油機車
FP 九型柴油機車

參考書目

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參考文獻