EF67型電力機車（日語：EF67形電気機関車）是日本國有鐵道的直流電力機車車型之一，適用於供電制式為1500伏直流電的電氣化鐵路。
基本介紹
- 中文名：EF67型電力機車
- 外文名：EF67形電気機関車
- 原產國：日本
- 產量：8台
- 生產年份：1982年—1986年（基本番台）
- 生產年份：1990年（100番台）
- 生產商：日本國鐵廣島工廠
- 主要用戶：日本國有鐵道
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發展歷史
開發背景
瀨野（日語：瀬野駅）至八本松（日語：八本松駅）間的“瀨野八（日語：瀬野八）”區間，是山陽本線上坡道最大的高坡區間，瀨野往八本松方向的上行線是22.5‰的長大坡道，經過瀨野八區間的貨物列車均需要加掛補機。1960年代初，隨著山陽本線三原至廣島間完成電氣化改造，日本國鐵亦利用剩餘的EF53、EF56型電力機車，將其改造成適合瀨野八區間使用的補機，即1963年投入運用的EF59型電力機車，實現了補機無煙化。
1977年，為了取代日漸老化的舊型電力機車，日本國鐵又利用部分剩餘的EF60型電力機車，將其改造成為EF61型200番台電力機車，並投入到瀨野八區間作為補機使用。然而，由於EF61型200番台機車的重聯控制存在缺陷，因此該型機車僅試製八台之後就停止改造，並且只可用於擔當1000噸以下列車的補機，而1200噸的貨物列車則仍然加掛兩台重聯的EF59型電力機車作為補機。
1980年代初，為了全面淘汰老舊的EF59型電力機車，日本國鐵決定再次利用部分剩餘的EF60型電力機車，對其牽引系統和控制系統進行全面改造，最大的特點是採用了電樞斬波控制方式，取代了以往使用的電阻調壓控制方式，從而改善電力機車的牽引及粘著性能，使1200噸列車只需一台補機即可滿足需要。
基本番台
1982年至1986年間，三台EF60型電力機車（EF60 104、129、88）先後在國鐵廣島工廠進行了改造，完成改造後改稱為EF67型電力機車（EF67 1～3）。主要改造內容包括，拆除原來的主電阻器、電阻控制器、接觸器開關等設備，改為安裝斬波器、平波電抗器、諧波濾波器等裝置，並更改相應的通風系統和控制電路；更換交流電動發電機和司機控制器；機車往岡山方向的一端增設貫通門和通過台；車體底架長度比之前延長了400毫米，改裝帶有自動解掛裝置的密接式自動車鉤和油壓式車鉤緩衝器。
由於後來的EF67型100番台機車沒有自動解掛裝置，加上通過瀨野八區間的列車通常以手動方式解掛補機，因此基本番台機車的運行時自動解掛功能甚少被使用。隨著關於自動解掛方式的行車規定於2002年被廢除，機車上的自動解掛裝置已被移除。
100番台
運用歷史
EF67 1號機車在瀨野八區間擔當貨物列車尾部補機（1984年）貨物列車運行在瀨野八區間（2009年）
1982年3月31日，首台EF67型電力機車在國鐵廣島工廠落成，並於同年6月15日至7月1日間在瀨野八區間進行了性能試驗，試驗項目包括牽引性能試驗、協調性能試驗、再生制動試驗、車鉤作用力試驗四大範疇。試驗結果表明，EF67型電力機車具有良好的牽引和粘著性能，可以在相當於24.5‰的坡道上牽引900噸列車順利起動；即使在軌面濕滑的條件下起動，防空轉保護系統也會迅速發生作用，通過撒砂和牽引電動機減載使之恢復粘著；此外，新型車鉤緩衝器也可以承受較大的縱向作用力，解決了EF61型200番台機車上存在的問題。
試驗結束後，EF67 1號機車正式配屬瀨野機關區（日語：瀬野機関區）並投入山陽本線運用。此後，EF67 2號機車於1984年1月30日落成，同樣配屬瀨野機關區。1985年3月，瀨野機關區合併到廣島機關區（日語：広島機関區）。EF67 3號機車於1986年12月25日落成，配屬廣島機關區。由於當時的165系、115系電力動車組已經能夠自力通過瀨野八區間，因此EF67型電力機車只為600噸以上貨物列車擔當列車尾部補機任務，貨物列車一般在東廣島站（原廣島編組站，後改稱為廣島貨物總站（日語：広島貨物ターミナル駅））加掛補機。補機會加掛在上行列車（往岡山方向）的尾部，當列車通過瀨野八區間的長大坡道後，補機可以根據調度安排在列車運行途中在通過八本松站前自動解掛，也可以待列車運行至西條站（日語：西條駅 (広島県)）停車後才以手動方式解掛。補機完成當次牽引任務後，會自行回送至廣島貨物總站。
1987年國鐵分割民營化之後，三台EF67型基本番台電力機車均由日本貨物鐵道（JR貨物）繼承，全部配屬廣島車輛所（日語：広島車両所）。1990年5月至1991年3月期間，由於山陽本線貨物運輸量的增長，JR貨物先後將五台EF65型電力機車改造成EF67型100番台電力機車，配屬廣島車輛所及投入瀨野八區間使用。2002年3月，列車運行時自動解掛補機的行車規定被廢除，所有貨物列車均統一在西條站解掛補機。2012年7月，JR貨物發表採購EF210型300番台電力機車的計畫，以取代日漸老化的EF67型電力機車。2013年3月16日起，EF210型300番台電力機車正式投入瀨野八區間運用，同時EF67 2、3號機車脫離運用；同年11月，EF67 2號機車首先被報廢和解體，而EF67 3號機車則仍然封存於廣島車輛所。
技術特點
總體結構
設備布置
特殊設備
因應為高速貨物列車（日語：高速貨物列車）擔當補機的需要，機車兩端改裝帶有自動解掛裝置的密接式自動車鉤和大容量油壓式車鉤緩衝器。為了方便機車與列車之間的換掛作業，基本番台機車在往岡山方向的一端採用了貫通型結構，司機室前端設有一道貫通門和一個小型通過台。而後來的100番台機車則取消了車鉤自動解掛裝置，並且維持原本的非貫通型車體結構，不設車端貫通門和通過台。
除此之外，EF67型電力機車還根據瀨野機關區的要求，採用了代表廣島縣當地縣花（楓樹）的橘紅色車身塗裝（赤11號（日語：赤11號））；另外，基於安全考慮在車體正面貼有黃色壓敏膠帶作為警示標記，通過台上的扶手欄桿也採用白色。由於當時日本國鐵直流、交流、交直流電力機車均分別使用藍色、紅色、粉紅色作為標準色，橘紅色塗裝使EF67型電力機車在國鐵時代顯得獨一無二。
電氣系統
調速控制
EF67型電力機車是直—直流電傳動的直流電力機車，也是日本國鐵第一種採用電樞斬波控制的直流電力機車。機車主電路由高速斷路器、斬波器、平波電抗器、牽引電動機等部分組成。機車從架空接觸網獲取直流電，供給與牽引電動機迴路串聯的晶閘管斬波器，通過改變斬波器導通率來控制輸出電壓，然後向六台並聯的牽引電動機供電。此外，機車還具有再生制動的能力，制動時串勵牽引電動機變為他勵發電機運轉，同時斬波器起升壓作用，電能便能反饋到架空接觸網。
由於採用斬波調壓代替了主電阻器，徹底解決了電阻調壓電能損耗的問題，並且使主電路和控制電路的觸點開關大為減少，從而減少了維修工作量和提高運行可靠性。此外，斬波調壓真正實現了直流電力機車的無級平滑調速，粘著力得以充分利用，因而改善了牽引性能。因此，EF67型電力機車的特性曲線並不像以往的直流電力機車，反而與晶閘管相控電力機車較為相似。EF67型電力機車還採用了恆流特性控制，使之能夠在保持牽引力不變的情況下調節速度。
當EF67型電力機車完成上行方向的補機任務後，會自行回送至瀨野站或廣島站。回送時最多可容許三台機車重聯運行，由於回送列車重量較輕，因此在牽引狀態下僅使用兩端轉向架的四台牽引電動機，再生制動狀態下僅使用中間轉向架的兩台牽引電動機。
牽引電動機
每台轉向架安裝兩台MT52型四極串勵直流牽引電動機，仍然和EF60、EF65型電力機車保持相同，但由於採用了斬波調壓和恆流控制，牽引電動機額定電壓由750伏特提高至900伏特，額定功率由425千瓦提高至475千瓦，而額定電流則由615安培降低至570安培。考慮到牽引電動機輸出扭矩增大，電樞軸直徑亦由120毫米增加至125毫米。
輔助電路
EF67型電力機車採用直流電傳動的輔助電路系統，主要輔助機械設備均採用直流電動機驅動，輸入電壓為1500伏特。機車上設有兩台MH91A-FK34A型電動通風機，其中第一至第四號牽引電動機共用一台通風機，第五及第六號牽引電動機和斬波器共用另一台通風機，通風機額定功率為2×20千瓦，供風量為每分鐘2×170立方米。空氣壓縮機使用一台MH92B-C3000型電動壓縮機，額定功率為15千瓦。照明及控制電路方面，由二相交流電動發電機將直流電轉換成交流電，為照明及控制電路提供24伏特、50伏特、100伏特交流電；基本番台機車裝用一台與115系電力動車組通用的MH97-DM61型電動發電機，100番台機車則沿用原有的MH81B-DM44B型電動發電機。
| 技術數據 | |
|---|---|
| UIC軸式 | Bo'Bo'Bo' |
| 軌距 | 1,067毫米 |
| 轉向架 | DT115A、DT116B（基本番台） DT115B、DT116C（100番台） |
| 輪徑 | 1,120毫米 |
| 軸重 | 16.6噸 |
| 軸距 | 2,800毫米（固定軸距） |
| 機車長度 | 17,050毫米（基本番台） 16,875毫米（100番台） |
| 機車寬度 | 2,800毫米（基本番台） 2,949毫米（100番台） |
| 機車高度 | 3,974毫米（基本番台） 4,210毫米（100番台） |
| 整備重量 | 99.6噸 |
| 受流電壓 | DC1500V |
| 傳動方式 | 直—直流電 |
| 牽引電動機 | MT52 × 6 |
| 最高速度 | 100公里/小時 |
| 持續速度 | 49.1公里/小時 |
| 牽引功率 | 2,850千瓦（小時） |
| 牽引力 | 21,150公斤（持續） |
| 制動方式 | |
| 安全系統 | ATS-S |
