【科普】中國窄軌鐵路C2型蒸汽機車的原型——蘇聯窄軌鐵路P24型蒸汽機車家族
本文作者：西瓜昌真濕基（嗶哩嗶哩和百度昵稱：寧柳跨越）提示“八輪”⑴者，蒸汽機車輪式也，其由四動輪軸八動輪而成。本文屬于正經科普文章
本文作者：西瓜昌真濕基（嗶哩嗶哩和百度昵稱：寧柳跨越）
提示
- “八輪”⑴者，蒸汽機車輪式也，其由四動輪軸八動輪而成。
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概述
P24型蒸汽機車是俄羅斯聯邦科洛姆納工廠于1941年研制的一種窄軌蒸汽機車。在第二次世界大戰結束后，蘇聯、芬蘭、波蘭、捷克斯洛伐克以及匈牙利五國的機車制造商在P24型蒸汽機車的基礎上，相繼推出了Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型蒸汽機車以及VP型蒸汽機車家族，成為戰后蘇聯窄軌鐵路主型蒸汽機車。
而中國在上述窄軌蒸汽機車的基礎上，推出了C2型蒸汽機車，用于國內的窄軌軌距工礦鐵路和森林鐵路。
背景——159型
1928年蘇聯決定將國內窄軌鐵路的軌距統一為750 mm。然而，革命之前設計的窄軌蒸汽機車已經過時。一個急切的問題是需要研制一種新型設計的窄軌蒸汽機車，以滿足工礦企業不斷增長的機車需求。
1930年，科洛姆納工廠研制出一種4 t軸重、且為半煤水車兼半水柜式設計的159型蒸汽機車。然而在隨后測試中，科洛姆納工廠發現了機車重大的設計缺陷——火箱面積太小，且爐內必要的通風不足，導致燃燒效率不足，最終造成過熱蒸汽溫度和輸出功率均不高——換言之即在起動時沒有足夠的蒸汽。
盡管如此，到1941年時，科洛姆納工廠、涅夫斯基工廠、波多利斯克機械制造廠以及諾沃切爾卡斯克蒸汽機車制造廠⑵共計制造了不少于990臺159型蒸汽機車。
P24型（П24）
1941年初，科洛姆納工廠完成了一種4 t軸重、且為煤水車式設計的新型蒸汽機車的設計。該型機車被定型為P24型，體現于鍋爐的火箱面積和過熱器加熱面積有所提高，幾乎完全克服了159型機車固有的缺點。
焊接的廣泛使用，以及放棄了額外的水箱，使得有可能將蒸汽機車的全部質量控制在16 t以內，同時許多結構部件得到了加強。而且在當時蘇聯國內窄軌蒸汽機車設計中，P24型機車的砂箱與汽包合在一起——如同FD型蒸汽機車一樣，這種有突破性的設計方案使避免撒砂管在冬季被凍住成為可能。
1941年，科洛姆納工廠制造了9臺P24蒸汽機車，它們的設計略有不同。工廠根據測試結果對機車的設計進行必要的更改，消除測試期間發現的所有設計缺陷，并計劃開始批量生產。然而6月爆發的蘇德戰爭，導致計劃不得不中止。
Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型（Пт4, Кф4, Кч4, Кп4 и Кв4）
第二次世界大戰結束后，蘇聯除了采購Er型等型寬軌蒸汽機車外，對窄軌蒸汽機車的需求也顯著增加。根據蘇聯提供的P24型機車圖紙以及生產訂單，芬蘭、匈牙利、波蘭和捷克斯洛伐克四國的機車制造商開始制造窄軌蒸汽機車：
1946年到1952年間，芬蘭向蘇聯交付了564臺Pt4型機車以及20臺Kf4型機車。其中，Pt4型機車是以實物賠償的形式交付蘇聯，而Kf4型機車則是正常交付。
Pt4型機車以及Kf4型機車的制造是在坦佩雷的三家制造商進行的：Locomo公司生產機車鍋爐，Valmet公司負責制造煤水車和走行部，其余零件由Tampella公司生產，組裝由Locomo公司和Tampella公司負責。
捷克斯洛伐克斯柯達公司比爾森工廠在1949年到1952年間，向蘇聯交付了420臺Kch4型機車⑶；另向捷克斯洛伐克國內交付了4臺車號為197號~200號的Kch4型機車。
機車的煤水車由布爾諾“克萊門特·哥特瓦爾德”工廠制造，且在設計上沒有蒸汽制動器。
波蘭赫扎努夫Fablok公司在1950年到1959年間，向蘇聯交付了790臺Kp4型機車。有14臺Kp4型機車未通過蘇聯方面的驗收，Fablok公司將這些機車轉交付波蘭國內的窄軌鐵路使用。另外，Fablok公司制造了81臺軌距為762 mm的Kp4型蒸汽機車，交付中國。
Kp4型機車的鍋爐由波茲南策杰爾斯基工廠和Sosnowiec鍋爐工廠生產。煤水車則由弗羅茨瓦夫的Pafavag工廠制造，且在設計上也沒有蒸汽制動器。
1950年到1954年間，匈牙利布達佩斯馬瓦格機車廠向蘇聯交付了234臺Kv4型機車。1954年建造的另外6臺Kv4型機車則留在匈牙利，被定型為447型。據說蘇聯原計劃下達這份訂單給英國格拉斯哥北英機車公司，但由于冷戰的因素，該訂單被轉交給馬瓦格機車廠。
VP型家族（ВП）
除了前文四國的機車制造商根據P24型機車圖紙制造窄軌蒸汽機車外，位于俄羅斯聯邦沃特金斯克的沃特金斯克工廠亦根據P24型機車圖紙，于1947年開始制造窄軌蒸汽機車，定型為VP1型。
如果說，最初制造的VP1型機車與P24型、Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型等型機車相同的話，那么，后期制造的VP1型機車在設計上開始發生變化，以減少單個零部件的制造時間并提高其質量——例如，汽包和砂箱被分開，并且與鍋爐之間的連接從鉚接改為焊接等。沃特金斯克工廠繼續以VP1的車型代號制造蒸汽機車，并沿用先前發行的機車車號。
1948年到1951年間，沃特金斯克工廠生產了VP2型蒸汽機車。VP2型蒸汽機車鍋爐在結構上不同于VP1型蒸汽機車的鍋爐，而其余部分在設計上與VP1型和Pt4型機車類似。
VP3型蒸汽機車是由沃特金斯克工廠生產的11臺軌距為610 mm的蒸汽機車，并且帶有錐形煙囪。
1955年后，沃特金斯克工廠開始制造VP4型蒸汽機車。與VP2型機車相比，VP4型機車的主要特點在于在煙箱上部安裝了組合式火花抑制器-蒸汽干燥器，代替了渦輪火花抑制器。
沃特金斯克工廠在1947年到1960年間，總共制造了大約2400臺VP1型、VP2型、VP3型和VP4型機車。
在中國
波蘭Fablok公司交付中國81臺軌距為762 mm的Kp4型蒸汽機車，其后二手的Kch型和Kv4型等型機車也最終轉賣給中國。1958年，中國石家莊動力機械廠、哈爾濱林業機械廠以及其他機車制造商在P24型、Kp4型等型機車的基礎上，開始制造C2型機車，至1988年最后1臺C2型機車在哈爾濱林業機械廠制造出廠為止，中國共造了約1000臺C2型蒸汽機車。
設計
總體
P24型機車是一種采用“八輪”輪式、適用于750 mm和762 mm窄軌軌距的煤水車式蒸汽機車。機車的黏著重量為16 t，空重為92 t，整備時重量為102 t。走行部動輪直徑為600 mm，機車長為15380 mm，寬為2025 mm，高為2900 mm。
鍋爐
P24型機車鍋爐火箱面積為1.01 ㎡，壓力為13 kgf/cm2，總加熱面積為50.63 ㎡。氣缸為飽和式兩氣缸設計——每個氣缸的直徑為285 mm，最大行程為300 mm。機車最高運行速度為35 km/h，輸出功率為3167 kgf。
煤水車
P24型機車采用3軸煤水車。其水箱容量為5.2 m3，燃料箱可裝2 t煤。煤水車的總長度為4436 mm，空重為4.8 t，整備時重量為12 t。
后記
雖然P24型蒸汽機車的研制工作因為蘇德戰爭的因素被迫中止，但戰后由P24型蒸汽機車衍生而來的Pt4型、Kf4型、Kch型、Kp4型和Kv4型機車以及VP型機車家族，成為這一時期蘇聯窄軌鐵路主型也是最后運用的蒸汽機車。它們不僅見證了蘇聯國民經濟在戰后的恢復與發展，也見證了中國國民經濟的發展。
謹以此文紀念紅軍誕生102周年！
注釋
⑴英語：Eight-coupled。
⑵即今諾沃切爾卡斯克電力機車制造廠。
⑶工廠名稱為64Lo型。
參考
- 《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
- 《談談南博民國館里的蒸汽火車》：https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404345517491535681
