HXD1D型電力機車是6軸7200kW交流傳動準高速客運電力機車，由中國中車株洲電力機車有限公司於2011年完成設計。 機車運行速度160km/h，採用大功率IGBT（3300V/1200A）水冷變流器、大功率異步牽引電機、臥式主變壓器、微機網路控制系統、彈性全懸掛轉向架、獨立通風等技術。
基本介紹
- 中文名：和諧電1D型電力機車
- 外文名：HXD1D electric locomotive
- 簡稱：HXD1D
- 設計公司：中車株洲電力機車有限公司
- 完成設計時間：2011年
- 外號：大紅棗、天貓
- 設計速度：160km/h
- 標定功率：7200kW
- 傳動方式：交-直-交
- 產量：600台以上
- 主要用戶：中國鐵路總公司
產品信息,研發過程,技術參數,當前情況,機車配屬,機車命名,技術特點,轉向架,周恩來號,進港,
產品信息
型號：和諧電1D
上局滬段HXD1D0117牽引X111次行郵列車通過衡水站
上局滬段HXD1D0681牽引X111次通過邢家村站
上局滬段HXD1D0117牽引X111次行郵列車通過衡水站上局滬段HXD1D0681牽引X111次通過邢家村站代號：HXD1D
機車種類：電力機車
車輛設計建造：中國中車株洲電力機車有限公司
hxd1d機車司機室微機顯示屏
hxd1d機車司機室微機顯示屏製造開始：2012年～
製造數量：672台
序列編號：0001～0672 1898周恩來號
研發過程
2008年起，我國高速動車組發展迅速，但在中國鐵路的客運形式仍以機輛模式為主，以機車牽引式的旅客列車在全國範圍內還將長期存在。
長期以來，我國客運電力機車發展停滯不前，160km/h級別的主要車型仍以2000年前後研製的SS8、SS9、SS9G、SS7E等交直傳動機車為主，其牽引功率受到了一定限制，且車型開始老化，需要逐步退役。為了填補機車空缺以及適應客運市場的發展，2011年開始，我國主要機車製造企業開始著手研製新型時速160-200km/h級別的客運交流傳動電力機車。新型客運電力機車的要求是運行速度在160 km/h，整車功率7200kW，軸式為Co-Co。
對此，由南車株洲電力機車有限公司根據HXD1C平台研發出HXD1D型準高速交流傳動電力機車。由北車集團大連機車車輛有限公司在HXD3、HXD3B的基礎上研發出HXD3D型準高速交流傳動電力機車。兩型機車定為中國第一批准高速代交流傳動電力機車。
2011年，南車株洲電力機車有限公司根據市場需求 ，自主創新研發了200km/h的6軸客運交流傳動電力機車。設計上借鑑HXD1B、HXD1C型機車的成熟技術及部件，並根據實際運用經驗進行最佳化設計。值得注意的是，機車除了裝有LKJ2000監控系統外，還預留CTCS-2設備安裝空間和接口。但是可惜機車並沒有投入試驗與實際運用，一直擺放在在南車株洲電力機車研究所有限公司軌道電力牽引技術中心門口。但可以說是成為了HXD1D型機車的原型車。
隨後，根據2011年鐵道部科技研究開發計畫，南車株洲電力機車有限公司、株洲南車時代電氣股份有限公司和南車株洲電機有限公司等單位在和諧型大功率交流傳動機車平台上，研發了HXD1D型160km/h交流傳動電力機車。
HXD1D型機車研究項目在2011年8月啟動。
2012年3月首台樣車下線。2012年3月至6月，機車在株洲廠、北京環形鐵道、鄭州局內焦新線、太焦線及京廣線進行了相關試驗，並於同年7月通過鐵道部門的實用評審。
2012年8月開始，HXD1D型機車開始進行30萬公里運行考核試驗。期間牽引X103/4次行包快運、武深特快客車T95/6次以及武昌-上海南的Z25次直達特快列車。
2013年8月17日，HXD1D型電力機車已累計安全運營32萬公里，能適應零下40攝氏度至40攝氏度區間的氣候條件，以及風、雨、雪、鹽霧、粉塵等複雜運行環境。
2013年9月12日，HXD1D0003-0007號機車編入上局滬段，同時0001號車回廠拆解分析，0002臨時編入武局南段繼續牽引X103/4次。機車採用了新的車頭塗裝，由原來的“黑臉”變成了“黑紅臉”。
2014年7月19日，中國鐵道學會科學技術獎評審委員會會議在京召開。“時速160公里HXD1D型交流傳動六軸快速客運電力機車”被授予2013年度中國鐵道學會科學技術獎特等獎。
技術參數
用途：鐵路幹線客運機車。
軌距 1435 mm
軸式 Co-Co
機車整備重量 100t
軸荷重 10 t
機車輪周牽引功率（持續制） 6300kW
機車輪周再生制動功率（持續制） 7200 kW
機車起動牽引力 420kN
機車持續制牽引力 324 kN
牽引恆功率速度範圍 90～120km/h
牽引K642次列車的HXD1D型電力機車
牽引K642次列車的HXD1D型電力機車機車最高運營速度 160km/h
最大速度：160km/h
機車最高試驗速度 173km/h
機車輪徑（新/磨耗） 1250/1150mm
機車前後車鉤中心距 22446mm
當前情況
從2012年9月份開始，HXD1D0001部署在武漢鐵路局進行試驗任務，最先用於牽引X103/4次，賓士在北京廣線（京漢鐵路）；2013年2月開始擔當武局南段本務的武深特快T95/6次旅客列車，在南京廣線（粵漢鐵路）現身；2013年6月中旬，該車開始被運用於牽引武局擔當的Z25次武昌--上海南的直達特快列車，現身於華東。自此，被火車迷愛稱“大紅棗”的HXD1D大功率交流傳動高速客運電力機車圓滿完成其30萬公里運營考核。
2014年11月，HXD1D周恩來號車殼竣工，車號為HXD1D1898。
機車配屬
| 機車編號 | 配屬 | 配屬台數 | 備註 |
|---|---|---|---|
HXD1D-0001~HXD1D-0015 | 武局南段（武漢鐵路局武昌南機務段） | 15台 | 0003~0007由上海機務段轉配 |
HXD1D-0016~HXD1D-0035 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 20台 | 0018 0025 0028轉配至鷹潭機務段 |
HXD1D-0036~HXD1D-0050 | 蘭局蘭段（蘭州鐵路局蘭州西機務段） | 15台 | |
HXD1D-0051~HXD1D-0075 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 25台 | |
HXD1D-0076~HXD1D-0105 | 蘭局蘭段（蘭州鐵路局蘭州西機務段） | 30台 | |
HXD1D-0106~HXD1D-0137 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 32台 | |
HXD1D-0138~HXD1D-0140 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 3台 | |
HXD1D-0141~HXD1D-0150 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 10台 | |
HXD1D-0151~HXD1D-0160 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 10台 | |
HXD1D-0161~HXD1D-0168 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 8台 | |
HXD1D-0169~HXD1D-0175 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 7台 | |
HXD1D-0176~HXD1D-0185 | 武局南段（武漢鐵路局武昌南機務段） | 10台 | |
HXD1D-0186~HXD1D-0237 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 52台 | 0186 0187 0189 0190 0233轉配至鷹潭機務段 |
HXD1D-0238~HXD1D-0257 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 20台 | |
HXD1D-0258~HXD1D-0270 | 武局南段（武漢鐵路局武昌南機務段） | 13台 | |
HXD1D-0271~HXD1D-0275 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 5台 | |
HXD1D-0276~HXD1D-0279 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 4台 | |
HXD1D-0280~HXD1D-0289 | 上局徐段（上海鐵路局徐州機務段） | 10台 | |
HXD1D-0290~HXD1D-0295 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 6台 | 0292 0293轉配至鷹潭機務段 |
HXD1D-0296~HXD1D-0300 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 5台 | |
HXD1D-0301~HXD1D-0310 | 武局南段（武漢鐵路局武昌南機務段） | 10台 | |
HXD1D-0311~HXD1D-0320 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 10台 | |
HXD1D-0321~HXD1D-0342 | 青藏寧段（青藏鐵路公司西寧機務段） | 20台 | |
HXD1D-0343~HXD1D-0362 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 22台 | 0341 0342轉配至西寧機務段 |
HXD1D-0363~HXD1D-0382 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 20台 | |
HXD1D-0383~HXD1D-0392 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 10台 | |
HXD1D-0393~HXD1D-0405 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 13台 | |
HXD1D-0406~HXD1D-0415 | 蘭局蘭段（蘭州鐵路局蘭州西機務段） | 10台 | |
HXD1D-0416~HXD1D-0430 | 廣鐵長段（廣州鐵路集團長沙機務段） | 15台 | 廣州機務段支配運用，配屬標廣鐵廣段 |
HXD1D-0431~HXD1D-0445 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 15台 | |
HXD1D-0446~HXD1D-0450 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 6台 | |
HXD1D-0451~HXD1D-0460 | 武局南段（武漢鐵路局武昌南機務段） | 10台 | |
HXD1D-0461~HXD1D-0470 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 10台 | |
HXD1D-0471~HXD1D-0478 | 蘭局蘭段（蘭州鐵路局蘭州西機務段） | 8台 | |
HXD1D-0479~HXD1D-0483 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 5台 | |
HXD1D-0484~HXD1D-0488 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 5台 | |
HXD1D-0489~HXD1D-0490 | 上局徐段（上海鐵路局徐州機務段） | 2台 | |
HXD1D-0491~HXD1D-0510 | 鄭局鄭段（鄭州鐵路局鄭州機務段） | 20台 | |
HXD1D-0511~HXD1D-0512 | 上局徐段（上海鐵路局徐州機務段） | 2台 | |
HXD1D-0513~HXD1D-0515 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 3台 | |
HXD1D-0516~HXD1D-0520 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 6台 | |
HXD1D-0521~HXD1D-0534 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 14台 | |
HXD1D-0535~HXD1D-0544 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 6台 | |
HXD1D-0545~HXD1D-0551 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） | 7台 | |
HXD1D-0552~HXD1D-0554 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 3台 | |
HXD1D-0555~HXD1D-0559 | 鄭局鄭段（鄭州鐵路局鄭州機務段） | 5台 | |
HXD1D-0560~HXD1D-0564 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 5台 | |
HXD1D-0565~HXD1D-0570 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 6台 | |
HXD1D-0571~HXD1D-0585 | 南局南段（南昌鐵路局南昌機務段） | 15台 | |
HXD1D-0586~HXD1D-0595 | 上局杭段（上海鐵路局杭州機務段） | 10台 | |
HXD1D-0596~HXD1D-0613 | 蘭局蘭段（蘭州鐵路局蘭州西機務段） | 18台 | |
HXD1D-0614~HXD1D-0623 | 廣鐵廣段（廣州鐵路集團廣州機務段） | 10台 | 0614 0615 0616轉至海南,配屬廣鐵廣段 |
HXD1D-0624~HXD1D-0633 | 上局徐段（上海鐵路局徐州機務段） | 10台 | |
HXD1D-0634~HXD1D-0636 | 烏局烏段（烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段） | 3台 | |
HXD1D-0637~HXD1D-0644 | 鄭局鄭段（鄭州鐵路局鄭州機務段） | 8台 | |
HXD1D-0645~HXD1D-0660 | 鄭局鄭段（中國鐵路鄭州局集團有限公司鄭州機務段） | 16台 | |
HXD1D-0661~HXD1D-0668 | 武局南段（中國鐵路武漢局集團有限公司武昌南機務段） | 8台 | |
HXD1D-0669~HXD1D-0673 | 烏局烏段（中國鐵路烏魯木齊局集團有限公司烏魯木齊機務段） | 5台 | |
HXD1D-0674~HXD1D-0678 | 鄭局鄭段（中國鐵路鄭州局集團有限公司鄭州機務段） | 5台 | |
HXD1D-0679~HXD1D-0683 | 上局滬段（中國鐵路上海局集團有限公司上海機務段） | 5台 |
備註：由於中國鐵路總公司的下屬的18個鐵路局已於2017年11月15日完成公司制改革，故表中於上述日期以後配屬交付的機車配屬局段全稱全部由“XX鐵路局XX機務段”改稱為“中國鐵路XX局集團有限公司XX機務段”。
機車命名
機車 | 命名 | 配屬 |
HXD1D-1898 | 周恩來號 | 上局滬段（上海鐵路局上海機務段） |
技術特點
（1）機車充分考慮空氣動力學等因素。流線型的機車外形具有良好的空氣動力學性能，而且簡潔、美觀。車體採用整體承載結構型式，根據客運機車的特點採用輕量化設計，最佳化主承載結構、合理進行部件結構重量分配，降低機車軸重。
（2）機車配備了包括微波爐、冷藏箱、熱水壺、衛生間等完備的生活設施，乘務員運用條件更加舒適。
（3）採用完全自主創新研製的160km/h速度等級的ZED160-C0型轉向架，具有優良的動力學性能，平穩性指標優於客運直流機車同軸式轉向架。為了確保高速運行時的穩定，首次採用驅動單元彈性懸掛方式，牽引裝置採用低位推挽牽引桿，以提高機車的粘著重量利用率。
架構採用低合金鋼板箱型焊接“目”字形結構。
轉向架驅動系統採用先進的彈性架懸結構，即電機一端通過單個橡膠關節懸掛於構架橫樑，另一端通過兩根吊桿懸掛於構架橫樑，使驅動系統大部分的橫向慣量及搖頭慣量與整個架構解耦，從而降低了簧間質量的橫向慣量和搖頭慣量，使得機車運行時具有良好的動力學性能；牽引電機採用順置布置方式，可提高機車黏著利用率。驅動系統採用成熟可靠的空心軸六連桿傳動裝置、單側圓柱直齒傳動、大功率交流牽引電機以及承載式鑄造鋁合金齒輪箱，大齒輪傳動軸承採用國內自主研製的圓柱滾子軸承。軸箱軸承採用進口的整體式免維護的圓柱滾子軸承。
齒輪傳動比為103/22
牽引裝置採用推挽式低位牽引桿，安裝在轉向架牽引橫樑和車體之間。牽引桿由牽引外筒、牽引桿身和牽引桿端頭組成。牽引桿兩端通過牽引橡膠筒和牽引內筒與基座相連，帶有厚橡膠層的牽引橡膠筒滿足車體和轉向架之間的相對運動，有效傳遞牽引力和制動力，同時起到減振降噪作用
採用整體車輪。車輪踏面採用JM3磨耗型踏面。輪對採用單軸箱拉桿定位，結構簡單，橫向、縱向剛度相對獨立。
一系懸掛由鋼彈簧、垂向減振器、橡膠墊組成。一、三軸裝有垂向減振器。二系懸掛採用高圓螺旋彈簧加橡膠墊結構，裝有垂向減振器、橫向減振器、抗蛇行減振器。
基礎制動採用輪盤制動。
（4）牽引能力強。單機牽引20節客運車輛，運營速度最高160km/h，並保有加速度大於0.05m/s。在切除一個牽引電機的情況下，可以實現千分之20坡道啟動。單機牽引20節客車，從0km/h加速到160 km/h所花時間只有4軸直流客運機車的四分之一；6軸直流客運機車的二分之一。
（5）機車主電路採用3.3kV/1200A的IGBT元件，在控制上採用單軸控制技術，粘著利用率高。牽引變流系統採用了主輔一體化設計，套用了基於IGBT的牽引變流器主輔集成技術，實現機車在自動過分相時輔助機組不斷電，其中輔助逆變器與牽引變流器共用中間直流環節，壓縮了體積。輔機採用無級閉環控制，效率高，節能降噪。
機車設定兩台牽引變流器櫃，每台牽引變流器向一個轉向架的3台牽引電機和輔助設備供電， 每台變流器的主電路採用二電平三重四象限PWM整流器、3個VVVF逆變器以及1個輔助變流器組成供電單元。每重四象限PWM整流器和一個逆變器組成一個獨立的供電單元，為一台牽引電機供電。每個主電路單元有獨立的充電短接迴路、固定放電迴路。當其中任意一個主電路單元故障時（四象限PWM整流器或逆變器），斷開相應的隔離開關和充電短接開關，將該故障單元切除，其餘兩個單元正常工作。機車只損失1/6 的動力，從而將故障造成的影響降至最低。
（6）主變壓器採用臥式變壓器，二次濾波電抗器及列車供電電抗器集成在主變壓器中，採用2路油循環對主變壓器進行冷卻。具有重量輕、體積小、容量和功率大等優勢。同時具有完善的保護功能。機車安裝了DC600V列車供電系統，供電功率為2×400kW。當一組故障時，另一組可以維持供電。
主變壓器次邊設有6個牽引繞組和2個輔助繞組。6個牽引繞組用於給2台變流器中的6個四象限變流器供電；2個輔助繞組用於給列車供電系統供電。
主變壓器中還安裝有4個電抗器， 其中2個為諧振電抗器，分別與2台牽引變流器中的二次諧振電容器一起構成二次諧振電路。另外2個為列車供電電抗器，其與列車供電的電容一起，為列車供電輸出電流進行濾波和平波，保證列車供電的電源品質。
為保證主變壓器安全運行， 變壓器上裝有壓力釋放閥保護裝置和溫度感測器、油流繼電器和油位表等監視裝置。
（7）牽引電機為交流異步電動機，型號為YQ-1224，功率1200kW。主要由定子、轉子、端蓋和軸承等部件組成。定子主要由定子鐵芯、定子壓圈、筋板、定子線圈等部件組成，轉子主要由導條、端環、轉子壓圈、轉子鐵芯和轉軸等部件組成。電機非傳動端採用球軸承，傳動端採用圓柱滾子軸承，軸承採用絕緣軸承，能有效地防止電流腐蝕，運行可靠。軸承密封採用無接觸式迷宮結構。
在定子鐵芯齒中安裝有溫度感測器，用於監控定子繞組溫度，保證電機的安全運行。牽引電機的轉速測量及轉向確定是由裝在電機非傳動端的雙通道速度感測器完成的。
（8）機車高壓安全聯鎖系統由受電弓氣路聯鎖裝置、高壓接地開關和三級安全聯鎖鑰匙箱及相關門鎖及鑰匙組成。
受電弓氣路聯鎖裝置通過對受電弓升弓氣路的開通/關閉對受電弓的升弓和降弓動作進行限制。接地開關能對網側電路進行接地，當接地開關從“開” 位轉到“合” 位進行轉換時，能保證受電弓已經降下，受電弓供風中斷，並且受電弓供風管路中的風壓已經排出； 當接地開關處於“合” 位時， 受電弓供風管路被中斷，受電弓不能升起， 主斷路器不能閉合。
機車車頂門、安裝有高壓設備的屏櫃入口門及手動高壓隔離開關有可靠的安全裝置， 並與聯鎖鑰匙箱和接地開關有聯鎖，只有當接地開關處於“合”位時，才可能打開機車車頂門和安裝有高壓設備的屏櫃入口門，對手動高壓隔離開關進行操作。當機車車頂門、安裝有高壓設備的屏櫃入口門打開時， 及操作手動高壓隔離開關時，接地開關必須在“合”位，受電弓不能升起，主斷路器不能閉合。只有當機車車頂門、安裝有高壓設備的屏櫃入口門都關閉了，才能斷開接地開關，升起受電弓。
（9）機車裝有兩台TSG15B受電弓，受電弓額定速度為200km/h。弓內設定自動降弓保護裝置， 當弓網故障時，可自動降弓保護。為提高機車可靠性，機車上設定兩台高壓電壓互感器，安裝在機車車頂，高壓電壓互感器原邊繞組並聯在高壓隔離開關和受電弓之間。
（10）機車採用微機控制系統。控制系統具有控制、診斷、監測、傳輸、顯示和存儲功能，控制網路符合IEC61375標準。機車還具有重聯控制及顯示功能。
（11）採用新型空氣制動系統。
機車採用CCB II型制動機。CCB II型制動機由德國克諾爾集團（knorr-bremse）研發，是一種基於網路的電空制動系統。系統由五個主要部件組成，電空控制單元（EPCU）、集成處理模組（X-IPM）、電子制動閥（EBV）、機車司機室顯示模組（LCDM）、繼電器接口模組（RIM）。
部分採用我國自主研發的DK-2型制動機是一種具有微機模擬控制、網路通訊、故障智慧型診斷等信息化功能的機車電空制動機。能實現列車自動制動與機車單獨制動、空電聯合制動、斷鉤保護、列車充風流量監測、無動力回送、制動重聯、列車電空制動、列車速度監控配合等基本功能。系統具備單機自檢、故障診斷、數據記錄與存儲等功能，具備MVB、CAN等網路通訊接口。
轉向架
機車走行部為兩台完全相同的三軸轉向架，採用旁承彈簧承受車體載荷、“目”字形焊接鋼結構的無搖枕不等軸距轉向架。一系懸掛採用螺旋彈簧配垂向油壓減振器、單側軸箱拉桿；二系懸掛採用高撓螺旋圓彈簧及橡膠墊，配垂向、橫向、抗蛇行油壓減振器。驅動裝置在中國鐵路機車首次採用彈性架懸方式，取代了以往韶山8型、韶山9型、韶山7E型準高速電力機車所採用的剛性架懸方式。基礎制動裝置為輪盤制動；停放制動裝置為單元制動器。
HXD1D0001號車轉向架
HXD1D0001號車轉向架周恩來號
2015年5月4日，第四代“周恩來號”機車——HXD1D-1898，於2015年5月4日在上海鐵路局上海機務段正式上線運行。這是“周恩來號”機車自1978年1月首次命名以來的第四次換型。前三任機車為DF3-0058、DF4-2106和DF11-1898。
進港
現在牽引25T型客車服務於廣九直通車的韶山8型電力機車的服役年份已經超過20年，已經到達除籍標準，而廣鐵集團正在向中國鐵路總部申請改用和諧1D型電力機車進港作廣九直通車及城際直通車服務。
