EF66型电力机车

EF66型电力机车（日语：EF66形電気機関車）是日本国有铁道的直流电力机车车型之一^[1]，适用于供电制式为1500伏直流电的电气化铁路，由川崎车辆（川崎重工业）、川崎电机制造（富士电机）、汽车制造、东洋电机制造联合生产。EF66型电力机车是日本国铁为满足高速货物列车的牵引需要，于1960年代中期开发研制的3900千瓦六轴电力机车，也是当时世界上单节功率最大的窄轨电力机车。首台原型车于1966年落成，当时被称为EF90型电力机车；至1968年定型并开始投入批量生产。1969年，EF66型电力机车还获得了铁道友之会授予的第12届蓝丝带奖。

开发背景

1960年代初，正处于战后经济高速增长时期的日本，开始了大规模的高速公路修建计划^[2]。当时日本国有铁道已经意识到，随着日本高速公路网逐渐成形，公路货运势必对铁路货运形成严峻的挑战。1964年，日本国有铁道开始研究货物列车高速化的问题，对货物列车的运输组织、运行速度、机车车辆等范畴作出了检讨，并提出了有关确立铁路货物高速运输体系的几项基本方针，包括缩短铁路货物运输时间和列车区间运行时分，将货物列车最高速度提高至100公里/小时以上；开发研制构造速度可达110公里/小时的高速货车；开发研制大功率货运电力机车；集中发展集装箱和大宗货物的运输业务。

根据开行最高速度100公里/小时的高速货物列车的需要，日本国铁的列车速度调查委员会就列车运行时间、机车牵引性能、列车牵引定数、铁路基础设施等方面进行了深入研究。牵引动力方面，由于在保持相同牵引定数的同时提高最高运行速度，对电力机车的牵引性能提出了更高的要求。以东京和大阪之间的货物运输为例，东名高速公路和名神高速公路落成后，货物经高速公路的运输时间约为8小时，而高速货物列车经东海道本线（汐留—梅田）运行，单程运行时间需要压缩到约7小时，才有能力与公路货运竞争。

大功率电力机车

当时，由EF65型电力机车牵引的特急货物列车，牵引定数约600吨，东京至大阪间的出行时间约为7小时30分钟。因此，如果将牵引定数增加到1000吨，除非采用两台电力机车重联牵引，否则EF65型电力机车也不可能满足需要。另一方面，牵引供电系统的承受能力也是一项考虑因素，当EF65型电力机车双机牵引时，架空接触网的最大瞬时负载电流可达到5000安培，有可能超过东海道、山阳本线牵引变电所的容量限制，而网侧电压也会出现较大幅度的下滑，影响同一供电区间内其他列车的运行。

根据计算，假设1000吨货物列车的最高运行速度为100公里/小时，并且在10‰坡道上保持75公里/小时的均衡速度，牵引机车至少需要约3600千瓦的功率；若果牵引定数进一步提高到1200吨，则需要约4200千瓦的牵引功率。受到当时牵引电动机制造技术和窄轨限界的制约，日本国铁最初考虑研制双节重联形式的“H级”八轴电力机车，但随后由于大功率直流牵引电动机的实用化，令单节大功率的“F级”六轴电力机车得以成为现实。1966年，日本国铁试制了首台3900千瓦的EF90型电力机车，成为当时世界上单节功率最大的窄轨电力机车；同年，与之配套的10000系高速货车亦试制成功并投入运用。

除此之外，日本国铁进行货物列车高速化的研究时，亦曾经考虑过采用货运电力动车组的可行性。与动力集中式车组相比，由于动力分散式车组的动轴数量较多，可以在保持列车总功率相同的条件下采用功率较小的牵引电动机，同时还可以提高高速区域的粘着性能。以东海道新干线开通前的“回声号”列车（国铁151系电力动车组）为例，最高运行速度为110公里/小时，东京至大阪的运行时间约6小时30分钟。根据理论计算，如果800吨或1000吨货物列车要达到相同速度和时间，列车将分别需要5000千瓦和6300千瓦的功率，以当时直流电力机车的技术水平来说，不仅技术上存在很大困难而且经济上亦不甚现实。然而，由于无法与既有货车通用、编组运用缺乏弹性、提速效果有限等原因，货运电力动车组的构想未被日本国铁所接纳。

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