【科普】中国窄轨铁路C2型蒸汽机车的原型——苏联窄轨铁路P24型蒸汽机车家族
本文作者：西瓜昌真湿基（哔哩哔哩和百度昵称：宁柳跨越）提示“八轮”⑴者，蒸汽机车轮式也，其由四动轮轴八动轮而成。本文属于正经科普文章
本文作者：西瓜昌真湿基（哔哩哔哩和百度昵称：宁柳跨越）
提示
- “八轮”⑴者，蒸汽机车轮式也，其由四动轮轴八动轮而成。
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概述
P24型蒸汽机车是俄罗斯联邦科洛姆纳工厂于1941年研制的一种窄轨蒸汽机车。在第二次世界大战结束后，苏联、芬兰、波兰、捷克斯洛伐克以及匈牙利五国的机车制造商在P24型蒸汽机车的基础上，相继推出了Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型蒸汽机车以及VP型蒸汽机车家族，成为战后苏联窄轨铁路主型蒸汽机车。
而中国在上述窄轨蒸汽机车的基础上，推出了C2型蒸汽机车，用于国内的窄轨轨距工矿铁路和森林铁路。
背景——159型
1928年苏联决定将国内窄轨铁路的轨距统一为750 mm。然而，革命之前设计的窄轨蒸汽机车已经过时。一个急切的问题是需要研制一种新型设计的窄轨蒸汽机车，以满足工矿企业不断增长的机车需求。
1930年，科洛姆纳工厂研制出一种4 t轴重、且为半煤水车兼半水柜式设计的159型蒸汽机车。然而在随后测试中，科洛姆纳工厂发现了机车重大的设计缺陷——火箱面积太小，且炉内必要的通风不足，导致燃烧效率不足，最终造成过热蒸汽温度和输出功率均不高——换言之即在起动时没有足够的蒸汽。
尽管如此，到1941年时，科洛姆纳工厂、涅夫斯基工厂、波多利斯克机械制造厂以及诺沃切尔卡斯克蒸汽机车制造厂⑵共计制造了不少于990台159型蒸汽机车。
P24型（П24）
1941年初，科洛姆纳工厂完成了一种4 t轴重、且为煤水车式设计的新型蒸汽机车的设计。该型机车被定型为P24型，体现于锅炉的火箱面积和过热器加热面积有所提高，几乎完全克服了159型机车固有的缺点。
焊接的广泛使用，以及放弃了额外的水箱，使得有可能将蒸汽机车的全部质量控制在16 t以内，同时许多结构部件得到了加强。而且在当时苏联国内窄轨蒸汽机车设计中，P24型机车的砂箱与汽包合在一起——如同FD型蒸汽机车一样，这种有突破性的设计方案使避免撒砂管在冬季被冻住成为可能。
1941年，科洛姆纳工厂制造了9台P24蒸汽机车，它们的设计略有不同。工厂根据测试结果对机车的设计进行必要的更改，消除测试期间发现的所有设计缺陷，并计划开始批量生产。然而6月爆发的苏德战争，导致计划不得不中止。
Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型（Пт4, Кф4, Кч4, Кп4 и Кв4）
第二次世界大战结束后，苏联除了采购Er型等型宽轨蒸汽机车外，对窄轨蒸汽机车的需求也显着增加。根据苏联提供的P24型机车图纸以及生产订单，芬兰、匈牙利、波兰和捷克斯洛伐克四国的机车制造商开始制造窄轨蒸汽机车：
1946年到1952年间，芬兰向苏联交付了564台Pt4型机车以及20台Kf4型机车。其中，Pt4型机车是以实物赔偿的形式交付苏联，而Kf4型机车则是正常交付。
Pt4型机车以及Kf4型机车的制造是在坦佩雷的三家制造商进行的：Locomo公司生产机车锅炉，Valmet公司负责制造煤水车和走行部，其余零件由Tampella公司生产，组装由Locomo公司和Tampella公司负责。
捷克斯洛伐克斯柯达公司比尔森工厂在1949年到1952年间，向苏联交付了420台Kch4型机车⑶；另向捷克斯洛伐克国内交付了4台车号为197号~200号的Kch4型机车。
机车的煤水车由布尔诺“克莱门特·哥特瓦尔德”工厂制造，且在设计上没有蒸汽制动器。
波兰赫扎努夫Fablok公司在1950年到1959年间，向苏联交付了790台Kp4型机车。有14台Kp4型机车未通过苏联方面的验收，Fablok公司将这些机车转交付波兰国内的窄轨铁路使用。另外，Fablok公司制造了81台轨距为762 mm的Kp4型蒸汽机车，交付中国。
Kp4型机车的锅炉由波兹南策杰尔斯基工厂和Sosnowiec锅炉工厂生产。煤水车则由弗罗茨瓦夫的Pafavag工厂制造，且在设计上也没有蒸汽制动器。
1950年到1954年间，匈牙利布达佩斯马瓦格机车厂向苏联交付了234台Kv4型机车。1954年建造的另外6台Kv4型机车则留在匈牙利，被定型为447型。据说苏联原计划下达这份订单给英国格拉斯哥北英机车公司，但由于冷战的因素，该订单被转交给马瓦格机车厂。
VP型家族（ВП）
除了前文四国的机车制造商根据P24型机车图纸制造窄轨蒸汽机车外，位于俄罗斯联邦沃特金斯克的沃特金斯克工厂亦根据P24型机车图纸，于1947年开始制造窄轨蒸汽机车，定型为VP1型。
如果说，最初制造的VP1型机车与P24型、Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型等型机车相同的话，那么，后期制造的VP1型机车在设计上开始发生变化，以减少单个零部件的制造时间并提高其质量——例如，汽包和砂箱被分开，并且与锅炉之间的连接从铆接改为焊接等。沃特金斯克工厂继续以VP1的车型代号制造蒸汽机车，并沿用先前发行的机车车号。
1948年到1951年间，沃特金斯克工厂生产了VP2型蒸汽机车。VP2型蒸汽机车锅炉在结构上不同于VP1型蒸汽机车的锅炉，而其余部分在设计上与VP1型和Pt4型机车类似。
VP3型蒸汽机车是由沃特金斯克工厂生产的11台轨距为610 mm的蒸汽机车，并且带有锥形烟囱。
1955年后，沃特金斯克工厂开始制造VP4型蒸汽机车。与VP2型机车相比，VP4型机车的主要特点在于在烟箱上部安装了组合式火花抑制器-蒸汽干燥器，代替了涡轮火花抑制器。
沃特金斯克工厂在1947年到1960年间，总共制造了大约2400台VP1型、VP2型、VP3型和VP4型机车。
在中国
波兰Fablok公司交付中国81台轨距为762 mm的Kp4型蒸汽机车，其后二手的Kch型和Kv4型等型机车也最终转卖给中国。1958年，中国石家庄动力机械厂、哈尔滨林业机械厂以及其他机车制造商在P24型、Kp4型等型机车的基础上，开始制造C2型机车，至1988年最后1台C2型机车在哈尔滨林业机械厂制造出厂为止，中国共造了约1000台C2型蒸汽机车。
设计
总体
P24型机车是一种采用“八轮”轮式、适用于750 mm和762 mm窄轨轨距的煤水车式蒸汽机车。机车的黏着重量为16 t，空重为92 t，整备时重量为102 t。走行部动轮直径为600 mm，机车长为15380 mm，宽为2025 mm，高为2900 mm。
锅炉
P24型机车锅炉火箱面积为1.01 ㎡，压力为13 kgf/cm2，总加热面积为50.63 ㎡。气缸为饱和式两气缸设计——每个气缸的直径为285 mm，最大行程为300 mm。机车最高运行速度为35 km/h，输出功率为3167 kgf。
煤水车
P24型机车采用3轴煤水车。其水箱容量为5.2 m³，燃料箱可装2 t煤。煤水车的总长度为4436 mm，空重为4.8 t，整备时重量为12 t。
后记
虽然P24型蒸汽机车的研制工作因为苏德战争的因素被迫中止，但战后由P24型蒸汽机车衍生而来的Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型机车以及VP型机车家族，成为这一时期苏联窄轨铁路主型也是最后运用的蒸汽机车。它们不仅见证了苏联国民经济在战后的恢复与发展，也见证了中国国民经济的发展。
谨以此文纪念红军诞生102周年！
注释
⑴英语：Eight-coupled。
⑵即今诺沃切尔卡斯克电力机车制造厂。
⑶工厂名称为64Lo型。
参考
- 《Паровозы узкой колеи》：Паровозы узкой колеи
- 《Технические характеристики паровозов узкой колеи》：Технические характеристики паровозов узкой колеи
- 《ДЖД - Паровоз 159》：ДЖД - Паровоз 159
- 《ДЖД - Паровозы проекта П-24》：ДЖД - Паровозы проекта П-24
- 《УЖД Северо-Запада Паровозы》：УЖД Северо-Запада Паровозы
- 《УЖД Северо-Запада Паровозы》：УЖД Северо-Запада Паровозы
- 《Kch4 — List of the vehicles — TrainPix》：Кч4 — Список подвижного состава
- 《Kp4 — List of the vehicles — TrainPix》：Кп4 — Список подвижного состава
- 《Kv4 — List of the vehicles — TrainPix》：Кв4 — Список подвижного состава
- 《VP — List of the vehicles — TrainPix》：ВП1, ВП2, ВП4 — Список подвижного состава
- 《PT4 — List of the vehicles — TrainPix》：ПТ4 — Список подвижного состава
- 《谈谈南博民国馆里的蒸汽火车》：https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404345517491535681
