EF60型电力机车(
日语:EF60形电気机関车)是
日本国有铁道的
直流电力机车车型之一,适用于供电制式为1500伏
直流电的
电气化铁路,于1960年研制成功并投入批量生产。
发展历史
开发背景
1958年,日本国有铁道开发了ED60、ED61型电力机车,开创了日本“直流新型电力机车”的先河。与此前的旧型电力机车相比,“直流新型电力机车”具有大功率
牵引电动机、架悬式驱动装置、超多段电阻调压、机车整体轻量化、粘着性能大幅提升等特点。1960年,为了满足
东海道本线和
山阳本线等主要干线上高速货物列车(
日语:高速货物列车)的牵引需要,日本国有铁道在之前两种四轴(
Bo-Bo)机车的基础上,又成功研制了采用六轴(
Bo-Bo-Bo)设计的EF60型电力机车。
原型车
1960年1月,首先完成试制两台原型车,其中EF60 1号机车由汽车制造、东洋电机(
日语:东洋电机制造)制造负责试制,而EF60 2号机车由川崎车辆、川崎电机制造负责试制。两台机车的总体结构基本相同,
车体采用整体承载式全钢焊接结构。由于EF60型电力机车的单机功率较大,并计划用于替换干线上的EH10型电力机车,因此采用了和ED46型电力机车一样的前端非贯通结构,并采用大面积前窗玻璃以改善司机的嘹望视野。此外,因为EF60型电力机车按
货运机车设计,所以并没有安装为旅客列车供暖的蒸汽供暖或电气供暖设备。
调速控制方式和ED60型电力机车一样,采用超多段电阻调压、牵引电动机的串并联换接、以及磁场削弱控制来达到调速的目的,但由于牵引电动机的数量由四个增加到六个,因此采用了三段式串并联换接方式(串联、串—并联、并联)。而在ED60、ED61型电力机车上取得良好效果的轴重转移电气补偿、轮对防空转保护系统亦被EF60型电力机车继承。EF60 1号机车采用与ED60型电力机车相同的MT49型串励直流牵引电动机,而EF60 2号机车则采用MT49B型牵引电动机。
两台原型车的最大分别在于
转向架。机车走行部为三台二轴摇枕式转向架,中间转向架与两端转向架不同,具有横动装置以便机车通过曲线。EF60 1号机车采用了心盘承重的DT115型两端转向架,而EF60 2号机车采用了旁承承重的DT106A型两端转向架。两者均采用DT116型中间转向架,但摇枕吊杆结构略有不同。牵引电动机采用架悬式安装方式,而驱动装置则采用车轴轴套式空心轴传动。
两台原型车出厂后均配属到吹田第二机关区(今吹田机关区(
日语:吹田机関区))进行比较试验。由于试验结果显示EF60 1号机车对轨道的侧压力作用较小,因此采用DT115、DT116型转向架的EF60型电力机车被批准投入批量生产。
第一批量产车
1960年7月至9月,为满足山阳本线
姬路至
冈山区段完成电气化的牵引需要,川崎车辆、川崎电机制造、汽车制造、东洋电机制造生产了第一批量产车,共计12台(3~14)。量产车根据原型车的使用经验作出了一些改进,例如,将WP35型
雨刮器改为安装了前窗玻璃上方;改为使用CS13A型调压开关,带有串并联换接过渡继电器。驱动装置仍采用和原型车相同的轴套式空心轴传动,但由于大齿轮直接通过弹性元件与车轮相连,因此无法将其置于完全封闭的齿轮箱内,经常因沙尘进入齿轮箱而造成齿轮啮合状态恶化,引致驱动装置发生异常振动。后来,对于之前生产的原型车和第一批量产车,均将轴套式传动装置改造成连杆式空心轴传动装置,以提高传动装置的可靠性。
基本番台的EF60型电力机车出厂时均采用国铁传统的茶色涂装(葡萄色2号)。1965年,日本国铁修订了
铁路车辆涂装规定,要求所有新型
直流电力机车统一采用标准色涂装,车体部分采用蓝色(青15号),车头正面下半部采用奶黄色(奶油1号)。
第二批量产车
1962年5月至8月,为满足东海道本线和山阳本线货物列车增发的需要,川崎车辆、川崎电机制造、汽车制造、东洋电机制造生产了第二批量产车,共计32台(15~46)。基于轴套式空心轴传动装置所暴露出来的缺点,第二批量产车改为采用传统的轴悬式传动装置。为了提高机车的运行稳定性,采用了DT115A、DT116A型转向架,固定轴距从2500毫米延长到2800毫米,机车全轴距从11700毫米延长至12320毫米,机车长度亦相应由16000毫米延长至16500毫米。除此之外,还采用了增大功率的MT52型牵引电动机,使机车小时功率提高至2550千瓦;并将齿轮传动比减小至4.44,最高运行速度提高至100公里/小时,以提高机车的高速运转性能。
第三批量产车
1963年7月至1964年3月,为满足山阳本线冈山至
广岛区段电气化开业,以及东海道本线和山阳本线货物列车增发的需要,又生产了第三批量产车,共计37台(47~83)。这批机车配属于稻泽第二机关区(
日语:爱知机関区)和沼津机关区,替换原有的
EF15型电力机车。除了之前的川崎车辆(联合川崎电机)和汽车制造(联合东洋电机)外,三菱重工业和
东芝公司亦加入生产EF60型电力机车。这批机车在外观上的主要特点,是将司机室侧窗玻璃改为以H型断面的
橡胶密封条固定。
第四批量产车
EF60 84号机车(1986年)
1964年4月至7月,因应
中央本线甲府至上诹访区段电气化开业,以及
上越线、
高崎线、
东北本线货物列车增发的需要,汽车制造、东洋电机、东芝公司、川崎车辆生产了第四批量产车,共计16台(84~99)。这批机车配属于沼津机关区、米原机关区、吹田第二机关区(
日语:吹田机関区),替换原有的EF15型电力机车。
与之前生产的量产车相比,这批机车在车体外观上有较大变化,采用了与EF65型电力机车统一的车体外观,车体侧墙上设有平行排列的通风口和采光玻璃窗;而原本安装在两端车顶中央的单灯式前照灯,亦改为两盏较小的前照灯。除此之外,还更换了司机室内部分设备,及改用LA15型
避雷针。
第五批量产车
1964年7月至10月,为满足上越线、高崎线、东北本线、
山手线货物列车增发的需要,汽车制造、东洋电机、东芝公司、川崎车辆生产了第五批量产车,共计30台(100~129)。这批机车当时配属于沼津、滨松、稻泽第二、米原、吹田第二、高崎第二机关区,替换原有的EF15型电力机车。
500番台
寝台特急色涂装的EF60 501号机车
1960年代初,越来越多的寝台特急列车换型为20系客车(
日语:国鉄20系客车),同时这些“
蓝色列车”亦逐步扩大编组以应付客流增长。1963年10月至1964年7月间,为了满足旅客列车的牵引需要,汽车制造、东洋电机、川崎车辆、三菱重工业特别生产了EF60型500番台电力机车,共计14台(501~514)。这批机车的牵引性能和其他EF60型电力机车并无分别,只是按照牵引20系客车的需要作出了一些适应性改造。
外观上,501~511号机车的车体与第三批量产车相同,而512~514号机车的车体则与第四批量产车相同。机车上安装了与20系客车乘务员室相连的有线电话,以及在
架空接触网电压异常时使
电源车(
日语:
电源车)能够快速降弓和停止
电动发电机的紧急开关,机车两端设有KE59型电气连接器与列车相连。为配合“蓝色列车”的形象,这批机车亦采用了寝台特急涂装,车体以深蓝色(青15号)为主色,车头部分采用奶黄色(奶油1号(
日语:クリーム1号)),两侧各有一条奶黄色色带,另外还在两端增加了列车标志的挂架。
1975年以后,由于EF60型500番台电力机车已经不再用于牵引旅客列车,因此车身涂装也恢复为直流新型电力机车的标准色,并取消了机车两端的KE59型电气连接器。
运用
EF60型电力机车牵引
宇野线的货物列车(1983年)
EF60型电力机车投入运用初期,0番台机车主要担当东海道本线、山阳本线的高速货物列车牵引任务,而500番台机车主要担当
东京往
九州方向的寝台特急列车牵引任务,例如“隼号”、“富士号”、“瑞穗号”、“朝风号”列车。1964年,山阳本线横川(
日语:横川駅 (広岛県))至小郡(今新山口)区段完成电化改造后,500番台在日间还会担当濑野(
日语:瀬野駅)至八本松(
日语:八本松駅)区间(简称“濑野八(
日语:瀬野八)”)的
补机任务。
然而,由500番台机车是在
货运机车的基础上改良而成,高速性能相对较差而不太适合用于牵引特急列车高速运行,尤其当机车连续高速运行时长时间使用40%磁场削弱,使牵引电动机频繁发生环火故障,因此于1964年底禁止使用40%、49%磁场削弱。1965年,高速性能更好的EF65型500番台电力机车开始在东海道本线和山阳本线投入服务。1968年,随着20系客车改装电控空气制动机,EF60型500番台电力机车亦不再用来牵引定期寝台特急列车。
此后,所有EF60型电力机车均用于牵引东海道本线、山阳本线的货物列车。1970年代末,为了淘汰
首都圈地区的旧型货运电力机车,EF60型电力机车投入
中央本线、
高崎线、
两毛线等铁路运用。至1980年代中期,由于机车逐渐老化、货物列车减少,EF60型电力机车开始逐步分批报废。1985年4月,高崎第二机关区(今高崎机关区)、沼津机关区、稻泽机关区、冈山机关区、广岛机关区仍配属EF60型电力机车。
1986年3月,高崎第二机关区的部分EF60型电力机车转配属龙华机关区,并投入
阪和线和
纪势本线运用,用来淘汰该线原本使用的EF58型电力机车,这些机车均加装了总风管以满足12系客车(
日语:国鉄12系客车)的
空气弹簧及气动车门的用风需要。同年11月,阪和线和纪势本线的旅客列车全部改由113系、165系
电力动车组担当,龙华机关区的EF60型电力机车亦同时停运报废。绝大部分EF60型电力机车都在
国铁分割民营化之前报废。
改造
EF61型200番台
1977年至1979年,为了替换“濑野八(
日语:瀬野八)”区间的EF59型电力机车,对采用空心轴传动的EF60型电力机车原型车及第一批量产车进行了改造,以担任该区间的补机任务,完成改造后被改称为EF61型200番台。按原本计划改造对象包括全数14台机车,但因为在使用过程中发现其
重联控制系统存在缺陷,因此仅完成八台机车之后即停止改造。
EF67型基本番台
1982年,为了尽快淘汰EF59型电力机车,日本国铁在EF60型电力机车的第四、五批量产车之中选取了其中三台机车来进行改造,投入到濑野八区间使用,完成改造后被改称为EF67型基本番台。
技术数据
车辆保存
“和平号”涂装(上)和“美国列车”涂装(下)的EF60 19号机车
EF60 47号机车的司机室部分,并且恢复到最初的葡萄色涂装
动态保存
若不包括由EF60型电力机车改造而成的EF61、EF67型电力机车,EF60 19号机车则是目前唯一一台处于动态保存状态的EF60型电力机车,至今仍然用于牵引
上越线、
信越本线的临时列车、
两毛线的工务列车、以及
高崎周边的配给列车。
该机车由汽车制造和东洋电机制造,于1962年8月3日交付使用,先后配属新鹤见机关区(
日语:新鹤见机関区)和滨松机关区,至1981年7月转配属高崎第二机关区。1986年,EF60 19号机车被指定为“
和平号(
日语:やすらぎ (鉄道车両))”临时团体列车的牵引机车,为配合该列车的主题涂装,机车亦采用了相同的色彩,即以白色为底色,并配上红色和蓝色的色带。1987年,
国铁分割民营化之后该机车由
东日本旅客铁道(JR东日本)继承,仍继续配属于高崎运转所(今高崎车辆中心(
日语:高崎车両センター)高崎支所)。
1988年7月起,作为日美友好亲善活动的其中一个项目,一列由50系客车(
日语:国鉄50系客车)改造而成的“美国列车”在日本各地巡回运转,并指定由EF60 19号机车担当牵引任务,机车和客车均同样披上了
星条旗风格的涂装。翌年,“美国列车”完成全国运转后,这台机车又恢复为之前的“和平号”列车主题涂装。2001年,“和平号”客厅列车停运报废后,EF60 19号机车仍继续使用该涂装,并经常用于牵引各种临时团体列车。
2007年,JR东日本对其进行了全面检查,并加装了移动数字通信设备,同时亦将车体涂装更换为直流新型电力机车的标准色。2010年1月,机车第二端的前照灯不再采用两盏密封光束灯(
英语:Sealed beam),而是还原成出厂状态时的一盏
白炽灯。
静态保存
三台机车获得整车静态保存。
三台机车的司机室部分得到保存。
三台机车曾经保存过一段时间,但后来被解体。