台鐵E1000型電力機車
TRA E1000 Electric Locomotive

 

E1000

Electric Locomotive

   

製造廠商

南非 聯邦鐵路客貨車 (U.C.&W.)

機電製造

法國 亞斯通 (GEC-ALSTHOM)
引進年份 1996~1997年
引進輛數 64輛 (E1001~1064)
連續出力 2,336kW / 1,743HP (單輛)
軔機形式 Knorr-Bremse KE3-EPZ
    16,735kgw (單輛)
營運速限 130km/hr
總  重 60噸
軸  重 15噸

最大尺寸

 
 
 
17,211 mm
2,885 mm
4,265 mm
動輪配置
E1000

Bo-Bo

●●

●●

 
Side View / 車輛側面  

(前期型)

(後期型)

(, 號改造型左側)

(號改造型右側)

Introduction / 車輛介紹  

引進概要

△E1000型1996年與1997年製造的UC&W原廠銘板。

為解決假日車輛嚴重不足的問題與淘汰大部分無空調客車等目標,台鐵訂定了「810購車計畫」,包含了86組334輛的通勤電車、66輛柴油客車以及400輛的推拉式自強號列車(Push-Pull Train Set,簡稱PP車)。其中推拉式自強號雖由南韓現代精工得標,但事實上現代精工只負責客車部分;最重要的電力機車則是由南非聯合車輛(UC&W) 製造,其機電設備則由英法合資之GEC-Alsthom負責,其餘車上之重要設備也幾乎全採用歐洲廠商之製品,為繼EMU400型後再度引進的歐系車輛。

該型推拉式電力機車台鐵一共訂製了64輛,並訂定形式為E1000型,編號E1001~1064號。第一批車(包含機車和部分客車)於1996年4月時便開始抵台試車,並在同年中秋節正式上路;直到了1998年已經全數投入服務,台鐵也在該年3月增開縱貫線自強號,10月份時更是大幅度改點,至此西部幹線自強號,幾乎全成了PP車的天下。在PP車大批進駐之後,對於台鐵最大的正面效應,除了徹底解決了空調列車嚴重不足的窘境外,同時還使得當時已疲態百出的自強號電聯車,能夠有一絲喘息的機會,自此西部幹線的自強號列車運用更具彈性—即使自強號電聯車臨時故障,也可以立即替換編組為PP車。

參考資料:台鐵機關車百週年、鐵道情報91、92期

最後修改:2014.09.06

技術規格

△E1000型前端轉向架外觀與KRAUSS MAFFEI原廠銘板。

該車的機電系統為英法合資的GEC Alsthom(已改稱Alstom)所承製, 其動力系統較類似運行於英法海底隧道的歐洲之星(Eurostar)採用可變電壓可變頻率(VVVF)控制,並搭配三相 交流感應馬達,除可減少維修備品外,其保修程序也較為簡便;然而此種牽引馬達與TGV當年慣用的三相交流同步馬達並不相同。 而在車內設備配置上,本型車有別於GE機車將所有設備集中於車體中央,而是將所有設備分散布社於機械室中,並且將走道設置於機械室中央,也因此由前端駕駛室可直接通過車內行走至客車編組;其分散設備之設計方式與早年E100型較為類似。

在動輪設計方式上,本型車採用Bo-Bo的動力設計,其轉向架為德國著名大廠KRAUSS MAFFEI所製,其每輛機車設有550kW的牽引馬達4具,單輛車可達2200kW,其編組方式為頭尾均採用一輛機車進行推拉式運轉,中間可連掛12至15輛客車,兩輛機車並經由跳線進行控制,因此僅需一位司機即可進行總控制運轉。合計單組2輛PP機車總出力更達4400kW,最大出力甚至可到4800kW,其單一機車之起步牽引力為164kN。在操作方式上,本型車亦採用速度自動控制,司機員僅需將電門把手移動至所需要的速度刻度後,列車集會自動加速至該速度。除此之外,本型車也首度使用TCMS系統,可將兩輛機車之運轉狀況顯示於駕駛台上的DDU螢幕,並在車輛故障時可自動顯示故障訊息與簡易排除方式,為台鐵車輛的一大革新之處。

△E1000型司機員側的駕駛儀表設備。

△E1000型駕駛台上的DDU螢幕。

至於在軔機的設計部分,本型車氣軔系統由德國Knorr Bremse製造,基礎軔機採用瑞典SAB WABCO所製之單元式軔缸,每輛機車配置有八具單元式軔缸,並採用合成閘瓦。除可使電氣指令式軔機系統使用電空調和方式進行減速外,也具備電軔之功能,其單機車電軔額定功率為1300kW,並採用回生電軔優先之設計,並在無法使用回生電軔時,將多餘電力傳至車頂的電阻器轉換為熱能進行消耗 。不過因台鐵的供電設備無法使用回生電軔系統,因此一律使用電阻器進行散熱。 然而受到後來車輛大幅故障之故,因此至今電軔功能也遭到停用。本型車實測之加速度在15輛客車編組由0至50km/hr時可達0.4m/s2,最大減速率則為1.0m/s2

然而,就在光線亮麗的車輛外表以及創新設計的背後卻也存在著許多問題,導致在2005年時報發嚴重的車輛故障事件,經常故障、可用度欠佳,其重大缺失待改善項目包括:機車牽引馬達固定臂設計不佳龜裂、齒輪箱漏油及龜裂、ACE監視軟體操作、中性區間衝動、濾波電抗器故障頻率高、主變壓器接線盒端子處漏油、OPT1 & GATE DRIVE PANEL電子卡燒損、電瓶充電盤固障、輔助供電無電路圖、線路短路造成ESBA卡及INL卡燒損、動力箱內變流器模組電容器損壞造成動力模組燒損、列車自動動力控制系統接收器故障或訊號不良、牽引馬達加油管容易脫落、濾波電容器於車輛營運中發生爆炸造成基座及外蓋均炸毀及嚴重扭曲變形等等。 另外,E1000型全力啟動加速時,中間客車衝擊力會過大;除外,本型車因機車採輕量化設計、軸重輕導致車輪黏著力不足,容易出力過大而導致動輪空轉,因此再自動速度控制時必須要限制出力為75%。

如此多的問題已令台鐵人員十分頭痛,然而其韓國技術人員又在2003年底保固期滿之前「落跑」,台鐵除要求提出賠償外,也不得已自行接下改善車輛的重任,至此E1000型已造成旅客及從業人員的恐懼與不信任感。 不過後來在機務段自行改善及台北機廠研發並改善齒輪箱問題,及國內廠商共同開發零組件替代品後,直到2006、2007年之後E1000型的故障情況已大幅改善。 目前本型車的電門控制為避免電氣組件損壞,已全面變更出力方式為牽引力控制,直接改由司機操作電門控制機車出力,同時也因應操作方式改變,因此電軔遭到停用;其加速衝動問題至今也在進行多次電路修改後獲得改善。

△E1000型位於車頂上之電軔電阻器。

△2005年後於進氣口加裝之雨水導板。

△E1053號於左側後端加裝之進氣口外觀。

△E1064號改造後之股風機進氣口外觀。

參考資料:台灣的建設:無遠弗屆的脈動-鐵路篇、E1000型電力機車運轉手冊

最後修改:2014.09.06

車輛外型

E1000型在外型上首度採用流線形的設計,刻意模仿當時歐洲所使用之高速鐵路列車,早期試車時無不令沿途民眾為之「驚豔」,紛紛以「子彈列車」稱之。然而,也有許多人對這型車的新造型不以為然,認為該車的外型設計不夠美觀,也因此「土虱」、「豬車」的外號便廣為流傳。另外,由於E1000型是推拉式電力機車 之故,因此 僅在車身一端設有駕駛台,另一端雖設有風檔和大燈,但卻未曾單獨「倒著行駛」過。而值得一提的是,E1000型的最初設計還附有後視鏡—在車輛側面的駕駛窗前端,其凸起的外觀,使得E1000型看起來十分可愛,只不過現在卻因作用不大而全數拆除。除外,本型車為配合場站內調度所需,因此在車前端亦將連結器外露,並未採用連結器罩之設計;除外,其車頂空調機亦採用隱藏式之設計。

 

 

△正面外觀俯視,駕駛室設有空調機。

 

△後端外觀特寫,可見車燈及通道門。

△E1000型右側前端外觀,其連結器並未有連結器罩之設計。

 

至於在塗裝部分,本型車車體材質雖為鋼製,但為配合不鏽鋼客車編組之色調,因此係以銀色作為底漆,並且採用橘色作為車窗之色帶,並且在車窗色帶下方再使用兩條紅色細線作為塗色。而本型車靠近駕駛端面處則是將橘色色帶向下收,並將兩條紅色色帶併為單一色帶,置於正面橘色色帶下方。然而由於其連結器並未以連結器罩修飾,因此也使得在正面色帶塗裝上並不連續;再者,其車側色帶併入處修飾帶銳角,整體而言較不美觀。而在其餘細部配色上,本型車的排障器上也畫上黃黑相間的虎文紋斑,車側局徽則塗成藍色與客車相同,但車號則使用白色字體。

也許多數人對於E1000型的外觀看法不盡相同,但其極富特色的外觀設計,已成為台鐵當前西幹線自強號的表徵。

△E1000型前期型主風泵檢修門外觀,為四扇之設計。

△E1000型後期型主風泵檢修門外觀,改用雙扇設計。

參考資料:鐵道情報91、92期、台灣的建設:無遠弗屆的脈動-鐵路篇

最後修改:2014.09.06

車型運用

本型車主要引進主要為達成每一個小時都有自強號行駛的營運目標,因此自1997年改點後,即與自強號電聯車一同行使西幹線自強號,並且分別配置於台北機務段與高雄機務段,早年絕大多數之班次均為行駛松山至高雄之車次,並擴及至屏東站。2000年宜蘭線電氣化完工後,本型車也逐步擴大運用範圍,由西部幹線跨入東部幹線行駛,並且開始行駛由東部至西部的跨線列車;而在2003年北迴線電氣化完成後,本型車也進入花蓮站行駛北迴線自強號,並且將部分由樹林開車至花蓮之自強號均替換為本型車行駛。 然而本型車自上路後車況並不穩定,直到2005年夏天更是爆發大規模故障,使得絕大多數的推拉式編組都必須加掛電力機車作為補機才得以正常行駛,而為了進行改善工程,因此客車編組長度也首度變更為13輛為一組,並且停駛假日加班車之運用。

而在2007年傾斜式列車上路後, 本型車更是以西部幹線台北、高雄區間為營運重點,東部幹線北段則多以「西幹線跨線車」居多;同時再這段時間中,因EMU1200型車況並不穩定,也因此必須預備推拉式編組作為替使之用,在運用上也曾出現過9輛客車編組的推拉式編組,替駛維修的EMU1200型運用車次。直到2014年7月16號改點後,為避免尖峰時普悠瑪號運能不足,因此也行駛至台東站。目前本型車分別配屬於七堵與高雄機務段(PP客車則配屬於台北與高雄檢車段),因其編組數量眾多,加上過去嚴重故障的情況已改善許多, 至今仍為台鐵「自強號」營運的中流砥柱,凡是電氣化區間有「自行車」與「身障」註記的自強號列車,均由本型車運行。

△E1000型為目前西部幹線自強號主力。

△通過新竹鳳山溪橋的E1000型。

△在宜蘭線上交會的E1000型。

△行經北迴線東澳北隧道的E1000型。

參考資料:各大新聞網

最後修改:2014.09.06

Computer Graphics / 形式概要  

(原始外貌)

左側:

右側:

此為E1000型最原始之左側外觀,其中上圖為早期型,下圖則為後期型,基本上兩者在左側外觀上差異並不大,其車側設有電氣室之進氣口,以及 濾清器檢修蓋,車前方採用流線形,後端不設有駕駛室,而是設置風檔與客車風檔連接。

E1000型之右側外觀,其中上圖為早期型,下圖則為後期型,兩者在右測知主要差異為後端主風泵之檢修門 由四扇變更為兩扇,除外,車架下飾板內裝有電瓶箱,與左側飾板單純作為裝飾有所不同,其餘特徵則大致與左側相同。

(2005年改造)

左側:

右側:

此為E1000型2005年後因故障嚴重而改造之左側外觀,最大特徵在電氣室進氣口加裝排水導板,避免雨水直接吸入造成電氣設備故障。

此為E1000型因2005年故障嚴重改造之外觀右側,大致與左側相同,在股風機進氣口加裝不鏽鋼材質之排水導板。

(近況)

左側:

右側:

此為E1000型近期左側外觀,最大特徵為排水導板陸續上漆,除外故障燈也遭到拆除。

此為E1000型近期右側外觀,除進氣口排水導板上漆外,故障燈也陸續遭到拆除。

(, )

左側:

右側:

此圖為E1053號與1054號之近期左側外觀,其特徵在於後端上方多了兩個小型進氣口。

此為E1053與1054號之右側外觀,與其餘後期型機車之近期外觀相同。

()

左側:

右側:

此為E1064號之左側外觀,仍保有機械室電氣設備之進氣口,與一般後期型機車相同,推測可能為牽涉 機械室改造,因此並未與右側相同採用統一進氣柵門。

E1064號右側外觀,由於2005年時E1000型故障嚴重,因此進行股風機進氣設備改善,其特徵在於馬達股風機進氣口封死,並統一由後端柵門與主風泵一同進氣,目前僅本車採用此種方式。

 


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