EF66型電力機車

EF66型電力機車（日語：EF66形電気機関車）是日本國有鐵道的直流電力機車車型之一^[1]，適用於供電制式為1500伏直流電的電氣化鐵路，由川崎車輛（川崎重工業）、川崎電機製造（富士電機）、汽車製造、東洋電機製造聯合生產。EF66型電力機車是日本國鐵為滿足高速貨物列車的牽引需要，於1960年代中期開發研製的3900千瓦六軸電力機車，也是當時世界上單節功率最大的窄軌電力機車。首台原型車於1966年落成，當時被稱為EF90型電力機車；至1968年定型並開始投入批量生產。1969年，EF66型電力機車還獲得了鐵道友之會授予的第12屆藍絲帶獎。

開發背景

1960年代初，正處於戰後經濟高速增長時期的日本，開始了大規模的高速公路修建計劃^[2]。當時日本國有鐵道已經意識到，隨着日本高速公路網逐漸成形，公路貨運勢必對鐵路貨運形成嚴峻的挑戰。1964年，日本國有鐵道開始研究貨物列車高速化的問題，對貨物列車的運輸組織、運行速度、機車車輛等範疇作出了檢討，並提出了有關確立鐵路貨物高速運輸體系的幾項基本方針，包括縮短鐵路貨物運輸時間和列車區間運行時分，將貨物列車最高速度提高至100公里/小時以上；開發研製構造速度可達110公里/小時的高速貨車；開發研製大功率貨運電力機車；集中發展集裝箱和大宗貨物的運輸業務。

根據開行最高速度100公里/小時的高速貨物列車的需要，日本國鐵的列車速度調查委員會就列車運行時間、機車牽引性能、列車牽引定數、鐵路基礎設施等方面進行了深入研究。牽引動力方面，由於在保持相同牽引定數的同時提高最高運行速度，對電力機車的牽引性能提出了更高的要求。以東京和大阪之間的貨物運輸為例，東名高速公路和名神高速公路落成後，貨物經高速公路的運輸時間約為8小時，而高速貨物列車經東海道本線（汐留—梅田）運行，單程運行時間需要壓縮到約7小時，才有能力與公路貨運競爭。

大功率電力機車

當時，由EF65型電力機車牽引的特急貨物列車，牽引定數約600噸，東京至大阪間的出行時間約為7小時30分鐘。因此，如果將牽引定數增加到1000噸，除非採用兩台電力機車重聯牽引，否則EF65型電力機車也不可能滿足需要。另一方面，牽引供電系統的承受能力也是一項考慮因素，當EF65型電力機車雙機牽引時，架空接觸網的最大瞬時負載電流可達到5000安培，有可能超過東海道、山陽本線牽引變電所的容量限制，而網側電壓也會出現較大幅度的下滑，影響同一供電區間內其他列車的運行。

根據計算，假設1000噸貨物列車的最高運行速度為100公里/小時，並且在10‰坡道上保持75公里/小時的均衡速度，牽引機車至少需要約3600千瓦的功率；若果牽引定數進一步提高到1200噸，則需要約4200千瓦的牽引功率。受到當時牽引電動機製造技術和窄軌限界的制約，日本國鐵最初考慮研製雙節重聯形式的「H級」八軸電力機車，但隨後由於大功率直流牽引電動機的實用化，令單節大功率的「F級」六軸電力機車得以成為現實。1966年，日本國鐵試製了首台3900千瓦的EF90型電力機車，成為當時世界上單節功率最大的窄軌電力機車；同年，與之配套的10000系高速貨車亦試製成功並投入運用。

除此之外，日本國鐵進行貨物列車高速化的研究時，亦曾經考慮過採用貨運電力動車組的可行性。與動力集中式車組相比，由於動力分散式車組的動軸數量較多，可以在保持列車總功率相同的條件下採用功率較小的牽引電動機，同時還可以提高高速區域的粘着性能。以東海道新幹線開通前的「回聲號」列車（國鐵151系電力動車組）為例，最高運行速度為110公里/小時，東京至大阪的運行時間約6小時30分鐘。根據理論計算，如果800噸或1000噸貨物列車要達到相同速度和時間，列車將分別需要5000千瓦和6300千瓦的功率，以當時直流電力機車的技術水平來說，不僅技術上存在很大困難而且經濟上亦不甚現實。然而，由於無法與既有貨車通用、編組運用缺乏彈性、提速效果有限等原因，貨運電力動車組的構想未被日本國鐵所接納。

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