KZ4A型電力機車

KZ4A

2001年，哈萨克斯坦国家铁路（KTZ）为采购一批新型客运电力机车和客车车辆进行全球招标，中国南车集团株洲电力机车厂以良好的性价比最终夺得了3台电力机车的订单，双方并于同年11月5日在中国株洲签订购置合同，造价为937.8万美元。新型机车被定型为KZ4A型（0001～0003），采用交流传动技术，成为继出口往乌兹别克斯坦的O'zbekiston型电力机车后，中国第二款出口国外的交流传动电力机车。KZ4A型机车应用了DJ“九方”、DJ1、DJ2“奥星”及DJJ2“中华之星”等交流传动机车的技术和经验。每台机车装有两台株洲电力机车研究所开发的TEP28WG04型水冷GTO-VVVF牵引逆变器和TEC02型微机控制系统。机车轴式为Bo-Bo，采用当地的1520毫米宽轨轨距，最高时速210公里，适用于高速干线客运。
2004年3月12日，首台KZ4A型电力机车在株洲电力机车厂正式下线；同年3月底，三台机车付运哈萨克斯坦。2004年4月起，KZ4A型电力机车在哈萨克斯坦的铁路上进行为期三个月的运行试验，试验项目由哈萨克斯坦国家铁路和中国铁道科学研究院合作进行，至7月18日完成线路测试。
2004年7月22日，KZ4A型电力机车开始在阿斯塔纳和阿拉木图区间的长约1300公里的电气化铁路投入服务，担当牵引从西班牙引进的“Talgo 200”高速旅客列车，当时图定运行时速为145公里/小时，每周运行5个往返。同年8月1日是哈萨克斯坦国家铁路始创100周年纪念日，哈萨克斯坦邮政部门为此专门以KZ4A型电力机车为背景，设计出版了一张小型张纪念邮票。
2005年9月，鉴于KZ4A型电力机车运行表现良好，哈萨克斯坦国家铁路再次向株洲电力机车厂增购2台机车（0004～0005），并于2006年交付使用。2台新机车根据首批3台机车使用过程中发现的问题作出了改进，包括将机车轴重由20.5吨提高到22吨，以减少机车在雨雪天气下运行时发生轮对空转和打滑的机会；同时并修正了可能导致空气压缩机失控的逻辑控制缺陷。另外，在外观方面也有一些地方与前3台机车不同，包括侧视镜和头灯之间的通风口等。

KZ4AC

由于2011年亚洲冬季运动会将于哈萨克斯坦阿斯塔纳和阿拉木图举行，为了应付亚冬会期间来往两地之间的旅游客流，同时并推进哈萨克斯坦铁路机车车辆现代化，哈萨克斯坦国家铁路于2008年进行国际招标，采购新一批客运电力机车和客车车辆。南车株洲电力机车有限公司再次中标，获得了22台电力机车的订单，并于同年10月22日签订了采购合同，合同总值9,700万美元。该批机车被定型为KZ4AC型（0006～0027），“С”是“多机重联单元列车控制”（Системе многих единиц «СМЕ»）的俄语首字母缩写，代表两台机车能够与客车车辆组成电动车组运行。KZ4AC型电力机车的总体结构与KZ4A型机车大致相同，但改为采用了德国西门子的交流传动系统，包括牵引逆变器、牵引电动机、“Sibas 32”微机控制系统等。根据中哈双方签订的合同规定，其中20台机车将会以整车形式付运哈萨克斯坦，其余2台机车以散件形式付运并由哈萨克斯坦国家铁路旗下的巴伊杰列克股份公司（АО «Байтерек-А»）进行组装。此外，中哈双方并签订了长期合作备忘录，哈方派出人员赴华进行技术培训。
首两台先期发货的KZ4AC型机车于2010年7月交付哈萨克斯坦，机车在阿斯塔纳至卡拉干达区段的铁路完成型式试验后，由全俄电力机车研究与设计院实验验证中心进行对机车接收试验的认证程序。2010年10月30日，KZ4AC型0007号机车在萨雷奥巴（Saryoba）附近进行试运行时最高速度达到200公里/小时，创造了哈萨克斯坦铁路最高速度纪录。2011年1月30日，在第七届亚冬会于阿斯塔纳开幕之际，KZ4AC型电力机车正式在阿斯塔纳和阿拉木图之间投入运用。

总体结构

KZ4A（C）型电力机车是四轴干线客运电力机车，适用于供电制式为25千伏工频单相交流电的电气化铁路，机车轴式Bo-Bo，持续功率4,800千瓦，最高运行速度为210公里/小时。机车采用轻量化全钢焊接结构的整体承载车体，设中间贯穿走廊、双端司机室，车头采用流线型外形。车顶装有两台DSA250型单臂式受电弓、高压隔离开关、接地装置、真空断路器、避雷器等高压组件，II端司机室顶部并设有无线电台天线。车内设备以斜对称布置，机车采用独立通风方式，从车顶顶盖夹层风道吸入冷风，为牵引电动机、复合冷却器、辅助变流柜等通风冷却，并维持机械间呈微正压，改善机车防尘效果及防寒性能。卧式主变压器安装于车体底架之下。制动系统采用了在中国广泛使用的DK-1型空气制动机。

电路系统

KZ4A型电力机车是交—直—交流电传动的单相工频交流电力机车，采用了株洲电力机车研究所开发的TEP28WG04型牵引变流器、JD116B型牵引电动机和TEC02型微机控制系统。TEP28WG04型牵引变流器是在中国铁路DJ2型“奥星”电力机车、DJJ2型“中华之星”电力动车组所使用的TEP28WG01型牵引变流器的基础上，根据哈萨克斯坦夏季高温、冬季严寒的特殊气候环境改进而成。每台机车设置两台主变流器，每台主变流器由四象限整流器、中间直流回路、PMW逆变器三个部分组成，功率控制器件为GTO元件（4500V／3000A），冷却介质为乙二醇和高纯水的混合物，中间直流电压为2800伏。JD116B型牵引电动机为四极三相鼠笼式异步牵引电动机，额定功率为1225千瓦，采用无机壳全焊接复合结构定子、无接触式迷宫结构轴承密封，控制方式为直接转矩控制（DTC）。

控制系统

KZ4A型电力机车采用TEC02型分布式微机控制系统，设有符合列车通信网络（TCN）标准的多功能车辆总线（MVB）和绞线式列车总线（WTB），具有牵引、制动特性控制、机车逻辑控制、防空转防滑行控制、速度控制、空电联合制动控制、防抱死制动控制、故障诊断与故障记录等功能。机车并安装了俄罗斯标准的机车综合安全系统（КЛУБ-У）。

转向架

机车走行部为两台二轴转向架，采用旁承弹簧承受车体载荷、“日”字形低合金钢板焊接钢结构的无摇枕转向架，一系悬挂采用单拉杆轴箱定位及螺旋弹簧，并设有垂向油压减震器；二系悬挂采用螺旋弹簧，配以垂向、横向、抗蛇行油压减震器。牵引力和制动力通过中央低位斜拉杆牵引装置传递。每根车轴均安装有一个驱动制动单元，采用架悬式全悬挂方式安装在转向架构架上；牵引电动机通过六连杆轮对空心轴弹性传动装置，向电动机齿轮和轮对齿轮传递扭矩；基础制动系统采用轮盘制动。